庄小威，1972年1月出生于中国江苏省如皋市，生物物理学家，美国国家科学院院士、美国艺术与科学学院院士、美国国家医学科学院院士、中国科学院外籍院士，哈佛大学化学与化学生物、物理学双聘教授。

1987年庄小威考进中国科学技术大学少年班，1991年19岁时从中国科学技术大学毕业，之后赴美国加州大学伯克利分校留学，1996年博士毕业后进入斯坦福大学从事博士后研究工作，师从诺奖得主朱棣文。2001年进入哈佛大学任教，先后担任助理教授、副教授，2005年被聘为美国霍华德·休斯医学研究所研究员，2006年被聘为哈佛大学化学和物理双学科正教授，并在哈佛大学建立了以自己名字命名的单分子生物物理实验室。2012年当选为美国国家科学院院士，2015年当选为中国科学院外籍院士。

二、科研成就

1与诺奖擦肩而过的“无冕之王”

庄小威，主要研究发展和使用单分子生物学及生物成像技术以及超高分辨生物成像技术，用以研究体外及活细胞中生物分子及其分子组装过程。这研究方向，听着就是高、精、尖的路子，而让“圈儿”外大众们认识她也是因为她的研究成果和其中那不平凡的故事。2014年，瑞典皇家科学院宣布将诺贝尔化学奖授予三位在光学成像的科学家，美国休斯医学研究所的EricBetzig(贝慈葛)、德国马普生物物理化学研究所的StefanHell(黑尔)、和美国斯坦福大学的WilliamMoerner(莫尔纳)，表彰他们在“发展超高分辨荧光显微镜”上的贡献。

消息公布使很多人感到惊讶。虽然斯坦福的莫尔纳教授于1980年代末在IBM工作的时候，成功地观察到了低温下晶体内的单个分子。但是，与诺奖新闻发布不同的事实是，他的方法与后来的技术并没有必然联系。近年来他也做了一些超高分辨的工作，但质量上远不如黑尔、贝慈葛和庄小威。而2006年，贝慈葛发明的成像方法(PALM)与庄小威发明的STORM方法不仅同年，而且原理基本一样。后来，瑞典皇家科学院对此做出了一些说明，但是庄小威还是与诺奖擦肩而过了。

看见极限之外的秘密“超高分辨荧光显微镜”

17世纪，光学显微镜打开了微世界的大门。但它的观察能力有一个接近0.2微米的“极限”，大约比头发丝小300多倍。科学家们困扰了几个世纪，STED显微镜和单分子显微镜出现，突破了这一“极限”。

庄小威，超高分辨率荧光显微镜是如何再次突破“极限”的?STED显微镜使用两束相同圆心的激光，一束圆形，一束圆环形，同时照射一个区域时，圆形激光激发荧光，圆环形激光抑制荧光发光，形成一个比“极限”更小的点，逐点扫描图像，形成超分辨图。就像电视屏幕，同样大小的画面，发光点尺寸越小越清晰。

单分子显微镜依靠的是开关单个荧光分子。原先一个“极限”大小的光束，会使其照射的圆形区域内数十个荧光分子都发光，单分子显微镜实现了一次照射只让其中一个发光，然后精确定位，再使其变暗，让另一个荧光分子发光，再定位，不断重复，直到定位了圆形区域内所有的荧光分子，最后合成一幅图，让原本在“极限”光斑内不能分辨的荧光分子实现分辨。如今，以此技术发展成型的超高分辨荧光显微镜系统，其技术指标为：405nm， 488nm，514nm，561nm，647nm，750nm激光;空间分辨率XY20nm，Z50nm。

用上这突破“极限”的黑科技，科学家们才能跟踪与疾病有关的蛋白质变化，能为疑难杂症的治愈提供可能;观察脑神经细胞之间分子的突触，能深入了解大脑的运作;还能用它在受精卵分裂并发育成胚胎的过程中探索生命的奥秘。

2、造就生物学“万花筒”

与诺奖擦肩而过，对谁而言都是不幸的，甚至可以称得上是悲剧。不过，庄小威似乎也像她的研究一样突破了“极限”，她没有停下脚步，一直在这条路上前行，并且一直在不断尝试新的挑战。

可以说，“超高分辨率荧光显微镜”在庄小威手中，一路光芒万丈。近年来，她与团队仍在围绕着显微技术攻关克难。截至2019年，她们开发了一种基于折纸转子的成像和跟踪技术，开拓了测量DNA与蛋白质相互作用新技术，构建出下丘脑视前区的细胞空间图谱，看清染色质转录动态-单细胞测序揭示肺癌难根治原因，揭示人类染色体的三维结构...可以说，这样的成绩，比之诺奖的头衔，更有意义。

3、化身生物分子学界的“参考文献”

庄小威的研究是要探明生物体系中单个分子或单个粒子的运动表现。庄小威创造性地将荧光光谱和显微分析技术应用于单个分子，这种崭新的物理手段，使得实时揭示复杂生物过程中的分子个体及其运动步骤成为可能，在单分子动力学、核酸与蛋白的相互作用、基因表达机制、细胞核病毒的相互作用等领域做出了杰出的贡献。庄小威在《Nature》《Science》《Cell》、《NatureMethods》《NatureBiology》《Neuron》《PNAS》等学术期刊上发表多篇文章，截止到2015年，她发表的论文他引超过12600次，最高单篇他引超过2000次。

三、贡献中国

虽然入了美国籍，但是庄小威的爱国心却为国人所见。她受聘为中国科学技术大学大师讲席教授，担任生命科学学院国际科学咨询委员会成员。她努力推动了合肥微尺度物质科学国家实验室集成影像中心的建设，开展合作研究。她连续数年来，为科大本科生和研究生授课，并联合培养博士生，她的花名册上年年有一长串的中国名字。她也是北京大学访问教授及生物动态光学成像中心科学顾问委员会成员和客座教授，帮助在该中心建立超高分辨率成像的实验室，并共同指导研究生和博士后。另外，庄小威在中国组织了多次高水平的学术会议，其中包括香山会议和两次苏州冷泉港亚洲会议，同时她也多次在国内多个大学和研究所演讲，启发了大量青年学子对科学研究的热情。

参考资料：

百度百科，庄小威

生物谷，庄小威

中国科学院上海光学精密机械研究所简介，《超分辨荧光显微镜》

生物谷，Nature重大突破!庄小威开发可以观察DNA解螺旋的显微镜

药明康德，《庄小威，陈志坚等5位科学家获“2019生命科学突破奖”》

百度百科，超高分辨荧光显微镜系统

(中国粉体网编辑整理/昧光)

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