Wetenschappers van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne gebruikten nanoplasmonics om te observeren
Visualisatie van eiwitsecretie in een enkele cel. Video: EPFL
Ter observatie plaatsen onderzoekers individuelecellen in microscopische putjes in een nanogestructureerde vergulde chip. Daarna veroorzaken ze plasmonresonantie op het oppervlak van de chip. Dit zijn resonerende oscillaties van elektronen die optreden wanneer een oppervlakte-plasmon wordt geëxciteerd door een externe elektromagnetische golf. Deze fluctuaties maken het mogelijk om uitgescheiden stoffen in kaart te brengen terwijl ze worden gevormd, waarbij de vorm en beweging van cellen wordt waargenomen.
De methode van wetenschappers is gebaseerd op een nanoplasmonische chipeen oppervlakte van 1 cm², bestaande uit miljoenen kleine gaatjes en honderden kamers voor individuele cellen. De chip is gemaakt van een nanogestructureerd goudsubstraat bedekt met een dun polymeer gaas. Elke kamer is gevuld met celmedia om de cellen levend en gezond te houden tijdens het beeldvormingsproces.
De structuur van de chip waarmee het onderzoek is uitgevoerd. Afbeelding: Saeid Ansaryan et al., Nature Biomedical Engineering
Plasmonresonantie wordt veroorzaakt dooreen lichtstraal die de elektronen in de goudatomen doet oscilleren. De nanostructuur is zo ontworpen dat alleen bepaalde golflengten er doorheen kunnen dringen. Wanneer er iets gebeurt, zoals eiwitafscheiding, op het oppervlak van de chip, verandert het doorgelaten licht en verschuift het spectrum. Een beeldsensor en een LED detecteren dergelijke veranderingen.
Omdat deze methode cellen onderdompelt inkweekmedium en vereist geen toxische labels die worden gebruikt in andere beeldvormingstechnologieën, de bestudeerde cellen zijn gemakkelijk te herstellen. Dit geeft de methode een groot potentieel voor gebruik bij de ontwikkeling van geneesmiddelen, vaccins en andere behandelingen, merken de auteurs op. Hiermee kan bijvoorbeeld op individueel niveau worden bestudeerd hoe cellen reageren op verschillende behandelingen.
Lees verder:
Nieuw beeld van Hubble verbaasde wetenschappers
Wetenschappers hebben het mysterieuze manuscript van Ptolemaeus ontcijferd. Het was verborgen onder andere tekst
Kijk naar de kaart met de hoogste resolutie van Mars: 110.000 frames en 5,7 biljoen pixels
Op de omslag: illustratie van levende cellen in microchipcellen. Afbeelding: BIOS EPFL