A kémiai Nobel-díjat is hárman kapják megosztva

A három tudós közül az egyik aradi születésű. Két amerikai és egy német tudós lett a kémiai Nobel-díj kitüntetettje 2014-ben. Nanoszkópiáért két amerikai és egy német tudós, Eric Betzig, William E. Moerner és Stefan Hell kapta megosztva az idei kémiai Nobel-díjat – jelentették be szerdán a svéd Királyi Tudományos Akadémián Stockholmban.

Az aradi születésű Stefan Hell (forrás: mno.hu)

A bizottság indoklása szerint a nanoszkópia egyebek közt lehetővé tette az élő sejteken belül az egyes molekulák nyomon követését és annak megfigyelését, hogyan képződnek szinapszisok az idegsejtek között vagy miként alakulnak ki a patológiás fehérjeelváltozások olyan betegségekben, mint az Alzheimer-, a Parkinson- vagy a Huntington-kór.

A kitüntetettek 8 millió koronával (272 millió forintnak megfelelő összeggel) gazdagodnak, a díjátadó ünnepséget hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján rendezik.

A probléma megoldása

Hosszú időn keresztül az optikai rendszerek térbeli felbontóképességének az úgynevezett diffrakciós limit szabott határt, az a legkisebb távolság, amelynél a tárgypontok még különálló képpontokként képződnek le. Ez a fény hullámhosszának a fele. E leküzdhetetlennek hitt fizikai akadályon a fluoreszkáló molekulák segítségével sikerült túljutniuk az idei kémiai Nobel-díjasoknak. Eric Betzig, William E. Moerner és Stefan Hell munkásságának köszönhetően az optikai képalkotó rendszerek már képesek nanoméretes (a milliméter milliomod része) tartományban zajló folyamatokat is megfigyelni.

A bizottság két különböző módszert díjazott. Az egyik a stimulált emisszió-depléció (stimulated emission depletion), amelyet Stefan Hell dolgozott ki 2000-ben. Az eljárás során két lézernyalábot alkalmaznak: az egyikkel gerjesztik a fluoreszcens molekulákat, a másikkal visszakényszerítik alapállapotukba, kivéve a nanométer nagyságú struktúrákat. A mintát nanométerről nanométerre letapogatva kapják az optikai mikroszkópoknál nagyságrendekkel nagyobb felbontású képeket.

Eric Betzig és William E. Moerner egymástól külön dolgozta ki a másik eljárást, az egymolekula-mikroszkópia alapjait, amely az egyes fluoreszcens molekulák fénykibocsátásának ki- és bekapcsolásán alapul. Ugyanarról a területről készített számtalan felvétel mindegyike csupán az éppen világító molekulákat „ragadja ki”, ám e képek összesítése eredményezi a nanométeres felbontású felvételeket.

Eric Betzig

Eric Betzig 1960-ban született a Michigan állambeli Ann Arborban. Tanulmányait a Kaliforniai Műszaki Egyetemen (Caltech) és a Cornell Egyetemen végezte fizikusként. Diplomamunkáját a fénymikroszkópiában áttörést jelentő közelitér-optika nevű módszer kifejlesztéséről írta. A technológiát finomítva kutatta a gyakorlati felhasználási lehetőségeit, köztük az adattárolást, a félvezetős spektroszkópiát és a szuperrezolúciós fluoreszcens képalkotást a sejtekről. A Howard Hughes Orvosi Kutatóintézet vezető munkatársa, biológiai célú optikai képalkotási technológiák kifejlesztésével foglalkozik.

William E. Moerner

William E. Moerner 1953-ban született a kaliforniai Pleasantonben. A Cornell Egyetemen szerzett phd fokozatot, előtte a St. Louis-i Washington Egyetemen tanult. Matematikus és fizikus, 1981 és 1995 között az IBM kutatási részlegének tagja volt. Több egyetemen – például a Kaliforniai Egyetem San Diegó-i intézményénél – vendégtanárként dolgozott, 1998 óta a Stanford Egyetem kutatója, fizikai kémiával, kémiai fizikával, egyebek közt a sejteken belüli molekulák távolitér- és közelitér-optikai képalkotásával és spektroszkópiával, a sejtek háromdimenziós szuperrezolúciós képalkotását szolgáló módszerek, valamint a fény és az anyag közötti fokozott interakciókat előidéző nanoantennák kifejlesztésével foglalkozik.

Stefan W. Hell

Stefan W. Hell 1962-ben született Aradon. 1990-ben a Heidelbergi Egyetemen szerzett phd fokozatot. 1991 és 1993 között az európai molekuláris biológiai laboratóriumban dolgozott, majd kutatott a Turkui Egyetemen és Oxfordban. 1997-ben került a göttingeni Max Planck Biofizikai Kémiai Intézethez, 2002 óta az intézmény igazgatója, és a nanobiofotonikai részleg létrehozója. Kísérleti fizikát tanít a Göttingeni Egyetemen, elméleti fizikát a Heidelbergi Egyetemen. 2003 óta ő vezeti a német rákkutatási központ nagyfelbontású optikai mikroszkópiával foglalkozó részlegét Heidelbergben.

Egyedülálló: két díjat is kapott önállóan

A kémiai Nobel-díjat 1901 óta most százhatodik alkalommal ítélték oda, nyolc alkalommal nem osztották ki. 63 alkalommal kapta egy tudós egyedül, 23 alkalommal két és 20 alkalommal három tudós megosztva. Az elismerést a mostaniakkal együtt eddig 169 tudósnak ítélték oda, de a kitüntettek száma ténylegesen 168, mivel az angol Frederick Sanger eddig egyedüliként két alkalommal is megkapta a kémiai Nobelt.

A kitüntetettek átlagéletkora 58 év, az eddigi legfiatalabb nyertes 1935-ben a 35 éves Frédéric Joliot-Curie volt, a legidősebben, 85 évesen 2002-ben John B. Fenn vehette át a díjat. Az 1954-ben kémiai Nobel-díjjal elismert amerikai Linus Pauling 1962-ben Nobel-békedíjat is kapott – ő az egyetlen Nobel-díjas, aki mindkét kitüntetését önállóan kapta.

A 168 díjazott között négy nő van: Marie Curie 1911-ben, a lánya, Irene Joliot-Curie 1935-ben, Dorothy Crowfoot Hodgkin 1964-ben, Ada Jonat pedig 2009-ben nyerte el a díjat. Marie Curie és Dorothy Crowfoot Hodgkin egyedül vette át a kitüntetést, Curie pedig 1903-ban a fizikai Nobel-díjat is megkapta.

Két kémiai Nobel-díjas nem vehette át a neki ítélt kitüntetést: a Harmadik Birodalom hatóságai arra kényszerítették Richard Kuhnt, majd Adolf Butenandtot, hogy a nekik 1938-ban, illetve 1939-ben megítélt kémiai Nobel-díjat visszautasítsák. A két tudós csak a második világháború után vehette át az elismerést, a vele járó pénzösszeget viszont – az alapító Alfred Nobel rendelkezései miatt – már nem kaphatták meg.

Családi díjazott a Nobel-díjban igencsak gazdag Curie családból Irene és férje, Frédéric Joliot-Curie volt, akik 1935-ben kapták meg együtt a kémiai Nobel-díjat.

Öt magyar a díjazottak között

Magyar születésű tudósok közül eddig öten kaptak kémiai Nobel-díjat. Az 1925. évit a Németországban élt Zsigmondy Richárd (1865–1929) vehette át „a kolloid oldatok heterogén természetének magyarázatáért és a kutatásai közben alkalmazott módszerekért, amelyek a modern kolloidkémiában alapvető jelentőségűek”.

Az 1943. évit a Németországban, Dániában és Svédországban élt Hevesy György (1885–1966) kapta „a kémiai folyamatok kutatása során az izotópok indikátorként való alkalmazásáért”. 1986-ban a Kanadában élő Polányi János (1929–) megosztva kapta a kitüntetést „a kémiai reakciók folyamatának jobb megértését szolgáló kutatásaiért, reakciódinamikai felismeréseiért”.

1994-ben az Egyesült Államokban élő Oláh Györgynek (1927–) „a pozitív töltésű szénhidrogének tanulmányozása terén elért eredményeiért”, 2004-ben pedig az Izraelben élő Avram Herskónak (Herskó Ferenc 1937–) a sejtbiológia terén elért alapvető kutatási eredményeiért ítélték oda a kémiai Nobel-díjat.

mno.hu