在超分辨率荧光显微技术领域取得的成就
贝齐格出生在密歇根的一个中产家庭,父亲是一名工程师,后来成为一家机械制造公司的老板。贝齐格从小就对科学和技术方面的知识很感兴趣。在孩提时代,他的一个梦想就是在40岁之前拿到诺贝尔奖。贝齐格学习非常勤奋,求知欲旺盛,他经常会提前一两个小时赶到学校。
高中时期,贝齐格喜欢上了计算机。他花费大量精力在学习计算机知识上。之后,兴趣广泛的他又改变了主意,希望可以进入航空航天界工作。1979年,贝齐格如愿以偿考入航天学科实力极强的加州理工学院。对于大学的这段时光,贝齐格表示给自己打开了一片全新的世界。“加州理工拥有的是浩如烟海的理论科学,这是我人生中压力最大的一段岁月。”他在大学第二年参加了一个暑期项目,和航空学教授加里·布朗一起。“那个项目让我大开眼界,对于探索实验科学来说,我之前做的那些不过是在挠痒痒。”
1983年,贝齐格顺利拿到了物理学学士学位。之后,他进入纽约伊萨卡的康奈尔大学继续深造。他于1985年和1988年分别获得应用物理学和工程物理学硕士和博士学位。为了获得博士学位,他专注于开发高分辨率的光学显微镜,这种显微镜的分辨率可以超过0.2微米的理论极限值。在当时,许多人认为光学显微镜已经到了分辨率的天花板,几乎无法突破。不过,贝齐格坚信自己可以通过研究推动近场光学的发展。
1989年,贝齐格进入贝尔实验室的半导体物理研究部。当年,他的同事威廉·莫尔纳刚刚研发成功第一台可以超过0.2微米极限的光学显微镜。在当时被称为“阿贝极限”。不过,这台显微镜只能在接近绝对零度的温度下才能工作。受到莫尔纳研究的启发,贝齐格在1993年将该技术推进了一大步,他成功成为第一个在室温下对单个荧光分子成像,并在小于0.2微米的范围内确定其位置的人。
贝齐格的这项成果让他在学界一炮而红,他获得了威廉·贝克研究创始奖。不过,贝齐格对接下来学术界一窝蜂开始效仿,拼命扎堆在光学显微镜领域的做法极为恼火。加上贝尔实验室内部的一些管理问题,也让他非常失望,最终贝齐格在1994年决定离开贝尔实验室。后来他在回忆中表示,自己离开是因为“不喜欢赶时髦”。
从贝尔实验室离职后,贝齐格当了几年的全职奶爸。1996年,在他父亲的要求下,贝齐格进入家族拥有的安娜堡机械公司担任研发副总裁。作为一名技术狂人,贝齐格希望能将一些最顶尖的技术应用在产品研发上。不过,他显然缺乏商业细胞。当时的市场并没有准备好接受这些先进技术打造的工具。他花费了数百万美元的资金,研发了一种灵活的自适应伺服液压技术,但最终只卖出去两台机器。这样的现实让贝齐格备受打击,“东西卖不出去,我的这段职业生涯可以说非常失败。”
在意识到自己还是适合在学术界发展后,贝齐格在2001年重回显微镜研究领域。他的前贝尔实验室老板、诺贝尔奖得主霍斯特·斯多默邀请他在哥伦比亚大学做一次研讨会,这是他重返学术界的第一步。之后,他在密歇根州的奥克默斯创立了新千年研究中心。受到迈克·戴维森荧光蛋白工作原理研究的启发,贝齐格开发了光激活定位显微技术(PALM)。这种技术利用一种控制荧光蛋白的方法,依靠脉冲光可以创造出比近场光学更高分辨率的图像。
贝齐格和贝尔实验室的老同事哈罗德·海斯一起,在两个月的时间内,成功研制出第一台光激活定位显微镜的原型机,引发了业界的广泛关注。2002年10月,位于弗吉尼亚州的霍华德·休斯医学研究所的杰内利亚农场研究所希望贝齐格加盟,该研究所有着“生物贝尔实验室”的美誉。
在经过初期的合作之后,贝齐格在2006年正式进入杰内利亚农场研究所。作为研究组长,贝齐格致力于开发超高分辨率荧光显微镜技术。贝齐格后来表示,在杰内利亚农场研究所的时光非常有收获。“我感觉自己被宠坏了,因为这里有我需要的所有资源,而且我还非常自由。”
2011年7月,贝齐格接受BBC的采访介绍超分辨率显微镜技术时说,我们第一次掌握了这种技术,可以让我们了解正在发生的复杂的三维动态。
2006年,超高分辨率显微镜研究行业翻开了新的篇章。贝齐格和其他三个科研小组几乎同时发表了他们提高显微镜分辨率的科研成果。贝齐格和研究伙伴一起在2006年的《科学》杂志上发表了他们的研究成果。
美国科学家埃里克·贝齐格、威廉·莫纳和德国科学家斯特凡·黑尔因开发出超分辨率荧光显微镜而获得2014年度诺贝尔化学奖。