De röntgenbundel wordt met röntgenspiegel gericht op het monsterplaatje (linksboven uitvergroot) met de al of niet dode cellen. (afb: Physical Review Letters)

Onderzoekers in het Duitse Göttingen hebben bij de PETRA III-röntgenlijn van de onderzoeksfaciliteit DESY levende cellen bekeken met hoogenergetische (harde) röntgenstralen. De opnames laten zien dat er een duidelijk verschil is in de inwendige celstructuur tussen levende en dode cellen. Het beeld van cellen dat we hebben is van dode cellen, omdat levende zich niet laten betrappen met de technieken die wetenschappers hanteren zoals een elektronenmicroscoop. Volgens onderzoekster Sarah Köster van het instituut voor röntgenfysica van de universiteit van Göttingen kunnen nu voor het eerst met deze, volgens haar, nieuwe methode levende cellen in hun natuurlijke ‘biotoop’ geobserveerd worden .  
Bij het fixeren van cellen, dat nodig is om cellen te bekijken, treden er onvermijdelijk veranderingen op. Köster: “We hebben nu die veranderingen voor het eerst kunnen laten zien.” De onderzoekers gebruikten kankercellen uit de bijnierschors (onderdeel van de nieren) voor hun analyse. Ze kweekten die cellen op siliciumnitridesubstraat, dat voor röntgenstralen vrijwel doorzichtig is. Om de cellen in leven te houden, werden ze voorzien van voedingsstoffen en de afvalproducten werden via dunne kanaaltjes afgevoerd. “De cellen verkeerden in een omgeving die bijna natuurlijk was”, legt mede-onderzoekster Britta Weinhausen uit.
De proeven werden uitgevoerd bij de Nanofocus-opstelling (GINIX) van PETRA III. Ze gebruikten een heldere röntgenstraal van PETRA III om zoveel mogelijk informatie van de cellen te vergaren. “Elk beeld werd maar vijfhonderste seconde belicht, om schade te voorkomen”, zegt Michael Sprung van DESY. “Zelfs nanostructuren worden zichtbaar dankzij een combinatie van de grote helderheid van PETRA III en de vormgeving van GINIX.”
De onderzoekers bekeken levende cellen en gefixeerde, dus dode, cellen, waarbij ze gebruik maakten van de zogeheten nanodiffractietechniek (zie afb). In de toekomst zal het mogelijk zijn met deze techniek cellen in hun natuurlijke omgeving met hoge resolutie te bekijken. Hoewel er technieken zijn die een hogere resolutie hebben dan röntgenverstrooiing, maken die fixatie van de cellen onontkoombaar. Zachte (laagenergetische) röntgenstralen zijn al gebruikt om levende cellen te bestuderen, maar resoluties in de orde van 12 nanometer (1 nanometer is eenmiljoenste millimeter), zijn alleen mogelijk met diffractieopnames van harde (en dus ook schadelijkere) röntgenstralen.

Bron: Eurekalert