Fluorescente nanodeeltjes werken als zoeklicht voor cellen
Dankzij fluorescente nanodeeltjes weten onderzoekers van de
Universiteit Twente beter door te dringen tot de cel, met optische
microscopie. De deeltjes stellen hen in staat om twee optische
technieken te combineren, die tot nu toe niet naast elkaar gebruikt
konden worden. Henk-Jan van Manen en Cees Otto van de Biophysical
Engineering Group (MESA+ Instituut voor Nanotechnologie) publiceren
erover in een komende editie van Nano Letters.
De `quantum dot' nanodeeltjes vervangen de bestaande fluorescerende
labels waarmee moleculen in een cel worden uitgerust om ze te laten
oplichten en zichtbaar te maken. Deze microscopie via fluorescentie
werkt weliswaar uitstekend, maar het liefst zouden onderzoekers de
techniek combineren met een andere techniek die `vibrationele
spectroscopie' heet. Met de bestaande labels is dat uitgesloten: de
fluorescentie is veel te sterk om nog iets waar te nemen van de tweede
techniek. De nanodeeltjes hebben dit nadeel niet, zij geven licht in
een ander golflengtegebied, zodat beide technieken tegelijk voor
dezelfde cel gebruikt kunnen worden.
Vibraties in cellen
Vibrationele spectroscopie vangt vibraties op van biomoleculen
-bijvoorbeeld DNA en eiwitten-die in een cel aanwezig zijn. Een label
is daarbij niet nodig. De vibrationele techniek gebruikt door de
UT-onderzoekers heet Ramanmicroscopie, en de Biophysical Engineering
Group van prof. Vinod Subramaniam heeft een wereldnaam op dit terrein.
Gecombineerd met microscopie die gebruik maakt van fluorescentie, werd
het Ramansignaal van cellen tot nu echter toe volledig overstraald.
In hun artikel laten de onderzoekers twee toepassingen zien van de
nieuwe combinatie. Bij bestraling van witte bloedcellen met laserlicht
met een golflengte van 413 nanometer maakt het Ramansignaal een enzym
zichtbaar dat een cruciale rol speelt bij de afweer tegen bacteriën.
Tegelijkertijd kunnen de onderzoekers het fluorescentiesignaal van de
quantum dots die door de cellen zijn opgenomen, gescheiden opvangen.
De tweede toepassing maakt gebruik van bestraling met een andere kleur
licht -golflengte 647 nanometer-, wat resulteert in een Ramansignaal
van cellulaire eiwitten en vetten dat opnieuw gescheiden is waar te
nemen van het fluorescentiesignaal van de nanodeeltjes.
Ramanmicroscopie (links) en fluorescentiemicroscopie (rechts) aan één
en dezelfde cel.
Van Manen en Otto voorzien dat de nu beschreven combinatie nieuwe
mogelijkheden zal bieden: de nanodeeltjes zouden op hun oppervlak met
antilichamen uitgerust kunnen worden waardoor ze selectief aan
bepaalde eiwitten binden: bijvoorbeeld eiwitten die kenmerkend zijn
voor kankercellen. De quantum dots fungeren eerst als zoeklicht voor
specifieke cellen en ter plekke is vervolgens met de tweede techniek,
Ramanmicroscopie, een gedetailleerde chemische analyse van die cellen
mogelijk.
Het onderzoek, beschreven in het Nano Letters artikel, werd
gefinancierd door de Landsteiner Stichting voor Bloedtransfusie
Onderzoek in Amsterdam en het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van
de UT. Het artikel `Hybrid Confocal Fluorescence Microscopy on Single
Cells using Semiconductor Quantum Dots' van Henk-Jan van Manen en Cees
Otto verschijnt nog in druk en is online te vinden op
http://pubs.acs.org/journals/nalefd/. Op verzoek kan de tekst als
pdf-bestand worden toegestuurd.
Contactpersoon voor de pers: Wiebe van der Veen, tel (053) 4894244
Laatst gewijzigd op 07-05-2007 11:40:21 door Webmaster
Universiteit Twente