Wetenschap - 7 maart 1996

Flim

Flim

Het Gerei

Fluorescence lifetime imaging microscopy - flim. Het kost universitair hoofddocent Ton Visser enige moeite om aan een leek duidelijk te maken waar dat eigenlijk op neer komt. Om de apparatuur zelf draait het niet, dat is een samenraapsel van bestaande instrumenten. Nee, het gaat om de combinatie. De flim is een fluorescentie-microscoop met extra toepassingen. Die maakt het mogelijk om een enkel molecuul te bestuderen in een levende cel.


Met de flim doet de vakgroep Biochemie onderzoek naar signaaltransductie: de manier waarop moleculen en cellen op elkaar reageren. Als je een cel stimuleert, bijvoorbeeld met een hormoon, krijg je allerlei reacties. De cel verandert van vorm of zoekt contact met andere cellen. We willen op moleculair niveau begrijpen wat er dan gebeurt binnen in de cel", aldus Visser.

Om het beoogde molecuul zichtbaar te maken, voorziet de onderzoeker het van kunstmatige fluorescentie. Visser legt uit: Als je een molecuul met licht bestraalt, zendt het zelf ook licht uit, fluorescentie. Dat molecuul is dan aangeslagen. En de periode dat die aangeslagen toestand duurt, de levensduur of lifetime, zegt iets over de omgeving van dat molecuul, over de chemische toestand."

Bij een conventionele fluorescentie-microscoop kan het licht dat sommige cellen uit zichzelf uitstralen voor problemen zorgen. Bijvoorbeeld de moleculen die zorgen voor vormverandering van wortelhaartjes. Die wortelhaartjes kun je voorzien van kunstmatige fluorescentie. Het probleem is dat de wortelhaarpuntjes veel auto-fluorescentie hebben; ze zenden zelf al licht uit. Als je dat gewoon met een microscoop wilt bekijken, overstemt de auto-fluorescentie alles. De flim-techniek vergroot het contrast en schakelt daardoor de auto-fluorescentie uit zonder de cel te beschadigen."

Op een tafel met een geperforeerd metalen blad zijn klemmetjes met spiegeltjes, filtertjes en andere toestandjes bevestigd. Het geheel zou niet misstaan als parcours voor een marmotten-hindernisrace op de gemiddelde jaarmarkt. Het is echter geen marmot die de hindernissen neemt, maar de blauwe lichtstraal van de laser aan het begin van de opstelling. Het is een lang parcours; spiegeltjes kaatsen het licht tweemaal een hoekje om.

De straal bereikt via de akoesto-optische modulator (aom) de microscoop. Die aom hakt het licht in stukjes, waardoor het later in het parcours mogelijk is een stukje laserlicht te vergelijken met het fluorescentie-licht. Het beeld van de microscoop gaat via de image intensifier, de beeldversterker, richting camera.

Het verschil tussen het uitgestraalde laserlicht en de fluorescentie die de camera opvangt, zegt iets over de levensduur van de fluorescentie. Voor de vertaling van die gegevens is een krachtige computer nodig, vertelt Visser. Je hebt enorm veel data. Zo'n microscopisch beeld bestaat uit 512 maal 512 pixels. Bij elkaar meer dan 260 duizend lichtgevoelige meetcelletjes."

Op deze manier naar individuele moleculen kijken kan niet alleen in cellen, maar ook in oplossingen en weefsels. Je kunt bijvoorbeeld tumoren opsporen door het meten van de toename van bepaalde stoffen. In het blad van een plant kun je stoffen vinden die aangeven of de plant gezond is of aangetast." De vakgroep Biochemie is vooral geinteresseerd in de interactie tussen moleculen onderling en tussen moleculen en cellen. Bijvoorbeeld de interactie tussen hormoon en receptor of de activiteit van een enzym in een enkele cel."

De Wageningse flim-apparatuur is een kopie van een opstelling van het Max Planck Institute for Biophysical Chemistry in Gottingen. Maar de onze is veel gevoeliger, het is de meest recente versie." In Nederland bestaat er op dit moment geen tweede flim, maar Visser verwacht dat het geheel binnen twee a drie jaar als compleet, commercieel systeem te koop zal zijn. Praktische toepassingen zijn er genoeg, bijvoorbeeld in het kankeronderzoek. In Duitsland werken ze aan eenzelfde techniek waarmee je in situ, met een endoscoop, tumoren kan opsporen."

Re:ageer