Grenzen van lichtmicroscopie steeds verder opgerokken

Onderzoek & Wetenschap 27/09/2018 15:32:14

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.

Lees hieronder verder   
engineeringnet-tv

Verwant

Nieuwe katalysator vermindert ontstaan CO2 in ‘Coal to Liquids’-proces

Efficiënte lichtconversie met nanokristallen van perovskieten

Supergeleiden aan lichtsnelheid opstap naar kwantumcomputer

Onderzoekers ontwikkelen snelle test voor infectieziekten

Grenzen van lichtmicroscopie steeds verder opgerokken

Europese primeur: hoge cryo-elektronenmicroscoop in gebruik genomen

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Club onderhoudsmanagers

Mercure Hotel - Roeselare

van 19/03/2018 tot 26/11/2018

Expert in onderhouds­management - modulair programma

Bluepoint Antwerpen

van 19/04/2018 tot 22/11/2018

Inleiding in de machinebouw

Zwijnaarde (Gent)

van 10/09/2018 tot 3/12/2018

Hydraulica

SBM Kortrijk

van 12/09/2018 tot 7/11/2018

Club Logistiek & Supply Chain Managers

Hotel-restaurant Van Der Valk Nazareth

van 19/09/2018 tot 30/04/2019

Sales Academy: verbeter uw bedrijfsresultaten

Bluepoint Brussel

van 20/09/2018 tot 22/11/2018

Engineeringnet Mobile



Scan de QR-code
of klik hier om mobiel te surfen.

Tip: maak zelf een sneltoets op de startpagina van je smartphone. Voor Android: “Sneltoets Startpagina” of "Toevoegen aan startscherm". Voor iPhone: “Zet in beginscherm”.

Meest gelezen nieuws

Haven Gent en Zeeland Seaports fuseren tot North Sea Port

Logistieke oplossingen gezocht voor hoge kosten leeggoed

LRM investeert 250.000 euro in fietsleasing-bedrijf

Vorig jaar 25% meer warmtepompen geïnstalleerd

40% meer ruimte voor groene energie dankzij slimme netten

Ecochem investeert 10 miljoen in uitbreiding Willebroekse fabriek (+video)

Keuze van de redactie

(18/10) Crowdfunding voor drie nieuwe waterkrachtcentrales in Wallonië

(17/10) Ardo verkozen tot ‘Onderneming van het Jaar’ 2018

(15/10) Hans Casier wordt nieuwe voorzitter essenscia

(15/10) RWE haalt Nederlandse STEG-centrale van onder het stof

(11/10) Europees consortium demonstreert ondergrondse seizoensopslag zomerwarmte

(10/10) Winnaars van EIT Awards 2018 bekendgemaakt

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - 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. Daaronder worden de afmetingen van de fluorescerende labels een beperkende factor. << (Guy Leysen) (bron en foto: TU Delft)


Leestip
“Template-Free 2D Particle Fusion in Localization Microscopy”, Hamidreza Heydarian, Florian Schueder, Maximilian T. Strauss, Ben van Werkhoven, Mohamadreza Fazel, Keith A. Lidke, Ralf Jungmann, Sjoerd Stallinga en Bernd Rieger, Nature Methods
DOI: 10.1038/s41592-018-0136-6

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

DSV breidt logistiek centrum voor medische middelen uit in North Sea Port

De locatie van de Deense logistieke groep telt nu 36.000 m² magazijnoppervlakte en is volledig uitgerust voor de opslag en distributie van medische apparatuur en farmaceutische middelen.

Internet of Things belangrijk voor efficiëntere stadslogistiek

Uit de resultaten van ‘Intello City’, een VIL-project waarin een stadsmicromagazijn autonoom werd gemaakt, blijkt dat het IoT belangrijk kan zijn voor een efficiëntere stadslogistiek.

Plannen voor bouw grootste groene waterstofcluster in Europa

Nouryon (voorheen AkzoNobel Specialty Chemicals), Tata Steel en Port of Amsterdam bestuderen als eerste de haalbaarheid van een 100 MW waterelektrolysefabriek bij Tata Steel in IJmuiden.

Processen dubbel beschermen met SIL-druktransmitter VEGADIF 85 - advertorial

Met de VEGADIF 85, een op veiligheid ontwikkelde transmitter voor verschildruk, levert VEGA een nieuwe bouwsteen om industriële processen betrouwbaar en continu te regelen en te bewaken.

Atos en Google Cloud lanceren AI lab in Londen

Atos en Google Cloud hebben in Londen een Lab voor Kunstmatige Intelligentie (‘Atos AI Lab’) geopend. Daar zal de expertise op het gebied van kunstmatige intelligentie (AI) gebundeld worden.

Chinese groep Lingang investeert 85 miljoen euro in Zeebrugse achterhaven

Het gaat om de bouw van een logistiek park op 30 hectare, dat gericht zal zijn op het transport van onderdelen, gekoelde voeding en e-commerce tussen China en West-Europa.

Solar Team neemt deel aan extreme zonnewagen race

Het Belgische Solar Team gaat vanaf 20 oktober voor de eerste keer deelnemen aan de Carrera Solar Atacama in Chili. Deze race staat bekend als de meest extreme zonnewagen race ter wereld.

Derde IN(3D)USTRY show: metaalprinten binnenkort aan zet

In de Fira Barcelona loopt de derde IN(3D)USTRY show. Alles 3D printing! De werkelijke doorbraak van metaalprinten kondigt zich aan.

Vansichen Lineairtechniek viert
haar 25e verjaardag

In oktober vierde Vansichen Lineairtechniek haar 25-jarig bestaan. Het Hasseltse bedrijf startte in 1993 met de verkoop van standaard lineaire componenten. Intussen is het ook dé Belgische specialist bij uitstek voor de bouw van robottracks en dat voor verschillende robotfabrikanten, waaronder FANUC. >>

Partners