Onderzoekers manipuleren cellen met behulp van lasers

Wetenschappers van de universiteit van Californië hebben een methode ontwikkeld om met behulp van door lasers geactiveerde elektroden individuele cellen te verplaatsen. De levende cellen worden niet beschadigd tijdens het proces.

Laser-stralen kunnen weliswaar gebruikt worden om levenloze materie te manipuleren, maar voor biologisch onderzoek aan cellen zijn ze ongeschikt: de energie worden individuele cellen fataal. Elektrische velden kunnen daarentegen wel veilig gebruikt worden zonder de cellen te doden, maar deze methode met statische elektrodes beperkt de bewegingsvrijheid van de onderzoeker. Pei-Yu Chiou ontwikkelde echter een petri-schaal waarin levende cellen met behulp van zowel lasers als elektrodes bewogen kunnen worden en de onderzoeker combineerde de voordelen van beide technieken.

In de bodem van het schaaltje bracht hij een raster van lichtdetectors aan, die optisch van elkaar gescheiden werden. Boven en onder het raster, waarbinnen individuele sensors dienst doen als pixels, zijn transparante elektrodes aangebracht. Wanneer laser-licht op een sensor valt, worden de elektrodes boven en onder deze belichte sensor geactiveerd. Het resulterende elektrische veld trekt de statisch geladen cellen aan en hierbij blijven deze onbeschadigd.

Met de laser kunnen allerlei patronen worden gegenereerd, die door het elektrische veld worden gedupliceerd. Zo kunnen individuele cellen naar elke gewenste positie worden verplaatst en kunnen onderzoekers in vivo-experimenten met de cellen uitvoeren. Video (2227271001?isVid=1&publisherID=981571807)

Door Willem de Moor

Redacteur

18-09-2009 • 15:18

12 Linkedin

Reacties (12)

Wijzig sortering
Hmmm... Die Pei-Yu Chiou is niet helemaal eerlijk...

Het is namelijk wel degelijk heel goed mogelijk om levende cellen met laserstralen te vangen, en ergens neer te zetten. Kwestie van een geschikte golflengte uitkiezen, typische infra-rood van 1080nm. Dat heb ik persoonlijk gedaan, dus ik weet waarover ik praat. Een van de toepassing die wij gebruikten, was om de interactie tussen twee cellen te bestuderen, en daarvoor was het belangrijk dat je de cel niet met iets anders aanraakte. (En zou natuurlijk niet zo handig zijn als de cel onderwijl dood ging... :) )

Het gaat bij sommige cellen wel beter dan bij anderen, en dat komt natuurlijk omdat de optische eigenschappen verschillend kunnen zijn. Je moet cellen hebben met een significant andere brekingsindex, anders werkt de lasertrap niet of nauwelijks.

Dus ja, er zitten wel problemen aan lasertrapping, en het is wel mogelijk een cel te koken, maar het is in het algemeen wel degelijk goed mogelijk.

En anderzijds, is een elektrisch veld ook niet altijd zo onschadelijk... Ik ken nog wel iemand waarbij het eerste jaar de poster ging over manipulatie van cellen door elektrische velden, en het volgende jaar, over waarom cellen dood gingen tijdens zo'n manipulatie. ;) Dat waren dan wel nauwkeuriger manipulaties, die daarom met hoogfrequente velden moesten werken. En dat had wat vervelende consequenties.

Niettemin wel heel leuk onderzoek. Voor wat hij laat zien in de video, is zijn systeem uitermate bruikbaar, en dat is dan vooral omdat het betrekkelijk grote en grove bewegingen zijn.

Ik snap alleen niet goed waarom hij een laser gebruikt... Uiteindelijk stuurt hij gewoon pixels aan... en dat kan net zo goed via het grid zelf, als via deze ingewikkelde methode met een lichtbundel. Misschien dat het zo goedkoper wordt, of makkelijker in het gebruik qua aansluitingen.

[Reactie gewijzigd door AHBdV op 18 september 2009 15:54]

Ik sluit me graag aan bij jouw reactie. Cellen zijn gewoon "vast te pakken" met licht. Licht met een golflengte van 1064nm wordt nauwelijks geabsorbeerd door cellen, waardoor er ook nauwelijks warmteontwikkeling is. De cel blijft gewoon leven. Deze techniek bestaat ook al tientallen jaren en is ooit bedacht door Ashkin. Ook zijn er al diverse studies mee gedaan waaruit blijkt dat bacterien blijven leven en zich delen terwijl ze door een "optical trap" vast worden gehouden.
Een groot nadeel van de optical trap is dat er een behoorlijk vermogen laser nodig is om krachten uit te oefenen; lasers van 10 W zijn geen uitzondering bij deze methoden. Ik heb me niet verdiept in deze techniek maar ik denk dat het aannemelijk is dat er veel minder energie voor nodig is, zeker van de laser waardoor de techniek wel veiliger in gebruik is.
Zoek maar eens op optical tweezer.
Een laser van 10 Watt is volgens mij helemaal niet zo'n groot probleem, de keer dat ik met een optisch pincet aan de gang moest had ik gewoon een labvoeding om de laser aan te sturen. Zelfs met betrekking tot veiligheid is het vrij simpel zolang je je laser maar in de opstelling houdt en er voor zorgt dat er geen licht buiten die opstelling komt.
Het is dus niet juist dat bacteriën niet met lasers te manipuleren zijn, maar het is natuurlijk altijd leuk om een alternatieve manier te hebben.
Inderdaad, vooral bij grotere cellen kun je zelfs binnen cellen organellen of cytoplasma stromen manipuleren terwijl je het gewoon realtime bekijkt. Werkt echter alleen goed bij grotere cellen.
Alles is in het begin duur... Maar na meerdere onderzoeken en ervaring opdoen, wordt alles weer goedkoper en veiliger
Als er een markt voor is wel. Anders blijven de technieken vaak toch erg duur.
In dit geval zijn er echter wel meerdere toepassingen te bedenken, waardoor de potentiële afzetmarkt groot is en het dus de investeringen waard is die nodig zijn om zo'n techniek op grotere schaal toe te passen.
Eerg mooi, vooral voor de toekomst weer een belangrijk iets.

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 293673 op 18 september 2009 17:43]

Anoniem: 266454
18 september 2009 15:20
Enorm mooie ontwikkeling! Het is bijna een game waarin je bepaalde dingen met cellen moet doen. Dit gaat werken met levende cellen heel veel makkelijker maken!
En vast en zeker ook heel veel duurder... het is leuk om te zien en zal vast een heleboel helpen om het werken makkelijker te maken, maar de kosten zullen vast en zeker uit eindelijk hoger uitpakken dan op dit moment het geval...
Alle nieuwe techniek is duur. Je kan die opmerking bij elke nieuwe doorbraak zetten als je wilt....
Een soort van "Spore Real Live".
makkelijker kunnen we het niet maken.. maar wel leuker!

Kies score Let op: Beoordeel reacties objectief. De kwaliteit van de argumentatie is leidend voor de beoordeling van een reactie, niet of een mening overeenkomt met die van jou.

Een uitgebreider overzicht van de werking van het moderatiesysteem vind je in de Moderatie FAQ

Rapporteer misbruik van moderaties in Frontpagemoderatie.



Op dit item kan niet meer gereageerd worden.


Nintendo Switch (OLED model) Apple iPhone SE (2022) LG G1 Google Pixel 6 Call of Duty: Vanguard Samsung Galaxy S22 Garmin fēnix 7 Nintendo Switch Lite

Tweakers vormt samen met Hardware Info, AutoTrack, Gaspedaal.nl, Nationale Vacaturebank, Intermediair en Independer DPG Online Services B.V.
Alle rechten voorbehouden © 1998 - 2022 Hosting door True

Tweakers maakt gebruik van cookies

Tweakers plaatst functionele en analytische cookies voor het functioneren van de website en het verbeteren van de website-ervaring. Deze cookies zijn noodzakelijk. Om op Tweakers relevantere advertenties te tonen en om ingesloten content van derden te tonen (bijvoorbeeld video's), vragen we je toestemming. Via ingesloten content kunnen derde partijen diensten leveren en verbeteren, bezoekersstatistieken bijhouden, gepersonaliseerde content tonen, gerichte advertenties tonen en gebruikersprofielen opbouwen. Hiervoor worden apparaatgegevens, IP-adres, geolocatie en surfgedrag vastgelegd.

Meer informatie vind je in ons cookiebeleid.

Sluiten

Toestemming beheren

Hieronder kun je per doeleinde of partij toestemming geven of intrekken. Meer informatie vind je in ons cookiebeleid.

Functioneel en analytisch

Deze cookies zijn noodzakelijk voor het functioneren van de website en het verbeteren van de website-ervaring. Klik op het informatie-icoon voor meer informatie. Meer details

janee

    Relevantere advertenties

    Dit beperkt het aantal keer dat dezelfde advertentie getoond wordt (frequency capping) en maakt het mogelijk om binnen Tweakers contextuele advertenties te tonen op basis van pagina's die je hebt bezocht. Meer details

    Tweakers genereert een willekeurige unieke code als identifier. Deze data wordt niet gedeeld met adverteerders of andere derde partijen en je kunt niet buiten Tweakers gevolgd worden. Indien je bent ingelogd, wordt deze identifier gekoppeld aan je account. Indien je niet bent ingelogd, wordt deze identifier gekoppeld aan je sessie die maximaal 4 maanden actief blijft. Je kunt deze toestemming te allen tijde intrekken.

    Ingesloten content van derden

    Deze cookies kunnen door derde partijen geplaatst worden via ingesloten content. Klik op het informatie-icoon voor meer informatie over de verwerkingsdoeleinden. Meer details

    janee