Stefan W. Hell: nemecký fyzik, Nobelovu cenu za superrozlíšenú mikroskopiu
Stefan W. Hell — nemecký fyzik, laureát Nobelovej ceny 2014 za superrozlíšenú fluorescenčnú mikroskopiu. Objav, ktorý zmenil zobrazovanie a výskum živých buniek.
Stefan Walter Hell (narodený 23. decembra 1962) je nemecký fyzik a jeden z riaditeľov Inštitútu Maxa Plancka pre biofyzikálnu chémiu v Göttingene v Nemecku. V roku 2014 získal Nobelovu cenu za chémiu „za vývoj superrozlíšenej fluorescenčnej mikroskopie“ spolu s Ericom Betzigom a Williamom Moernerom.
Narodil sa v banátskej švábskej rodine v Arade v Rumunsku a vyrastal v dome svojich rodičov v neďalekej Sântane. Prostredie a záujem o presné merania ho priviedli k štúdiu fyziky.
V roku 1981 začal študovať na univerzite v Heidelbergu. Doktorát z fyziky získal v roku 1990. Po doktoráte pokračoval vo výskume na viacerých inštitúciách a postupne sa špecializoval na optiku a fluorescenčné zobrazovacie metódy, čo ho nakoniec viedlo k vedúcej pozícii v Max‑Planckovom inštitúte v Göttingene.
Prínos: STED mikroskopia
Stefan W. Hell je najznámejší ako autor a propagátor metódy STED (Stimulated Emission Depletion) mikroskopie, ktorá prelomyla tradičné obmedzenie rozlíšenia optickej mikroskopie stanovené Abbeho difrakčným limitom. Zjednodušene povedané, princíp STED spočíva v tom, že sa pri osvetlení vzorky okrem excitačného laseru použije aj druhý „deplétačný“ laser s tvarom lúča v tvare prstenca (donut), ktorý donúti fluorescenčné molekuly v okolí prstenca k navráteniu do základného stavu bez emisie svetla. Výsledkom je výrazné zmenšenie efektívneho fluorescenčného bodu (PSF) a tým dosiahnutie rozlíšenia na úrovni desiatok nanometrov, teda pod difrakčným limitom.
Tento koncept znamenal kvalitatívny posun v zobrazovaní biologických štruktúr: umožnil sledovať usporiadanie bielkovín, membrán, synaptických spojení a subcelulárnych detailov priamo v bunkách s priestorovým rozlíšením, ktoré predtým nebolo opticky dosiahnuteľné.
Nobelova cena a význam pre vedu
Za koncepciu a realizáciu metód vedúcich k superrozlíšenému zobrazovaniu bol Hell ocenený Nobelovou cenou za chémiu v roku 2014 spolu s Ericom Betzigom (rozvoj lokalizačných techník súvisiacich s PALM/STORM) a Williamom Moernerom (prvé jednotlivé molekulárne spektroskopické merania). Spolupráca a paralelné prístupy týchto troch priekopníkov otvorili novú éru optickej mikroskopie, ktorá má veľký dopad v bunkovej biológii, neurovede, medicínskom výskume i v nanovedách.
Prax a vplyv
Metódy založené na STED a na princípoch superrozlíšenia sa dnes používajú v mnohých laboratóriách po celom svete. Sú komerčne dostupné aj v podobe prístrojov pre biologické a lekárske laboratóriá a umožňujú skúmať dynamiku biomolekúl v živej bunke, mapovať štruktúru biomateriálov a skúmať molekulárne interakcie s vysokou priestorovou presnosťou.
Ocenenia a ďalšie aktivity
Okrem Nobelovej ceny získal Hell množstvo ďalších ocenení a je uznávanou osobnosťou v oblasti optiky a biofyziky. Je autorom a spoluautorom mnohých vedeckých článkov a patentov, prednáša na medzinárodných konferenciách a pôsobí ako mentor pre novú generáciu vedcov v oblasti nanooptiky a superrozlíšenia. Je tiež členom viacerých vedeckých spoločností a akadémií.
Jeho práca významne posunula hranice toho, čo je možné zobraziť optickými prostriedkami, a otvorila nové možnosti pre základný aj aplikovaný výskum v biologických a medicínskych vedách.
Prehľadať