Stefan Hell, en el Instituto Max Planck de Química Biofísica, propone en 1994 una técnica —denominada STED (depleción por emisión estimulada)— que rompe lo que durante más de un siglo se consideró un límite físico absoluto e infranqueable de la óptica: el límite de difracción, establecido teóricamente por Ernst Abbe en 1873, según el cual ningún microscopio óptico convencional puede distinguir detalles más pequeños que aproximadamente la mitad de la longitud de onda de la luz utilizada. Hell logra superar este límite utilizando un segundo haz láser que apaga selectivamente la fluorescencia alrededor de un punto extremadamente pequeño, permitiendo iluminar regiones mucho más reducidas de lo que la difracción permitiría de otro modo. Eric Betzig, junto con William Moerner —quien había demostrado en 1989 la posibilidad de detectar la fluorescencia de una única molécula individual—, desarrolla un enfoque alternativo, conocido como microscopía de localización de molécula única, que activa aleatoriamente solo unas pocas moléculas fluorescentes dispersas a la vez, determina su posición exacta con gran precisión, y repite el proceso miles de veces para reconstruir una imagen completa de resolución muchísimo mayor que la permitida por la difracción convencional. Ambos enfoques, agrupados bajo el término "nanoscopía", permiten por primera vez observar directamente estructuras celulares a escala de nanómetros con microscopios ópticos relativamente convencionales, revelando detalles de la organización interna de células vivas previamente solo accesibles mediante microscopía electrónica, que no permite observar muestras vivas.