瑞典皇家科学院10月4日宣布，将2017年诺贝尔化学奖授予瑞士科学家雅克·杜博歇、美国科学家约阿希姆·弗兰克以及英国科学家理查德·亨德森，以表彰他们在冷冻电镜技术发展中的开拓性贡献。

普通人听到冷冻电镜技术是云里雾里，我们先来科普一下这项技术。

放大物体我们最熟悉的是放大镜。

然后我们知道显微镜可以更有效的地放大物体，它是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器。主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。

最早的显微镜是16世纪末期在荷兰制造出来的。发明者可能是一个叫做札恰里亚斯·詹森的荷兰眼镜商，他用两片透镜 *** 了简易的显微镜。根据文献记载，之一个使用显微镜的是意大利科学家伽利略。他通过显微镜观察到一种昆虫后，之一次对它的复眼进行了描述。第二个使用显微镜的是列文虎克，他之一次描述了许多肉眼所看不见的微小植物和动物。

列文虎克用过的显微镜

和普通的显微镜不同的是电子显微镜是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。通俗说，就是比普通的显微镜放大倍率高得多，看得更加清楚。1931年4月7日，恩斯特·鲁斯卡和马克斯·克诺尔成功用磁性镜头制成之一台二级电子光学放大镜，实现了电子显微镜的技术原理，基于磁场会因电子带电而偏移的现象，使得通过镜头的电子射线能够像光线一样被聚焦，当时被称为“超显微镜”。 产学研结合是鲁斯卡的强项，后来他又与工程师博多·冯·博里斯一起完善了他的电子显微镜发明，1938年至1939年起投入批量生产。

发明电子显微镜后的55年后，他与扫描隧道显微镜的发明者格尔德·宾宁和海因里希·罗雷尔一同获得了诺贝尔物理学奖，那年是1986年，鲁斯卡已经80岁了。

加上一个冷冻，所谓冷冻电镜就是超低温下的电子显微镜。那么普通的电子显微镜用的好好的，干嘛要用超低温电子显微镜呢？因为普通的电子显微镜只能看到静止的无机物，通过它们是看不到活动着的生物大分子的！具体原因是因为电子的特性，我们就不展开了。

科学家们就想到了冷冻 *** ，他们用液态的乙烷等快速冷冻含有水分的生物样品，这样就可以制备出很薄的水膜（生物大分子就冷冻在这个水膜里）。冷冻完成以后，就可以用电镜来观测蛋白质等生物大分子的空间结构了。

雅克·杜博歇是瑞士生物物理学荣誉教授。20世纪80年代初，雅克·杜博歇领导的研究小组成功开发出了快速冷冻 *** 生物样品的 *** ，可使样品中的水分呈现玻璃态而不是结成冰晶，从而使生物样品能够在真空条件下保持自然状态不变，科学家们不再担心生物样本结构被破坏了，这项技术为电镜在生物学上的应用打开了大门。

约阿希姆·弗兰克，现为美国哥伦比亚大学生物化学、分子生物物理学和生物科学教授，并于2007成为美国国家科学院院士。他曾在1975年到1986年间改进了电镜的图像处理方式，使原来看起来模糊的二维电镜图像转变为可供研究分析的清晰三维立体结构，科学家们可以更好地观察生物样品，二维到三维是质的飞跃。

而理查德·亨德森目前为剑桥大学MRC分子生物学实验室的主任。他于1990年成功获得了原子尺度上的蛋白质三维结构，并提出了实现原子级分辨率冷冻电镜技术的可行性理论，使得我们看到的生物尺度更小，更清晰。