Meer informatie Contactperso(o)n(en): Melissa Vianen 31 juli 2009
Twentse onderzoekers breiden fase-contrastmicroscopie uit
Onderzoekers van de Universiteit Twente hebben, met financiële steun van het nationale programma NanoNed en de Stichting FOM, een nieuwe microscopische techniek ontwikkeld die heel gericht specifieke moleculen kan detecteren. De techniek kan worden beschouwd als een uitbreiding van de fase-contrastmicroscopie die in 1930 door de Nederlandse natuurkundige Frits Zernike werd ontdekt. Die techniek maakte voor het eerst subtiele details zichtbaar waardoor men bijvoorbeeld structuren binnen een cel kon zien. Zernike kreeg voor zijn werk in 1953 de Nobelprijs voor de natuurkunde. De onderzoekers publiceerden resultaten van de nieuwe techniek op 23 juli van dit jaar in het gezaghebbende Amerikaanse wetenschappelijke tijdschrift Physical Review Letters.
Figuur 1. VPC Cars
vergroten Figuur 1. VPC Cars
Het linker plaatje is een gewoon CARS-plaatje van kleine druppeltjes
lipiden in een cel. De grafiek rechts geeft het signaal langs de
aangegeven lijn weer. In het linker plaatje, lijn (a) in de grafiek,
is een aantal structuren te zien waarvan niet helemaal duidelijk is
wat ze zijn. Het zou stof/verontreiniging kunnen zijn die gewoon voor
een slechte transmissie zorgt, maar het zou ook om een interessant
signaal kunnen gaan. In het plaatje in het midden is alle achtergrond
(met daarin de `rommel') weggehaald. Zo is bijvoorbeeld de overgang
bij de celwand helemaal verdwenen omdat die overgang niet komt door
een verschil in lipiden maar door een verschil in transmissie. Wat
overblijft is lijn (b) in de grafiek en dan blijkt welke dipjes echt
signaal geven (bijvoorbeeld bij 18mm).
Illustratie: M. Jurna c.s., Universiteit Twente
De nieuwe techniek wordt VPC-CARS (Vibrational Phase Contrast Coherent
Anti-Stokes Raman Scattering) genoemd. Hij maakt gebruik van het feit
dat moleculen trillen en dat elk verschillend molecuul op een
specifiek eigen manier trilt. VPC-CARS kan op basis van de fase van
het signaal een precies onderscheid maken tussen signalen die bij een
bepaald molecuul horen en het achtergrondsignaal. In biologische
monsters verdrinken de signalen van moleculen die in relatief kleine
hoeveelheden voorkomen, volkomen in het achtergrondsignaal. Door het
achtergrondsignaal (de ruis) uit de waarnemingen te verwijderen,
kunnen onderzoekers met VPC-CARS nu die gewoonlijk onzichtbare
moleculen in zo'n monster onderscheiden en op plaatjes afbeelden.
Referentie
Martin Jurna^1), Jeroen Korterik, Cees Otto, Jennifer Herek en Herman
Offerhaus (alle auteurs zijn verbonden aan de Optical Sciences Group,
MESA+ Instituut voor Nanotechnologie, Faculteit Technische
Natuurwetenschappen (TNW), Universiteit Twente; Cees Otto is verbonden
aan de BioPhysical Engineering Group van het MESA+ Instituut),
Vibrational phase contrast microscopy by use of Coherent Anti-Stokes
Raman Scattering, Phys. Rev. Lett. 103, 043905 (2009).
1) gefinancierd door NanoNed
Het onderzoek is mede gefinancierd door NanoNed en de Stichting FOM.