生物学家强势夺得2017年诺贝尔化学奖?带你来看看怎么回事

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楼主 2019-01-10 14:47:05
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生物学家强势夺得2017年诺贝尔化学奖?带你来看看怎么回事

        今天跟大家讲讲2017年的诺贝尔化学奖。注意这回的三位得主都不是化学家,而是三位生物物理学家。

        2017年诺贝尔化学奖授予:

        雅克·杜邦内特(Jacques Dubochet)

        约阿希姆·弗兰克(Joachim Frank)

        以及理查德·亨德森(Richard Henderson),以表彰他们“在开发用于溶液中生物分子高分辨率结构测定的冷冻电镜技术方面的贡献”。他们的引导的技术突破给生物分子学打开了新的领域,他们发明的是冷冻电子显微镜。



        电子显微镜的核心元件是电子枪和电子透镜。前者产生电子束,后者像凸透镜聚焦光线一般,利用电场改变电子束的方向。通过观察电子束和周围物(wu)质(zhī)、化学键的作用,就可以“看出”它们在分子级别上的结构。它的分辨率比光学显微镜高了1000倍。它是目前研究物质分子结构的重要设备。

        为了保证电子束不与空气分子发生碰撞,整个电子通道从电子枪至照相底板盒都被置于真空系统之内。但这就导致了一些问题……

        电子显微镜无法用于观察生物,况且生物在高能电子辐射的照射下完全无法生存。

        但是现在又有这个需要,怎么办呢?

        冷冻是保鲜的最好方法之一:曹操造铜雀三台之冰井台,设计用于储藏冰块和食物;狂派威震天在冰中呆了9000多年。

        考虑到要生物在强辐射、高真空环境下保持生命活动——也就相当于冬眠,温度少说得降到-180℃。

        听起来很简单?那你就大错特错了。

        冷冻电镜的设想,上世纪70年代就出现了,在最近两年出现了巨大的突破。难在那里呢?

        打个比方,冷冻过的肉没新鲜的肉好吃,冷冻过未开封的可乐易拉罐也不可能使它保持原状。简单地把样品冻起来会使液体结成晶体从而严重扭曲生物的结构。

如图,豆腐在冷冻前和冷冻后的区别


        所有一切降温要在万分之一秒内完成——这会使分子在来不及排列到适当位置就凝固,达到高度透明和最高程度的对生命组织的保护。

        虽说是这冷冻电镜是做出来了,但是真的只有土豪才买得起。好一点的,光显微镜就要450万,加上什么电子探测器啦、球差矫正器啦少说600万。加上这么多配件和巨长的电子加速器,这显微镜高得不要不要的。

        生物学家得化学奖,可见学科之间都是相通的。也许,把各个科学学科合为一体,就是科学的最终目的吧……


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