Customize Consent Preferences

We use cookies to help you navigate efficiently and perform certain functions. You will find detailed information about all cookies under each consent category below.

The cookies that are categorized as "Necessary" are stored on your browser as they are essential for enabling the basic functionalities of the site. ... 

Always Active

Necessary cookies are required to enable the basic features of this site, such as providing secure log-in or adjusting your consent preferences. These cookies do not store any personally identifiable data.

No cookies to display.

Functional cookies help perform certain functionalities like sharing the content of the website on social media platforms, collecting feedback, and other third-party features.

No cookies to display.

Analytical cookies are used to understand how visitors interact with the website. These cookies help provide information on metrics such as the number of visitors, bounce rate, traffic source, etc.

No cookies to display.

Performance cookies are used to understand and analyze the key performance indexes of the website which helps in delivering a better user experience for the visitors.

No cookies to display.

Advertisement cookies are used to provide visitors with customized advertisements based on the pages you visited previously and to analyze the effectiveness of the ad campaigns.

No cookies to display.

Science

Bouwen aan de bacteriebieb

De sectie deeltjestechnologie ontwerpt een laserdetector die, gekoppeld aan een massaspectrometer, bacteriesporen in de lucht herkent. Militairen kunnen hiermee snel meten of ergens een biobom is ontploft.

Bacteriën kunnen nu nog undercover door het luchtruim zwerven. Maar als het detectieapparaat van deeltjestechnologie klaar is, kan met een simpele meting van een luchtmonster de identiteit van iedere bacterie ontmaskerd worden. Een soldaat in vijandig veld kan zo op tijd miltvuurbacteriën herkennen en zijn gasmasker uit de kast halen.

De detector herkent de bacteriën aan de hand van hun eiwitten. Iedere bacterie heeft namelijk zijn eigen unieke eiwitcombinatie, een soort handtekening. De massaverdeling van die eiwitten, die wordt gemeten met een massaspectrometer, verraadt dus welke microbe in de detector zit.

Delftse deeltjestechnologen werken al meer dan vijf jaar aan verfijning van deze methode, Matrix Assisted Laserdesorption/ionization (Maldi-Atofms) genaamd. De laatste jaren komt er schot in het onderzoek, dankzij geld van Defensie, dat het onderzoek sponsort. Ook de Amerikanen zijn geïnteresseerd geraakt. Vandaar dat de prof van deeltjestechnologie, Jan Marijnissen, afgelopen maand naar de University of Florida vertrok om vergelijkbaar deeltjesonderzoek op poten te zetten.

De vele verschillende componenten in de detector maken het onderzoek langdurig en lastig. Eerste stap is een goede stofzuiger. Deze moet deeltjes concentreren en op grootte selecteren voor ze de detector binnengaan. Daarna moeten laserdetector en massaspectrometer op elkaar afgestemd worden. De laser moet tegelijk een soort kanon zijn dat de bacteriën stukschiet, zonder hun eiwitten te beschadigen. Vooral dat laatste is makkelijker gezegd dan gedaan.

Belangrijk struikelblok is dat de bacteriën bij binnenkomst in de detector een jasje aan moeten krijgen, een matrix. Dat wordt als een soort deospray op de deeltjes gespoten. Deze matrix moet een deel van de laserpuls absorberen, om te zorgen dat een microbe niet in losse atomen uiteenspat. Maar de matrix mag niet te dik zijn, want met een te dikke jas is de bacterie te goed bepantserd.

In totaal werkt Maldi met drie laserpulsen. “Met de eerste puls wordt de binnenkomst van de bacterie geregistreerd”, zegt promovendus Ineke Kleefsman, die samen met postdoc Michael Stowers aan het onderzoek werkt. “Dan begint een klok te lopen tot de bacterie bij de tweede straal is. Zo meet je de binnenkomstsnelheid, die je in je massaberekeningen nodig hebt. De derde sterke puls schiet de bacterie aan gort, waarna de eiwitmoleculen als geladen deeltjes in de massaspectrometer versneld worden.”

In de beginjaren van het onderzoek werkte de sectie nog niet met matrices en kon men alleen zoutkristalletjes en stofdeeltjes herkennen. Andere, complexere moleculen, zoals van levende organismen, werden meteen door de laser vernietigd. Door introductie van de matrix kwamen de zogeheten bio-aerosolen binnen bereik en zo raakte Defensie geïnteresseerd.

Defensie wil in 2006 over een complete bacteriebibliotheek beschikken. In deze bieb is ieder boek een bacterie waarvan de soorteigen massaverdeling geregistreerd staat als een vingerafdruk. Vergelijking hiervan met de monstermeting moet direct uitsluitsel geven over welke soort microbe – bijvoorbeeld – de longen van soldaten bestookt.

Het Prins Mauritslaboratorium, de defensietak van TNO, werkt samen met deeltjestechnologie en doet de proeven met toxische bacteriën die ziektes kunnen veroorzaken, zoals de miltvuurbacterie. In het lab van deeltjestechnologie wordt geen anthrax verstoven, er worden alleen onschuldige bacteriemengsels geanalyseerd.

Kleefsman is nu zo ver dat ze monsters van eiwitten kan herkennen. “En bij vooraf geprepareerde bacteriemonsters halen we al redelijke resultaten”, zegt ze. “Maar we willen zo ver komen dat we ook gewoon een monster van lablucht kunnen nemen en kijken wat daar voor microben inzitten. Zover zijn we nog lang niet, dus we moeten de sokken er in zetten om die bacteriebieb af te krijgen.”

www.dct.tudelft.nl/part/

Wanneer het detectieapparaat van deeltjestechnologie klaar is, kan met een simpele meting van een luchtmonster de identiteit van iedere – misschien gevaarlijke – bacterie ontmaskerd worden. (Foto: Hollandse Hoogte)

Bacteriën kunnen nu nog undercover door het luchtruim zwerven. Maar als het detectieapparaat van deeltjestechnologie klaar is, kan met een simpele meting van een luchtmonster de identiteit van iedere bacterie ontmaskerd worden. Een soldaat in vijandig veld kan zo op tijd miltvuurbacteriën herkennen en zijn gasmasker uit de kast halen.

De detector herkent de bacteriën aan de hand van hun eiwitten. Iedere bacterie heeft namelijk zijn eigen unieke eiwitcombinatie, een soort handtekening. De massaverdeling van die eiwitten, die wordt gemeten met een massaspectrometer, verraadt dus welke microbe in de detector zit.

Delftse deeltjestechnologen werken al meer dan vijf jaar aan verfijning van deze methode, Matrix Assisted Laserdesorption/ionization (Maldi-Atofms) genaamd. De laatste jaren komt er schot in het onderzoek, dankzij geld van Defensie, dat het onderzoek sponsort. Ook de Amerikanen zijn geïnteresseerd geraakt. Vandaar dat de prof van deeltjestechnologie, Jan Marijnissen, afgelopen maand naar de University of Florida vertrok om vergelijkbaar deeltjesonderzoek op poten te zetten.

De vele verschillende componenten in de detector maken het onderzoek langdurig en lastig. Eerste stap is een goede stofzuiger. Deze moet deeltjes concentreren en op grootte selecteren voor ze de detector binnengaan. Daarna moeten laserdetector en massaspectrometer op elkaar afgestemd worden. De laser moet tegelijk een soort kanon zijn dat de bacteriën stukschiet, zonder hun eiwitten te beschadigen. Vooral dat laatste is makkelijker gezegd dan gedaan.

Belangrijk struikelblok is dat de bacteriën bij binnenkomst in de detector een jasje aan moeten krijgen, een matrix. Dat wordt als een soort deospray op de deeltjes gespoten. Deze matrix moet een deel van de laserpuls absorberen, om te zorgen dat een microbe niet in losse atomen uiteenspat. Maar de matrix mag niet te dik zijn, want met een te dikke jas is de bacterie te goed bepantserd.

In totaal werkt Maldi met drie laserpulsen. “Met de eerste puls wordt de binnenkomst van de bacterie geregistreerd”, zegt promovendus Ineke Kleefsman, die samen met postdoc Michael Stowers aan het onderzoek werkt. “Dan begint een klok te lopen tot de bacterie bij de tweede straal is. Zo meet je de binnenkomstsnelheid, die je in je massaberekeningen nodig hebt. De derde sterke puls schiet de bacterie aan gort, waarna de eiwitmoleculen als geladen deeltjes in de massaspectrometer versneld worden.”

In de beginjaren van het onderzoek werkte de sectie nog niet met matrices en kon men alleen zoutkristalletjes en stofdeeltjes herkennen. Andere, complexere moleculen, zoals van levende organismen, werden meteen door de laser vernietigd. Door introductie van de matrix kwamen de zogeheten bio-aerosolen binnen bereik en zo raakte Defensie geïnteresseerd.

Defensie wil in 2006 over een complete bacteriebibliotheek beschikken. In deze bieb is ieder boek een bacterie waarvan de soorteigen massaverdeling geregistreerd staat als een vingerafdruk. Vergelijking hiervan met de monstermeting moet direct uitsluitsel geven over welke soort microbe – bijvoorbeeld – de longen van soldaten bestookt.

Het Prins Mauritslaboratorium, de defensietak van TNO, werkt samen met deeltjestechnologie en doet de proeven met toxische bacteriën die ziektes kunnen veroorzaken, zoals de miltvuurbacterie. In het lab van deeltjestechnologie wordt geen anthrax verstoven, er worden alleen onschuldige bacteriemengsels geanalyseerd.

Kleefsman is nu zo ver dat ze monsters van eiwitten kan herkennen. “En bij vooraf geprepareerde bacteriemonsters halen we al redelijke resultaten”, zegt ze. “Maar we willen zo ver komen dat we ook gewoon een monster van lablucht kunnen nemen en kijken wat daar voor microben inzitten. Zover zijn we nog lang niet, dus we moeten de sokken er in zetten om die bacteriebieb af te krijgen.”

www.dct.tudelft.nl/part/

Wanneer het detectieapparaat van deeltjestechnologie klaar is, kan met een simpele meting van een luchtmonster de identiteit van iedere – misschien gevaarlijke – bacterie ontmaskerd worden. (Foto: Hollandse Hoogte)

Editor Redactie

Do you have a question or comment about this article?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.