la fluorescenza è uno stato mentale

Stefan Hell è un fisico di origine rumena, naturalizzato tedesco, che nel 2014 ha vinto il premio nobel in collaborazione con gli statunitensi Eric Betzig e William E. Moerner. In questo video di nature, Stefan Hell spiega il lavoro che è valso loro questo merito: lo sviluppo della microscopia della fluorescenza a super risoluzione.

Nella microscopia tradizionale la luce viene concentrata da diverse lenti per focalizzarsi su un punto specifico del campione. Dal momento che la luce di per se ha una lunghezza d’onda e si comporta come un’onda si pensava che fosse impossibile ottenere risoluzioni inferiori alla metà della lunghezza d’onda della luce utilizzata. Ad esempio lo spettro del visibile varia dai 400 ai 700 nm, pertanto usando luce visibile, come quella delle molecole fluorescenti sarebbe impossibile ottenere una risoluzione inferiore ai 200nm.

Stefan Hell ed i suoi collaboratori hanno invece mostrato come questa supposizione fosse sbagliata. Nel loro lavoro sono riusciti ad ottenere immagini dalla risoluzione molto più elevata usando rinunciando all’uso della focalizzazione della luce come mezzo per separare le differenti sorgenti luminose, ma utilizzando una sequenza temporale di emissione di luce. Le molecole fluorescenti sono normalmente in uno stato non eccitato, nel quale non emettono luce, solo se vengono illuminate da una luce ad una precisa lunghezza d’onda allora si eccitano e rilasciano l’energia accumulata sotto forma di fotoni.

Illuminando ad intervalli di tempo separati diverse zone di un campione fluorescente è quindi possibile distinguere gruppi fluorescenti delle dimensioni di poche decine di nm. La prima struttura ad essere stata visualizzata con questo metodo è quella delle vescicole di rilascio dei neurotrasmettitori nei neuroni, piccole strutture delle dimensioni di 32 nm presenti in prossimità degli assoni dei neuroni che sono pronte a rilasciare i neurotrasmettitori nella sinapsi. Questo tipo di analisi ha permesso di osservare nuove dinamiche di queste strutture importanti per il funzionamento del nostro sistema nervoso.

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