ENGINEERINGNET -- Reeds sedert de 19e eeuw worden petriplaten gebruikt om diverse soorten cellen te laten aankweken. Bacterieën, bijvoorbeeld.
Het conventionele gebruik van petriplaten impliceert dat de cellen in een broeikas worden geplaatst, die de cellen vlotter laat groeien, en toelaat zich te vermenigvuldigen. In de loop van de tijd wordt de petriplaat, soms heel vaak, uit de broeikas gehaald, bestudeerd onder de microscoop, en teruggeplaatst. Het zijn zaken die arbeidsintensief zijn. Bovendien bestaat, elke keer dat de plaat de broeikas verlaat, de kans dat het medium wordt besmet door andere cellen.
Een team ingenieurs van het California Institute of Technology (Caltech) komt nu met een oplossing. Het maakte daartoe een prototype-platform, gebruik makend van een Google smartphone, een vrij in de handel verkrijgbare GSM-beeldsensor, en legoblokjes.
De celcultuur wordt geplaatst op de beeldsensorchip; intussen wordt het LEDscherm van de GSM gebruikt als lichtbron, om het beeld te ‘scannen’.
Het gecreëerde apparaatje wordt geplaatst in een broeikas, met een draad die loopt van de chip tot een laptop, die zich buiten de broeikas bevindt. De beeldsensor neemt foto’s van de cultuur, en deze informatie wordt gezonden naar de laptop, zodat de onderzoekers die met die petrischalen werken, beelden van de cellen in real-time bekomen en kunnen bewaren. De technologie is vooral geschikt voor de beeldvorming van celkolonies die zich heel dicht bij mekaar ontwikkelen, op den duur mekaar overlappen en uiteindelijk de hele ruimte in de petrischaal innemen.
Caltech-bioloog Michael Elowitz gebruikte de installatie om embryonische stamcellen te observeren. Volgens hem “verandert het systeem compleet het idee van wat een lichtmicroscoop is. In plaats van een groot, zwaar instrument vol lenzen waar voorzichtig mee moet worden omgesprongen, heeft het team een compacte lichtgewicht microscoop uitgevonden zonder ook maar één lens, maar die toch hoge-resolutie beelden van levende cellen kan produceren. En niet alleen dat: het kan dat doen op dynamische wijze, terwijl het in de loop van de tijd volgt wat gebeurt in levende cellen, en over een wijd schaalbereik, gaande van subcellulair tot macroscopisch.”
Elowitz zegt ook dat de technologie zaken kan vatten waar dat anders moeilijk of onmogelijk zou zijn, zélfs met state-of-the-art lichtmicroscopen, die bovendien complexer en duurder zijn.
Het Caltech-team gelooft dat hun ePetri-oplossing nog veel meer in zijn mars heeft. Onder meer denkt het eraan een systeem te creëren dat zijn eigen, kleine incubator bevat. Dat zou het bruikbaar maken als desktop-diagnostisch instrument, dat kan worden gebruikt in het kantoor van de dokter, zodat minder bacteriestalen naar een testlab moeten worden.
(KV)
(foto Guoan Zheng / Caltech: het ePetri-platform is gemaakt van Lego-blokjes en gebruikt een smartphone als lichtbron. De beeldvormende chip is rechts in detail te zien.)
Video:
