ノーベル賞委員会は8日、2014年のノーベル化学賞を、ハワード・ヒューズ医学研究所のEric Betzig氏、マックプランク研究所のStefan W. Hell氏、スタンフォード大学William E. Moerner氏に贈ると発表しました。

受賞理由は、”for the development of super-resolved fluorescence microscopy.” となっており、超高解像度の蛍光顕微鏡の開発業績が評価されたものとなっています。

1873年、科学者のErnst Abbe（エルンスト・アッベ）は、光学顕微鏡の分解能は、開口数と観察波長に依存するとした理論を発表。この理論は、長らく顕微鏡の性能限界を表すものとして使われてきました。

しかし、アッベの理論に従う従来の顕微法では、200nmという分解能が一つの壁となっており、このためにDNAや生体由来のタンパク質といった微細構造は観察が難しく、そうしたサンプルの直接観察は難しいものと考えられていました。

Hell氏は2000年、1本のレーザーによってサンプルの分子を励起させ、もう1本のレーザーによってその励起を失活させる技術によって「STED（Stimulated Emission Depletion, 誘導放出制御） 顕微鏡」を開発。
これにより、従来では敵わなかった分子レベルの光学観察が可能となります。

一方、Moerner氏とBetzig氏は、STED顕微鏡とは異なる方向から、ナノレベルの構造観察実現に向けた研究を行っています。彼らは、一旦サンプル全体から発生する蛍光をとらえた後、確率論に従って画像処理を行うことで、ナノレベルの観察を実現しています。

顕微鏡の開発業績および生体分子の観察法開発いう、化学賞のイメージとは少し離れた印象のある発表でしたが、近年、化学や生物学といった学問領域間の融合を象徴する出来事といえるかもしれません。
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▼STED顕微鏡の原理図
励起用のレーザーに、ドーナツ状のレーザーを重ねあわせることでスポット系を小さくする
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▼通常の蛍光観察とSTEDの比較。ターゲットスポットが大幅に縮小している
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▼単分子顕微鏡の原理図
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▼Betzi氏が2006年に発表した論文の中の観察図
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ノーベル財団プレスリリース
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2014/