ENGINEERINGNET.BE - Superresolutie-microscopie is een grensverleggende technologie waarmee onderzoekers in het binnenste van levende cellen kunnen kijken. De techniek maakt gebruik van lichtgevende eiwitten die onder meer in kwallen te vinden zijn.
In 2008 kregen drie toponderzoekers de Nobelprijs voor de Chemie voor het ontdekken en ontwikkelen van dit lichtgevende eiwit, genaamd Green Fluorescent Protein. Onderzoekers kunnen deze fluorescerende eiwitten met behulp van gen-bewerking aan moleculen vastzetten. Wanneer je zo’n eiwit met een laser beschijnt, geeft het vervolgens een klein beetje licht af.
Met de superresolutie methode Single Molecule Localization Microscopy worden moleculen willekeurig aan- of uitgezet. Gevoelige sensoren maken een video van de lichtsignalen, waarna onderzoekers een analyse maken van de verkregen data.
Hierdoor kunnen zij de locatie van de moleculen heel precies bepalen en een reconstructie maken van de celstructuur. Met een gewone optische microscoop kun je op een schaal van ongeveer een halve micron afbeeldingen maken. Met superresolutie-microscopie kun je dat tien keer zo goed doen.
Het veld van de superresolutie-microscopie ontwikkelde zich het afgelopen decennium razendsnel. In 2014 namen drie andere onderzoekers de Nobelprijs voor de Chemie in ontvangst voor superresolutie-microscopie. Eén van de drie winnaars was de Duitse onderzoeker Stefan Hell.
Onderzoekers van het lab van Hell stelden in 2020 dat Iterative Single-Molecule Localization Microscopy de resolutie veel verder zou verbeteren. De wetenschappers van TU Delft laten zien dat deze grote resolutieverbeteringen in de praktijk vrijwel onhaalbaar zijn.
Promovendus Dylan Kalisvaart van TU Delft: “In praktische omstandigheden kun je op zijn hoogst een verbetering van ongeveer vijf keer krijgen ten opzichte van de standaardtechniek."
"Het veld ging er grotendeels vanuit dat het potentieel veel groter was. Wij hebben dit probleem nu voor het eerst via een andere wiskundige, de Bayesiaanse, aanpak bekeken en tonen aan dat de resolutieverbeteringen van de groep van Hell in de praktijk lastig te bereiken zijn.”
Carlas Smith, zijn begeleider bij TU Delft: “Het is essentieel dat de onderliggende wetenschap solide is. Als het hele bouwwerk niet goed is, moet je terug naar het begin en het fundament opnieuw leggen.”
