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機床工程師摘得2014諾貝爾化學獎
閱讀:1419 發(fā)布時間:2014-10-202014屆化學獎得主之一艾力克·貝齊格是個很有性格也很有能力的人。霍華德·休斯醫(yī)學研究院的上有他的個人傳記,轉(zhuǎn)譯如下,大家感受下:
資料來源:http://www.hhmi.org/scientists/eric-betzig
在艾力克·貝齊格搬進珍利亞農(nóng)場研究園區(qū)之前,這個身兼物理學家、發(fā)明家和工程師的人連個實驗室都沒有。他在密歇根的小房子里倒是有個辦公室,他在那里完成了他大部分的工作。但某一天他將東西都打包帶上了他在海蘭德湖邊的船上,隨后找了個人跡罕至的地方當工作間。畢竟干他這一行的,收拾家伙很容易——用他的話說,不過就是“一臺筆記本和一些個絕妙的點子而已。"
但那時貝齊格腦中的點子已經(jīng)不是有筆記本電腦和小房子就能實現(xiàn)的了。經(jīng)過兩年半的理論研究,他將自己的理論帶進了實驗室。在那里,他可以用自己的理論去攻克生物學上的一個重要技術(shù)難題。他在珍利亞農(nóng)場研究園區(qū)當上了一個實驗室的頭兒,負責開發(fā)顯微鏡——他要讓生物學家們能以的分辨率觀察活細胞之內(nèi)的事物。
貝齊格是實驗物理學家出身,之前就曾因開發(fā)近場光學顯微鏡而轟動一時。他的這項技術(shù)使人們觀察到*以來科學家覺得小到無法用光學顯微鏡看到的結(jié)構(gòu)。他在康奈爾大學念了碩士,又在貝爾實驗室呆了六年。期間,他改進了自己的技術(shù),讓它更加實用,讓科學家能夠更有力地觀察死細胞。
典型的蛋白質(zhì)大概有一兩個納米,普通光學顯微鏡只能看到比它們大200倍以上的大小。近場光學顯微鏡大概能分辨小到30nm左右的結(jié)構(gòu)——還是比蛋白大很多。不過按貝齊格的話說,“也夠你了解很多了。"但他一想到當時成像方法的那些限制將意味著用它們來做活細胞成像可能毫無用處,貝齊格就有些喪氣。了解到自己已將這技術(shù)推進到極限,貝齊格決定該做些別的什么了。
他離開了貝爾實驗室,也將科學世界拋在了腦后,而選擇到他老爸羅伯特的機床企業(yè)去。他在安娜堡機器公司(貝齊格的父親于1985年建立的當?shù)仄髽I(yè),擁有技術(shù),營業(yè)首年的銷售額就達到600萬美元。不過在2009年破產(chǎn),后來被賣給了另一家公司)呆了7年,解決機器部件的高通量自動生產(chǎn)問題。他解釋說,問題在于好幾噸的機器和工具器件需要進行多點移動才能被切割成形,所以花在移動機器上的時間比花在切割金屬上的時間要多。憑借在工程方面的頭腦,貝齊格在不犧牲所需精度的前提下創(chuàng)造了快速移動機器的方法,大大減少了生產(chǎn)時耗。
然后當他通過開發(fā)和營銷看到自己的發(fā)明的時候,貝齊格又焦躁不安了。他坐不住了,琢磨著要回去搞科研。不過,在過去十年間他都沒有發(fā)過文章,“這可是簡歷上的一個大坑啊。那時我知道,自己得有個把不得了的好想法,人們才會重新聽我的。"
“于是我宅在自己的小屋子里開始琢磨。zui終,我的那些想法讓我重返顯微學界。"他回憶道。他說,諸如熒光蛋白等成像領(lǐng)域的進展使得改進顯微學的需求比十年前——他還在科學界的時候——要大得多。“現(xiàn)在我們至少可以期望從分子層面窺視細胞了,那才是細胞活動所在的層次。如果我們成功了,并且能在這個層次研究細胞動態(tài),人類在細胞生物學和分子生物學方面的理解將突飛猛進的哇。"
貝齊格在近場光學顯微鏡上的經(jīng)驗讓他深知空間分辨率和信號強度之間的矛盾,正是這個矛盾令所有想實時研究大分子動態(tài)的努力全都沒戲。“這點讓我發(fā)展了自己的理論",一種依賴大規(guī)模三維光陣列聚焦的成像方法。他相信通過同時將焦點的光集中到一起,他能補償信號的快速丟失。正是這種丟失使得早前的方法無法被用于活細胞成像。他將這種技術(shù)稱為光學晶格成像術(shù),他認為這種技術(shù)比之傳統(tǒng)成像方法還有其他優(yōu)點,諸如對單個熒光分子的靈敏度提高、對細胞的損傷減少等等。
貝齊格為這項設(shè)計申請了,并開始做初步實驗,以證明這種方法切實可行。在珍利亞,他繼續(xù)驗證他的理論并將理論變?yōu)橛杏玫脑O(shè)備。zui初的設(shè)計應(yīng)該能實現(xiàn)活細胞動態(tài)的快速成像,但分辨率仍然很有限。“所以,你得用上各種不同的技巧來突破衍射極限。這便是我在珍利亞攻堅的事情。"
貝齊格說,珍利亞是做這項工作的理想地點,很大程度上因為他有很多機會與zui終將使用他開發(fā)的工具的人們交流。“我在做生意時的經(jīng)驗告訴我,沒啥比和新產(chǎn)品的用戶保持更重要的事情了。"他說,“在珍利亞恰恰就有這樣的交流,會用到顯微鏡的人就在那,他們會指導(dǎo)我的設(shè)計。"
同等重要的事情在于珍利亞研究園區(qū)有著很好的機制,能“將物理學家用來工作的那坨亂七八糟東西引入開發(fā)階段,并轉(zhuǎn)化成生物學家真正能用得上的東西。"
“zui終呢,"貝齊格說,“影響力很重要。你總是希望創(chuàng)造一些有影響力的東西的吧。"他將自己的靈感帶到珍利亞,為的就是這個。
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沒實驗室?哥有機床。
十年沒文章?哥有腦子。
不是化學家?哥有諾貝爾化學獎。