Een virus in de scanner

MRI-scanners zijn geweldig; ze laten het inwendige van het menselijk lichaam zien in magnifieke driedimensionale beelden die groot medisch nut hebben. Maar ze zijn niet geschikt voor het hele kleine. Ze komen niet verder dan details van enkele duizendsten van millimeters. Onderzoekers van IBM hebben nu een MRI-achtige techniek ontwikkeld die duizend keer scherper ziet. Er is een 3D-scan gemaakt van een virus.

In een MRI-scanner wordt het object van studie blootgesteld aan wat je een ‘magnetische dreun’ zou kunnen noemen. Waterhoudende weefsels galmen dan na door het uitzenden van radiostraling. Door deze met de computer te analyseren, kan de scanner een ruimtelijk beeld opbouwen van de waterverdeling in het lichaam. Het lichaam wordt als het ware in plakjes gesneden. Verschillende soorten weefsels als spier en bot zijn hiermee goed van elkaar te onderscheiden.

Maar MRI leent zich dus niet voor microscopisch werk. Een atoomkrachtmicroscoop wel. Daarbij wordt een voorwerp fysiek afgetast met een ragfijne naald. Zo kun je details zien, beter gezegd voelen, van minder dan een nanometer (een miljoenste millimeter). Deze vorm van microscopie – ook bij IBM ontwikkeld trouwens – blijft per definitie aan de buitenkant van het object.

IBM-onderzoekers in San José hebben deze twee technieken, MRI en atoomkrachtmicroscopie, met elkaar gecombineerd. Een minuscuul slingertje, met aan het uiteinde het te bestuderen object, wordt heen en weer bewogen door een magnetisch veld. Intussen wordt het magnetisch veld regelmatig omgeklapt. Daardoor gaat het slingertje bewegen. De manier waarop heeft te maken met hoe het object in elkaar zit. Met een laserstraal worden de bewegingen van het slingertje gemeten en daaruit volgt na een hele hoop gereken de driedimensionale structuur van het voorwerp.

Het eerste slachtoffer in het IBM-lab was het tabaksmozaïekvirus. Een bekende klant en dus een geschikt onderwerp. Maar dat virus is iets te klein voor de nieuwe techniek. De virtuele plakjes die de Magnetic Resonance Force Microscopy (Mrfm) snijdt zijn 4 nanometer dik; het tabaksmozaïekvirus is 18 nanometer. Dat zijn vijf plakjes. De afbeeldingen die IBM heeft verspreid, zijn technisch misschien 3D, ze zien er armetierig uit.

Intussen zijn die plakjes wel duizend keer zo dun als bij een normale MRI. En goed genoeg voor een publicatie, onlangs, in het wetenschappelijke tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (12 januari).

De IBM’ers geven hoog op van de mogelijkheden voor de toekomst. Zo zouden de inwendige opbouw van eiwitten en bacteriën kunnen worden ontrafeld en de ontwikkeling van medicijnen zou daar op termijn van kunnen profiteren.

Dat zal allemaal wel. Eerst mooie plaatjes, alstublieft.

Herbert Blankesteijn

Dit is een wekelijkse rubriek over technologie.