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

Winnaars AstraZeneca Foundation Awards 2018 bekend gemaakt

VUB-fysicus Freya Blekman verkozen in strategiegroep CERN

Neuronen ‘Aan en uit zetten’ stap dichterbij via infrarood licht

KU Leuven verstevigt samenwerking met Janssen Pharmaceutica

Shell Award voor onderzoek naar bouwsteentje elektronisch brein

Ostend Science Park moet blauwe economie aan Noordzee boosten

>> 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

Pijpfitter

SBM Kortrijk

van 11/10/2018 tot 17/01/2019

Club Productiemanagers

Mercure Hotel Roeselare

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

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”.

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

(10/12) Haven van Antwerpen test opwekken van energie uit waterstroom

(10/12) Siemens heeft COMSA overgenomen

(7/12) Nemo Link kabel tussen België en Groot-Brittannië ingehuldigd

(6/12) Klinidrones in Antwerpen (+fotoreportage)

(4/12) VUB-onderzoekers ontwikkelen natuurlijke pijnstillende gel

(3/12) SeaMade bereikt Financial Close voor 487 MW offshore windproject

>> 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...

Werkgevers zijn optimistisch voor start van 2019

Uit de nieuwe de ManpowerGroup Barometer blijkt dat de wervingsactiviteit tijdens het 1e kwartaal van 2019 blijft aanhouden. Deze prognose is al voor het 7e opeenvolgende kwartaal positief.

Geslaagde take-off voor Drone West (+fotoreportage)

In Brugge ging vrijdag een druk bijgewoonde eerste editie door van Drone West dat West-Vlaamse kmo’s en landbouwbedrijven informeerde over de vele toepassingsmogelijkheden van drones.

VUB-fysicus Freya Blekman verkozen in strategiegroep CERN

Natuurkundige Freya Blekman is verkozen om te zetelen in de 'physics coordination group' van het Compacte Muon Solenoïde experiment op CERN, een van de vier hoofdexperimenten.

Haven van Antwerpen test opwekken van energie uit waterstroom

Onlangs werd een hydroturbine geplaatst in de Kallosluis om het opwekken van energie uit waterstroom te testen. Het doel is om alle sluizen in de haven op termijn energieneutraal te maken.

Omron introduceert TM-serie collaboratieve robot - techniek

Omron heeft de introductie aangekondigd van de TM-serie collaboratieve robot, om een innovatieve productieomgeving te verwezenlijken waarbinnen mens en machine in harmonie samenwerken.

Cornelia Genbrugge wint prijs met LCRP-doctoraatsstudie

In de LCRP-doctoraatsstudie van Cornelia Genbrugge, toonde zij aan dat het mogelijk is om zuurstof in de hersenen te meten tijdens een reanimatie buiten het ziekenhuis.

Siemens heeft COMSA overgenomen

Het Duitse bedrijf COMSA Computer & Software, dat software ontwikkelt voor elektrische systemen en bekabeling in auto’s, werd onlangs overgenomen door Siemens.

WingsPro voor ingenieurs in innovatie en ondernemerschap - uitnodiging

Ben je een ingenieur die zijn vleugels wil uitslaan als innovator of de mogelijkheden wil aftoetsen van zijn technische innovatie, dan kun je terecht bij WingsPro: een gloednieuwe opleiding.

ABB onthult nieuwste upgrade naar DCS Freelance

Freelance van ABB is een kosteneffectieve DCS-oplossing (Distributed Control System) voor procesindustrieën. Het combineert de voordelen van een DCS met PLC's en wordt onder ander gekenmerkt door gebruiksgemak, schaalbaarheid, flexibiliteit en betrouwbaarheid. Freelance 2019 is de nieuwste versie van de DCS. >>

Partners