縱
使現代光學顯微技術發展一日千里，一直以來，
觀察對象的大小都只限於250納米或以上。我們曾經以
為即使採用完美的顯微鏡，沒有透鏡缺陷或對焦問題，
也無法突破衍射限制（diffraction limit）（即光的波長的
一半）。衍射限制一般無礙觀察大多數的生物細胞，但對
檢視更小的生物體（如病毒、蛋白質）則影響很大。有人
試圖使用較短的波長，例如紫外線和X射線，以克服衍射
限制。可惜這類光線會損害細胞，並不太適合用於生物
學研究。直至超解析度螢光顯微技術（Super-resolved
Fluorescence Microscopy）的誕生，成功帶領顯微技術
邁進新時代。
威廉
•
莫爾拿教授憑著研發超解析度螢光顯微技
術，與艾力克
•
貝齊格教授及斯特凡
•
荷爾教授共同獲得
2014年的諾貝爾化學獎。莫爾拿教授現為史丹福大學
哈裡
•
莫舍化學系教授，以及應用物理學系教授。不得不提
的是，莫爾拿教授擁有三個學士學位及物理博士學位。
牽涉單個分子的超解析度顯微技術，發展始於
80年代。在聖何塞的IBM研究院（IBM Research），莫爾
拿教授與他的博士後研究員洛薩
•
卡多爾協力研究，成為
通過鐳射調頻光譜分析（laser frequency modulation
Prof. William E. Moerner
spec t roscopy）檢視到單個分子的第一人。1997年，
透過觀察綠色螢光蛋白（GFP），也就是一種在波長較短的
可見光線激發下會發出綠色螢光的蛋白，他們發現GFP可
以閃爍的特性，其光線的開關亦可被控制。
此項獲獎研究，無疑為納米級別的觀測帶來了革命性
的改變。超解析度螢光顯微技術的出現，使針對單個分子
及活細胞分子機制的光學研究變得可能，更將普通顯微拓
展至納米顯微。在我們的訪問中，莫爾拿教授解釋了這技
術的使用方法和過程。首先使用螢光染料標記想研究的指
定結構，接著在特定條件下進行檢測，每次只讓少數單分
子的放射體同時發光。放射體被精確定位，如此重複經過
一段時間，採集了大量的放射體位置後，電腦會計算出該
結構的完整形狀，最後以小光點呈現出來。
科學家過去只能同時研究多個分子，再把數據取平均
值。超分辨螢光技術卻可直接圖像化單個分子，從而取得
更準確、更詳細的資訊，有利研究。「若果我們可以逐一觀
察它們，我們可以學習到更多更多。」莫爾拿教授目前的研
究重點正正在此。他們嘗試提取越來越多有關單分子的資
訊，跟蹤其活動，並造就許多科學上新的可能性。
贏得諾貝爾獎後，莫爾拿教授的生活大致依舊。不過
由於要到國內外多地進行演講，他每月出差的次數增加
3-5次。現在他既要安排這
些新工作，同時又繼續
研究，令他更加發
覺到時間管理
的重要性。
威廉•莫爾拿教授
打破界限：
focuses on exactly that. They attempt to extract
more and more information from a single molecule,
track its activities and image them into many new
avenues of science.
Since winning the Nobel Prize, life has been
more or less the same for Prof. Moerner. However,
his monthly trips have increased to 3-5 times a
month, with invitations to speak both domestically
and internationally. He manages these new
engagement s and cont i nues h i s resea rch
simultaneously, having to be very cognizant of
time management.
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