Annonceinfo

Nyt legetøj

Eksperimentelt udstyr er grundstenen for det meste naturvidenskabelig forskning. Hvad man kan undersøge er i sidste ende begrænset af hvad man kan måle. Det meste udstyr købes i færdig tilstand hos specialiserede firmaer (typisk for en mindre formue), og kan være mere eller mindre brugervenligt. Hvis man vil lave noget der nyt eller meget sjældent er der ofte ikke nogen firmaer der sælger udstyret, og man har derfor ikke noget andet valg end at bygge sine instrumenter selv. Tidligere på året fik jeg en bevilling fra forskningsrådets Sapere Aude karriereprogram til at bygge et enkelt-molekyle fluorescens spektrometer, og jeg er lige blevet færdig med at bygge det.

Instrumentet udnytter et fænomen der kaldes fluorescens. Fluorescens er en egenskab ved visse molekyler der gør at de kan absorbere lys af en farve og udsende lyset igen som en lidt anden farve. Ydermere kan fluorescerende molekyler overføre den energi de absorberer fra lyset til andre fluorescerende molekyler i en proces der kaldes FRET. Effektiviteten af FRET afhænger primært af hvor langt der er imellem de fluorescerende molekyler. Dvs. man kan belyse et blåt farvestof, hvorefter en del af energien bliver overført til et andet farvestof som udsender rødt lys. Ved at måle hvor meget lys, der udsendes som henholdsvist rødt eller blåt kan man bestemme afstanden imellem farvestofferne.

At måle FRET er normalt ret simpelt, men vi vil gerne et skridt videre og kunne måle FRET for kun et enkelt molekyle ad gangen, hvilket straks bliver mere kompliceret. Måden man griber det an på er ved at have et meget lille observationsvolumen, ca. en halv micrometer på hvert led. Ydermere så har vi en meget lav koncentration af de molekyler vi kigger på. Normalt er koncentrationen så lav at der er en million millioner gange flere vandmolekyler end fluorescerende molekyler. Det vil sige at i gennemsnit er der nul molekyler i vores observationsvolumen, men af og til kommer der tilfældigt et enkelt molekyle ind som vi kan se signalet fra.

Instrumentet består i hovedtræk af tre forskellige delsystemer. Der er en laser-del, et mikroskop og en detektionsdel. Laserdelen er det der fylder det meste af billedet foroven. Det består af to lasere og en masse spejle. Formålet med laserdelen er at sende to præcist overlappende laserstråler ind bag i mikroskopet.  De forskellige spejle styrer laserstrålernes form og position, og er nødvendige for at ramme præcist der hvor vi gerne vil ramme. Mikroskopets opgave er at fokusere laserlyset ned til et meget lille område i vores prøve ved hjælp af et objektiv. Samme objektiv samler det lys, der udsendes fra prøven på en måde, hvor kun lys fra vores meget lille observationsvolumen slipper igennem og bliver sendt videre til detektionsdelen. På billedet er denne del pakket ind i en sort kasse for at undgå lysforurening. Lyset splittes op i henholdsvist blåt og rødt lys og måles ved hjælp af såkaldte “Avalanche Photo Diodes”, der tæller antallet af fotoner. Dataene består altså af antal blå og røde fotoner indenfor typisk 100 microsekunder. Da detektorerne kan måle enkelte fotoner kan vi se signalet fra bare et enkelt molekyle. Det er  lidt af et puslespil at bygge sådan et instrument, da der er mange hundrede forskellige dele. Jeg opdagede i flere omgange at jeg havde glemt at bestille nogle komponenter, og måtte vente på at de kunne blive sendt. Den sidste komponent jeg havde glemt havde naturligvis 6 ugers leveringstid. Selvom instrumentet nu er funktionsdygtigt er det første jeg kommer til at lave med det nok at skille det ad igen for at lave en forbedret version.

Hvad skal det nye instrument så bruges til? Kort fortalt, så forsøger jeg i mit postdoc-projekt at udrede hvordan processen bag Alzheimer’s syge bliver påvirket af en klasse af proteiner, der udgør et cellulært forsvarssystem. Det menes at nervedøden I Alzheimer’s syge forårsages af uhensigtsmæssig sammenklumpning af proteiner. Disse sammenklumpede proteiner er svære at studere eksperimentielt, men enkelt-molekyle fluorescens spektroskopi har vist sig at være en god metode. Jeg regner med at skrive mere herom i takt med at vi kan offentligtgøre resultaterne fra projektet. Jeg vil gerne slutte af med at takke dem, der i sidste ende har betalt for mit nye udstyr, nemlig de danske skatteydere. Mange tak!

Seneste blogindlæg

Udgiv indhold

Magnus Kjærgaard

Annonceinfo

Seneste kommentarer

Annonceinfo