Bekijk desktop versie

 4856

Wie zijn wij?

Wie zijn wij?De Nederlandse Vereniging voor Doelmatig Onderhoud (NVDO) is dé toonaangevende brancheorganisatie die middels belangenbehartiging, kennisoverdracht en netwerken ondersteuning biedt aan bedrijven en personen die bij de besluitvorming op het gebied van Beheer en Onderhoud/Asset Management betrokken zijn en daarmee de Nederlandse...

Lees verder

Grenzen van lichtmicroscopie steeds verder opgerokken

Woensdag, 10 oktober 2018 11:41
Grenzen van lichtmicroscopie steeds verder opgerokken

Via een slimme aanpassing aan de superresolutie-techniek hebben onderzoekers van de Nederlandse TU Delft de grenzen van wat mogelijk met lichtmicroscopie is nu nog verder opgerekt.




Het onderzoeksveld van de lichtmicroscopie heeft zich de afgelopen jaren snel ontwikkeld. Door de uitvinding van een techniek genaamd superresolutie-fluorescentiemicroscopie kunnen sinds kort zelfs de kleinere onderdelen van een levende cel in beeld worden gebracht.

Met een slimme aanpassing werden de grenzen nog verder opgerekt. Waar eerder objecten van maximaal 10 tot 20 nanometer in beeld konden worden gebracht, maakt hun methode het mogelijk om scherp stellen op structuren van maar liefst 3 nanometer. Antoni Van Leeuwenhoek kwam in de zeventiende eeuw al in de buurt van de zogeheten ‘diffractielimiet’, een theoretische grens waarop twee naast elkaar gelegen punten nog te zien zijn met behulp van een lichtmicroscoop.

De diffractielimiet leek lange tijd een harde grens te zijn, bepaald door de natuurwetten. Maar door slimme trucs toe te passen lukte het natuurkundigen toch om onder de theoretische limiet te duiken. Niet lang geleden, in 2014, werd de Nobelprijs voor Scheikunde uitgereikt aan de drie onderzoekers die de ‘superresolutie-fluorescentiemicroscopie’ uitvonden. Bij die techniek worden bepaalde eiwitten of moleculen met behulp van genetische modificatie fluorescerend gemaakt. Het zwakke lichtsignaal dat ze uitzenden kan vervolgens worden opgevangen met behulp van een lichtmicroscoop.

Onderzoeker Bernd Rieger: ‘Het probleem met het fluorescent maken van eiwitten is alleen dat het in de praktijk niet lukt om alle eiwitten van een bepaalde soort te labelen, maar maximaal 30 tot 50%. Als je vervolgens gaat meten, zie je een aantal losse, lichtgevende punten, maar niet de volledige structuur die je in beeld probeert te krijgen.’

Om dit probleem op te lossen hebben de onderzoekers een aanpassing bedacht op de superresolutie-microscopie, die te vergelijken is met wat in de fotografie ‘compositing’ wordt genoemd: het op elkaar stapelen van meerdere foto’s om zo een samengesteld beeld te krijgen. Onderzoeker Sjoerd Stallinga: ‘Het middelen van de informatie van verschillende metingen werd al gedaan in de elektronenmicroscopie. Maar dat is een compleet andere technologie. Het kostte promovendus Hamidreza Heydarian twee jaar om de techniek om te bouwen voor lichtmicroscopie.’

Een probleem was ook dat het veel rekenkracht vergt om de data van honderden, zo niet duizenden ‘opnames’ te combineren. Met een normale computer kostte het een aantal dagen om uit alle data een eenduidig beeld op te bouwen, maar dankzij de game-industrie bestaan er al grafische kaarten die ontzettend goed parallel kunnen rekenen. Een programmeur van het Amsterdamse eScience Center sloot zich bij het project aan en bouwde een bestaand algoritme voor normale pc’s om tot een algoritme waarmee de onderzoekers op de grafische kaart konden rekenen. Het resultaat is dat de metingen nu binnen een paar uur tot één beeld kunnen worden gecombineerd.

Het onderzoek brengt de elektronenmicroscopie en de lichtmicroscopie dichter bij elkaar. Dat is belangrijk omdat beide technieken verschillende inzichten opleveren en dus complementair zijn, maar qua mogelijkheden nog ver uit elkaar liggen.

Stallinga: ‘De beste elektronenmicroscopen zijn 30 tot 50 keer krachtiger dan de beste lichtmicroscopen. Het dichter bij elkaar brengen van de twee werelden zou kunnen leiden tot nieuwe biologische inzichten.‘ Volgens de onderzoekers moet het met hun techniek, die nu het niveau van de 3 nanometer haalt, ook mogelijk zijn om structuren ter grootte van 1 nanometer in beeld te brengen.

Bron TU Delft

Belangrijke wijziging voor toestemming voor cookies voor Advertenties en Social Media. Bekijk wat wij gebruiken als we de cookie plaatsen op onze cookie statement pagina.

Als je niet wil dat jouw internetgedrag voor deze doeleinden gebruikt wordt, wijzig dan de Cookie-instellingen.

Instellingen aanpassen