本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
為了找到一種方法來觀察大多數科學家認為永遠無法看到的東西，三位顯微鏡專家獲得了2014年諾貝爾化學獎。斯特凡·W·赫爾、埃裡克·貝齊格和威廉·E·莫納開發了兩種不同的技術來提高光學顯微鏡的功率，使科學家能夠觀察活細胞內的分子活動，觀察DNA的組裝過程，以及追蹤參與亨廷頓病和阿爾茨海默病的蛋白質的活動。
今天上午在斯德哥爾摩，諾貝爾委員會宣佈，該獎項“因開發超解析度熒光顯微鏡”而授予德國哥廷根馬克斯·普朗克生物物理化學研究所所長赫爾；弗吉尼亞州阿什本霍華德·休斯醫學研究所的詹利亞農場研究園區的研究員貝齊格；以及加利福尼亞州斯坦福大學的教授莫納。
科學家們想出了打破1873年顯微鏡學家恩斯特·阿貝提出的看似不可逾越的障礙的方法，當時他寫了一個公式，設定了光學顯微鏡的下限。他的研究非常有說服力地表明，可見世界的極限約為可見光波長的一半，或約為0.2微米。這種“衍射極限”意味著科學家可以看到細胞的輪廓，但看不到其內部運作。
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諾貝爾化學委員會主席、瑞典隆德大學的化學家斯文·利丁說，電子顯微鏡可以看得更小。“但是使用它們意味著你必須殺死細胞，”這使得不可能看到任何活動，他說。新獲獎者的工作意味著“可以研究反應的發生過程，而不是最終結果，而是實際發生的。它為化學和生物化學開闢了全新的可能性。”
1994年，赫爾發表了一篇文章，描述了一種稱為受激發射損耗的方法，該方法本質上是將光學顯微鏡變成手電筒，能夠聚焦在細胞的非常小的部分。該方法使用兩個光脈衝。第一個脈衝刺激細胞中的熒光分子。第二個“猝滅”脈衝會抵消單個發光點周圍所有分子的光。這使得發光區域可以被清晰地看到。2000年，赫爾能夠以前所未有的光學顯微鏡解析度對單個細菌進行成像。
貝齊格和莫納各自獨立開發了另一種稱為單分子顯微鏡的技術。其想法是選擇性地開啟樣品中的一些熒光分子，但保持其他分子處於黑暗狀態。然後將焦點稍微移動到相鄰的分子，並重復。1997年，莫納展示了他可以專注於僅僅一個分子，即來自水母的綠色熒光蛋白，使其像帶有開關的小燈泡一樣發光和熄滅。2006年，貝齊格表明，在一個分子熄滅後，他可以點亮附近的分子，並透過疊加影像，建立細胞一部分的完整影像。
今天上午透過電話聯絡到赫爾，他說衍射屏障是一個令人生畏的障礙。“但我相信開啟和關閉分子可以指明方向。我沒有放棄，”他說。諾貝爾委員會的利丁補充說，要突破這樣的障礙，“你必須對自己的想法充滿信心。而且你需要毅力。”
美國化學學會主席、愛荷華州立大學教授湯姆·巴頓說，獲獎者的工作“使我們能夠看到以前看不見的東西——揭開了細菌、病毒、蛋白質和小分子的面紗。”
貝齊格在此基礎上開發了細胞高解析度電影，並且您可以在《大眾科學》上閱讀有關它們的內容（並觀看電影），該雜誌在2013年描述了這項工作。
莫納的觀察細胞內部的方法在2009年《大眾科學》的文章中進行了描述。該雜誌在1991年報道了他的分析晶體中單個分子的技術。