Met de aanschaf van een wide-field fluorescentie microscoop kunnen onderzoekers van de researchfaciliteit van Sanquin in Amsterdam met hoge snelheid een verrassend groot beeld op hun scherm presenteren. Processen met levende (bloed)cellen zijn zo steeds beter te visualiseren.

Els van den Brink | Fotografie: Foodnote

In de laboratoria van Sanquin Research in Amsterdam wordt veel onderzoek gedaan op het gebied van bloed, bloedtransfusiegeneeskunde en immunologie. De researchfaciliteit vormt de technische spil hiervan. Onderzoekers van binnen en buiten Sanquin kunnen hier gebruik maken van de geavanceerde apparatuur op het gebied van microscopie, flow cytometrie en proteomics. Als staflid bij de microscopie-unit biedt Martijn Nolte ondersteuning aan onderzoekers die voor hun onderzoek gebruik willen maken van een van de microscopen. “Naast onze analisten, die vertellen hoe alles precies werkt en alle technische details van de microscoop weten, is het fijn als je nog iemand hebt die vooraf kan meedenken over de opzet van het experiment, de keuze van de juiste microscoop en welke positieve en negatieve controles je bijvoorbeeld moet meenemen”, legt Nolte uit.

Arsenaal aan microscopen

De microscopie-unit beschikt over twee confocale microscopen, drie wide-field fluorescentie microscopen, een multiphoton microscoop en een imaging flow cytometer. Alle microscopen zijn uitgerust met een klimaatkast, zodat ze gebruikt kunnen worden om levende cellen te bestuderen. Zo’n klimaatkast kan op temperatuur gehouden worden, terwijl eveneens de luchtsamenstelling nauwkeurig gecontroleerd wordt. Elke microscoop is bedoeld voor een iets andere toepassing. Terwijl de wide-field fluorescentie microscopen vooral geschikt zijn om snel de fluorescentie van hele laag cellen of weefsel te meten, zijn confocale microscopen in staat om alleen de fluorescentie van het focusvlak te scannen door het licht dat niet in focus is te blokkeren. Door laag voor laag te scannen kan de hele laag cellen of weefsel haarscherp in beeld worden gebracht. De multiphoton microscoop heeft een vergelijkbaar principe als een confocaal microscoop, maar hiermee kan nog dieper in weefsel gekeken worden, zelfs bij levende dieren. De imaging flow cytometer tot slot is eigenlijk een kruising tussen een microscoop en een flow cytometer. Hierbij worden van iedere cel in een suspensie niet alleen de fluorescente waardes gemeten, zoals in conventionele flow cytometrie, maar wordt ook van elke cel een fluorescente foto gemaakt.

Veel sneller schakelen tussen verschillende kleuren
Martijn Nolte

Breder beeld

Sinds kort beschikken Nolte en zijn collega’s over een nieuwe wide-field microscoop, een Nikon Eclipse Ti2-E. Omdat gemeten moet worden aan levende cellen in kweekbakjes, is net als bij hun andere microscopen gekozen voor een omkeermicroscoop, waarbij het objectief onder het preparaat zit en zo heel dichtbij de cellen gebracht kan worden.

Nolte is vooral blij met het extra grote beeld (field of view) van deze nieuwe microscoop. “Dat is voor ons echt een enorme meerwaarde. Bij andere wide-field microscopen is de breedte van het lichtpad achttien millimeter, terwijl dat bij deze microscoop is opgehoogd naar vijfentwintig millimeter.” Dat klinkt misschien niet zo veel, maar een vergroting van de doorsnee van achttien naar vijfentwintig betekent dat het totale oppervlakte van het beeld bijna wordt verdubbeld. “Voor de bouwers van de microscoop is dat een behoorlijke uitdaging, want het betekent dat het hele lichtpad vanaf de lichtbron tot de detector zo veel moet worden vergroot”, zegt Nolte. Nikon is de eerste die dit biedt, maar Nolte verwacht dat dit uiteindelijk wel de standaard gaat worden voor microscopen, omdat het voor gebruikers alleen maar voordelen heeft.

Uiteindelijk gaat dit wel de standaard worden voor microscopen
Martijn Nolte

Voor de onderzoekers betekent dit in de praktijk dat ze minder beelden aan elkaar hoeven te plakken (stitchen) om een compleet overzicht te krijgen van alle cellen in het kweekbakje. “Dat scheelt uiteindelijk veel tijd”, zegt Nolte. “Bovendien hoeven we nu een minder hoge vergroting te gebruiken om alles te kunnen zien, en dat is voor ons ook een voordeel. Een lagere vergroting betekent namelijk dat er meer licht op het preparaat valt, waardoor we beter kunnen meten aan fluorescente labels”, legt Nolte uit.

Snelle switches

Nolte en zijn collega’s werken veel met fluorescente labels om biologische processen goed te kunnen volgen. “Met onze beide confocale microscopen kunnen we zelfs acht labels tegelijkertijd meten, dus acht verschillende kleuren”, vertelt Nolte. Bij de nieuwe wide-field microscoop zijn dat er vier, wat voor dit type microscopie ook al aan de hoge kant is. De microscoop is bovendien in staat om supersnel tussen deze kleuren te switchen, binnen maximaal veertig milliseconden. “Voorheen was daar een paar honderd milliseconden voor nodig. Dat betekent dat we dus veel sneller kunnen schakelen tussen verschillende kleuren”, zegt Nolte. Ook op andere punten is de nieuwe microscoop een stuk sneller. Zo wordt de microscoop gecombineerd met een hele gevoelige camera van partnerbedrijf Photometrics, die wel vijfhonderd foto’s per seconde kan maken. Bovendien is het systeem van de microscoop zo ingesteld, dat de camera rechtstreeks kan communiceren met de lichtbron om de verschillende ledlampjes aan of uit te zetten, waardoor ook dit relatief snel gaat.