İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi, 2014 yılı Nobel Kimya Ödülü’nün sahiplerini ‘’Süper – Kararlı Floresans Mikroskobun geliştirilmesi’’ konusunda çalışmalarını gerçekleştiren Eric Betzig (Howard Hughes Tıp Enstitüsü, Janelia Farm Araştırma Kampüsü, Asburn, VA, USA), Stefan W. Hell (Max Planck Biyofizik Kimya Enstitüsü (Göttingen) ve Alman Kanser Araştırmaları Merkezi (Heidelberg), Almanya) ve William E. Moerner (Stanford Üniversitesi, Stanford, CA,USA) olarak açıkladı.
Işık mikroskobunun sınırlarını genişletmek
Uzun süredir optik mikroskobun sınırları tahminler üzerinde tutuldu. Öyle ki ışığın dalga boylarının yarısının kullanılmasından daha iyi bir çözünürlük gözlenemedi. Floresan molekülleri yardımıyla 2014 Kimya Nobel Ödülünü Kazananlar dahiyane bir şekilde bu sınırlamayı ortadan kaldırdı. Yaptıkların bu çığır açan çalışma, optik mikroskopa nanoboyut incelemelerini kazandırdı.
Nanoskopi olarak tanımlanacak şey, bilim adamlarının canlı hücrelerdeki moleküllerin tek tek izlediği yolu görselleştirmektir. Bu sayede moleküllerin beyinde bulunan sinir hücreleri arasındaki sinapsları nasıl oluşturduğuna şahit olunabilecek; sonuçların bir araya getirilmesiyle Parkinson, Alzheimer ve Huntington gibi hastalıklarda rol alan proteinler izlenebilecek, embriyo oluşturan döllenmiş yumurtaların proteinleri tek tek izlenebilecektir.
Şu çok açıktır ki bilim adamları şimdiye kadar canlı hücrelerdeki en ufak molekül detaylarını incelemeyi başaramadılar. 1873 yılında, mikroskopist Ernst Abbe geleneksel optik mikroskopunun maksimum çözünürlüğü için fiziksel bir sınır olduğunu ve 0,2 mikrometreden daha iyi sonuçlara ulaşılamayacağı belirtmiştir. Eric Betzig, Stefan W. Hell ve William E. Moerner bu sınırı alt üst ettikleri için Nobel Kimya Ödülü’ne layık oldular. Bu başarıları sayesinde optik mikroskop nano dünyayı gözetleyebilecektir.
Burada iki ayrı ilke ödüllendirilmiştir. Birisi 2000 yılında Stefan Hell tarafından geliştirilen Uyarılmış Emisyon Azaltma Mikroskobu (STED) yöntemidir. Bu yöntemde iki lazer ışını kullanılır. Lazerlerden bir tanesi floresan moleküllerini uyararak ışımasını, diğeri nano boyutta bulunanlar haricindeki bütün floresan maddelerin sönümünü sağlar. Numune üzerine nanometre boyutlarında tarama yapıldığında, Abbe’nin öngördüğü sınırdan daha iyi bir çözünürlüğe sahip görüntü oluşur.
Eric Betzig ve William Moerner (ayrı çalışmalarda) ‘tek – molekül mikroskobu’ adı altındaki ikinci yöntemin temellerini oluşturdular. Bu yöntem, molekülleri tek tek floresan özellikleri açık ya da kapalı hale dönüştürme olasılığına dayanır. Bilim adamları her zaman ışınım yapan moleküllerin sadece birazının yayılmasını sağlayarak aynı bölgeyi birçok kez görüntülemişlerdir. Bu görüntülerin üst üste gelmesiyle nano boyutta çözümlenebilen çok yoğun bir görüntü elde edilmiştir. Eric Betzig bu yöntemi ilk kez 2006 yılında kullanmıştır.
Bugün, Nanoskopi dünya çapında kullanılacak ve insanlığa büyük yararları dokunacak yeni bilgilere ışık tutacaktır.
Kaynak: sciencedaily.com
