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   
Verwant

Brugse campus opent labo voor onderzoek naar kunststoffen

Spintronica als energiezuinig alternatief voor gewone micro-elektronica

Inventarisatie wereldwijde schade aan belangrijke voedselgewassen

Methode om stroboscopisch effect van LED’s onzichtbaar te maken

1,6 miljoen euro voor onderzoek naar sociale eiwit-netwerken

lnPulse versnelt ontwikkeling Europese fotonica-productie

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Club Logistiek & Supply Chain Managers

Hotel-restaurant Van Der Valk Nazareth

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

Facility manager: 10 aparte modules

Zwijnaarde (Gent)

van 1/10/2018 tot 27/06/2019

Kwaliteitscoördinator

SBM Kortrijk

van 9/10/2018 tot 28/05/2019

Expert in onderhoudsmanagement

Zwijnaarde (Gent)

van 11/10/2018 tot 25/04/2019

Club Productiemanagers

Mercure Hotel Roeselare

van 17/10/2018 tot 4/09/2019

Club Continu Verbeteren

Hotel-restaurant Van Der Valk Nazareth

van 22/10/2018 tot 11/09/2019

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”.

Keuze van de redactie

(14/2) AB InBev investeert 42 miljoen euro in uitbreiding brouwerij Hoegaarden

(13/2) Plan voor bouw 30 nieuwe mijnenjagers en 1.550 drones

(12/2) Agristo bouwt nieuw automatisch hoogbouwmagazijn

(11/2) Brits verpakkingsbedrijf investeert 15 miljoen euro in België

(6/2) 10 nieuwe Fabrieken van de Toekomst in Vlaanderen

(6/2) P&V Elektrotechniek neemt Bekaert Electric over

>> 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...

Pay-per-use: aanlokkelijk systeem mits duidelijke afspraken - artikel

Dat digitalisering nieuwe mogelijkheden schept mag duidelijk zijn. Het is zaak het kaf van het koren te onderscheiden. We worden gebombardeerd met blitse termen en concepten.

ATLAS-proefschriftprijs voor Nikhef-postdoc Stefano Manzoni

Postdoc-onderzoeker Stefano Manzoni van het Nederlandse instituut Nikhef ontvangt een ATLAS Thesis Award 2018 voor zijn proefschrift over de massa van het higgsdeeltje.

Carrefour vervangt niet-gerecycleerde verpakkingen

Polystyrenen bakjes en zwarte plastic schaaltjes worden in België niet gesorteerd en gerecycled, vandaar dat Carrefour deze vervangt door ander materiaal, zoals karton en plastic folie.

ENGIE heeft 1.000 openstaande vacatures - uitnodiging

ENGIE wil dit jaar 1.000 nieuwe medewerkers aanwerven. Daarom organiseert het bedrijf op zaterdag 23 februari een speciale Jobday in Wetteren, Antwerpen, Genk en Namen.

AB InBev investeert 42 miljoen euro in uitbreiding brouwerij Hoegaarden

AB InBev toont haar plannen om over de komende 2 jaar 42 miljoen euro investeren in de uitbreiding van haar bottelarij in Hoegaarden, waar er nood was aan capaciteitsuitbreiding.

Prinses Elisabethbasis in Antarctica CO2-neutraal

Group VHC breidde de energievoorziening van de basis uit met zonne- en windenergie, vernieuwde het batterijsysteem en plaatste op buitenlocaties batterijsystemen voor onderzoeksapparatuur.

Wieland Electric breidt productreeks HMI-ECO uit - techniek

Met deze nieuwe productreeks HMI-ECO heeft Wieland Electric drie belangrijke artikelen aan zijn gamma toegevoegd. De versies worden gemaakt in de afmetingen 4,3” - 7” - 10”.

Trends in automatisering binnen de verpakkingsindustrie - column

Malte Schlüter, Mitsubishi Electric, bespreekt in deze column vier belangrijke trends die momenteel van invloed zijn op de verpakkingsindustrie en die de toekomst vorm zullen geven.

Nieuwe Benelux vestiging voor BLM Group

Met de oprichting van BLM Group Benelux heeft BLM Group (wereldwijde partner voor de buisbewerkings-industrie) een eigen verkoop- en servicevestiging voor de Benelux in gebruik genomen. Dit zijn de adresgegevens van deze nieuwe vestiging: Doornhoek 3776, NL-5465 TA Veghel, tel: +31 (0) 413 745 040, email: mail@blmgroup.nl >>

Partners