Kleuromslag van hologram indicatie chemische stoffen

Onderzoekers van het Instituut voor Biotechnologie in Cambridge (Engeland) hebben een nieuwe methode ontwikkeld om de aanwezigheid van bepaalde stoffen aan te tonen. Zij maken gebruik van een hologram, waarvan de kleur een indicatie is van de aanwezigheid en concentratie van de stof.

Een hologram bestaat uit een fijn patroon van bijvoorbeeld zilver (bij het traditionele fotografische procedé) in een emulsie. Het patroon is aangebracht door interferentie van laserstralen. De onderlinge afstand van de lijnen in het patroon bepaalt de kleur van het hologram als het bekeken wordt in daglicht. Gewone hologrammen hebben het nadeel dat de fotografische emulsie waarin ze gemaakt zijn, gevoelig is voor vocht en afbraak door milieu-invloeden. De onderzoekers hebben daarvan gebruikt gemaakt (Laser Focus World, aug. 1996). Zo zwelt de emulsie onder invloed van water. Daardoor veranderen de onderlinge afstanden in het patroon en verandert het hologram van kleur.

De onderzoekers toonden aan dat eentiende promille water in kerosine al een duidelijke kleuromslag van groen naar rood te zien geeft. Ook de luchtvochtigheid kan uit de kleur van het hologram worden afgelezen. Als het alleen om water ging waren de toepassingen beperkt, maar uitgaande van ditzelfde principe kunnen nu ook methodes bedacht worden om andere chemische stoffen waar te nemen. Daarvoor moet dan een geschikte fotografische emulsie ontwikkeld worden. Eiwitten die specifiek reageren op te onderzoeken stof zijn daarbij uitermate geschikt. Een vormverandering door binding aan deze stof of door afbraak verandert de afstanden in het patroon en dus in de kleur van het hologram.

De kleurverandering kan met het blote oog waargenomen worden zonder de elektronica die bij gewone biosensoren nodig is. Zo hebben de onderzoekers een emulsie ontwikkeld met poly(L-lysine) die specifiek reageert op het enzym trypsine. Trypsine breekt eitwitten af door hydrolyse en is een bekende indicator van cystische fibrose bij kinderen. Deze ernstige ziekte kan zo sneller en eenvoudiger vastgesteld worden. Op gelijke wijze kunnen ook tests voor andere ziekte-indicatoren ontwikkeld worden.