‘Zonder matrix schieten we ze aan gort’

Een op de TU ontwikkelde detector herkent gevaarlijke bacteriën namelijk binnen no time.

Artsen, douaniers, defensiespecialisten, dr.ir. Jan Marijnissen van Technische Natuurwetenschappen heeft ze allemaal over de vloer gehad sinds hij zich twintig jaar geleden stortte op de ontwikkeling van zijn ‘snuffelmachine’. Het apparaat – officiële naam: aerosol time of flight massaspectometer – meet wat voor deeltjes in de lucht zitten. Komt de wind uit het westen, dan meet het een extra hoge concentratie zout in de lucht. Als het raam open staat natuurlijk. Maar de snuffelmachine kan ook bacteriën ruiken. Dit toonde een promovendus van Marijnissen aan in oktober 2003. “Al is het nog niet gemakkelijk de juiste variëteiten te benoemen”, zei de geestelijk vader van de detector destijds in Delta.

En om dit laatste was het Defensie, die het project mede financierde, nu juist te doen. Het ministerie wilde een kleine draagbare detector van biologische wapens ontwikkelen die binnen enkele seconden gevaarlijke bacteriën kan detecteren.

Hoe staat het onderzoek er nu, ruim vier jaar later voor?

Marijnissen haalt een dikke stapel papieren tevoorschijn: het conceptproefschrift van drs. Ineke Kleefsman. “Zij is er in geslaagd verschillende bacteriesoorten van elkaar te onderscheiden”, vertelt Marijnissen. “Tot voor kort lukte het ons alleen om geslachten, onderafdelingen van families, te herkennen. Dus dat is een grote stap vooruit.”

Kleiner is het apparaat niet geworden. Althans niet de versie die in het laboratorium van Marijnissen staat. Hij neemt vrijwel de hele ruimte in beslag. “Het apparaat wordt steeds wat groter”, vertelt de onderzoeker. “Dat olievat is er onlangs bijvoorbeeld bijgekomen. Daarin dispergeren we de bacteriën zodat ze mooi homogeen in de lucht verspreid zitten. Doordat het vat zo groot is, kunnen we uren achtereen bacteriën door de snuffelmachine leiden en experimenteren.”

Voordat de bacteriën in het daadwerkelijke hart van het meetinstrument komen, worden ze door een buis geleid waarin de lucht verzadigd is met een damp van een bepaalde stof, de matrix, die in een volgende buis condenseert op de bacteriedeeltjes. In de massaspectrometer worden bacteriën met een laserstraal kapot geschoten. “Het laagje om de bacteriën, ook wel de matrix genoemd, absorbeert het laserlicht, zet uit en trekt de bacteriën kapot waardoor de eiwitten die erin zitten vrijkomen”, legt Marijnissen uit. “Aan de hand van de eiwitten kunnen we de bacteriën identificeren. Zonder de matrix zouden de bacteriën en alles erin volledig aan gort geschoten worden.”

En hoe zit het met de volgende uitdaging? Het verkleinen van het apparaat? Dat is nooit mijn doelstelling geweest”, zegt Marijnissen. “Daar is TNO mee aan de gang gegaan. Dat heeft een snuffelmachine gebouwd die in een pantservoertuig past.”

Zelf ziet Marijnissen nog wel wat andere toepassingen voor zijn uitvinding. Onderzoek naar klimaatverandering bijvoorbeeld. “Deeltjes in de lucht, aerosolen, hebben een geweldige invloed hebben op het klimaat.” Maar ook in de medische hoek ziet hij toepassingen. Veel mensen die in een ziekenhuis worden opgenomen lopen daar een bacterie-infectie op, aldus Marijnissen. Met een bacteriedetector zou dit probleem aangepakt kunnen worden.

(TvD)

Delta: 2 oktober 2003

De laatste poederbrieven zijn waarschijnlijk nog niet gepost. Toch zullen ze binnenkort weinig paniek veroorzaken. Een op de TU ontwikkelde detector herkent gevaarlijke bacteriën namelijk binnen no time.

Artsen, douaniers, defensiespecialisten, dr.ir. Jan Marijnissen van Technische Natuurwetenschappen heeft ze allemaal over de vloer gehad sinds hij zich twintig jaar geleden stortte op de ontwikkeling van zijn ‘snuffelmachine’. Het apparaat – officiële naam: aerosol time of flight massaspectometer – meet wat voor deeltjes in de lucht zitten. Komt de wind uit het westen, dan meet het een extra hoge concentratie zout in de lucht. Als het raam open staat natuurlijk. Maar de snuffelmachine kan ook bacteriën ruiken. Dit toonde een promovendus van Marijnissen aan in oktober 2003. “Al is het nog niet gemakkelijk de juiste variëteiten te benoemen”, zei de geestelijk vader van de detector destijds in Delta.

En om dit laatste was het Defensie, die het project mede financierde, nu juist te doen. Het ministerie wilde een kleine draagbare detector van biologische wapens ontwikkelen die binnen enkele seconden gevaarlijke bacteriën kan detecteren.

Hoe staat het onderzoek er nu, ruim vier jaar later voor?

Marijnissen haalt een dikke stapel papieren tevoorschijn: het conceptproefschrift van drs. Ineke Kleefsman. “Zij is er in geslaagd verschillende bacteriesoorten van elkaar te onderscheiden”, vertelt Marijnissen. “Tot voor kort lukte het ons alleen om geslachten, onderafdelingen van families, te herkennen. Dus dat is een grote stap vooruit.”

Kleiner is het apparaat niet geworden. Althans niet de versie die in het laboratorium van Marijnissen staat. Hij neemt vrijwel de hele ruimte in beslag. “Het apparaat wordt steeds wat groter”, vertelt de onderzoeker. “Dat olievat is er onlangs bijvoorbeeld bijgekomen. Daarin dispergeren we de bacteriën zodat ze mooi homogeen in de lucht verspreid zitten. Doordat het vat zo groot is, kunnen we uren achtereen bacteriën door de snuffelmachine leiden en experimenteren.”

Voordat de bacteriën in het daadwerkelijke hart van het meetinstrument komen, worden ze door een buis geleid waarin de lucht verzadigd is met een damp van een bepaalde stof, de matrix, die in een volgende buis condenseert op de bacteriedeeltjes. In de massaspectrometer worden bacteriën met een laserstraal kapot geschoten. “Het laagje om de bacteriën, ook wel de matrix genoemd, absorbeert het laserlicht, zet uit en trekt de bacteriën kapot waardoor de eiwitten die erin zitten vrijkomen”, legt Marijnissen uit. “Aan de hand van de eiwitten kunnen we de bacteriën identificeren. Zonder de matrix zouden de bacteriën en alles erin volledig aan gort geschoten worden.”

En hoe zit het met de volgende uitdaging? Het verkleinen van het apparaat? Dat is nooit mijn doelstelling geweest”, zegt Marijnissen. “Daar is TNO mee aan de gang gegaan. Dat heeft een snuffelmachine gebouwd die in een pantservoertuig past.”

Zelf ziet Marijnissen nog wel wat andere toepassingen voor zijn uitvinding. Onderzoek naar klimaatverandering bijvoorbeeld. “Deeltjes in de lucht, aerosolen, hebben een geweldige invloed hebben op het klimaat.” Maar ook in de medische hoek ziet hij toepassingen. Veel mensen die in een ziekenhuis worden opgenomen lopen daar een bacterie-infectie op, aldus Marijnissen. Met een bacteriedetector zou dit probleem aangepakt kunnen worden.

(TvD)