Een extra detector op een elektronenmicroscoop kan helpen bepalen welke moleculen in welke delen van een cel voorkomen. Dit melden wetenschappers van het UMCG en de TU Delft in een vandaag gepubliceerd artikel in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten . "Deze detector stelt ons in staat om een ​​kleur toe te kennen aan moleculen in een cel, " zegt Ben Giepmans, de teamleider uit Groningen. "Meerkleurige elektronenmicroscopen zijn een nieuwe toevoeging aan medisch onderzoek, en ze kunnen interessante resultaten opleveren."

Elektronenmicroscopen kunnen zeer gedetailleerd inzoomen, waardoor de kleinste structuren in een cel zichtbaar worden. Ze zijn daarom veel nauwkeuriger dan optische microscopen, die al veel langer bestaan. "Maar een elektronenmicroscoop toont altijd beelden in grijstinten, " legt Giepmans uit. "We hebben nu aangetoond dat je met deze detector kleur kunt introduceren. Je kunt het vergelijken met Google Earth:satellietbeelden geven een goede indruk van hoe een klein deel van de aarde eruitziet, maar als je de wegen en steden kleurt, het is veel gemakkelijker om uw lagers te vinden. evenzo, als je moleculen kleurt, je maakt het makkelijker om te zien naar welke biologische structuren je kijkt."

Identificerende elementen

De onderzoekers gebruikten een detector die is ontwikkeld voor de materiaalkunde. De Delftse teamleider Jacob Hoogenboom zegt:"We kochten de detector om extreem kleine structuren voor de halfgeleiderindustrie te bestuderen. We werkten al samen met het UMCG aan andere projecten. Ze hadden vergelijkbare technieken gebruikt om biologische monsters in te kleuren, maar dit leverde slechts twee kleuren op. Dus we dachten dat we ze zouden bestuderen met deze detector, ook." De detector kan elke afzonderlijke bouwsteen van moleculen identificeren, inclusief stikstof, fosfor, zwavel, ijzer en andere metalen. Giepmans zegt, "DNA bevat veel fosfor, bijvoorbeeld. Als we de fosfor in een cel in kaart brengen en er een kleur aan toekennen, we kunnen zien waar het DNA is."

Sollicitatie

De onderzoekers pasten de techniek toe op hun eigen onderzoeksgebied, diabetes type 1. "We keken naar de cellen in de alvleesklier van een rat die gevoelig was voor diabetes type 1. We konden de verschillende cellen in de alvleesklier duidelijk identificeren. Insulineproducerende cellen kregen een kleur van de zwavel, omdat insuline veel zwavel bevat, terwijl cellen die glucagon produceren een andere kleur aannamen, omdat dat hormoon andere elementen bevat."

Weefsel werd in Groningen geïdentificeerd en naar Delft gestuurd, waar de nieuwe detector werd gebruikt om bepaalde regio's te analyseren. Dit leidde tot verrassende observaties. "In deze rat, we konden stoffen zien in delen van de alvleesklier waar ze gewoonlijk niet worden gevonden, " legt Giepmans uit. Het UMCG heeft nu een eigen 'kleur EM' detector, en Giepmans krijgt nu al celmateriaal uit binnen- en buitenland om de nieuwe techniek te testen.

De onderzoekers zijn niet de eersten die elementen kleuren met een elektronenmicroscoop. "In een eerder onderzoek ze konden maar twee stoffen kleuren. We kunnen nu veel verschillende elementen tegelijk meten en kleuren. Ik wist dat het moest kunnen. Ik heb er lang van gedroomd, maar het kwam pas van de grond toen we met Delft aan de slag gingen en hun detector op ons weefsel gebruikten.' Interdisciplinaire samenwerking leidde tot concrete resultaten. 'Het mooiste aan deze techniek is misschien wel dat het betaalbaar is. Het is echt een nieuwe microscopie-tool die we al voor veel onderzoeksgroepen gebruiken."

Voor afbeeldingen van de kleurenelektronenmicroscoop, zie:nanotomy.org.