#26 - La chimica e gli strumenti scientifici

Nell'anno 2014 il Nobel per la Chimica è stato assegnato a Eric Betzig, Stefan W. Hell e William E. Moerner per aver perfezionato la microscopia ottica, rendendola così potente da osservare il mondo infinitamente piccolo delle molecole, cruciale per lo sviluppo delle nanotecnologie.

L'americano Eric Betzig (54 anni), si è laureato nel 1988 nella Cornell University di Ithaca e insegna nello Howard Hughes Medical Institute.
Il tedesco Stefan W. Hell (52 anni), di origini rumene, si è laureato nel 1990 in Germania, nell'università di Heidelberg, attualmente dirige l'Istituto Max Planck di Chimica e lavora nel Centro per la ricerca sul cancro di Heidelberg.
L'americano William E. Moerner (61 anni) si è laureato nella Cornell University di Ithaca e insegna Fisca applicata nell'università di Stanford.

Grazie alle loro ricerche i microscopi ottici sono riusciti a vedere le molecole in azione grazie alla tecnica della fluorescenza, aprendo l'era della cosiddetta ''nanoscopia''. Le strutture che si riescono ad osservare grazie a questa tecnica hanno infatti le dimensioni di miliardesimi di metro. Questo significa, per esempio, poter osservare il modo in cui le cellule nervose si collegano fra loro, o vedere in dettaglio come alcune proteine si aggregano per formare le pericolose placche responsabili di malattie neurodegenerative come quelle di Parkinson, Alzheimer o la corea di Huntington. Si possono anche seguire le proteine al lavoro all'interno dell'ovulo fecondato, quando questo comincia a dividersi per dare origine ad un nuovo organismo.

Riuscire a vedere dettagli come questi con un microscopio ottico non era affatto banale e nessuno lo avrebbe immaginato quando, nel 1878, venne fissato una sorta di ''limite invalicabile'' nelle dimensioni di 0,2 milionesimi di metro (micrometri). Questo limite è stato superato grazie alle ricerche condotte dai due americani e dal tedesco seguendo due strade diverse. A gettare le basi della rivoluzione sono state le ricerche condotte nel 2000 da Hell, con il metodo Sted (Stimulated Emission Deplerion), con il quale un fascio laser è puntato sulla molecola fluorescente, mentre l'altro annulla la fluorescenza tranne che nell'area da analizzare, delle dimensioni di milionesimi di metro (nanometro).

In questo modo è stato possibile ottenere una scansione dell'immagine nanometro per nanometro, superando per la prima volta il limite stabilito nel 1878. Il passo in avanti ulteriore c'è stato nel 2006 quando, lavorando in modo indipendente, Betzig e Moerner hanno inventato la microscopia di molecole singole. Questa tecnica rende fluorescente 'a comando' la molecola che si vuole osservare.