看见病毒:显微镜的百年历程

作者: 小溪

来源: 中科院高能所

发布日期: 2020-11-02 08:00:00

本文详细介绍了从19世纪末到21世纪初,显微镜技术如何从光学显微镜的“阿贝极限”限制中逐步突破,使得人类能够观察到病毒的模样并深入了解其内部结构和活动过程。文章涵盖了电子显微镜、相衬显微镜、荧光显微镜、激光技术、共聚焦成像以及受激发射损耗显微技术等多项技术的创新和发展,这些技术的进步为生物学研究提供了强大的工具,使得科学家能够实时观察病毒在活细胞内的活动,为攻克致病病毒提供了有力支持。

突然袭来的新冠肺炎疫情让人类又一次见识了“病毒”的威力。肉眼看不到的病毒作为一个物种,很可能从地球生命诞生之初就已经存在,而人类从意识到有病毒存在→看到病毒的模样→弄清病毒的内部结构成分却经历了漫长的过程。病毒在19世纪末已被证实肯定存在,但因“阿贝极限”使光学显微镜无法达到更高的分辨率,始终看不到病毒的踪影。

20世纪30年代,电子显微镜的发明使神秘的病毒终于现出了真身,只是电子显微镜的原理决定了它无法用于活细胞的观察及获取生物活动的动态信息,而攻克致病病毒,需要深入了解病毒在活细胞内感染、复制及释放的动态过程。科学界期待着能有可获取生物过程动态信息的、更高分辨率的光学显微镜。光学显微镜的“阿贝极限”究竟有没有可能被突破呢?

尽管每项科学技术的发展都会历尽艰辛,只是没想到,真正突破“阿贝极限”竟用了百余年,在此期间数项新技术的发明起到了极为关键的作用!

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