17 feb. 1999
2 minuten
Door nieuwe software van de TU Delft kunnen biomedische onderzoekers veel scherpere beelden maken, bijvoorbeeld van cellen. De software verbetert de praktisch haalbare resolutie van de fluorescentiemicrosopie tot 20 à 30 nanometer. Het onderzoek, dat dr. Bernd Rieger samen met de University van New Mexico uitvoerde, werd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Methods.
Fluorescentie-microscopie is in het biomedisch onderzoek een belangrijke techniek. Met deze methode wordt informatie, over bijvoorbeeld het functioneren van cellen of celdelen, gehaald uit het licht dat bepaalde fluorescerende moleculen in cellen uitzenden.
Truc
"Normaal zijn met fluorescentie-microscopie afbeeldingen met een resolutie van 200 … 300 nanometer te maken", legt onderzoeker Bernd Rieger van de faculteit Technische Natuurwetenschappen van de TU Delft uit.
"Sinds enkele jaren gebruikt men echter een truc waarbij de resolutie een factor tien beter wordt: lokalisatie-microsocopie. Daarbij wordt op verschillende plaatsen het licht van slechts één molecuul geanalyseerd. En dat gebeurt vervolgens voor heel veel moleculen achter elkaar. Door de gegevens van deze individuele moleculen te combineren, ontstaat een veel scherper beeld."
Langzaam
Dat klinkt mooi maar er kleeft één groot probleem aan lokalisatie-microscopie: het is heel erg langzaam. "We moeten het licht van miljoenen moleculen meten en doorrekenen."
"Complicerend is verder dat het uitzenden van fluorescerend licht door moleculen een statistisch proces is, dus gedeeltelijk door toeval bepaald. Dat betekent heel veel rekenwerk. In de praktijk waren die mooie resoluties van 20 tot 30 nanometer dus niet snel te halen."
Grafische kaart
Dat kan beter, besloot Rieger. Hij ontwikkelde, samen met de University of New Mexico (VS), een slim algoritme dat de gegevens van al die individuele fluorescentie-moleculen veel sneller analyseert, circa honderd maal sneller.
Essentieel was daarbij dat Rieger grafische rekentechnieken (GPU) gebruikt voor de analyse in plaats van een traditionele CPU (Central Processing Unit). Bij een GPU werken honderden subprocessoren samen. "We maken gebruik van een standaard grafische kaart die bijvoorbeeld ook wordt ingezet voor gaming-toepassingen op de computer."
Gemak
"Onze software is voor iedereen gratis te downloaden. En de benodigde grafische kaart kost maar enkele honderden euro’s", zegt Rieger. Zijn vinding belooft dan ook het gemak waarmee mooie resoluties kunnen worden gehaald voor de (cel)biologie te bevorderen.
Anderen lazen ook
