諾貝爾獎之冷凍電鏡有多強大？能穿透你的肉體，窺探你蛋白質的內部構造

2017年的諾貝爾化學獎頒給了三位發明冷凍電鏡的學者，他們分別是哥倫比亞大學的oachim Frank教授，蘇格蘭分子生物學家和生物物理學家Richard Henderson和瑞士洛桑大學生物學教授雅克·迪波什Jacques Dubochet。冷凍電鏡一直以來都是冷門的技術，但是既然有科學家能夠研究出成果，那麼它的作用一定不小。

可能很多人都不知道電鏡是什麼，電鏡就是電子顯微鏡的縮寫，在歷史上電子顯微鏡是在光學顯微鏡的基礎上發展而來的。人類最早發明的是光學顯微鏡，光學顯微鏡通過利用可見光來觀察細胞等物質，但是不能夠觀察到細胞裡面的蛋白質分子。這是為什麼呢？光學顯微鏡是藉助光子波動性來觀察比光子波長500nm要大的物質，而蛋白質等微觀物質的大小在1~100nm之間，如果用光學顯微鏡去觀察它們是看不到的。

而電子顯微鏡則不同，電子的波長大約是光子波長的十萬分之一，它在理論上就像一根非常細的探針一樣直接照射在蛋白質等物質上，然後經過蛋白質等物質的反射就可以看到它們的樣子了。

現在科學家只是利用電子顯微鏡來觀察無機物上的構成，還沒應用到生物大分子上。理論上是可以用電鏡來觀察生物大分子，但是如果真的用電子去轟擊蛋白質分子的話，往往會出現問題：電子需要真空條件下才能保持穩定，電子容易將生物大分子的化學鍵打斷，就算拍得到圖片也是模糊不清的圖片。

以上的問題經常出現在傳統電子顯微鏡下，為了解決這些問題，獲得諾貝爾化學獎的三位科學家著手開始研究冷凍電鏡技術。他們為了將生物大分子固定在真空的環境下，利用液態乙烷等冷凍物質製作出了水膜，將生物大分子放入其中，這樣問題就迎刃而解了。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！