Informatie uit een Rensselaermi(a?)croscoop (afb: Rensselaerinstituut)

Een nieuwe benadering van een optische techniek zou in staat zijn snel en goedkoop verschillende wisselwerkingen tussen moleculen in een groot stuk, levend weefsel in beeld te brengen. De techniek zou toepassingen kunnen hebben bij medische diagnoses, geleide chirurgie en medicijnonderzoek, denken de bedenkers. De techniek maakt het mogelijk tegelijkertijd zestien soorten informatie te volgen over een gebied van enkele cm² en is in staat interacties te vangen die in eenmiljardste van seconden gebeuren, stellen ze.

“We hebben een manier ontwikkeld op veel informatie in een korte periode te verwerken”, zegt Xavier Intes van het Amerikaanse Rensselaerinstituut. “Ons systeem is sneller, goedkoper dan de bestaande techniek zonder toe te geven op nauwkeurigheid van de gegevens.”
De techniek maakt gebruik van licht. In biomedische toepassingen hebben lichttechnieken, betogen de onderzoekers, veel voordelen boven technieken als MRI en PET, die gebruik maken van, achtereenvolgens, magnetisme en positronemissies om beelden te maken van levend weefsel.

De methode die Intes c.s. hebben ontwikkeld maakt gebruik van fluorescentie en van resonantie-energie om de moleculaire toestand van weefsels te onthullen. In FLIM (fluorescentieduurbeeldtechniek) worden interessante moleculen ‘gemerkt’ met lichtgevende moleculen, die, aangeslagen door licht, enige tijd licht versturen van een bepaalde kleur, kenmerkend voor de directe omgeving. Die lichtgevende moleculen kunnen zo worden ingesteld dat ze informatie geven over zaken als viscositeit, zuurgraad of de aanwezigheid van, bijvoorbeeld, zuurstof.
Die techniek zou ideaal zijn voor dikke weefsels omdat die gebaseerd is op tijdgebonden informatie, meer dan op lichtintensiteit. Lichtintensiteit wordt snel minder op een reis door het lichaam. Daarnaast gebruikten de onderzoekers de FRET-resonantie-energie, waarmee de afstand tussen twee gemerkte moleculen wordt gemeten.

FLIM/FRET

Hoewel de FLIM/FRET-techniek signalen vol informatie produceert is het snel en zuinig verzamelen van die gegevens een probleem. Nu wordt dat vaak met een snelle (en dure) camera gedaan en het doormeten van een stuk weefsel kan wel uren duren, aangezien die camera maar een lichtgevend molecuul tegelijk aan kan.

Om dat probleem te overkomen loosden de onderzoekers de camera en gebruikten een beeldpuntdetectie samen met een monsteringtechniek. Daarmee waren ze in staat in tien minuten genoeg informatie bij elkaar te brengen om een nauwkeurig beeld te maken. Intes: “Dit is een nieuw platform, een nieuwe optie in macroscopie. Wij denken dat die bruikbaar is in verschillende toepassingen in de biomedica.”

Bron: Science Daily