Wetenschap - 27 november 2008

CELLEN INKLEUREN MET ONSCHULDIGE NANODEELTJES

Nanodeeltjes op basis van silicium zijn uitstekend te gebruiken als kleurstof in cellen. Met deze kleurtjes zijn allerlei processen in de cel tot in detail te volgen. En het mooiste van alles: ze zijn niet giftig.

Het gebruik van fluorescerende nanodeeltjes om biologische processen zichtbaar te maken is niet nieuw. Maar tot nu toe werden die gemaakt met cadmium als kern. Dat werkt goed, legt prof. Han Zuilhof van de leerstoelgroep Organische chemie uit. ‘Maar het probleem is dat ze zo toxisch zijn als het maar kan. Die cadmiumdeeltjes wil je eigenlijk niet slikken. Daarmee is er dus ook geen medische toepassing voor.’ Met kunst en vliegwerk is die giftige kern overigens nog wel te verpakken. Maar nadeel daarvan is dat het deeltje zo groot wordt dat ie de cel niet meer inkomt.
Vandaar dat het nanodeeltjesonderzoek van Zuilhofs leerstoelgroep zich toelegt op deeltjes met silicium als basis. Silicium is niet toxisch en bovendien zijn de deeltjes een stuk kleiner. Promovendus Milena Rosso-Vasic ontwikkelde een nieuwe techniek om siliciumnanodeeltjes op grote schaal te maken. En omdat de deeltjes pas echt goed bruikbaar zijn als je er allerlei functionele groepen aan kunt hechten, plakte Rosso-Vasic aminen en aziden aan de oppervlakte van de klompjes silicium. Vervolgens bestudeerde ze de effecten daarvan op de fluorescentie van de nanodeeltjes.
Daarbij bleek dat de deeltjes blauwer worden naarmate de koolstofstaarten langer zijn. Maar biologen werken liever in het rood. ‘Dan heb je het minste last van autofluorescentie van andere stoffen, zeg maar ruis’, legt Zuilhof uit. Rosso-Vasic plakte daarom een suiker met daaraan gekoppeld een klein ‘lantaarntje’ aan de siliciumkern vast. Het lantaarntje is de kleurstof rhodamine.
De gelabelde nanodeeltjes blijken moeiteloos door gistcellen te worden opgenomen. De cellen delen zich bovendien normaal. Daarmee is in theorie een ideale biokleurstof ontwikkeld. Vervolgonderzoek samen met de leerstoel Toxicologie laat volgens Zuilhof zien dat de nanodeeltjes, mits voorzien van de juiste buitenkant, echt niet giftig zijn.
Kleuring is overigens maar een van de mogelijke toepassingen. De nanodeeltjes kun¬nen ook fungeren als ‘bezorgdienst’ voor tal van biologisch actieve stoffen. / Roelof Kleis

Milena Rosso-Vasic promoveert op maandag 1 december bij prof. Han Zuilhof, hoogleraar Organische chemie, en prof. L. De Cola van de Westfälische Wilhelms-Universität in Münster, Duitsland.