Nobelprijs voor supermicroscopie

Nobelprijs voor supermicroscopie

Nobelprijs voor supermicroscopie

Maar is het wel scheikunde?

De Nobelprijs voor de Scheikunde 2014 is toegekend aan de bedenkers van de fluorescentiemicroscopie waarmee details van nanometers zijn waar te nemen. Hun onderzoek is vooral van belang voor de studie van moleculaire processen in biologische systemen. Kennis van het moleculair functioneren van cellen is - onder andere - van belang voor het begrijpen van ziekten.

Het werk van de winnaars maakte een eind aan het oude idee dat er een limiet zou zijn aan de prestaties van de lichtmicroscopie. De Duitse natuurkundige Ernst Abbe had al in 1873 voorgerekend dat de buigingseigenschappen van licht een grens stellen. Details kleiner dan een vijfde micrometer (200 nanometer) zijn daardoor met de 'gewone' microscoop niet in beeld te brengen. De elektronenmicroscoop kan dat wel, maar niet bij gevoelig biologisch materiaal. En levende materie tot op de nanometer in beeld brengen, dat ging al helemaal niet. Tot aan het begin van deze eeuw.

Door gebruik te maken van fluorescerende moleculen, die zelf licht uitzenden, blijkt het namelijk wél mogelijk om tot op nanometerniveau in te zoomen. De Nobelprijs eert twee verschillende methoden. De Duitse onderzoeker Stefan Hell presenteerde in 2000 een slimme manier om met twee laserbundels hele kleine stukjes van een sample af te beelden, tot op de vierkante nanometer. De Amerikanen Eric Betzig en William Moerner legden het fundament voor een andere methode gebaseerd op de fluorescentie van individuele moleculen. In 2006 leidde dat tot de eerste afbeelding van lysosomen, onderdelen van cellen.

De winnaars van de Nobelprijs voor de Scheikunde 2014: Eric Betzig (links), Stefan Hell (midden) en William Moerner

Inmiddels is de super resolutie microscopie een veelgebruikte techniek voor onderzoek aan biologische systemen en processen. Het levert kennis op over de werking van ons lichaam op het allerkleinste niveau: dat van moleculen. Denk bijvoorbeeld aan moleculen die de verbinding tussen hersencellen voor hun rekening nemen, of eiwitten die een rol spelen bij de ziekte van Alzheimer.

Scheikunde? Biologie? Of natuurkunde?

De chemische Nobelprijs geeft traditioneel aanleiding tot discussie over wat nou eigenlijk scheikunde is. Als een moleculair biologisch onderwerp in de prijzen valt, dan hoor je gemor in de wandelgangen. Jammer voor de biologen dat er voor hen geen prijs is, maar mag er alsjeblieft ook eens hardcore chemie in de prijzen vallen?

Dit jaar bleef het relatief rustig. Microscopie van cellen, natuurlijk is dat biologie. Maar gelukkig gaat het bij het onderliggende detectieprincipe om individuele moleculen. En dat is dan weer echte scheikunde. Hoewel, als het gaat over licht en moleculen, praat je dan eigenlijk niet over natuurkunde?

Eigenlijk wel, denkt nanobiofysicus Cees Dekker van de TU Delft. Op het blog van wetenschapsjournalist Martijn van Calmthout van de Volkskrant zegt hij dat de chemici van het Nobelcomité dit jaar een vakgebied erkennen dat de natuurkundigen verzuimen te honoreren. Als er eenmaal één natuurkundeprijs is toegekend aan de biofysica, dan is het hek volgens Dekker van de dam. "Er gebeurt hier zoveel moois, dan komen ouderwets natuurkundigen nooit meer aan de bak."

Afbeelding boven aan deze pagina: Opname met een superresolutie microscoop, via Wikipedia.

 

Terug naar overzicht