超分辨光学显微镜——用“慧眼”探秘世界( 二 )

  探秘微观世界的神器

  为看清变幻莫测的大千世界 , 1665年 , 英国科学家罗伯特·虎克制造了第一台用于科学研究的光学显微镜 , 用以观察薄薄的软木塞切片 , 进而发现了细胞 。 这一对未知的探索让人们接触到显微镜下的一个微观世界 , 犹如一束光照进黑不见底的深渊 , 点燃了科学家们研发光学显微镜的热情 。

  借助光学显微镜 , 科学家们在微观世界里纵横驰骋 , 第一次发现了细菌和微生物 , 但不久却遭遇冰冷的现实:由于存在一道无法逾越的“墙”——光学衍射极限 , 传统光学显微镜的分辨率只能达到200纳米(0.2微米)左右 。 换句话说 , 如果物体小于0.2微米 , 通过光学显微镜将仅能看到一个模糊的光斑 , 科学家因而无法从分子层面研究活细胞 。

  随着科学家们不断努力 , 后来诞生了电子显微镜等微观观测设备 , 借助它 , 人们可以看得更小更清 。 比如 , 一粒一粒的原子 。 不过 , 尺有所短寸有所长 , 目前已将分辨率做到几纳米的电子显微镜也存有劣势 。 “由于需要抽出真空 , 电子显微镜只能用来观测固体标本 , 不能用于活体观测 。 而对于生物学、医学方面的研究 , 更希望在生命体存活的自然状态下观察 。 对此 , 光学显微镜拥有先天优势 。 ”唐玉国解释 。


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