C2W Juli 2018

WE PROTECT Kiyon handschoenkasten www.laser2000.nl | 0297-266 191 • standaard 3 jaar garantie excl. verbruiksgoederen • gebruiksvriendelijke touch panel software • hoge kwaliteit, solvents bestendige O2 sensor • custom systemen voor geringe meerprijs Voor leden van de KNCV, KVCV, NBV en NVBMB Onderhuidse chemie C2W 7 | Vakblad voor chemie en life sciences | juli 2018 #7 Jaargang 114 juli 2018 In de hoofdrol Steeds vaker lichten wetenschappers hun werk toe met films of animaties. Waarom kiezen ze hiervoor en wanneer, wat komt er allemaal bij kijken en wat kost het? X Pagina 54 John van Noort Met mechanische en chemische meetmethodes werpt deze Leidse hoogleraar biofysica licht op de manier waarop DNA zit oprolt in celkernen. X Pagina 16 In dit nummer Spectrometrie gaat het veld in en Huib Bakker laat ultrasnelle spectroscopie los op water. Verder voorspelt Fotonica acrylamide in friet. X Pagina 26 tot en met 35

PRODUCTIELOCATIE 1 INKOMENDE GOEDERENOPSLAG LABORATORIUM CHEMISCH AFVAL PRODUCTIELOCATIE 2 UITGAANDE GOEDEREN Ga voor meer informatie naar: www.denios.nl of bel ons: 0172 - 50 64 66 03 312 00 87 Anders dan bij de huidig bekende monitoringsystemen, die zijn ontwikkeld onder de noemer ‘Industrie 4.0’, ligt de prioriteit van de iMeasure Technology bij het creëren van een hoger veiligheidsniveau in een risicovolle omgeving of specifiek geconditioneerde ruimtes. Bij het ‘DENIOS Connect’ principe wordt de connectie gelegd met het bedrijfsmiddel om de functionaliteit van de specifieke aspecten, die uw veiligheid als ook de veiligheid van de directe omgeving waarborgen, continue te inventariseren. Door gegevens binnen organisaties uniform inzichtelijk te maken en de toegankelijkheid individueel te bepalen op basis van verantwoordelijkheden, is er sprake van een real time risico-inventarisatie-systeem met diverse meetcriteria. Bent u nieuwsgierig naar DENIOS Connect? Ervaar de mogelijkheden live tijdens een bezoek aan WOTS 2018 JaarBeurs Utrecht: 2 t/m 5 oktober Waarborg voor het veilig werken met gevaarlijke stoffen door de functionaliteit van bedrijfsmiddelen continu te inventariseren. 20180518-DENIOS-connect-wots-210x297.indd 1 12-6-2018 09:50:25

Redactioneel juli 2018 | 3 Tijdens de uitreiking medio juni van de ‘Nederlandse Nobelprijzen’, oftewel de Spinozapremies, moest ik terugdenken aan 2009. Toen ontvingen fysicus Albert van den Berg, neuroloog Michel Ferrari en wiskundig bioloog Marten Scheffer deze prestigieuze onderscheiding. Het drietal besloot daarop de handen ineen te slaan om migraine te tackelen – een actie die heel positief werd ontvangen. In 2013 volgde de eerste en vooralsnog enige publicatie in Plos One en als ik een artikel uit NRC van 2015 mag ‘extrapoleren’ dan bouwen deze onderzoekers nog steeds vol vertrouwen door aan hun project. Dit keer zijn de kaarten heel anders geschud; het lijkt haast of de uitreiker van de prijzen, NWO, onderlinge samenwerking tussen de life scientists als criterium heeft meegenomen (zie ook pagina 15). Celbioloog Anna Akhmanova van de Universiteit Utrecht en biofysicus Marileen Dogterom van de TU Delft werken allebei aan het cytoskelet. In 2013 haalden ze een ERC Synergy Grant van € 7,1 miljoen binnen voor hun project Modelcell. De CRISPR-Cas pionier John van der Oost van Wageningen UR mag zich met recht de derde laureaat noemen; hij wordt niet voor niets al jaren genoemd als potentiële Nobelprijswinnaar. Met Dogterom werkt hij samen binnen het BaSyc-project. Dat laatste project wil een zichzelf reproducerende synthetische cel realiseren; een mijlpaal waar de wetenschap vooralsnog alleen maar van kan dromen. De diversiteit aan expertise – tevens een van de speerpunten van NWO – in dit soort projecten zou wel eens de doorslaggevende factor kunnen zijn. Zo kwamen de laureaten van 2009 tot de slotsom dat een model van Scheffer dat oorspronkelijk voorspelde of een meertje troebel of helder wordt, de potentie heeft om een migraine-aanval te voorspellen. Van den Berg opperde op zijn beurt een migraine-brain-on-a-chip, een tool die migraineexpert Ferrari wel ziet zitten om de voorspellingen te toetsen. Voordat je kunt gaan dromen van een geneesmiddel tegen migraine, of enig ander artificieel systeem, zul je eerst alle facetten ervan scherp op het netvlies moeten krijgen. Een aantal onderzoekers duikt daarvoor, samen met Van der Oost, in onze ‘code’. Zo probeert John van Noort de organisatie van het DNA in de celkern te ontrafelen (zie pagina 16), laat Gert Jan Veenstra zien dat in sommige gevallen de vorm van DNA belangrijker is dan de sequentie (zie pagina 24) en richt het LifeTime-project zich op het in kaart brengen van het RNA van élke cel (zie pagina 25). Aan de diversiteit van wetenschappelijke voeding zal het slagen van onze droomprojecten dus niet liggen. En ondertussen benutten weer andere pioniers de opgebouwde celkennis voor het kweken van vlees en inmiddels ook leer (zie pagina 20). Tijdens een recente aflevering van Tegenlicht drong het trouwens pas tot me door hoe ver we zijn met dat kweekvlees. Er zijn blijkbaar al producten die klaar zijn om de markt op te gaan, maar die worden geblokt door de regelgeving. Wetenschappers doen het al, nu de politiek nog: vertrouwen op innovatie. Opinie Het nut van dierproeven 4 Willy Piers 7 Unicum 11 Nieuws 6 Interview John van Noort: ‘We moeten eerst dit echt begrijpen’ 16 Milieu Gekweekt leer uit Maastricht 20 Procestechnologie Warmtepompen verus cv-ketels 23 Genetica Vorm boven inhoud 24 De mens uitpluizen 25 Spectrometrie Huib Bakker: intrinsiek nieuwsgierig 26 Bron van blauwzuur en benzeen 32 Verzend data, geen samples 34 Fotonica Scanner maakt frietjes veiliger 31 Onderwijs 52 Media 54 Mensen 57 Denkplek 58 Verenigingen 43 Labtechnology 38 Partner content 42 Puck Moll vak/-eindredacteur, [email protected] Gekweekt leer uit Maastricht 20 Vertrouwen

Opinie 4 | juli 2018 Uw partner voor Laboratoriumbenodigdheden, Life Science en Chemicaliën. www.carlroth.nl Huidvriendelijke nitrilhandschoenen Het beste voor uw handen: • Extra zacht met hoogste draagcomfort • Bijzonder goed tastgevoel • Vrij van latex typerende allergieën Onze trend-tip voor het lab! Te mooi, om ze uit te trekken nitrilhandschoenen van Carl Roth Nu online bestellen en aan het gewinspel deelnemen onder www.rothnitril.de C2W_MeMo_NL_BE_NL_Nitrilhandschuhe_56x259.indd 1 09.05.2018 11:14:22 advertentie In nummer 5 zei Maurice Whelan dat het een kwestie van tijd is voordat dierproeven tot het verleden behoren. Maar volgens Jeroen Aerts, voorzitter van het Vlaamse Infopunt Proefdieronderzoek, staart hij zich blind op de toxicologie. Het nut van dierproeven ‘Ik ben teleurgesteld in de manier waarop er wordt gecommuniceerd over dierproeven. De discussie is vooral gebaseerd op emoties en niet op feiten’, begint Jeroen Aerts. Hij is voorzitter van Infopunt Proefdieronderzoek, dat hij samen met een aantal andere jonge onderzoekers begin 2017 oprichtte. De aanleiding daarvoor was een undercoveractie eind 2016 van de dierenrechtenorganisatie Gaia, die in het geheim opnames maakte van het aangedane dierenleed bij de Vrije Universiteit Brussel. Opoffering Het filmpje veroorzaakte veel ophef in België, maar is volgens de initiators van het Infopunt wederom een voorbeeld, en dit keer heel uitgesproken, van hoe media de gang van zaken verdraaien. ‘Wij willen het debat juist voeden met informatie, met feiten’, stelt Aerts. Dat laatste gebeurt onder meer via de website infopuntproefdieronderzoek.be, sociale media, deelname aan debatten, voorlichtingsdagen op universiteiten en opiniestukken in nationale kranten. Uit eigen ervaring weet Aerts, die onderzoek doet naar dementie, hoe wetenschappers die met dierproeven werken worden afgeschilderd: ‘Als dierenhater. Alsof wij geen huisdieren hebben. Dat gebeurt puur uit onwetendheid. Naar mijn mening is het een opoffering die we moeten doen om verder te komen in bijvoorbeeld onderzoek naar de ziekte van Alzheimer. Wil je stoppen met de inzet van proefdieren? Prima, maar dan stop je ook de hele evolutie die erop is gericht om een medicijn tegen die ziekte te vinden. Ik zou het zonde vinden als we op basis van slechte communicatie een verkeerde beslissing nemen.’ Als je het hem op de man af vraagt, dan zegt Aerts eerlijk dat het ‘onmogelijk’ is om dierproeven geheel te vervangen. Wel is hij ervan overtuigd dat we grote stappen kunnen zetten om het aantal dieren dat daarvoor nodig is te verminderen. ‘Maar dan gaat het over een heel lange tijdsspanne.’ Het voornemen van de Belgische regering om tegen 2025 met 30 % minder dieren toe te kunnen, is volgens Aerts dan ook onrealistisch. Hoe zit het dan met het positiever gestemde verhaal van Maurice Whelan in nummer 5? ‘Hij focust voornamelijk op de toxicologie’, stelt Aerts. ‘En dat is precies het veld waar de meeste ruimte is voor innovaties en waar het bovenal, doorgaans, draait om relatief simpele systemen die zich makkelijker laten modelleren.’ Dat in tegenstelling, aldus de voorzitter, tot basisonderzoek dat zich richt op het doorgronden van onderliggende biologische processen in bijvoorbeeld kanker, de werking van het immuunsysteem of de neurowetenschappen waarin hij zelf actief is. ‘En vergeet niet dat het decennia heeft gekost om een alternatieve test te ontwikkelen voor oogirritatie, zoals Whelan aanhaalt.’ Puck Moll ‘Vervangen zal zelden aan de orde zijn’

juli 2018 | 5 Drie V’s Volgens Aerts beslaat het toxicologisch onderzoek slechts 3,8 % van de totale wetenschap in Vlaanderen. Het fundamentele basisonderzoek staat garant voor 67 %. ‘In fundamenteel onderzoek liggen dergelijke innovaties minder snel voor de hand. Als je probeert gedrag te bestuderen of te achterhalen hoe ons geheugen werkt, dan kom je er niet met een celcultuur.’ En organs-on-a-chip dan, die toch gelden als een ontwikkeling met potentie? ‘Die ontwikkeling volg ik zeker met interesse, maar die staat nog grotendeels in de kinderschoenen. En ook computermodellen moet je ergens mee voeden. Die zijn zo goed als de data die je erin stopt.’ En aangezien de mens zich zelden leent als proefpersoon, kom je uit bij the next best thing: een proefdier. Dit alles wil niet zeggen dat het Infopunt Dierproeven vóór dierproeven is. ‘In het publieke debat worden we doorgaans in die hoek gedreven, maar wij benoemen juist de alternatieven’, vertelt Aerts. In dat kader worden vaak de drie V’s aangehaald; het vervangen, verminderen en verfijnen van dierproeven. In Aerts ogen gaat het in dit stadium, met de technologie die nu voorhanden is, over het verfijnen van de methodiek. ‘Daarmee kun je het aantal proefdieren wel verminderen, maar vervangen is zelden aan de orde.’ Voor de dementie-onderzoeker gaan dierproeven hand in hand met studies in celculturen en de inzet van computermodellen. ‘Er wordt vaak gesproken over alternatieven, maar voor mij zijn die methodes complementair aan elkaar. Ook dierproeven zijn niet de heilige graal, dat ben ik wel met Whelan eens. Je hebt al die methodes nodig, als losse puzzelstukjes om uiteindelijk de grote puzzel te kunnen leggen.’ Hoe zit het dan met de drijfveren om alternatieve methodes te ontwikkelen? Aerts: ‘Er is sowieso een financiële prikkel om aan alternatieven te werken, omdat die doorgaans veel goedkoper zijn dan proefdieren inzetten.’ Daarnaast geeft Aerts aan dat de Europese wetgeving erop toeziet dat áls er een alternatieve, proefdiervrije test voorhanden is, die móet worden gebruikt. Dat is volgens de onderzoeker iets wat veel mensen zich niet realiseren: ‘Door hoeveel regelgeving je heen moet voordat je überhaupt een dierproef mag doen. Daarnaast moet je als onderzoeker een training volgen voordat je met proefdieren mag werken.’ Aerts meent dat de Europese wetgeving, met het Verenigd Koninkrijk voorop, al streng genoeg is. ‘Als je die nog strenger zou maken, dan beknot je de ontwikkeling van het onderzoek en verhuis je de noodzakelijke dierproeven naar landen die minder toekijken op dierenwelzijn.’ Verantwoordelijkheid Er valt nog wel winst te behalen in de opleidingen van de onderzoekers zelf, al ziet Aerts ook daar de laatste jaren positieve ontwikkelingen. ‘Er mag daarin nog meer aandacht komen voor de verantwoordelijkheidszin. Dat als een dier lijdt je je daar bewust van bent en waar nodig stappen onderneemt om de methode aan te passen. En dat onderzoekers onderling transparant zijn over waar ze tegenaan lopen.’ ‘Dierproeven kunnen we nog niet vervangen, dus laten we ook het nut ervan onder ogen durven zien’, stelt Aerts. Het stemt hem in dat kader positief dat er steeds meer bewustzijn komt over de manier waarop dierproeven worden uitgevoerd en dat er naar buiten toe steeds transparanter over wordt gecommuniceerd. ‘Het is belangrijk dat we dit debat blijven voeren.’ X Wil je ook reageren op dit onderwerp? Mail dan naar [email protected]. ‘De diverse methodes zijn complemen- tair aan elkaar’

Nieuws 6 | juli 2018 Boornitridenanobuisjes worden breder inzetbaar dankzij een nieuw recept om ze te garneren met alkylgroepen, beloven Angel Martí en collega’s van Rice University (VS) in ACS Applied Nano Materials. Zulke buisjes lijken qua structuur op koolstofnanobuisjes, maar ze geleiden geen elektriciteit en zijn chemisch vrijwel inert. Martí wist ze te modificeren met de Billups-Birchreactie, een door Rice-emeritus Ed Billups ontwikkelde variant van de Birch-reductie uit 1944. Je stelt je boornitride bij -70 °C bloot aan vloeibare ammoniak met een vleugje lithium. Dat metaal staat dan elektronen af aan de nanobuisjes, die zo een negatieve lading krijgen en elkaar gaan afstoten in plaats dat ze klonteren. Voeg je vervolgens 1-broomdodecaan toe, dan verruilt C12H25+ geleidelijk Br- voor het buisjesoppervlak. Na verdamping van de ammoniak Boornitride bestaat uit boor en stikstof, om en om. De meeste optische microscopen zijn nooit bedoeld voor kwantitatieve metingen. houd je ongeladen, maar gefunctionaliseerde buisjes over, plus lithiumbromide. De alkylgroepen vormen een startpunt voor verdere modificatie en maken bovendien de buisjes extreem hydrofoob: dispergeren in water lukt niet meer, maar in hydrofobe oplosmiddelen kun je er nu wel mee werken. En om ze te recyclen, brand je simpelweg bij 600 °C de koolstofketens weg. Boornitride kan daartegen. (AD) Geolied boornitride € 100 miljard voor R&D De Europese Commissie wil een recordbedrag van € 100 miljard reserveren voor Horizon Europe, het onderzoeks- en innovatieprogramma dat vanaf 2021 het huidige Horizon 2020 moet opvolgen. De vraag is nu of het Europese parlement het voorstel ook ziet zitten. De Britse premier Theresa May heeft al laten weten dat haar land, ondanks de Brexit, gewoon wil meedoen. Gentech gerehabiliteerd Gen-mais lijkt toch niet kankerverwekkend. In 2012 verspreidde de omstreden Franse onderzoeker Gilles-Éric Séralini foto’s van labratten die na twee jaar gentechdieet vol tumoren zaten, en claimde dat niemand het eerder had gemerkt omdat standaardvoedseltests maar negentig dagen duren. Voor de EU was dat reden om een project genaamd G-TwYST (Genetically modified plants Two Year Safety Testing) te financieren om Séralini’s experimenten te reproduceren. Zoals menigeen al zag aankomen, is dat niet gelukt. Nog geen kartonnen rietje Tetra Pak blijft nog even plastic rietjes bij de drankkartonnetjes doen. Eerder beloofde het bedrijf over te schakelen op kartonnen rietjes, maar die blijken te slap om de verpakking door te prikken of zelfs maar het logistieke circuit te overleven zonder te worden plat geknepen. Ook is er nog geen alternatief voor het plastic hulsje dat eromheen zit. Om de hoeveelheid zwerfvuil te verminderen, raadt TetraPak consumenten aan het rietje na gebruik in het kartonnetje te duwen. IJzer als brandstof Op de nieuwe campus Metalot in Budel, bij Eindhoven, verrijst een proefinstallatie om ijzerpoeder te verstoken in plaats van steenkool. Het gevormde ijzeroxide kun je elders regenereren door elektrolyse met groene stroom. Het overall-rendement komt niet boven de 23 % uit, maar ijzer is als energie-opslagmedium veel handiger dan bijvoorbeeld waterstof. Het betreft een project van de Technische Universiteit Eindhoven met steun van Uniper, de eigenaar van de met sluiting bedreigde kolencentrale op de Maasvlakte. De voorwaarde is wel dat € 8 miljoen subsidie vrijkomt. Microscoop onder de microscoop Fosfor voor fijnproevers Het laatste nieuws vind je wekelijks op de website Dankzij een plaatje met nanogaatjes kun je optische microscopen tot op de nanometer nauwkeurig kalibreren. Zo compenseer je voor fabricagefoutjes in je lenzen, beweren Craig Copeland en collega’s van het National Institute of Standards and Technology (NIST) in Light: Science & Applications. Ze stellen dat de vergrotingsfactor van optische microscopen zomaar een paar procent kan afwijken van wat op het objectief staat, en enigszins kan variëren over het oppervlak. Sinds er nanotechnologen zijn die afstanden tussen nanodeeltjes exact willen weten, begint dat een probleem te worden. Met electron-beam lithography voorzag Copeland titanium- of platinafilms van gaatjespatronen. De diameter is 200 nm, de gaatjes zitten 5.000 nm uit elkaar en de gebruikte techniek garandeert dat in die afstanden minder dan 1 nm afwijking zit. Een digitale foto van zo’n plaatje, met een lichtbron eronder, kun je gebruiken als ijkgrafiek voor de microscoop in kwestie. (AD) Om onkruid te weren, moet je je gewassen genetisch zó modificeren dat ze als enige een afwijkend type kunstmest lusten. Dat werkt beter dan landbouwgif, beloven Keerti Rathore en collega’s van Texas A&M University. In PNAS beschrijven ze katoenplanten waarin ze een fosfietdehydrogenasegen (ptxD) monteerden uit de bacterie Pseudomonas stutzeri WM88. Dankzij dat gen kunnen ze fosfiet (PO3 3-) omzetten in orthofosfaat (PO4 3-), de vorm van fosfor die planten van nature verwerken. Bemest je die planten met fosfiet als enige fosforbron, dan heeft onkruid het nakijken. Algen kunnen fosfiet trouwens ook niet verwerken, zodat je geen algenbloei krijgt wanneer overtollige mest in het oppervlaktewater belandt. Volgens Rathore is de kans heel klein dat het onkruid zelf leert om fosfiet om te zetten; omdat het verschil tussen ptxD en plantaardige dehydrogenases vrij groot is. Hij ziet het als alternatief voor de huidige herbicides, waartegen veel onkruid juist wel resistent begint te worden. (AD)

Nieuws juli 2018 | 7 Column Er zijn te weinig scheikundedocenten. Het voortgezet onderwijs heeft steeds meer moeite om vacatures voor academische geschoolde leraren scheikunde in te vullen. Bovendien vergrijst de huidige populatie en gaan veel docenten met pensioen. Zoals het er nu naar uitziet moeten we de komende jaren rekening houden met een jaarlijkse uitstroom van honderd scheikundedocenten, terwijl er maar dertig per jaar bijkomen. De situatie is zelfs al zo nijpend dat er in noodgevallen niet-chemici voor de klas staan om de lessen scheikunde te verzorgen. Nu is er natuurlijk ook sprake van een steeds verdergaande vervlechting van de bètadisciplines, maar volgens mij slaan we de plank volledig mis als we hier niets aan gaan doen. Er zijn namelijk geen betere ambassadeurs voor ons vakgebied denkbaar dan goede scheikundeleraren. En ik spreek uit ervaring. In de vierde klas van de middelbare school had ik een leraar, Willy Piers. Meneer Piers sprak zo inspirerend over scheikunde dat hij bij mij de vonk deed overslaan. En als Ben Feringa ergens in het land een lezing geeft, dan verwijst hij altijd naar zijn leraar scheikunde op de middelbare school in Emmen die hem deed kieWilly Piers zen voor de chemie. Het is niet overdreven om te stellen dat die bewuste scheikundedocent aan de wieg stond van de Nobelprijs twee jaar geleden. Inmiddels dringt de bewustwording over het lerarentekort steeds verder door. Afgelopen mei hebben de universiteiten van Nijmegen en Wageningen de handen ineen geslagen om het lerarentekort in het voortgezet onderwijs aan te pakken. Via een slimme constructie kunnen nu ook Wageningse studenten een eerstegraadslesbevoegdheid scheikunde halen aan de Radboud Universiteit, zonder tijdverlies. Maar er zijn meer initiatieven. Zo bieden verschillende hogescholen opleidingen aan voor zij-instromers; voor chemici uit het bedrijfsleven en industrie die bereid zijn om enkele dagen per week voor de klas te staan. En daarbij is het kunnen overbrengen van de fascinatie voor chemie minstens zo belangrijk als het kunnen rekenen met de mol. De KNCV ondersteunt die initiatieven van harte. Sterker nog, als jij met gedachte speelt om – eventueel als bijbaantje – een overstap te maken naar het onderwijs, stuur dan een berichtje naar het KNCV-bureau ([email protected] ter attentie van Jan-Willem Toering). Bij voldoende belangstelling organiseren wij een informatiebijeenkomst over werken in het onderwijs, wat de mogelijkheden zijn en wat erbij komt kijken. Ik nodig je van harte uit. De Nederlandse chemie heeft een uitstekende reputatie. Maar om die te kunnen vasthouden, moeten we nú investeren in goede leraren. Zij zijn het die de volgende generatie chemici moeten inspireren en uitdagen om de grenzen van onze huidige kennis op te zoeken én te verleggen. De chemicus die in de voetsporen treedt van Ben Feringa zit nu in de klas. Ik gun hem een leraar als Willy Piers. Floris Rutjes, voorzitter KNCV Als organicus hoef je het niet van aminozuurvolgordes te hebben om enzymen te verbeteren, bewijst Jürgen Seibel van de Julius-Maximilians-Universität Würzburg. Van een levansucrase (SacB) uit Bacillus megaterium maakte hij een nuttige producent van polyfructoseketens, zogeheten levanen, door er een onnatuurlijk aanhangsel aan te klikken. Uit zichzelf rijgt levansucrase ook sucroses tot polyfructose, maar het houdt de ketens niet stevig vast. Die ontsnappen voordat ze langer zijn dan twintig bouwstenen, wat in de ogen van industriële levaanverwerkers veel te kort is. Vandaar dat Seibel een tyrosine naast de actieve plek liet reageren met Posttranslationele klikchemie Organische synthese verbetert enzymfunctie. voor reagentia, op de plaatsen 196 en 247. Die eerste is ideaal voor het beoogde doel, de tweede juist niet omdat hij óp de actieve plek zit. Dat tyrosine moet er dus uit. Via genetische modificatie verving Seibel het door fenylalanine, wat voor de enzymatische werking weinig uitmaakt. Als aangeklikt ankerpunt koos hij 1-azido1-deoxy-β-D-glucopyranoside, en in Chemical Science schrijft hij dat dit inderdaad veel langere levaanketens oplevert. Al blijft hij het antwoord schuldig op de vraag hoe levanen daar precies aan binden, en doet zijn publicatie enigszins vermoeden dat het meer geluk dan wijsheid was. Sleutelen aan enzymen. (AD) een diazodicarboxyamidederivaat dat eindigde in een alkyn. Via klassieke klikchemie kon hij dat verlengen met een extra ankerpunt voor de levanen. Levansucrase bevat 25 tyrosines, maar in de praktijk zijn er maar 2 goed bereikbaar

Dé plaats in het najaar om studenten, starters en (young) professionals uit heel Nederland te ontmoeten! Deelnemen met uw organisatie? [email protected] 020 - 638 21 46 Onder andere de volgende events vinden plaats tijdens De Nederlandse Carrièredagen: op: De Nederlandse Carrièredagen is een activiteit van onderdeel van de Vrijdag 23 en zaterdag 24 november 2018 Utrecht www.cls-services.nl recruitment, selection and secondment in chemistry | pharma | biotech | food | feed CLS Services CHEMISTRY OF CONNECTING PEOPLE SENIOR PROCESS DEVELOPMENT CHEMIST INNOSYN - GELEEN Offering a team of passionate & experienced problem solvers, InnoSyn is an SME that primarily focusses on R&D towards the development of (bio)chemical production processes for third parties. Applying innovative and cost-efficient technologies such as flow chemistry, bio- and chemocatalysis, to advance competitiveness of our customers across the (fine) chemical industries. In order to support the various projects, InnoSyn is offering a challenging and exciting job for a Senior Process Development Chemist with many opportunities for personal and team contributions. You will interact with leading experts in the field of industrial organic chemistry, chemocatalysis, biocatalysis and process intensification. Focus of this position is on (bio)chemical process development, and scale up and implementation of (bio)chemical processes on both pilot plant and production scale. Interested to know more about this position? Then visit www.cls-services.nl?vac=A1800042 for more information. advertentie

Nieuws juli 2018 | 9 Ionenwisseling kan biomineralen omzetten in perovskieten. Zo kun je een zonnecel maken in de vorm van een zee-egelskelet, laten Wim Noorduin en collega’s van het Amsterdamse FOM-instituut Amolf zien in Nature Chemistry. Die biomineralen bestaan voornamelijk uit CaCO3. Het voor zonnecellen gebruikte methylammoniumloodhalideperovskiet is opgebouwd uit CH3NH3 +, opgesloten in een rooster van lood- en halogeenionen (Pb2+ en X-). CaCO3, PbCO3 en PbX2 kunnen alle drie orthorombische kristallen vormen met de metaalionen op identieke posities, en op vrijwel dezelfde onderlinge afstand. Vandaar dat je ze in principe in elkaar kunt omzetHet verschil tussen gewoon en zwaar water heeft een verbeterde methode opgeleverd om het aantal watermoleculen te bepalen dat rond een opgelost ion zit. Er komen nu in elk geval altijd positieve waarden uit, schrijven Sander Woutersen van de Universiteit van Amsterdam en Huib Bakker van het FOM-instituut AMOLF (zie pagina 28) in Physical Review Letters. Tot nu toe werd dat zogeheten hydratatiegetal afgeleid uit metingen van de depolarisatie. Het elektrische veld van ionen verstoort het gedrag van watermoleculen, die immers dipolen zijn. Als ze direct tegen een ion aan liggen, worden ze in één vaste stand gedwongen: statische depolarisatie. Even verderop wordt alleen hun bewegingsvrijheid belemmerd: kinetische depolarisatie. Uit de statische depolarisatie volgt het hyHydratatie beter in kaart Waterstofbruggen opnieuw belangrijker dan gedacht. Skelet wordt zonnecel Met ionenwisseling kan veel meer dan je denkt. Chemische omzetting van een zee-egelskelet. Ion beïnvloedt zijn omgeving. ten door eerst alle metaalionen om te ruilen en daarna elke CO3 2- te vervangen door tweemaal X-. De kunst is te voorkomen dat onderweg de kristalstructuur instort, en het kostte Noorduins promovendi Lukas Helmbrecht en Hans Hendrikse een half jaar eer ze het juiste recept te pakken hadden. Om te beginnen vervingen ze Ca2+ door Pb2+ in een vrijwel verzadigde oplossing van loodnitraat. Dit voorkomt dat CaCO3 helemaal oplost en PbCO3 daarna weer neerslaat, waarbij je de oorspronkelijke vorm van je object kwijtraakt. De tweede stap kost meer moeite, omdat daarbij de kristalstructuur moet veranderen. In eerste instantie stelden de onderzoekers hun PbCO3 zes uur bloot aan gasvormig CH3NH3X bij 120 °C. Achteraf blijk je ook een oplossing van dit zout te kunnen gebruiken, bij iets verlaagde pH om CO3 2- wat mobieler te maken, en dan kan het in een minuutje. De zee-egel (Mellita isometra), waarvan overigens alleen de buitenste 100 µm wordt geconverteerd, laat zien dat je perovskietlaagjes kunt maken in elke gewenste vorm. Als praktijktoepassing kun je denken aan synthetische microstructuren, die zonlicht efficiënter invangen dan een vlakke plaat. Dat lood eigenlijk te giftig is om nog toe te passen, blijft wel een probleem. Maar wellicht werkt de truc ook met andere metalen. (AD) leculen, die daardoor minder goed samenwerken. Ook voor dat effect maakt het verschil tussen H en D nauwelijks uit. Een aangepast model, dat die laatste factor meeneemt, voorspelt alleen nog positieve hydratatiegetallen. Voor Na+ en Cs+ komen ze aardig overeen met eerdere experimentele bepalingen die op een andere manier zijn gedaan. Of het ook opgaat voor andere ionen, is afwachten. (AD) dratatiegetal, maar meten kun je alleen de optelsom van beide effecten. De kinetische bijdrage is te schatten met een theoretisch model dat Nobelprijswinnaar Lars Onsager met zijn postdoc Joseph Hubbard ruim veertig jaar geleden ontwikkelde. Maar soms komen daar negatieve hydratatiegetallen uit. Met diëlektrische spectroscopie hebben Woutersen, Bakker en collega’s dat model nu voor het eerst experimenteel getoetst, aan de hand van van - en CsCl-oplossingen in zowel H2O als D2O. Dat D tweemaal zo zwaar is als H, zou alleen voor de kinetische depolarisatie moeten uitmaken. De metingen bevestigen dat, maar het verschil blijkt veel kleiner dan Hubbard en Onsager voorspelden. Mogelijk komt dit doordat ionen ook het netwerk verstoren van waterstofbruggen tussen de watermo-

Nieuws 10 | juli 2018 Muizen hebben hun angst voor vossen te danken aan Trpa1, hetzelfde ionkanaal dat waarschuwt voor irriterende chemicaliën. Hun reukzin hebben ze er niet voor nodig, schrijven Chinese en Japanse onderzoekers in Nature Communications. Trpa1 (transient receptor potential ankyrin 1) komt voor in neuronen van het trigeminale stelsel, een goed geconserveerd waarschuwingssysteem tegen veelvoorkomende gevaren. Het reageert op een scala aan scherpe stoffen die pijn of jeuk zouden kunnen veroorzaken. En, naar nu blijkt, dus ook op 2,4,5-trimethyl-3-thiazoline (TMT), een component van vossengeur die muizen van schrik doet ‘bevriezen’. Tot nu toe schreven onderzoekers dat toen aan specifieke, nog onontdekte geurreceptoren. Dat het gewoon Trpa1 is, ontdekten Qinguha Liu en collega’s door 13.222 muizen te kweken met wisselende, chemisch opgewekte mutaties. Er zat één fearless stam tussen die niet op vossengeur reageerde, en die bleek beide kopieën van het Trpa1-gen te missen, terwijl met het reukvermogen niets mis was. (AD) Werkt al bij de eerste vos die je als jong muisje tegenkomt. Kwestie van passen. Chloortrein exit Eiwit herkent roofdier Uiterlijk in 2021 rijden in Nederland écht de laatste chloortreinen. Sinds 2006 reden ze alleen nog incidenteel wanneer de Rotterdamse chloorfabriek van AkzoNobel Specialty Chemicals stillag en het gas tijdelijk uit Duitsland moest komen. Met subsidie van het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat bouwt AkzoNobel nu een tweede chloorproductielijn, zodat er altijd een bedrijfsklaar zou moeten zijn. Welkom waterstoftrein Begin 2019 moet in Nederland de eerste waterstoftrein rijden. Deze zomer start Alstom in Noord-Duitsland een proef met een treinstel, waarvan de dieselmotoren zijn vervangen door brandstofcellen. Wordt dat een succes, dan is de lijn Groningen-Leeuwarden als volgende aan de beurt. Het zou goedkoper moeten zijn dan elektrificatie. Milieutrein Om tegen lage kosten de luchtkwaliteit te monitoren in een groot gebied moet je je sensoren op de trein zetten, schrijven onderzoekers uit Salt Lake City in Atmospheric Environment. Sinds eind 2014 experimenteren ze met meters voor CO2, O3, CH4 en fijnstof op het dak van een (elektrisch) light rail-treinstel. Het genereert zelf geen uitlaatgassen die verstorend zouden kunnen werken en de dienstregeling garandeert overal langs de lijn een vaste interval tussen de metingen. Teva vermagert Het Israëlische farmaconcern Teva sluit de R&D-afdeling van de vestiging in Haarlem. Naar verluidt kost dat 65 banen. Of het daarbij blijft, is de vraag: in 2017 verklaarden directieleden nog in het Financieele Dagblad dat de eigen R&D de toekomstkansen van de productieafdeling verbeterde. Schoon blauw Het Zwitserse Archroma komt met synthetisch indigo waarin geen aantoonbare sporen aniline meer zitten. Steeds meer denimproducenten maken bezwaar tegen die verontreiniging, die huidallergieën kan veroorzaken en mogelijk kankerverwekkend is. Hoe je het eruit krijgt, is niet bekendgemaakt. Eerder introduceerde Archroma al een – eveneens synthetisch – alternatief voor indigo, maar het kleurverschil bleek voor makers van traditionele jeans niet acceptabel. Magnetisch ruthenium Na ijzer, nikkel en kobalt is ruthenium het vierde element waarbij ferromagnetisme is aangetoond bij kamertemperatuur, schrijven Patrick Quarterman en Jian-Ping Wang van de University of Minnesota in Nature Communications. Je hebt er tetragonale kristallen voor nodig, die metastabiel zijn en tot nu toe alleen in theorie bestonden. De Amerikanen wisten ze te kweken via epitaxiale groei: een dunne metaalfilm laten neerslaan op een ander kristal met dusdanige afstanden tussen de atomen, dat het gewenste rooster er precies op past. In dit geval bleek een dun hechtlaagje van molybdeen op Al2O3 de ideale ondergrond. Het past net niet helemaal, maar dat lijkt geen probleem. Metingen laten zien dat het ontstane Ru-laagje inderdaad ferromagnetisch is, zolang het niet te dik wordt. Mogelijk is tetragonaal Ru nuttig voor magnetische geheugenelementen in chips. Theoretici voorspellen een hoge temperatuurbestendigheid en vaststaat dat het moeilijk is te oxideren. De auteurs vermoeden dat er wel meer elementen zijn die je op deze manier tot ferromagnetisme kunt dwingen. (AD) Hoe koorts werkt Koorts versnelt de respons op infecties door een radertje van de biologische klok sneller te laten lopen, schrijven de Britse onderzoekers Mike White en David Rand in PNAS. Het betreft het signaaleiwit NF-κB dat pendelt tussen cytoplasma en celkern om genen van het immuunsysteem te stimuleren. Elke trip kost zo’n honderd minuten, en dat wordt geregeld door feedbacklussen waarbij minstens drie andere genen zijn betrokken. De expressie van een daarvan, genaamd A20, blijkt tussen 37 en 40 °C sterk temperatuurgevoelig. Dus hoe hoger de koorts, hoe vaker het immuunsysteem een schop krijgt van NF-κB. Het zou meerdere consequenties kunnen hebben. Wellicht kun je via A20 ook met geneesmiddelen het tempo versnellen. Verder geldt de temperatuurgevoeligheid mogelijk binnen een breder gebied en vat je daarom sneller kou als ’s winters je slijmvliezen sterk afkoelen. Rand vermoedt zelfs een verband met het feit dat de biologische klok ’s nachts de lichaamstemperatuur lager zet: je weerstand daalt dan dus ook en dat merk je wanneer je wegens nachtwerk niet in bed ligt. (AD)

Nieuws juli 2018 | 11 Column Is duurzaamheid een universumbrede uitdaging? Astrofysicus Adam Frank van de University of Rochester, New York, denkt van wel. In het tijdschrift Astrobiology stelde hij onlangs dat élke technologisch georiënteerde beschaving een aanslag doet op het klimaat en de grondstofvoorraad van haar planeet. Anders komt haar technologie namelijk nooit van de grond. Wie weet hoe vaak dit al is misgegaan. Franks simpele rekenmodel leverde vier scenario’s op, waarvan er slechts een goed afloopt. In die situatie beseft de beschaving tijdig dat ze toe moet werken naar een duurzame steady state die haar planeet kan trekken. In het tweede scenario loopt de groei juist uit de hand, zodat hulpbronnen uitgeput raken en het grootste deel van de populatie weer uitsterft – Frank zegt zelf dat hij zich heeft laten inspireren door theorieën over Paaseiland. In de overige gevallen is de steady state zelfs de nuloplossing. De klimaatverandering wordt te laat onderkend om een exponentiële verloederingscurve nog permanent te kunnen omUnicum buigen. Doe je niets, dan wordt je planeet onbewoonbaar. Maar grijp je wel in, dan gaat het hooguit tijdelijk iets beter en ga je er even later alsnog allemaal aan. Vooral dat laatste scenario is natuurlijk koren op de molen van zowel links als rechts. De klimaatkerk roept om boetedoening. En sceptici kunnen lekker kolen blijven stoken ‘omdat het toch niet uitmaakt’. Maar tussen de regels door verkleint Franks theorie ook de kans dat er überhaupt technologisch georiënteerde aliens bestaan. Het is best mogelijk dat duurzaamheid kan samengaan met armada’s van vliegende schotels, al zou ondergetekende niet weten hoe. Maar hoe groot is de kans dat op een planeet voldoende hulpbronnen aanwezig zijn om er serieus misbruik van te maken? Als plantengroei een typisch aards verschijnsel is, zijn fossiele brandstoffen dat automatisch ook. En zonder olie en gas hadden wij nu óók geen zonnepanelenfabrieken gehad. Het zou zomaar kunnen dat onze planeet unieker is dan gedacht. Misschien dat de rest van het heelal barst van het leven, maar het is daar wel veroordeeld tot een minimaal ambitieniveau. Toch maar niet uitsterven, dus? Laten wij chemici snel een manier verzinnen om alle overtollige CO2 uit de atmosfeer te halen voordat Frank gelijk krijgt. Arjen Dijkgraaf, vakredacteur, [email protected] Computersimulaties kunnen tegenwoordig prima voorspellen hoe je de functie van een enzym moet wijzigen, claimen Dick Janssen, Hein Wijma en collega’s van de Rijksuniversiteit Groningen in Nature Chemical Biology. Als bewijs verbouwden ze een aspartase-enzym uit een Bacillussoort tot enantioselectieve producent van β-aminozuren naar keuze. Aspartase katalyseert de vorming van aspartaat uit fumaraat en ammoniak, of omgekeerd. Het is robuust en werkt zelfstandig, zonder cofactor, wat aantrekkelijk is voor de industrie. Alleen is het extreem specialistisch: het vermogen om iets anders te verwerken dan aspartaat ontbreekt geheel, en is dus ook niet te verbeteren. Hoe aspartase werkt, en welke aminozuren in de eiwitketen daarbij welke rol vervullen, is echter vrijwel exact bekend. Met die Computer verbouwt enzym Slim ingezette rekenkracht haalt evolutie in. crotonzuur omzet in (R)-β-aminoboterzuur. De computer kwam met 34 suggesties, waarvan er 14 bruikbaar bleken. Collega’s in China hebben die uitgetest op kilogramschaal en een ervan, met vier gewijzigde aminozuren, presteert zó goed dat verdere opschaling het proberen waard is. Varianten voor de productie van (R)-βaminopentaanzuur, (S)-β-asparagine en (S)-β-fenylalanine liggen er inmiddels ook. (AD) Crotonzuur wordt β-aminoboterzuur. kennis kun je in principe het enzym zo aanpassen dat er een ander substraat in past, terwijl essentiële chemische functies op de gewenste positie blijven. Elk aminozuur rond de actieve plek levert echter twintig keuzemogelijkheden op en tot voor kort leek het rekenwerk niet te behappen. Maar dankzij slimme algoritmes is het voor een Gronings computercluster nog maar een kwestie van dagen. Om te beginnen is een enzym gemaakt dat

TalentMatch Tinder voor je carrière. Ga naar Jobnet.nl/TalentMatch en ontdek jouw carrièrematch! Werkgever Werkgever Werkgever de beste banen voor bèta’s KIJK VOOR MEER BANEN OP WWW.BETABANEN.NL • Adviseur Life Sciences Schuttelaar & Partners, Den Haag • Afdelingshoofd Chemie CheckMark, Haarlem • Afdelingshoofd Klinische Chemie CheckMark, Breda • Allround (Sr) QA Officer LabResource Nijmegen, Nijmegen • Analist Biochemie QC CheckMark, Amsterdam • Analytisch chemisch laborant Labresource, Breda • Analytisch Engineer GC en GC/MS Interscience, Breda • Assay Development Technician Immunology CheckMark, Utrecht • Assistant scientist Clinical Immunology CLS Services, Leiden • Commercieel medew.binnendienst L.S. industrie Hitma Groep B.V., Uithoorn • Communicatieve Laborant qPCR CheckMark, Gouda • Coordinator Stabiliteit en Vrijgifte LabResource Nijmegen, Nijmegen • Customer Service Medewerker Petrochemie CheckMark, Rotterdam • Farmaceutisch Validatie specialist LabResource Schiphol, Alkmaar • Field Service Engineer Labresource, Raalte • GC Specialist CheckMark, Zevenbergen • Head of Quality Systems LabResource Schiphol, Haarlem • HSEQ Manager CheckMark, Haarlem • Manager Kwaliteit Labresource, Breda • Medewerker Monsterkamer CheckMark, Boxmeer • Medior HSE Coordinator Labresource, Breda • Microbiologisch Analist (GMP) LabResource Schiphol, Alkmaar • OA Officer CheckMark, Haarlem • Operator Fermentatie Bioreactoren LabResource Schiphol, Wageningen • Research Scientist CheckMark, Noord-Brabant • Sales Engineer GC en GC/MS Interscience, Breda • Sr QC Technician - GMP Labresource, Groningen • Sr. Associate Scientist Drug Development CheckMark, Leiden • Sr. Associate Scientist USP CLS Services, Leiden • Teamleider formuleren LabResource Schiphol, Den Bosch • Technical Support Engineer CheckMark, Amsterdam • Technician DSP Labresource, Groningen • Technisch Ontwikkelaar Metalen CheckMark, Rotterdam banenladder_C2W7_2018.indd 2 19-06-18 13:47 advertentie

Nieuws juli 2018 | 13 ‘Ik heb nog geen reacties gehad van mensen die zeggen dat ze hun experimenten opnieuw moeten interpreteren’, mailt de Eindhovense organicus Bert Meijer. In Nature presenteerden hij en postdoc Nathan van Zee onlangs de ontdekking dat zelfs een miniem spoortje water de zelfassemblage van moleculen in een watervrij oplosmiddel al kan verstoren. Het zou zomaar kunnen dat menig experiment op dit gebied is verpest doordat er geen deksel op de pot zat en er vocht uit de lucht bij kon komen. Zelf brengen de onderzoekers het een tikje positiever en stellen dat je, wanneer je dit eenmaal doorhebt, met dat water het assemblagepatroon actief kunt beïnvloeden. ‘Ik heb wel veel reacties gehad van mensen die het zeer bijzonder vinden, die al zijn gaan rekenen en er samen met ons aan willen meten’, vertelt Meijer. Het gaat hier over stervormige moleculen die zichzelf stapelen tot een moleculaire helix wanneer je ze oplost in een alkaan, in dit geval methylcyclohexaan. Dat kunnen links- of rechtsdraaiende spiralen worden, en tot nu toe leek dit alleen af te hangen van de temperatuur. Bij een bepaalde waarde klappen de spiralen ineens om en daarKleine minderheid dirigeert gedrag van de rest. Verwaterde zelfassemblage mee ook het zogeheten Cotton-effect, dat circulair dichroïsme verraadt. Dat laatste kun je zien gebeuren met een speciale spectrometer, die werkt met gepolariseerd licht. De overgangstemperatuur bleek echter totaal onvoorspelbaar: bij elk experiment kwam er een andere waarde uit. Vergeten spectrometer Van Zee werd op het juiste spoor gezet toen hij, na een bezoek aan de VS, vanwege jetlag door zijn wekker heen sliep en een experiment te lang in de spectrometer liet staan. Er ging een verzegeling kapot en het methylcyclohexaan kwam in contact met de stikstofatmosfeer in de meetkamer, waardoor echt het laatste spoortje water verdween. En toen bleek dus dat de waterconcentratie in het oplosmiddel heel veel uitmaakte. Bij kamertemperatuur is die minder dan 0,01 %, zoals je van een hydrofoob alkaan mag verwachten, en lijkt dus verwaarloosbaar. Maar de exacte waarde hangt niet alleen af van de temperatuur, maar ook van de luchtvochtigheid boven de vloeistof, die weer varieert met de weersomstandigheden. En die kleine verschillen blijken de zelfassemblage dus al uiterst merkbaar te beïnvloeden. Achteraf lijkt het niet zo vreemd. Als watermoleculen de kans krijgen, vormen ze onderling waterstofbruggen. Bij de hier geschetste vorm van zelfassemblage doen de deelnemende moleculen dat onderling ook. En berekeningen laten zien dat het voor watermoleculen, die met te weinig zijn om een aparte waterfase te vormen, energetisch gunstiger is om tussen een paar van die grotere bouwstenen in te gaan zitten dan om dat niet te doen. Rare effecten Hoe de resulterende structuur er precies uitziet, is experimenteel niet vast te stellen. Maar theoretische berekeningen doen vermoeden dat de waterhoudende helix, rechts op de afbeelding, inderdaad behoorlijk stabiel is. De auteurs vermoeden dat het ook een aantal rare effecten verklaart die anderen hebben waargenomen bij moleculaire zelfassemblage. Die experimenten moeten dus over, onder stikstof. Maar gericht water inbouwen als structuurelement, om nieuwe assemblagevormen te krijgen, kan dus in principe ook. ‘We denken dat er veel vervolgonderzoek gaat komen, ook in veel andere deelgebieden van de chemie’, besluit Van Zee. Arjen Dijkgraaf Je kunt het assemblage- patroon actief beïnvloeden De waterhoudende helix draait de andere kant op.

Up to you Up to you The PSA Series: Particle size analysis by laser diffraction - Multiple-laser technology - High measuring accuracy and repeatability - 2 in 1 design - dry and liquid dispersion in one instrument - Robust design Multiple-laser technology High measuring accuracy 2 in 1 design - dry and liquid dispersion in one Get in touch: www.anton-paar.com PSA_02_216x303_en.indd 1 30.01.18 15:09 advertentie

Nieuws juli 2018 | 15 Nienke Beintema De life sciences zijn dit jaar sterk vertegenwoordigd bij de toekenning van de jaarlijkse Spinozapremies. NWO maakte de namen van deze ‘Nederlandse Nobelprijzen’ à € 2,5 miljoen op 15 juni bekend. Maar liefst drie van de vier premies gingen naar levenswetenschappers. Ook van de twee Stevinpremies, de nieuwe ‘nationale valorisatiepremie’ voor onderzoek met een grote impact, kwam er een binnen de life sciences terecht: die voor de Rotterdamse viroloog Marion Koopmans. Krachtenspel Een dubbele Spinozapremie ging naar onderzoek aan het cytoskelet. Dat bestaat uit microscopisch kleine buisjes, ofwel microtubuli: lange eiwitketens die de cel zijn vorm en stevigheid geven. Het speelt een belangrijke rol bij de celdeling en bij het transport in de cel. ‘Het cytoskelet is heel dynamisch’, vertelt Spinozawinnaar Anna Akhmanova, hoogleraar celbiologie aan de Universiteit Utrecht. ‘Microtubuli worden voortdurend opgebouwd en afgebroken. Als je weet welke biochemie daarachter zit, dan kun je proberen dat te sturen.’ Soms wil je die afremmen, bijvoorbeeld bij kankercellen. Of je laat medicijnen aangrijpen op de specifieke dynamiek van die cellen. Akhmanova werkt samen met haar medeSpinozawinnaar Marileen Dogterom, hoogleraar bionanoscience aan de TU Delft, aan het Modelcell-project, waarvoor ze in 2013 samen een ERC Synergy Grant van € 7,1 miljoen binnenhaalden. Dogterom onderzoekt de biofysica van het cytoskelet: het krachtenspel van de buisjes onderling en in relatie tot hun omgeving. ‘Een groeiend buisje kan iets voor zich uit duwen’, vertelt ze. ‘En het kan ergens aan trekken door juist korter te worden. Wij onderzoeken hoe die krachten ontstaan en hoe ze samenwerken.’ Anna Akhmanova, Marileen Dogterom en John van der Oost tekenen dit jaar voor drie van de vier Spinozapremies. Life sciences in de prijzenIVO DE BRUIJN Daarbij is juist het grensvlak van biochemie en biofysica interessant. Als voorbeeld noemt ze de celdeling, waarbij microtubuli de helften van de chromosomen uit elkaar trekken. ‘Een interessante vraag is: hoe houd je die aanhechting tijdens het trekken in stand, terwijl het buisje ook op diezelfde plek korter wordt’, zegt Dogterom. ‘Het blijkt te gebeuren door een dynamische koppeling van loslaten, korter worden en weer aanhaken.’ Dogterom gebruikt de nieuwste contrasten imagingtechnieken om dit onder de microscoop te kunnen volgen. ‘Als je weet hoe het werkt in een gezonde cel, dan kun je ook onderzoeken wat er mis is bij aandoeningen als kanker en alzheimer, en wat je daar op celniveau aan kunt doen.’ Een derde Spinozapremie ging naar John van der Oost, hoogleraar microbiologie aan Wageningen UR. Hij is een van de grondleggers van CRISPR-Cas. Tien jaar geleden toonde Van der Oost aan dat het van oorsprong een bacterieel afweersysteem is. ‘We brachten het in bij bacteriën die het zelf niet hadden’, vertelt hij. ‘Via het design van CRISPR konden we die bacteriën resistent maken tegen een specifiek virus. Ook toonden we als eersten aan dat CRISPR-Cas geschikt is voor algemene genoom-editing.’ Argonaut Dankzij CRISPR-Cas kunnen wetenschappers nu veel gemakkelijker uitzoeken waar genen precies voor dienen. En ze kunnen betere micro-organismen ontwerpen voor industriële processen. De heilige graal is het genezen van genetische ziektes, aldus Van der Oost. Maar dat is nog ver weg: ‘We hebben in Wageningen een paar systemen ontdekt die vergelijkbaar zijn met CRISPR-Cas, waaronder Argonaut, maar die nét iets anders kunnen. Die wil ik verder onderzoeken en verbeteren.’ Van der Oost en Dogterom zijn samen betrokken bij het BaSyC-consortium, dat leven wil creëren uit niet-levende basismodules. ‘Het cytoskelet is heel dynamisch’ V.l.n.r.: Anna Akhmanova, Marileen Dogterom, Carsten de Dreu (psycholoog) en John van der Oost.

Interview 16 | juli 2018 Fysica combineren met moleculaire biologie om te begrijpen hoe DNA zichzelf organiseert en daarmee zijn eigen aflezing regelt, dat is wat John van Noort (46) probeert te doen. Vorig jaar stelde de Universiteit Leiden hem aan als hoogleraar biofysica, en eind april hield hij zijn oratie getiteld ‘Ons genoom gevangen in getallen’. ‘Kwantitatieve wetenschap is goede wetenschap’, hield hij met name de biologen in de zaal voor. Van Noorts specialisme is chromatine, de opgevouwen vorm van DNA die je aantreft in celkernen. Chromatinevezels zijn 30 nm dikke stapels van nucleosomen, bolletjes van acht histoneiwitten waar 150 basenparen omheen passen. Zo’n nucleosoom is de moeder van alle transcriptiefactoren. ‘Het bepaalt grotendeels of het DNA ter plekke kan worden uitgelezen. De eiwitten die we traditioneel transcriptiefactoren noemen, en die de expressie daadwerkelijk op gang brengen, kunnen hun ding pas doen als het chromatine het toelaat.’ Van Noort bestudeert chromatine met single molecule-technieken, waarmee je het gedrag van één enkel nucleosoom kunt volgen. Dat kan dan een natuurlijk exemplaar zijn of eentje dat zijn groep zelf heeft gesynthetiseerd, en waarvan dus de moleculaire opbouw exact bekend is. Toen je klein was dacht je vast niet ‘ik word later chromatine-expert’. ‘Niet op de lagere school, nee. Maar op de middelbare school vond ik moleculaire biologie heel intrigerend. Bij die plaatjes van zwarte dozen waar DNA ingaat en RNA uitkomt, ga je je toch afvragen hoe het echt werkt. Eigenlijk zijn het gewoon werktuigen, maar een werktuigbouwkundige weet tenminste van elk moertje en boutje waar het goed voor is. Ik heb veel met Lego gespeeld en die mechanische benadering inspireerde me heel erg. Ik ben toen moleculaire wetenschappen gaan studeren in Wageningen. Ik begon met moleculaire biologie, maar op een gegeven moment werd het erg uitdagend voor mijn geduld om telkens te moeten wachten tot een gel was ‘uitgerund’. Je moet in het lab heel veel stappen achter elkaar heel nauwkeurig uitvoeren, en pas helemaal aan het einde kun je conclusies trekken. Vandaar dat ik richting natuurkunde ben gegaan: daar moet je ook nauwkeurig werken, maar kun je het onderzoek wat meer in mootjes hakken. In Wageningen ben ik eerst met MRI aan de slag gegaan. Daarna kon ik promoveren in Twente op het gebied van AFM-microscopie, die toen in de kinderschoenen stond. De opdracht was levende cellen af te beelden, maar ik had snel door dat je met een scherpe naald op een slappe cel geen moleculaire resolutie gaat halen. Ik vroeg dus mijn promotor of ik niet beter iets anders kon gaan doen. En zo kwam ik terug bij de moleculaire biologie, in de vorm van DNA-eiwitinteracties.’ En hoe kwam je bij chromatine terecht? Toen ik in Leiden kon beginnen met een Vidi-beurs, zocht ik iets waarmee ik me een aantal jaren zou kunnen bezighouden en dat zich goed zou lenen voor singlemoleculetechnieken. En over chromatine kun je daarmee heel veel dingen leren die je met bulktechnieken niet te weten komt.’ Wat is tot nu toe bekend over de opbouw van chromatine? ‘Er zijn momenteel drie denkrichtingen. Of de nucleosomen vormen een soort zigzagstructuur waar nummer een op nummer drie gaat zitten en twee op vier, enzovoort. Of je krijgt een zogeheten solenoïdestructuur waarbij een op twee zit en die weer op drie, dus in één stapel. Of, en daar neigen de laatste tijd steeds meer mensen naar: er is geen vaste structuur. Afhankelijk van de lengte van het stuk DNA dat tussen de nucleosomen in zit, zoeken ze hun naaste buur op of slaan ze er noodgedwongen eentje over. Met afbeeldingstechnieken kom je er niet uit, want daar is het een beetje té wanordelijk voor. Röntgendiffractie werkt ook niet, om dezelfde reden. NMR en kristallografie zijn slechts beperkt toepasbaar want je hebt het over heel grote structuren. Uit elkaar trekken, zoals wij doen, is dan een goed alternatief. We hebben ook ontdekt waarom die afstanden tussen de nucleosomen verschillen. We hebben een heel aardige link geDe organisatie van DNA in de celkern is een voorgeprogrammeerde wanorde waar je moeilijk de vinger achter krijgt. Met enig mechanisch inzicht komt John van Noort echter een heel eind. ‘We moeten eerst dit echt begrijpen’ ‘Met single-moleculetechnieken leer je veel over chromatine’ Arjen Dijkgraaf

juli 2018 | 17 ERIC DE VRIES

advertentie recruitmentspecialist in chemie & life sciences word jij onze nieuwe collega? Voel jij je thuis tussen laboranten, chemisch analisten, lab technicians en scientists, maar wil je zelf iets anders dan op het lab staan? Word recruiter! Gebruik je vakkennis, communicatieve én commerciële talenten om jouw vakgenoten te helpen bij de volgende stap in hun carrière. Interesse? Reageer dan via onze website www.checkmark.nl of bel naar 0182-590210 Kantoor Gouda - hoofdkantoor Graaf Florisweg 69 2805 AG Gouda 0182 - 590 210 [email protected] Kantoor Amsterdam Matrix Innovation Center Science Park 402 1098 XH Amsterdam 020 - 8204 430 [email protected] Kantoor Rotterdam Based Inn Business Center Hoefsmidstraat 41 3194 AA Hoogvliet Rotterdam 010 - 8208 950 [email protected] Kantoor Oss Pivot Park gebouw RK Henry Chesbrough Kloosterstraat 9 5349 AB Oss 0412 - 820 395 [email protected] chemistry life sciences chemicals medical pharma food/agri other petrochemistry wij zijn op zoek naar een Recruiter Chemie & Life Sciences

juli 2018 | 19 vonden tussen de DNA-sequentie en de plekken waar nucleosomen ontstaan. Dat kun je heel eenvoudig uitrekenen, en het komt in 80 % van de gevallen overeen met wat je experimenteel vindt. De afwijkingen hebben te maken met introns, stukjes DNA waarvan de vertaling later uit het RNA wordt geknipt. Waar die knip-enzymen op het DNA zitten is geen plek voor nucleosomen.’ Wat zit er nu in de pijplijn? ‘In 2017 hebben we een methode gepubliceerd waarmee je één specifiek gen inclusief alle eiwitten kunt isoleren uit een celextract, zodat je daaraan apart kunt meten. Ook kijken we hoe de chromatinestructuur verandert op het moment dat een gen wordt aangezet. En we zijn bezig met de manier waarop transcriptiefactoren hun weg vinden in het chromatine. Er bestaan zeker 1.600 eiwitten die aan DNA binden, en die hebben allemaal een andere modus. Een aantal jaren geleden hebben we veel gekeken naar chromatin remodelers, dat zijn eiwitten die nucleosomen op het DNA wegduwen van hun voorkeursplek. Gisten hebben bijvoorbeeld RSC-complexen, een soort motoreiwitten die in stapjes van één nucleotide over DNA lopen en daarbij een nucleosoom meenemen. Het totale aantal stappen is altijd een veelvoud van tien, dan zit de helix weer in dezelfde stand op het nucleosoom en past hij dus redelijk. Het is wel een terugkerend thema: de mechanische eigenschappen van het DNA bepalen waar de nucleosomen komen te zitten, en daarmee ook de hogere-ordestructuur. Maar ze bepalen tevens of een transcriptiefactor ergens wil binden. Onlangs zagen we een voorbeeld: je past je sequentie aan om een aanhechtingssite voor een transcriptiefactor te maken, en je ziet het nucleosoom ter plekke iets verder opengaan, omdat de sequentie dáár niet meer ideaal voor is.’ Zit er ook variatie in de histonen? ‘Ja en nee. In histoneiwitten zelf zit heel weinig verschil. Maar er zijn meer dan honderd posttranslationele modificaties van die eiwitten bekend en in theorie kun je daarmee 1090 verschillende nucleosomen maken, al zijn lang niet alle combinaties even waarschijnlijk. Wat ik een grote uitdaging vind is om ze in relatie tot elkaar te zien: hoeveel modificaties heb je nodig om een gen actief te krijgen?’ Wat voor gereedschappen zet je in? ‘Om de afstand te meten tussen de uiteindes van DNA, gebruiken we magnetische pincetten. Balletjes waarin ijzernanodeeltjes zitten, magneten om daaraan te trekken, en microscopie om ze te traceren. Voor afstanden van zo’n 10 nm tot 10 µm werkt dat prima. Met FRET, Förster resonance energy transfer, kun je verder inzoomen. Het bereik loopt zo’n beetje van 2 tot 8 nm, precies goed om te kijken naar een nucleosoom dat een straal heeft van ongeveer 5 nm. Dat is heel spannend, want de structuur blijkt enorm dynamisch: ze gaat vier keer per seconde open en blijft dan 25 ms zo staan, zodat het kan worden afgelezen. Acetyleer je een lysine van histon H3 op positie 56, dan gebeurt het zes keer vaker. Het geeft een heel ander beeld van nucleosomen dan wanneer je alleen de kristalstructuur bekijkt.’ Je groep omvat nu zes promovendi, een postdoc en een technicus. Maar zo te horen heb je werk voor driemaal zoveel mensen. Welke omvang zou je optimaal vinden? ‘Zoals het nu is, vind ik mijn groep groot genoeg. Chemici zijn wat meer van de grootschalige aanpak: zonder kritische massa kun je niet meedoen. Ik snap ook wel dat je jezelf moet organiseren om geld binnen te krijgen en zichtbaar te worden. Maar binnen de natuurkunde valt zo’n groep niet uit de toon, en het voordeel is dat we meer gefocusseerd kunnen werken. En als we zouden uitbreiden, zouden we eigenlijk ook meer ondersteunend personeel moeten hebben, zodat promovendi niet telkens opnieuw het wiel hoeven uit te vinden. Het werk dat we doen is nogal divers, je moet van verschillende dingen verstand hebben en dat is ontzettend uitdagend.’ Kost het moeite promovendi te vinden die er een beetje in passen? ‘Geïnteresseerde mensen vinden is niet zo moeilijk, maar het is lastig om binnen één persoon de goede mix te vinden van moleculaire biologie, of biochemie zo je wilt, en fysica. Bij moleculair biologen vind ik het belangrijk dat ze enige affiniteit met wiskunde en formules hebben, terwijl fysici niet moeten denken dat álles in een formule is te vatten. Op zijn minst moet je binnen onze groep enige flexibiliteit hebben, openstaan voor vreemde vakgebieden en moeite willen doen om je daarin echt in te leven. Anders word je zeer ongelukkig.’ Ben je al mutaties tegengekomen waaraan je medische consequenties zou kunnen verbinden? ‘Ik waak er een beetje voor om die indruk te wekken. Ik ben ervan overtuigd dat onze inzichten op termijn gaan helpen om heel veel ziektebeelden te snappen en interventies succesvoller te maken. Maar daar zijn we gewoon echt nog niet. Als ik een stuk DNA nameet, moet ik dan gaan claimen dat mensen daar sneller beter van gaan worden? Ik denk het niet. Er wordt al heel veel gemeten, er worden correlaties gelegd en aan bio-informatica gedaan, en daar leren we heel veel van. Maar als we echt een stap verder willen doen, moeten we eerst de fundamentele, generieke processen begrijpen.’ ‘We kunnen één specifiek gen isoleren uit een celextract’ John van Noort X 2018-heden visiting professor, Nanyang Technological University, Singapore X 2004-heden Universiteit Leiden; sinds 2009 universitair hoofddocent en sinds 2017 hoogleraar X 2000-2003 postdoc, Technische Universiteit Delft X 1999-2000 research consultant, Beta Research, Noord-Scharwoude X 1999 promotie fysische technologie, Universiteit Twente X 1995 studie moleculaire wetenschappen, Wageningen Universiteit

20 | juli 2018 ‘Ik had me nooit gerealiseerd dat er behoefte aan gekweekt leer zou zijn’, zegt kweekvleesspecialist en hoogleraar vasculaire fysiologie aan de Universiteit Maastricht Mark Post. ‘We hebben immers kunstleer als alternatief voor echt leer, dus waarom zouden we moeite doen om uit huidcellen leer te kweken?’ Post kwam er al snel achter dat de leerindustrie een heel andere mening heeft. ‘Het is nog nooit iemand gelukt om alle eigenschappen van leer in kunstleer te vangen. Leer ademt en laat vocht door, kunststof niet’, zegt Rutger Ploem, voormalig leerlooier en -specialist. Ploem bezocht Post met de vraag leer te kweken. Samen met Stef Kranendijk, voormalig bestuursvoorzitter van De Groene Zaak, en met de universiteit, richtten de mannen in 2015 Qorium op. Het bedrijf fabriceerde onlangs zijn eerste stukje gekweekt leer ter grootte van een 2-euromunt. Fibroblasten Traditioneel leer bestaat uit de eiwitten van de huid van bijvoorbeeld een rund. Een leerlooierij ontdoet die huid via een mechanisch en chemisch proces van vleesresten, bloedvaten, vet en haren. Wat vervolgens overblijft is de eiwitmatrix van de huid, die voornamelijk bestaat uit het eiwit collageen. Om bederf door micro-organismes te voorkomen, looi je het leer met chroomsulfaat, waarbij chroomatomen een binding aangaan met de eiwitmatrix. Bij de productie van kweekleer zijn de mechanische en chemische bewerking grotendeels overbodig. Het proces begint met een combinatie van cel- en weefselkweek. Post en zijn collega’s kweken cellen van de huid van een rund, meer specifiek fibroblasten die collageen maken, in een bioreactor. In zijn lab wijst Post op een 1 literbioreactor. ‘We streven naar een dichtheid van 50 miljoen cellen per milliliter, zodat we zo veel mogelijk van de voedingsstoffen omzetten in, uiteindelijk, collageen, waardoor kweekleer in prijs kan concurreren met dierlijk leer.’ Zodra Post genoeg cellen heeft, start de weefselkweek waarbij de cellen in een vlak groeien en collageen produceren. Hierbij ontstaan vanzelf verbindingen tussen de collageenvezels, oftewel crosslinks, waardoor één geheel ontstaat. ‘We gebruiken twee methodes. Bij de eerste groeien we cellaag op cellaag, waarbij de collageenvezels crosslinks vormen met de onderliggende laag. Bij de tweede methode groeien de cellen in een biologisch afbreekbare groeimal, een zogenoemde scaffold, waardoor ze gedwongen tot een bepaalde dikte groeien. Tijdens de kweek vervangen cellen het maNa vlees slagen de wetenschappers van de Universiteit Maastricht erin om ook leer te kweken. Het milieuvriendelijke alternatief maakt het gebruik van runderhuiden in de toekomst wellicht overbodig. Gekweekt leer uit Maastricht ‘Fibroblasten groeien makke- lijker dan spiercellen’ QORIUM XGekweekt collageen Qorium is, voor zover bekend, het enige bedrijf ter wereld dat werkt aan de kweek van echt leer met behulp van huidcellen. Twee andere bedrijven produceren wel collageenvezels met behulp van genetisch gemodificeerde gist. Het Amerikaanse Modern Meadow produceert collageenvezels in een, volgens de website, ‘geheime saus’. De collageenvezels ontstaan spontaan tijdens de kweek van de gist, waarbij gistcellen het collageen uitscheiden. Het eiwit vormt hierbij een drievoudige helix die weer de bouwsteen is voor een grotere 3D-structuur: collageenfibrillen. De fibrillen op hun beurt pakken samen tot collageenvezels. Door de saus met de vezels uit te gieten op een glad oppervlak ontstaat een dun op leer lijkend biomateriaal. Ook kun je de saus sprayen op bijvoorbeeld textiel. Modern Meadow brengt dit materiaal op de markt onder de naam Zoa. Milieu Patrick Marx

juli 2018 | 21 teriaal van de scaffold.’ Meer details over de aard van de scaffold wil Post nog niet kwijt. De sterkte van leer hangt af van de groeirichting van de fibroblasten; een heterogene richting geeft steviger leer dan een homogene waarbij alle cellen keurig in het gelid liggen. Post: ‘In dat laatste geval krijgt het leer een enorme treksterkte in de groeirichting, maar geen enkele in de andere richting. We sturen de groeirichting de goede kant op met patronen in de onderlaag of de scaffold waarop de cellen groeien.’ Rechthoekige formaten De kweek van huidcellen en leer blijkt eenvoudiger dan de kweek van vlees, vindt Post. ‘Fibroblasten groeien makkelijker dan spiercellen. Bovendien hoeven we bij de kweek van leer niet te voldoen aan strenge regels over de voedselveiligheid. We moeten wel aantonen dat ons leer geen allergische reacties veroorzaakt.’ Een eerste stukje kweekleer is klaar. Qorium werkt aan een tweede stuk van 10 x 10 x 0,15 cm. Hiermee wil het bedrijf de leerindustrie overtuigen en financiers binnenhalen voor een pilotplant. Uiteindelijk streeft het bedrijf naar de kweek van ‘kamerbreed’ leer, ofwel lappen met een oppervlak van meerdere vierkante meters. Post: ‘De biologie hebben we grotendeels onder controle. We kunnen meer cellen maken door grotere bioreactoren te gebruiken. Echter, meters grote, vlakke, verwarmde en steriele systemen voor de weefselkweek bestaan niet. Het is een flinke technische uitdaging om die te ontwikkelen.’ Rechthoekige formaten leer geven het kweekleer een extra voordeel. Post: ‘Een dierlijke huid heeft toch een onhandige vorm, waardoor bij de verwerking tot rechthoekige lappen leer, voor bijvoorbeeld stoelen, veel snijverlies ontstaat.’ Kranendijk vult aan: ‘Soms gooit de meubelindustrie de helft van het leer weg, ook omdat er onvolkomenheden zoals littekens inzitten. Op maat gekweekt leer heeft die nadelen niet meer.’ Minder belastend Uiteindelijk looi je ook het gekweekte leer, maar daarvoor zijn geen chroomzouten nodig. Kranendijk: ‘We streven naar een proces met een zo klein mogelijke milieubelasting en kijken daarom naar plantaardige looistoffen.’ Gekweekt leer heeft volgens Kranendijk meer milieuvoordelen: ‘Voor de productie van 1 kg rundleer, gedurende het leven van het rund en de verwerking daarna, is ten minste 300.000 l water nodig. We verwachten dat ons proces ten minste 90 % minder water nodig heeft.’ In zijn berekening gaat Kranendijk ervan uit dat je een rund enkel voor zijn leer gebruikt. Post: ‘Het kweekproces is een geïndustrialiseerd proces, waardoor de recycling van water uit verbruikte kweekmedia mogelijk is.’ De milieuvoordelen van kweekleer moeten de toekomstige klanten overhalen het materiaal te kopen. Volgens Kranendijk hoeft het niet moeilijk te zijn om een stuk uit de wereldwijde leermarkt te snoepen, die jaarlijks goed is voor € 70 miljard. ‘We zien dat steeds meer bedrijven die leer gebruiken, zoals autofabrikant BMW, behoefte hebben aan duurzaam geproduceerd leer dat een veel minder grote belasting op het milieu heeft. Ons product kan een grote impact op de wereldwijde leermarkt hebben.’ ‘De biologie hebben we grotendeels onder controle’ XPlantaardige alternatieven Steeds zichtbaarder in vooral de markt voor duurzame kleding zijn alternatieven voor leer op plantaardige basis. In Rotterdam bijvoorbeeld werkt Fruitleather aan de productie van biomateriaal uit de gekookte en geperste pulp van mango’s. Dit materiaal vergt nog veel ontwikkelwerk voordat het sterk genoeg is om kleding en schoenen te produceren. Heel wat verder is het Filipijnse bedrijf Pinatex, dat een alternatief voor leer maakt van de vezels uit het blad van de ananasplant. Schoenen van ananasvezels zijn inmiddels in Europa te koop.

advertentie SINGLE USE EVENT The Single Use Event When? September 11th 2018 Who? (bio)process technologists, (bio)pharmaceutical scientists, (bio)chemists, life scientists, biotechnologists, researchers and process managers Why? to meet decision makers and in uencers in this market Where? Benelux and Aachen area 300 visitors 25 Table-tops 11 lectures (2 keynotes) Contact Sales - Bas van den Engel [email protected] - +31 (0)6 423 06 937 C2W_ SingleUseEvent_210x297_HR.indd 1 12-01-18 13:29

juli 2018 | 23 Het idee van onder meer de installatiebranche, een aantal energiebedrijven en milieuorganisaties om vanaf 2021 geen traditionele cv-ketels meer te plaatsen, zorgde eind maart voor veel discussie in de Nederlandse media. Die discussie ging voornamelijk over de (meer)prijs van warmtepompen en wie die moet gaan betalen. Op technisch gebied zijn er eveneens nog uitdagingen. Het pas gestarte high performance little air unit natural charge heatpump-project (HP-Launch) richt zich op ontwikkeling van een betaalbare, kleine, efficiënte warmtepomp. Dit project HPLaunch is een samenwerkingsverband van de Hogeschool Arnhem Nijmegen (HAN) en vijf andere kennisinstituten en marktpartijen. Volgens projectleider Rob ter Steeg, onderzoeker bij het lectoraat meet- en regeltechniek van de HAN, zijn er alternatieven voor cv-ketels nodig nu de Groningse gaskraan langzaam dichtgaat. De warmtepomp is een van de opties. ‘De luchtwarmtepomp is relatief makkelijk te integreren in bestaande woningen, omdat er geen bronboringen voor nodig zijn, zoals bij warmtepompen met een bodembron. En een luchtwarmtepomp is vaak eenvoudig aan te sluiten op de bestaande verwarmingsleidingen.’ Verbeterde warmtepomp De luchtwarmtepomp gebruikt buitenlucht om een koudemiddel te verdampen bij een lage temperatuur. Daarna perst een compressor het gas samen en verhoogt zo de temperatuur. Het koudemiddel condenseert vervolgens in de condensor en geeft de warmte af aan water van het verwarmingssysteem of aan tapwater. Het vloeibare koudemiddel kan dan buiten opnieuw verdampen. ‘We willen de warmtepomp verkleinen en het rendement verbeteren’, vertelt Ter Steeg. ‘Hiervoor willen we eerst reeds bestaande systemen doormeten en modelleren in een computermodel. Het is nu vaak zo dat warmtepompen minder efficiënt zijn dan de verpakking claimt. We willen de oorzaak van dit verschil achterhalen.’ Ter Steeg vervolgt: ‘Voor onze pomp willen we propaan gebruiken als koudemiddel. Dit werkt goed en komt in de natuur voor.’ Er is bewust gekozen voor een natuurlijk koudemiddel. Synthetische middelen, die in gebruik zijn genomen vanwege hun veiligheid, bleken slecht voor de ozonlaag of enorm sterke broeikasgassen. Toch is propaan niet geheel zonder nadelen. ‘Propaan is brandbaar. Om het risico te verkleinen, willen we er zo min mogelijk van gebruiken in de warmtepomp. Het koudemiddel moet continu onderweg zijn’, vertelt Ter Steeg. Slechte isolatie Ter Steeg ziet geen problemen voor de verwarming van goed geïsoleerde woningen met een warmtepomp, maar voegt daaraan wel toe dat oudere woningen vaak slecht geïsoleerd zijn. ‘Uitgebreid extra isolatie aanbrengen is lastig voor huizenbezitters. Het is duur en als je buren niet meewerken, dan lekt de warmte daar weg. Ik zie wel kansen voor woningbouwverenigingen, die hele blokken tegelijk kunnen laten isoleren.’ Zelfs dan is een warmtepomp niet altijd toereikend. Een warmtepomp kan tapwater niet zo snel verwarmen als een cv-ketel en moet een voorraad aanleggen in een vat. Dit vat, dat voldoende water moet bevatten voor een warme douche, is de reden dat veel mensen geen ruimte hebben voor een warmtepomp. ‘Bestaande woningen hebben waarschijnlijk het meest aan een hybride-opstelling, met naast een warmtepomp ook een cv-ketel, die bijspringt als de warmtepomp het niet aankan. Het belangrijkste is om de warmtebehoefte van een woning te verkleinen door haar beter te isoleren. Hiermee valt al veel energie te besparen’, concludeert Ter Steeg. Eind maart gaven verschillende Nederlandse instanties aan dat ze de plaatsing van cvketels vanaf 2021 willen verbieden. Is de warmtepomp als alternatief haalbaar? Warmtepompen versus cv-ketels ‘We willen propaan gebruiken als koudemiddel’ CANSTOCKPHOTO/RTIMAGES Laura Siepman Procestechnologie

24 | juli 2018 ‘Als het te krap is, past het eiwit er niet op’, zo vat de Nijmeegse hoogleraar Gert Jan Veenstra zijn ontdekking samen. Dat eiwit heet MTF2 en het blijkt zich alleen aan DNA te kunnen hechten als de dubbele helix ter plekke iets afwijkt van de norm van Watson en Crick. Het is het meest concrete voorbeeld tot nu toe van een situatie waarin de vorm van DNA belangrijker is dan de sequentie, verraadt een publicatie in Nature Genetics. Essentiële rol Het MTF2 eiwit koppelt het DNA aan een zogeheten Polycomb-eiwitcomplex, dat de aflezing van bepaalde genen onmogelijk maakt door de histoneiwitten, waar ze omheen gerold zitten, te modificeren. De eerste Polycomb-eiwitten zijn ooit ontdekt bij fruitvliegjes, maar mensen en gewervelde dieren bleken ze ook te hebben. Vooral tijdens de vroege ontwikkeling van embryo’s, waarbij verschillende organen groeien uit identieke cellen, spelen ze een essentiële rol. Onderzoekers zochten al twintig jaar vergeefs naar de manier waarop Polycomb de juiste plekken op het DNA vindt. De eiwitten die daar bij fruitvliegjes voor zorgen, komen bij gewervelden niet eens voor, aldus Veenstra. En van een keuze voor specifieke sequenties leek geen sprake. ‘Binnen het veld ontstond zelfs discussie over de vraag óf Polycomb wel actief wordt gerecruteerd naar DNA.’ Er is wel een rode draad: MFT2 zoekt zogeheten CpG-eilanden op, regio’s waarin de code CG (of CpG, de p staat voor de verbindende fosfodiëster) relatief vaak voorkomt. ‘Die C kan wel of niet gemethyleerd zijn. Meestal is hij dat wel, behalve op die CpG-eilanden’, verduidelijkt Veenstra. ‘En Polycomb bindt een subset van die eilanden.’ Maar welke subset? Veenstra’s medeauteur Simon van Heeringen ontwikkelde een machine learning-algoritme dat hij voedde met grote hoeveelheden DNA-data uit mens, muis, zebravis en Xenopus-kikker. Inmiddels kan het in een willekeurig genoom de juiste bindingsplekken correct aanwijzen. Verschillende sequenties van zes of zeven nucleotides bleken oververtegenwoordigd in de dataset, maar op het oog leken die niet op elkaar, op het ongemethyleerde CpG-motief na dan. En toen realiseerden de onderzoekers zich dat het ook aan de vorm van de helix kon liggen. ‘De precieze eigenschappen variëren per base’, legt Veenstra uit. ‘Korte stukjes kunnen een iets andere structuur aannemen dan de B-vorm die geldt als standaard.’ Die afwijkende structuur is wat langgerekter en geeft MTF2 precies voldoende ruimte om niet alleen aan CpG te binden, maar ook aan de moleculaire backbone van het DNA. Vormverstoring Of een bepaalde lettervolgorde een vormverstoring oplevert zie je niet in één oogopslag, maar je kunt het wel berekenen. Dan blijkt het voor alle gevonden bindingsplekken op te gaan. Introduceer je een mutatie die op papier de vormverstoring verloren laat gaan, dan bindt MTF2 daar inderdaad niet meer. ‘Elke voorspelling die we deden, bleek uit te komen’, vat Veenstra samen. Het kan nieuw licht werpen op de vroege embryonale ontwikkeling, waarover nu nog heel weinig bekend is. Maar ook het groeigedrag van meerdere soorten tumoren wordt in verband gebracht met defecten aan het Polycomb-mechanisme. En mogelijk is Polycomb het topje van de ijsberg. ‘Er zijn nog veel meer eiwitten waarvan we er maar niet achter komen hoe ze werken’, besluit Veenstra. Eiwit zoekt opgerekt DNA zonder te kijken naar sequentie. Vorm boven inhoud ‘De precieze ei- genschappen va- riëren per base’ RADBOUD UNIVERSITEIT Genetica Arjen Dijkgraaf De rechterstreng heeft een iets grotere spoed.

juli 2018 | 25 ‘Ik ben er bijna van overtuigd dat het doorgaat’, zegt Chris Marine. Als directeur van het VIB-KU Leuven Center for Cancer Biology neemt hij deel aan LifeTime, een consortium dat een Future and Emerging Technologies Flagship hoopt te worden. Het moet Europa een leidende rol bezorgen bij het begrijpen en voorspellen van het gedrag van individuele menselijke cellen. Zulke FET-Flagships bestaan sinds 2013; Graphene en het Human Brain Project waren de eerste. Ze zijn ontworpen voor een looptijd van tien jaar en een totaalbudget van € 1 miljard. Eind dit jaar kiest de Europese Commissie twee nieuwe onderwerpen uit en LifeTime behoort tot de zeventien voorstellen die de shortlist hebben gehaald – volgens Marine met vlag en wimpel. Niet alle tien biljoen LifeTime is enorm. De lijst van founding members omvat 65 namen, verbonden aan zo’n 50 instituten in 18 landen. De coördinatie ligt bij het Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in Berlijn en het Institut Curie in Parijs. Het doel is alle biologische parameters te registreren van elke cel in het menselijk lichaam, en te weten te komen wat daaraan verandert door groei, veroudering, ziektes en de behandeling daarvan. ‘Daarvoor hoef je ze niet allemaal door te meten’, verwacht Alexander van Oudenaarden, directeur van het Hubrecht Instituut in Utrecht en eveneens een van de deelnemers. ‘Dat gaat ook niet lukken, een mens heeft er tien biljoen. Maar heel veel cellen zijn vergelijkbaar, rode bloedcellen zijn bijvoorbeeld bijna allemaal hetzelfde.’ Het plan is dus om van elk weefseltype een representatieve selectie te screenen. Hoeveel cellen dat zijn? Van Oudenaarden: ‘Een paar jaar geleden had onderzoekers het over honderd cellen om een goede indruk te krijgen. Vorig jaar zaten ze op duizend, binnenkort verwacht ik papers met miljoenen cellen. Over vijf jaar zijn het er misschien wel miljarden.’ Marine vergelijkt het met de spectaculaire vlucht die DNA-sequencing heeft genomen. Binnen LifeTime gaat het overigens meer over het transcriptoom, dus het RNA. Het DNA zou immers in alle cellen van één mens identiek moeten zijn. Al zijn er aanwijzingen dat dit net niet helemaal waar is. ‘Dat zullen we tot op zekere hoogte meenemen’, zegt Marine. Technologie Het vraagt vooral heel veel technologieontwikkeling. Marine en Van Oudenaarden zijn gevraagd vanwege hun expertise op het gebied van single cell sequencing, maar voor LifeTime is veel meer nodig. Denk aan microfluïdische labs-on-a-chip om losse cellen te isoleren en door te meten, CRISPRCas-technieken om ze te manipuleren en te zien wat er gebeurt, en vooral veel informatica om de datalawine op te vangen. Volgens Van Oudenaarden is de tijd er rijp voor. ‘We zijn nu een paar jaar bezig met de ontwikkeling van single cell-technieken, en inmiddels zijn de kinderziektes eruit en zijn we klaar voor het grote werk.’ Is zo’n groot project nog wel te managen? ‘Veel mensen binnen het consortium werken nu al samen’, weet Van Oudenaarden. ‘Zelf organiseren we bijvoorbeeld jaarlijks een single cell genomics-congres met collega’s uit Israël, Engeland en Zweden. Wij kennen elkaar heel goed en houden elkaar op de hoogte. Maar je krijgt er natuurlijk wel een laag bovenop.’ Hoe dat precies gaat werken, moet blijken uit het definitieve projectvoorstel dat de komende tijd moet worden geschreven. ‘Binnenkort ontmoeten we elkaar in Berlijn om erover te praten’, besluit Marine. LifeTime-project wil levenslot van al onze cellen in kaart brengen. De mens uitpluizen ‘Je hoeft niet alle cellen door te meten’ BRK/STOCK.ADOBE.COM Arjen Dijkgraaf Genetica

Interview 26 | juli 2018 I emand die zichzelf omschrijft als ‘echt een onderzoeker’ verwacht je niet direct op de post van directeur. Toch is Huib Bakker (53) inmiddels meer dan twee jaar – of zelfs bijna drie jaar als je zijn interimperiode meetelt – directeur van het NWO-onderzoeksinstituut AMOLF in Amsterdam. De van origine fysisch-chemicus, met een interesse in de structurering van water in interactie met moleculen en oppervlaktes, is dan ook niet voor niets nog steeds groepsleider van zijn groep ultrasnelle spectroscopie. ‘Ik zou geen baan volhouden waarin ik géén onderzoek zou kunnen doen.’ Met het aanvaarden van het directeurschap is er wel het nodige veranderd in Bakkers werkende leven. ‘Vroeger omschreef ik mijn baan als redelijk relaxed. Dat is met deze dubbelrol toch wel minder. Lezen, schrijven en nadenken moet ik nu vooral thuis doen, in plaats van achter mijn bureau op AMOLF. Het maakt dat ik veel vaker ’s avonds en in het weekend bezig ben.’ En dan is er nog de perceptie van mensen. ‘Je wordt anders bekeken als directeur, dat was wel even wennen.’ Hoe kwam het directeurschap op je pad? ‘Naast groepsleider was ik sinds 2003 afdelingshoofd van molecular biophysics. Ik maakte deel uit van het managementteam, waardoor ik al in aanraking kwam met hoe je een onderzoeksinstituut kunt organiseren en positioneren. Die aspecten vond ik steeds interessanter. De echte ommekeer kwam in de tijd dat we samen met collega’s van de Universiteit van Amsterdam en de Vrije Universiteit Amsterdam een voorstel schreven voor het nieuwe onderzoeksinstituut van ASML, het Advanced Research Center for Nanolithography (ARCNL, red.). Ik had als taak om het onderzoeksprogramma van het nieuwe instituut te ontwerpen en mensen te interesseren voor een groepsleiderpositie binnen ARCNL. Dan ga je nadenken over de samenstelling van een team: welke competenties wil je hebben, welke karakters passen bij elkaar? Ik merkte dat ik dat leuk en motiverend vond.’ Maar daarmee ben je nog geen directeur van AMOLF. ‘Die kans kwam volledig onverwacht toen onze vorige directeur, Vinod Subramaniam, plots rector magnificus van de VU werd. Ik kan wel zeggen dat het instituut in shock was; hij zat er nog geen twee jaar en hij deed het erg goed. Het nieuws kwam net voor de zomer en dan vind je niet zo snel een nieuwe directeur. Ik werd toen benaderd of ik interim wilde worden en zag het als een perfecte kans. Als deze functie me echt zou liggen, dacht ik, dan kan ik over een paar maanden meedoen met de sollicitatieprocedure. En zo geschiedde. Ik vond het namelijk toch wel heel leuk!’ Hoe kijk je nu naar je dubbelfunctie? ‘Ik vind het heel uitdagend. AMOLF is een fantastisch instituut waarbinnen intensieve samenwerking tussen de verschillende onderzoeksgroepen en de ondersteunende staf de boventoon voert. Daarbij komt ook dat ik echt een geweldig goed managementteam heb. Maar ja, mijn twee rollen als directeur en groepsleider wringen natuurlijk ook weleens. Mijn promovendi hebben me nodig als ze resultaten willen bespreken of vastlopen met hun experimenten. Die hebben er weinig boodschap aan dat ik een strategiebijeenkomst bij NWO heb. Gelukkig fluctueren de organisatorische taken zodanig dat ik mijn twee rollen goed kan combineren. Al is mijn werk natuurlijk wel intensiever geworden. Er wordt veel aan je getrokken en je hebt een grote verantwoordelijkheid. Zo heeft een internationaal panel AMOLF afgelopen oktober geëvalueerd. Dat was spannend en leverde wel enige stress op. Daar moet je tegen kunnen. Vergeleken met de tijd voor mijn interimperiode ben ik soms wel wat meer gestrest, maar gelukkig houdt dat nooit lang aan.’ Kom je nog wel toe aan onderzoeksvoorstellen schrijven? ‘In die zin kwam het heel goed uit dat ik in 2016 een ERC Advanced Grant kreeg toeSinds een kleine drie jaar combineert Huib Bakker de rol van groepsleider met die van directeur van onderzoeksinstituut AMOLF. ‘Ik zou geen baan volhouden waarin ik géén onderzoek zou kunnen doen.’ Intrinsiek nieuwsgierig ‘Water is en blijft een heel interes- sant systeem’ Puck Moll PUCK MOLL

juli 2018 | 27 gekend. Het betreffende onderzoeksvoorstel schreef ik net voordat ik interim werd. Dat zou in mijn huidige baan heel lastig zijn. Op zo’n groot voorstel moet je je echt een paar weken goed kunnen concentreren.’ Waar gaat dit onderzoek over? ‘Protongeleiding in gestructureerd water. Het netwerk van waterstofbruggen in water maakt de geleiding van protonen mogelijk, waarbij de lading van het H+ als een estafettestokje wordt doorgegeven tussen de waterstofatomen van de watermoleculen. Hoe dat verloopt, hangt sterk af van de structuur van het water en die kan totaal anders zijn in een nanokanaaltje, in een brandstofcel of aan een membraan van een cel dan in bulk. Wij willen uitzoeken hoe die protongeleiding werkt als je water op de nanoschaal inperkt.’ Water beïnvloedt de 3D-structuur van eiwitten sterk. Maar het omgekeerde geval komt ook voor, liet je je net ontvallen. ‘Klopt. Het blijkt dat het ritme van hydrofobe en hydrofiele groepen in bepaalde antivrieseiwitten zorgt voor een sterk oriënterende werking op watermoleculen. Het werd al langer vermoed dat bepaalde van die eiwitten in bulkwater bij temperaturen boven het vriespunt een ijsachtig laagje als hydratatieschil vormen. Met sum frequency generation-spectrosopie konden wij voor het eerst in detail laten zien dat watermoleculen die aan de ice binding site van bepaalde antivrieseiwitten zitten op dezelfde manier gestructureerd zijn als ze dat in ijs zijn. We vermoeden dat die antivrieseiwitten zich dankzij die al voorgestructureerde laag heel goed kunnen hechten aan kleine ijskristalletjes, waardoor deze vervolgens niet verder kunnen groeien.’ Ultrasnelle spectroscopie is essentieel om deze eigenschappen te ontrafelen. Hoe heb je de techniek in de loop van je jaren zien evolueren? ‘In de tijd dat ik promoveerde bij Ad Lagendijk (UvA/AMOLF, red.) werkten we met infraroodlasers met een pulslengte van 20 à 50 ps (10-12 s, red.). Daarmee kon je enkel relatief langzame processen bekijken, zoals de energierelaxatie van de CH-vibratie in chloroform. Tijdens mijn postdoc bij het RTWH in Aachen kwamen voor het eerst titaan-saffierlasers in beeld en daarmee werd de femtoseconde-tijdschaal (10-15 s, red.) toegankelijk. Tijdens mijn tenure track bij AMOLF hebben we die techniek verfijnd en voor het eerst femtoseconde pulsen in het midinfrarode deel van het spectrum gegenereerd. Dat resulteerde in een nonlinear femtosecond vibrational-spectrometer met een tijdsresolutie van 100 fs, een factor tweehonderd sneller dan tijdens mijn promotie. En tóen konden we dus ook naar vibraties gaan kijken van sterk wisselwerkende moleculen. Het belangrijkste voorbeeld is natuurlijk water. Dat is en blijft een heel interessant systeem. Uiteindelijk hebben vele groepen wereldwijd deze techniek opgepikt voor onderzoek aan water en aan veel andere moleculaire systemen.’ Wat wil je met je onderzoek bereiken? ‘Ik vind het interessant om met moleculaire interacties macroscopische gedrag te kunnen verklaren. Zo werken we aan hyaluronzuur, een belangrijk onderdeel van kraakbeen. Dat vertoont bij een specifieke pH een scherpe omslag van een vloeistof naar een elastische, vormvaste stof. Met femtoseconde 2D-IR-spectroscopie konden we achterhalen dat bij die specifieke pH zich meer waterstofbruggen vormen, waardoor er een macroscopisch netwerk ontstaat. Huib Bakker X 2015-heden (interim-)directeur, AMOLF X 2003-2015 afdelingshoofd molecular biophysics, AMOLF X 2001-heden hoogleraar fysische chemie, Universiteit van Amsterdam X 1995-heden groepsleider, AMOLF X 1991-1994 postdoc, RWTH Aachen, Duitsland X 1991 promotie, AMOLF, ‘Timeresolved vibrational spectroscopy with picosecond infrared pulses’ Spectrometrie

advertentie Navigate your way UV-1900 UV-VIS Spectrophotometer The new UV-1900 UV-VIS-NIR spectrophotometer provides the industry’s fastest scan function for data acquisition. It is capable of high-accuracy quantitative analysis and the detection of lowconcentration components. The new LabSolutions UV-Vis control software is equipped with functions for data pass/fail judgment. High performance measurements featuring high resolution and sensitivity based on the patented LO-RAY-LIGH technology The industry’s fastest scan level providing measurement within three seconds and following even the fastest chemical reaction www.shimadzu.be www.shimadzu.nl Excellent operability for fast complete analysis through easy-to-use color touch panel with large and intuitive icons Compliant with advanced regulations such as Pharmacopeia of various countries, GLP/GMP, FDA 21 CFR Part 11 and more Shimadzu_UV-1900_Benelux:Layout 1 04.06.18 16:26 Seite 1

juli 2018 | 29 PUCK MOLL Daarmee krijgt de techniek ook een voorspellend karakter, en wordt het mogelijk om een gewenst visco-elastische gedrag te realiseren met een gerichte verandering aan een molecuul of zijn moleculaire omgeving. Dat zou je dan op eiwitten, biopolymeren en hydrogels kunnen toepassen. Het is ook illustratief voor waarover het onderzoek binnen het nieuwe designer matter gaat: materialen die slim adaptief gedrag vertonen, omdat ze een bepaalde architectuur hebben. Het is voor een groot gedeelte nog een stip op de horizon, maar het heeft grote potentie. Onder meer in de protongeleiding waarover we het eerder hadden.’ Waar in het spectrum tussen fundamenteel en toegepast onderzoek zit AMOLF? ‘Het werk dat we hier doen is sterk fundamenteel en toch staan we niet ver af van mogelijke toepassingen. Zelf wil ik graag weten hoe water en andere moleculaire systemen zich gedragen. Dat kunnen begrijpen en voorspellen, geeft mij de grootste voldoening. Dat je daar bijvoorbeeld ook een brandstofcel efficiënter mee zou kunnen maken, vind ik natuurlijk erg mooi, maar als ik eerlijk ben, is dat niet mijn primaire motivatie. Volgens mij staan de meeste onderzoekers, en zeker de groepsleiders, van AMOLF er zo in. Ik denk dat het belangrijk is dat we op AMOLF aan nieuwe richtingen voor Nederland werken, zoals designer matter, en dat bedrijven ons fundamentele werk heel interessant vinden. Zo kun je een nieuw metamateriaal mogelijk gebruiken om nieuwe hardloopschoenen met een betere vering te maken of inzetten als slimme, adaptieve zonnecel.’ Dergelijke contacten met het bedrijfsleven klinken toch niet als vanzelfsprekend. ‘Niet direct inderdaad. Dat soort contacten lopen vooral via de onderzoekers. Dat kunnen oud-werknemers zijn die voor een bedrijf zijn gaan werken, ons werk goed kennen en weten met wie ze contact moeten opnemen. Bij Unilever kennen de onderzoekers Bela Mulder, Gijsje Koenderink en mij. Zo kom je makkelijk in contact met elkaar. Bij ongeveer 30 % van onze projecten is een bedrijf betrokken. Dat is de laatste tien jaar sterk toegenomen, voornamelijk met dank aan Albert Polman (voormalig directeur van AMOLF en nog steeds groepsleider photonics materials, red.). Het beeld dat ik soms hoor is: AMOLF werkt veel samen met bedrijven en doet dus toegepast onderzoek. Maar onze focus is juist zeer fundamenteel. Van de 120 publicaties die we jaarlijks schrijven, verschijnen er ongeveer 40 in high impact-tijdschriften. Die 30 % wil trouwens niet zeggen dat bedrijven ook voor 30 % financieel bijdragen aan ons onderzoek; dat is veel minder, de bijdrage van een bedrijf verschilt per project. Maar het geeft wel de mogelijkheid om onderzoekswerk te doen dat niet alleen fundamenteel wetenschappelijk van waarde is, maar waaruit ook een toepassing kan voortkomen. Dat werkt heel motiverend. En ik zie ook dat het voor promovendi inspirerend is om te zien wat er met hun onderzoek wordt gedaan en bij een bedrijf rond te kunnen kijken hoe het onderzoek daar verloopt.’ Hoe houd je een instituut als AMOLF dynamisch? ‘Op het niveau van groepsleiders is er een redelijke doorstroom, met een gemiddelde verblijftijd van acht à negen jaar. Dat is eerder een positief dan een negatief verhaal: de groepen op AMOLF zijn klein. Dat is een zeer bewuste keus, omdat het de samenwerking tussen de groepen stimuleert. Als groepen te groot worden, bestaat het risico dat het eilandjes op zich worden. Het gevolg is echter wel dat als je succesvol bent, je op AMOLF niet kunt doorgroeien. Wat er dan vaak gebeurt, is dat groepsleiders aantrekkelijke aanbiedingen krijgen om elders een eigen afdeling of instituut te gaan leiden. Zo is Marc Vrakking directeur van het Max Born instituut in Berlijn geworden en Mischa Bonn directeur van het Max Planck instituut in Mainz. Dat is voor ons natuurlijk een verlies aan ervaring en expertise, maar het geeft ook weer ruimte, zeker om nieuwe richtingen op te starten en nieuwe tenure trackers aan te stellen.’ Dan ben jij veel langer dan gemiddeld verbonden aan AMOLF. Blijkbaar blijft je werk je hier inspireren. ‘Ik merk dat ik management en organisatie steeds leuker ben gaan vinden. Maar ik zou niet zonder onderzoek kunnen. Die combinatie maakt het tot een ideale baan. En het is ook goed om met je beide voeten in de modder te blijven staan. Dat kan in een relatief klein instituut als AMOLF, wat gewoon goed georganiseerd is. Als je zelf onderzoek doet, dan weet je wat het betekent en hoe moeilijk het soms is. Dan snap je ook waarom het soms wat langer duurt voordat een lab is opgebouwd.’ Vervolgt lachend: ‘Of je kunt met recht tegen iemand zeggen: ‘Waarom duurt het zo lang? Kan ik je ergens mee helpen?’ Op die manier kun je gerichter en beter sturen.’ ‘Onze focus is zeer fundamenteel’

Mini, Micro and MEMS Spectrometers Hamamatsu Photonics offers an extensive range of Mini, Micro and MEMS Spectrometers which cover the spectral range from UV to NIR. They are suitable for a diverse range of applications including medical devices, environmental and colour monitoring, food, agriculture and chemical analysis, and more. To meet growing market demands we also offer an OEM micro-spectrometer head which can be easily incorporated into compact, portable measurement instruments. Now with a line-up boasting more than 20 devices, you will easily find the optimum solution to bring your product concept to reality. www.hamamatsu.com Televisieweg 2, NL-1322 AC Almere, The Netherlands • Tel: (31) 36 5405384, Email: [email protected] Spectroscopy_ad_189x129.qxp_Layout 1 24/05/2018 17:52 Page 1 Levering van FT-IR, UV/Vis, NIR en Raman accessoires, verbruiksartikelen en spectrale bibliotheken voor alle typen spectrometers KAPLAN SCIENTIFIC www.kaplanscientific.nl [email protected] +31 85 047 9180 Uw spectroscopie partner Products Instruments Cells and cuvettes Sampling Reflection accessories Transmission Reference material Probes Presses Pellet dies Reference material Crystal optics Software Spectral libraries Brands Amepa Brimrose Harrick ICL Jeol Nirvention NXT PerkinElmer PG Instruments Pike Specac Starna St-Japan *valid till 1-10-2018 +31(0)36 521 41 90 [email protected] www.anadis.nl Promo-code*: AN2018 One stop shop for molecular spectroscopy UV/Vis, Raman, NIR, FT-IR, XRF for laboratory and process advertentie

juli 2018 | 31 De Europese Commissie bereikte in april een akkoord over het terugdringen van acrylamide in voedsel. Die stof is in grote hoeveelheden kankerverwekkend en ontstaat wanneer je zetmeelrijke producten zoals friet en chips frituurt, bakt of roostert boven de 120 °C. Voor friet mag de hoeveelheid acrylamide niet meer boven de 600 ppb uitkomen. Ruwe schatting De limiet van 600 ppb valt binnen de specificaties van de nieuwe laserscanner van de B-Phot-groep van de Vrije Universiteit Brussel. Lien Smeesters promoveerde eind 2016 op de ontwikkeling ervan en is blij verrast door de timing van de nieuwe Europese richtlijnen. ‘Vijf jaar geleden gingen wij werken aan de laserscanner omdat er nog geen sluitende tests waren, maar ik had geen idee dat het zo’n impact zou hebben.’ Nu vinden op aardappelen in het productieproces alleen eenvoudige kwaliteitstests plaats. ‘Zo kijk je naar het onderwatergewicht van rauwe aardappelen om te zien hoe goed de structuur is’, vertelt Smeesters. ‘Dat geeft een ruwe schatting van de kans op acrylamidevorming bij frituren. Geen sluitende test dus. Chemische tests zijn dat wel, maar die worden nu in geringe mate op frieten uitgevoerd. De reden hiervoor is dat ze erg duur zijn en je er ingewikkelde apparatuur voor nodig hebt.’ De methode die Smeesters ontwikkelde is wel accuraat. ‘In ons apparaat zitten verschillende lasers die infrarood licht tegelijkertijd op de aardappel laten vallen’, legt Smeesters uit. ‘Er vinden interacties plaats tussen de aardappeldeeltjes en het licht, en we zien de invloed van de aardappelstructuur op het spectrum van het teruggekaatste licht.’ Die invloed hangt af van de combinatie van de hardheid en de zetmeel-, water- en suikerconcentratie van de aardappel. ‘Door een algoritme op de verkregen data toe te passen, kunnen we goed voorspellen of een aardappel kans maakt hoge acrylamideconcentraties te vormen tijdens het verhittingsproces.’ De Brusselse onderzoekers willen de technologie gaan inbouwen in sorteermachines. Daarvoor zijn ze gaan samenwerken met Tomra Sorting Solutions. Dat bedrijf is nu bezig validatietests uit te voeren. ‘Een juiste instelling van de threshold is belangrijk’, vertelt Smeesters. ‘We zetten die momenteel iets te streng. Maar dat is niet erg, want de ‘slechte’ aardappelen kun je nog wel prima gebruiken voor lagere temperatuurtoepassingen, zoals aardappelpuree. Daarbij treedt geen acrylamidevorming op.’ Drones De technologie is ook geschikt om mycotoxines (schimmelgifstoffen op mais, noten en granen) te detecteren. ‘We hebben een prototype gebouwd die de aanwezigheid van aflatoxine vrij precies kan aantonen’, zegt Smeesters. Het doel is nog wel om de scannerresolutie te verbeteren. ‘We willen zo nauwkeurig mogelijk kunnen scannen, omdat sommige toxines erg lokaal aanwezig kunnen zijn.’ Smeesters wil nog niets kwijt over de details. Er is volgens Smeesters nog meer mogelijk met de laserscanner. ‘We zitten eraan te denken om de technologie in te bouwen in labs-on-a-chip, zodat we een handheldscanner hebben in plaats van een grote sorteermachine. Dan zouden we die scanners eveneens in drones kunnen plaatsen om in het veld te scannen op mycotoxines.’ Voorspellen welke aardappels bij frituren kankerverwekkende stoffen vormen, was voorheen nauwelijks mogelijk. Een laserscanner van de Vrije Universiteit Brussel brengt daar verandering in. Scanner maakt frietjes veiliger De hoeveelheid acrylamide mag niet meer boven 600 ppb komen Marysa van den Berg Fotonica Fotonica

32 | juli 2018 Een jaar of vijftien geleden werden tatoeages nog gezien als chemisch en fysiologisch inert. Maar met het stijgen van de populariteit van een onderhuidse illustratie, zien artsen toch geregeld mensen die klachten ontwikkelen. Dat is ook de dagelijkse ervaring van Christa de Cuyper, dermatoloog in het Algemeen Ziekenhuis Sint-Jan Brugge-Oostende. De Cuyper publiceert regelmatig over de onvoorziene problemen die kunnen ontstaan na tatoeëren. De klachten variëren van oppervlakkige infecties, irritatie, jeuk, zonovergevoeligheid, tot en met ernstige allergische reacties op kleurstoffen. Blootstelling ‘In een recente Deense survey heeft 1 à 2 % van de getatoeëerde mensen een arts geraadpleegd wegens medische klacht in verband met een tatoeage’, vertelt De Cuyper. ‘In een ander onderzoek onder Deense badgasten klaagde de helft van de mensen met een tatoeage over zonovergevoeligheid. Veel zeldzamer zijn allergische reacties op een kleurstof: er ontstaat dan chronische zwelling en jeuk. Dat zie je vooral bij rode kleurstof en het is zeer moeilijk te behandelen. Het vereist vaak chirurgie, waarbij een schaaftechniek het beste resultaat geeft.’ Bij tatoeëren prikt een massief naadje circa 2,5 mg pigment in de huid. Een getatoeëerde bovenarm bevat ongeveer 1 g pigment, een bedekte rug 11 g, en een volledig getatoeëerd lichaam 40 g. Bij grotere tatoeages neemt zo de blootstelling gestaag toe, aldus De Cuyper. ‘Hoe meer inkt je gebruikt, hoe meer product er in het lichaam vrijkomt en hoe groter het risico. Toch vertaalt het tatoeageformaat zich niet in concrete klachten, maar momenteel wordt daar slechts zeer weinig wetenschappelijk onderzoek naar gedaan.’ Volgens De Cuyper is het nog niet eenvoudig de exacte bron van eventuele huidklachten aan te wijzen. ‘Bij huidtests worden soms azo-kleurstoffen als allergische oorzaak aangetoond, doch meestal zijn de testresultaten negatief. Waarschijnlijk wordt de kleurstof pas in de huid omgevormd tot allergeen. Preventief testen van tatoeagekleurstof heeft dus geen enkel nut, omdat je niets kunt voorspellen. Het kan jaren duren vooraleer de allergie zich ontwikkelt. Soms wordt dit uitgelokt door zonblootstelling.’ Dat zonlicht en een getatoeëerde huid niet goed samengaan, is al vaker gebleken. Uvlicht zet allerlei processen in gang, waarbij bijvoorbeeld radicalen ontstaan in zwarte tatoeage-inkt, of felgekleurde pigmenten uiteenvallen. ‘In het algemeen kun je aan de aanwezigheid van zwakke bindingen in een pigment zien of het makkelijk uiteen kan vallen’, zegt Ines Schreiver, werkzaam bij de afdeling chemie en productveiligheid van het Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) in Berlijn. ‘Het is bijvoorbeeld al langer bekend dat azo-pigmenten een stikstofbinding bevatten die bij splitsing aromatische amines opleveren, vaak met kankerverwekkende eigenschappen. Dit kan niet alleen optreden bij laserbehandeling, maar ook onder uv-licht. Dat is een van de redenen waarom velen denken dat deze azo-pigmenten niet geschikt zijn om mee te tatoeëren.’ Afbraakproducten Schreiver heeft onder leiding van afdelingshoofd Adreas Luch de afgelopen jaren uitgebreid onderzoek gedaan naar chemische eigenschappen van tatoeagepigmenten. Ze richt zich vooral op wat er gebeurt bij afbraak, onder meer bij de laserbehandeling, die spijtoptanten steeds vaker gebruiken om tatoeages te verwijderen. Een pulserende laser verhit de pigmentdeeltjes in de huid tot wel 1.000 °C. In het lab boots je dat proces na met pyrolyse-GCMS, en die techniek brengt een waaier van toxische en carcinogene afbraakproducten in beeld, zoals waterstofcyanide, ftalonitril en benzeen. Schreiver: ‘Die stoffen meet je eigenlijk altijd, want dat zijn veelvoorkomende afbraakproducten bij verhitting van dit soort organische verbindingen, maar de hoeveelheid verschilt sterk per pigment. Er vormt zich bijvoorbeeld vooral veel waterstofcyanide bij de afbraak van blauw ftalocyanine, en veel benzeen bij verhitting van het diazo-pigment Orange 13.’ Ze onderzoekt ook de effecten van die afbraakproducten in celkweek. Bij blootstelling aan enkele Chemici en dermatologen leren steeds meer over hoe tatoeagepigment zich in ons lijf gedraagt, en hoe het onder invloed van bijvoorbeeld zonlicht uiteenvalt. Die toegenomen kennis stimuleert Europa tot veel strengere regelgeving via REACH. Bron van blauwzuur en benzeen ‘Preventief testen van tatoeage- kleurstof heeft geen enkel nut’ Spectrometrie Arno van ’t Hoog

juli 2018 | 33 van die stoffen zie je breuken in het DNA optreden. ‘Het is echter niet mogelijk om dat te vertalen in een extra risico op het ontstaan van kanker. Wij tonen met het onderzoek wel aan dat er een potentieel risico is, wat anderen later kunnen gebruiken in de risicobeoordeling.’ Schreiver analyseerde met BfR-collega’s in detail enkele stukjes huid en lymfeklieren van overleden getatoeëerde personen. Ze keek met de röntgenfluorescentiebron van de European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) naar de locatie, de samenstelling en de eigenschappen van de pigmentdeeltjes. XRF is gevoelig voor elementen als titanium en broom, en die zitten in veelgebruikt wit titaniumoxide en groen ftalocyanine. ‘Onderzoek aan groen ftalocyanine laat zien dat grotere pigmentdeeltjes in de huid blijven zitten, en kleinere nanodeeltjes op reis gaan en in de lymfeklieren belanden. Daar leveren ze een levenslange blootstelling voor cellen van het afweersysteem.’ De aanwezigheid van pigmentdeeltjes stimuleert ook biomoleculaire veranderingen in het weefsel, toont Fourier transform infrarood-spectroscopie aan dezelfde huidsamples. Dicht bij de pigmentdeeltjes ontstaan opvallende vormveranderingen in eiwitten, plus een hogere lipiden-dichtheid. De precieze betekenis daarvan is niet duidelijk, mogelijk zijn die cellulaire veranderingen bij sommige mensen de bron van overgevoeligheid en allergieën. Standaardisering ‘Er wordt al ruime tijd gewerkt aan Europese standaardisering voor toelating en analyse van tatoeage-inkt’, zegt Durk Schakel, wetenschappelijk medewerker van het NVWA Chemisch en Microbiologisch Productveiligheid Lab in Groningen. ‘Twee jaar terug ontstond het idee om azokleurstoffen onder REACH te laten vallen. Azo-kleurstoffen waren daar al geregeld voor gebruik in textiel. Nu is de stap gemaakt richting felgekleurde tatoeagepigmenten. Maar dan moet er ook geaccepteerde methodiek komen. Een aantal landen werkt nu aan geharmoniseerde Europese analysemethodes.’ De NVWA onderzoekt steekproefsgewijs de samenstelling van tatoeage-inkt op de Nederlandse markt. Het laboratorium in Groningen analyseert onder meer zwarte tatoeage-inkt op verontreiniging met polycyclische aromaten (PAK’s) en zware metalen, met GC-MS en ICP-MS. Het laatste inspectierapport uit 2017 naar zwarte inkt is online te vinden. Ongeveer de helft van de onderzochte merken zwarte inkt wordt met naam en toenaam beoordeeld als een veiligheidsrisico; import, handel en gebruik zijn sindsdien verboden. Het European Chemicals Agency (Echa) publiceerde in de herfst van 2017 een voorstel voor restrictie van maar liefst 4.000 ingrediënten en verontreinigingen die in tatoeage-inkt kunnen voorkomen. De Europese consultatie over dit vergaande voorstel loopt nog. Voordat tatoeage-ingrediënten worden toegelaten, moeten er geschikte analysemethodes zijn om identiteit of verontreinigingen te bepalen. Gevalideerd Schakel: ‘Ik ben betrokken bij de analytische werkgroep van Echa, die voor elke restrictie een referentiemethode beschrijft. Het toelaten van een stof kan straks stranden op het ontbreken van een betrouwbare analysemethode. Vanuit de labkant is dat wenselijk, want je kunt wel een Europese restrictie vastleggen, maar zonder gevalideerde methode kunnen Nederlandse importeurs niet laten controleren of ze aan de wet voldoen.’ Bron van blauwzuur en benzeen ‘Kleine nanodeeltjes belanden in de lymfeklieren’ Spectrometrie

34 | juli 2018 ‘Wij willen weten of we met de huidige stand van mobiele technologie verantwoorde antwoorden kunnen genereren voor onze ketenpartners’, begint Arian van Asten, van het Nederlands Forensisch Instituut (NFI). We treffen hem tijdens een sessie in Den Haag met collega’s van het voedingsveiligheidslab RIKILT, het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieuhygiëne (RIVM) en het Douane Laboratorium, die hun eigen handheld-meetapparatuur hebben meegebracht. Als gastheer heeft het NFI meetopdrachten in de criminele sfeer uitgezocht; twee maanden eerder ging het bij RIKILT over melamine in melkpoeder en vervalste whisky. Nu doe je zoiets nog in gespecialiseerde labs, met high-end instrumentatie. Meten in het veld en digitale data naar het lab sturen in plaats van fysieke samples, zou veel sneller en efficiënter zijn. In het ideale geval laat je het veldwerk daarbij over aan mensen zonder chemische achtergrond. Ooit leek zoiets een verre droom, maar de laatste jaren gaat het ineens hard met de draagbare Raman- en nabij-infraroodspectrometers. Zo hard dat de vraag wat je er precies mee kunt nog wacht op een goed onderbouwd antwoord. ‘Vandaag maken we gebruik van elkaars kennis en apparatuur om dieper te graven en te kijken naar de meerwaarde’, vertelt Van Asten. ‘We kunnen hier verschillende versies uitproberen en combineren met allerlei technieken. Voor een lab op zichzelf is dat bijna ondoenlijk.’ Bewijswaardig Veldwerk overlaten aan niet-experts doet het NFI al. Van Astens collega Rik Walinga legt uit dat Nederland elf politie-eenheden kent, elk met een eigen team Forensische Opsporing (FO, in het jargon) met eigen onderzoeksruimtes . Als er drugs in het spel zijn, moet het wettige bewijs echter van een geaccrediteerd lab komen. Tot nu toe besliste de FO-medewerker op basis van diverse kleurtestjes of hij een sample moest doorsturen. Bij het NFI ging het dan de molen in en zo duurde het ruim drie weken eer de politie wist waar ze aan toe was. Het NFiDENT-proces biedt de mogelijkheid daar één dag van te maken. Het NFI verhuurt robuuste gaschromatografen (GC-MS) aan de teams FO, waarvan er inmiddels vijf meedoen. Het NFI ontwikkelde gevalideerde kleurtests om te voorkomen dat een sample de apparatuur kan beschadigen. Als de FO-medewerkers tevreden zijn met een meetresultaat, sturen ze het via een beveiligde verbinding naar het NFI, waar een expert de meetkwaliteit beoordeelt en nog diezelfde dag zijn rapport digitaal terugstuurt. Dat rapport is ‘bewijswaardig’ en acceptabel voor de rechter. Het NFiDENT-proces is gevalideerd voor cocaïne, amfetamine, MDMA en heroïne, samen goed voor 80 % van de Nederlandse markt voor harddrugs. Elke deelnemende eenheid mag conform het afgesproken Service Level Agreement GCspectra insturen. Walinga spreekt van een wereldprimeur. ‘Bij presentaties in de VS kregen we de vraag: ‘Do you really trust the police?’ In Nederland is dat geen issue.’ En Van Asten vult aan: ‘Het Nederlandse rechtssysteem staat open voor innovatie. In de VS of het Verenigd Koninkrijk is dat veel lastiger.’ Screenen NFiDENT is de eerste toepassing van het Remote Forensics-platform dat de toepassing van mobiele meettechnieken moet vereenvoudigen. Nu is dat nog een bescheiden keteninnovatie-initiatief (politie – NFI – Openbaar Ministerie), maar de beIn hoeverre kun je drugs- en voedseltests verplaatsen van het lab naar het veld? Met de huidige handhelds kunnen zelfs leken een eind komen. Maar experts laten doorschemeren dat het experimentele stadium nog lang niet voorbij is. Verzend data, geen samples ‘Zo weinig mogelijk knoppen en gemakkelijke software’ ARJEN DIJKGRAAF Spectrometrie Arjen Dijkgraaf

juli 2018 | 35 denkers zouden het gr aag landelijk uitrollen. ‘We zitten allemaal op schatjes en met het platform wordt dat één grote schat’, stelt Walinga. Een punt wordt dan wel dat elk lab andere toepassingen voor ogen heeft. Bij het NFI ligt de nadruk op bewijswaardigheid, elders denken ze eerder aan indicatief gebruik. Zo zoeken douanemensen zélf in het veld naar verdovende middelen. ‘Sommigen gebruiken daarbij al Raman-laserapparatuur’, vertelt Marcel Heerschop van het douanelab. ‘Zo krijgen we tenminste geen melkpoeder of poedersuiker meer binnen omdat collega’s denken dat het cocaïne is.’ Yannick Weesepoel, voedselauthenticiteitsspecialist bij RIKILT, ziet weer andere uitdagingen. ‘Drugs bestaan meestal uit één actieve stof en een of twee vulmiddelen, maar voedsel bevat water, eiwitten, koolhydraten en vetten. Het kan nat of droog zijn, en wel of niet homogeen. Wij gebruiken nog geen handhelds. We zien wel mogelijkheden om er voorselectie mee te doen: in een haven staan tien containers met kippenvlees, de inspecteur moet er in een half uur doorheen, uit welke container neemt hij samples?’ Als eerste test wil hij iets simpels implementeren rond het illegaal bijkleuren van tonijn. ‘Consumenten zien het verschil niet, rood is rood, een inspecteur echter wel. Geef hem een kleurscannertje mee en hij kan beoordelen of dat werkt. Daarna kun je dingen uitproberen die wat meer onzichtbaar zijn.’ Het RIVM redeneert ook zo, aldus wetenschappelijk medewerker Peter Keizers. ‘Bij geneesmiddelen en medische hulpmiddelen willen we een voorselectie maken van wat de inspecteur naar ons lab stuurt. We gebruiken al een paar jaar een aantal handheldapparaten. We zijn er bijvoorbeeld mee naar apothekers en groothandels geweest. Met zo’n handheld kun je de authenticiteit van hun producten heel eenvoudig toetsen, mits je van tevoren weet waar je naar zoekt en in een specialistisch lab een database maakt.’ Foolproof Bediening van specialistische apparatuur door niet-chemici vraagt wel een hoge mate van gebruikersvriendelijkheid. ‘Software van GC-MS-fabrikanten snap je na een aantal dagen cursus nóg niet helemaal’, stelt Walinga. ‘Voor de toepassing in het NFiDENT-proces is die té uitgebreid en lastig in te passen in het hele proces van sampleregistratie tot oplevering van het rapport, ook al bestaat de doelgroep uit FO-medewerkers met redelijk veel kennis.’ Het NFI schreef daarom vervangende software die van analyses uitvoeren een simpele invuloefening maakt, en die ervoor zorgt dat het hele proces geborgd is. Handhelds voor leken moeten al helemaal foolproof zijn. ‘Zo weinig mogelijk knoppen en gemakkelijke software’, wil Keizers. ‘Liefst in de vorm van een appje, iedereen met een smartphone kan daarmee uit de voeten. En voldoende controles inbouwen. Zorgen dat zo’n spectrometertje pas werkt nadat je een validatieknop hebt ingedrukt.’ Van Asten bevestigt dat kwaliteitsborging afhangt van ‘dingen onder de motorkap’. ‘Je ziet bijvoorbeeld dat spectrometers áltijd een resultaat opdiepen uit hun stoffenbibliotheek. Ook als een chemicus meteen ziet dat het een rommelspectrum is. Zo’n apparaat zou zelf moeten aangeven dat het resultaat niet bruikbaar is.’ Expertise Hoe simpel het kan worden, zie je aan de SCiO: een draadloze NIR-spectrometer, formaat lucifersdoosje. Hij kost maar $ 250 en de Israëlische start-up, die hem via crowdfunding in de markt heeft gezet, wil de onderliggende database vullen door grote aantallen kopers te verplichten hun meetgegevens in de cloud te parkeren. Bewijswaardig wordt zoiets nooit, maar alle aanwezigen zijn het erover eens dat de SCiO nuttig kan zijn voor een eerste screening, met name van poeders. Mits je vooraf enig idee hebt van de samenstelling, weet Heerschop. ‘Als je magere melkpoeders meet op de ijklijn van volle melkpoeders, krijg je al onzinnige resultaten’. En wat blijft er dan over voor de échte analytici? ‘Het lijkt beangstigend, maar ons specialisme moet zitten in de methode’, besluit Van Asten. ‘Wend je expertise op een andere manier aan. Jij draait aan de knoppen, jij moet methodes ontwikkelen waarmee iemand anders zijn werk kan doen.’ ‘Ons specialisme moet zitten in de methode’ Spectrometrie

AutoATR – Het langverwachte geautomatiseerde ATR-IR accessoire Het voornaamste voordeel van FTIR-ATR-metingen is de minimale monstervoorbereiding. Echter, het reinigen van het ATR-kristal na elke meting is verplicht en heeft de ontwikkeling van een commercieel geautomatiseerde ATR belemmerd. Nu is deze uitdaging waargemaakt met de introductie van de AutoATR en kan men profiteren van de voordelen van automatisering. Dit nieuwe ATR accessoire verbetert de productiviteit van FTIR analyses aanzienlijk en vergemakkelijkt routinemetingen voor high-throughput laboratoria. Met behulp van een 24 well-microtiterplaat wordt het mogelijk om 24 unieke ATR-metingen volledig automatisch uit te voeren binnen één run. Het accessoire is geschikt voor het maken van ATR-metingen van vloeistoffen, gels, pasta’s en films. Biologische, medische, farmaceutische en voedingslaboratoria zouden kunnen profiteren van een geautomatiseerde ATR. De AutoATR is te verkrijgen via Kaplan Scientific. Naast de AutoATR heeft ons bedrijf de meest uitgebreide collectie aan ATR accessoires van o.a. Specac, Pike Technologies, Harrick Scientific en Art Photonics. U kunt bij ons terecht voor o.a. een diamant ATR, multi-reflectie ATR, ATR flowcel en in-situ ATR probes. WWW.KAPLANSCIENTIFIC.NL | [email protected] +31 85 047 9180 INVENIO-R de nieuwe standaard onder de R&D FTIR spectrometers INVENIO betekent uitvinden, ontdekken. Dit is waar de INVENIO de gebruikers in veeleisende analytisch R&D omgeving mee wil helpen. Zijn innovatieve technology, intelligentie en elegant design zet de standaard voor de volgende generatie van FTIR spectrometers. Het nieuwe optische design biedt bovenop een excellente signaal-ruisverhouding ook een brede spectrale range die reikt van ver infrarood tot UV/VIS. Zijn hoge flexibiliteit met 2 uitgangen en 3 ingangen maakt de Invenio toegankelijk voor gesophisticeerde experimentele opstellingen. De unieke MultiTectTM detector technology ondersteunt tot 5 volledig geautomatiseerde detectors. De “TransitTM channel” laat toe snelle transmissie metingen uit te voeren zonder acessoires te wisselen. Als kers op de taart kan in optie een geïntegreerd touchpanel gebruikt worden om een makkelijk “work flow” te garanderen. BRUKER NEDERLAND B.V. ELISABETHHOF 15 | 2353 EW LEIDERDORP | NEDERLAND TEL: +31 (0) 88 112 2700 | FAX: +31 (0) 88 112 2701 [email protected] BRUKER BELGIUM NV/SA KOLONEL BOURGSTRAAT 122/B6 | 1140 EVERE | BELGIUM PHONE: +32 2 726 76 26 [email protected] Industry’s fastest level scan function and LabSolutions UV-Vis control software New UV-1900 UV-Vis Spectrophotometer – High-accuracy quantitative analysis in regulated environments / proven excellent spectroscopic capabilities from high-end models / compliant with the pharmacopeia of various countries incl. FDA 21 CFR Part 11 SHIMADZU BENELUX ADDRESS NL: AUSTRALIËLAAN 14, NL-5232 BB‚ ‘S-HERTOGENBOSCH ADDRESS BE: BURGEMEESTER ETIENNE DEMUNTERLAAN 5 BUS 4, B-1090 BRUSSEL (JETTE) TEL NL: +31 73-6430320 | WEBSITE: WWW.SHIMADZU.NL TEL BE: +32 34-401970 | WEBSITE: WWW.SHIMADZU.BE The new UV-1900 UV-Vis spectrophotometer is equipped with an ultrafast scan function that enables data acquisition of 29,000 nm/ min (it takes about three seconds to measure in visible region), the fastest level in the industry. It’s outstanding features represent Shimadzu’s value proposition of “Excellence in Science”. The UV-1900 features a large, easy-to-use color touch panel as well as excellent operability. All functions are directly reachable with large and easy to understand icons. In addition, UV-1900 pat - ented LOW-RAY-LIGH® diffraction grating technology ensures low stray light with high resolution and one of the largest ranges of linearity. While UV-1900 can be operated as a standalone instrument the new LabSolutions UV-Vis (Shimadzu’s UV-Vis control software released simultaneously) expands user possibilities. This software also contributes to data pass/fail judgments via its spectral evaluation functions. UV-1900 can connect with Shimadzu’s analysis data management systems (LabSolutions DB/ CS) in order to provide fully integrateddata management with other analysis instruments as requested by the different guidelines and regulations relating to electronic records and electronic signatures. advertentie

Een deskundige partner in lab equipment nu ook op de Nederlandse markt ! Het Life Science product pakket bevat onder andere : WWW.ANALIS.NL Meer info: Analis nv - Hogehilweg 16 - 1101 CD AMSTERDAM | Marco Markus - Tel +31 (0)20 3081048 - [email protected] • Lab furniture • PCR cabinets • Water purifications systems • Pipettes & liquid handling systems • Calibration and volume verification tools for pipettes & liquid handlers • DNA/RNA extraction kits • Real-time PCR kits • Fully automated sample-to-results systems for rtPCR • Imaging systems for chemiluminescence & gel-documentation • And more … OPLOSSINGEN VOOR : ⊲ Life Science ⊲ In-vitro Diagnostiek ⊲ Biotech & Farma research ⊲ Metrologie & Material Testing ⊲ Basis lab equipment ⊲ Laboratorium ontwerp & inrichting De missie van ANALIS: ‘Helping with scientific expertise and innovative solutions’ BETABANEN.nl is de vacaturesite voor hoogopgeleide technici en andere bèta’s DE BESTE BANEN VOOR BÈTA’S. Op BETABANEN.nl vind je banen in techniek, (bio)chemie en procestechnologie en de maritieme sector. Van researchers tot commercieel medewerkers, van chemici tot bètadocenten, van labmedewerkers tot ingenieurs, en van starter tot leidinggevende functies. Op de grote jobboards raak je vaak de weg kwijt in een oerwoud van aanbod. Bij BETABANEN.nl vind je alleen actuele vacatures die binnen jouw domein vallen, een snel en helder zoek lter en de e-mailservice op maat. Maak voor meer gemak een zoekpro el aan en ontvang wekelijks een vacaturemail met de banen die aan jouw persoonlijke zoekpro el voldoen. Ga naar www.betabanen.nl/accountaanmaken. Betabanen_stopper_190x123_012018.indd 1 09-01-18 11:52 advertentie advertentie

advertentie We bring your molecule into clinic, Navigating on time and within budget you through drug development Find out more at www.ardena.com | [email protected] Route scouting Preformulation development Drug Substance Drug Product GMP DS manufacturing (from g to 100 kg scale) Upscaling & process development Clinical supplies & patient kits Solid state screening & selection Biomarker research & analysis Data review, control & interpretation Quality document writing Scientific report writing Regulatory dossier writing & formatting Regulatory dossier submission & maintenance In vitro (cell-based) screening assays ADME bioanalysis Quality control & release testing Clinical bioanalysis Clinical method Drug substance & drug development & validation product method development & validation Stability testing Formulation development GMP packaging & labelling Chemical and pharmaceutical development Product analytical and bioanalytical support Full dossier development support GMP DP manufacturing C M Y CM MY CY CMY K Ardena_A4 advert_print.pdf 1 04/06/2018 09:23

#07 juli 2018 Exoten bestrijden Het Friese waterschap heeft sinds begin dit jaar een eigen DNA-lab. Het doel van dat lab is het opsporen van uitheemse planten en dieren, die een plaag kunnen zijn voor inheemse soorten. Ieder organisme laat DNA achter in de omgeving. Met qPCR (kwantitatieve DNA-bepaling) kan snel DNA worden geanalyseerd in bijvoorbeeld watermonsters. Met meer inzicht in de verspreiding van exoten en zeldzame soorten kan de natuur in Friesland beter beheerd worden, aldus het waterschap. www.wetterskipfryslan.nl Groene vingers Showa introduceert een nieuwe biologisch afbreekbare handschoen. Het gebruik van beschermende handschoenen in het lab is noodzakelijk, maar na het gebruik blijven ze op de stortplaats tot zo’n honderd jaar rondzwerven. Showa maakt handschoenen met de Eco Best Technologie (organische materialen die enzymen uitscheiden in contact met grond), die de afbraak versnelt van de nitrilcoating. De handschoen is daarmee 100% biologisch afbreekbaar binnen enkele jaren. De nieuwe handschoen 707HVO is geschikt voor het werken met oliën, vetten, oplosmiddelen en voedingsmiddelen. showagroup.eu/nl Gevaar van binnenuit Nieuwe veiligheidskast voor opslag van beruchte lithiumbatterijen. Lithiumbatterijen zoals in mobieltjes zijn de ‘nieuwe gevaarlijke stoffen’. Vrijkomende zuurstof versnelt een eventuele brand die onstaat bij het laden van deze accu’s en kan een explosie veroorzaken. Denios presenteert de nieuwe Asecos veiligheidskast die niet alleen de inhoud beschermt voor invloed van buitenaf, maar ook beschermt van binnen naar buiten. Litiumaccu’s kunnen er dus veilig in opgeslagen en opgeladen worden. www.denios.nl De Chronect Bionic robotarm van Axel Semrau, die onlangs op Analytica München werd geïntroduceerd, is een mensvriendelijke, behulpzame bionische arm. Hij is bedoeld voor het automatiseren van labhandelingen zoals monstervoorbereiding en verplaatsingen. Binnen één toepassing is die verplaatsing meestal ingebouwd, maar als een monster van bijvoorbeeld de monstervoorbewerking naar de GC of HPLC verplaatst moet worden, moest daar meestal nog een laborant aan te pas komen, evenals voor bijvoorbeeld bij het afwegen van vaste stoffen of pH-metingen. Ook die stappen kunnen nu geautomatiseerd worden. De Chronect Bionic is een robotarm met zes gewrichten aangestuurd door Chronos software. De robot is er in verschillende maten, uitgerust met verschillende grijparmen en in een industriële, snel werkende versie zowel als een coöperatieve versie die met de gebruiker kan samenwerken. De Chronect Bionic is voorzichtig met mensen en monsters en kan daarom zonder beschermende behuizing worden ingezet. Govert Schröder van Instrument Solutions (de Nederlandse distributeur van Axel Semrau) zegt: “Je kunt hem met een hand tegenhouden als dat nodig is. Door die gevoeligheid kun je de arm ook met de hand programmeren. In de leermodus maak je de bewegingen met de arm die nodig zijn, en de Chronect slaat die direct op in een programma.” Met zo’n 50.000 euro is de Chronect niet goedkoop en heeft dan ook vooral nut in labs waar veel tijd van laboranten kan worden bespaard, die zo nuttiger taken kunnen uitvoeren. Bionische arm maakt labwerk lichter Contractresearchorganisatie Ardena, zelf in 2017 gevormd uit de drie bedrijven Pharmavize in België en Crystallics en Analytical Biochemical Laboratory (ABL) in Nederland, nam in maart ChemConnection uit Oss over. Dit bedrijf is gespecialiseerd in contractonderzoek op het gebied van nieuwe actieve farmaceutische verbindingen (API’s) en kan deze op 30-kilo schaal maken binnen de faciliteiten op het Pivot Park. Ardena, met het hoofdkantoor in Gent, wil dit jaar een omzet van €35 miljoen behalen en heeft daarvoor acquisities nodig zoals deze. Voor ChemConnection betekent het een kans om een bredere service te bieden aan klanten, niet alleen de API maar ook het geneesmiddel zelf, bioanalyses en regelgeving, aldus CEO Gerjan Kemperman in het persbericht. In mei nam Ardena nog een bedrijf over met hetzelfde doel, ditmaal van buiten de Benelux. Dat is Syntagon, met vestigingen in Zweden en Letland. Dit bedrijf is gespecialiseerd in GMP chromatografische zuivering. ardena.com Eén adres voor farmaceutisch contractonderzoek axel semrau

advertentie Uw partner voor Laboratoriumbenodigdheden, Life Science en Chemicaliën. www.carlroth.nl Huidvriendelijke nitrilhandschoenen Het beste voor uw handen: • Extra zacht met hoogste draagcomfort • Bijzonder goed tastgevoel • Vrij van latex typerende allergieën Onze trend-tip voor het lab! Te gevoelig, om ze uit te trekken nitrilhandschoenen van Carl Roth Nu online bestellen en aan het gewinspel deelnemen onder www.rothnitril.de C2W_MeMo_NL_BE_NL_Nitrilhandschuhe_56x259.indd 3 09.05.2018 11:14:55 www.davinci-ls.com Boosting laboratory e ciency GCxGC analyse met een thermische modulator De DVLS GC2 -modulator: • Elimineert cryogene koeling • Maakt modulatie mogelijk van C2 tot en met C40+ • Geschikt voor elk GC-platform • Inclusief software modules www.labresource.nl Schiphol 020 406 97 50 Zwolle 038 799 70 00 Nijmegen 024 799 99 20 Rotterdam 070 445 04 60 Eindhoven 040 798 40 04 Dégrootstelaboratorium-recruitmentorganisatie inNederlandvoortoptalentmeteen wetenschappelijkeoflabachtergrond Wij bieden vaste en tijdelijke functies voor starters en ervaren werknemers in alle vakgebieden bij grote multinationals, onderzoeksinstituten, productiebedrijven, start-ups, commerciële laboratoria en overheidsinstanties Onze vakgebieden: Kwaliteitscontrole/QC Quality Assurance/ Kwaliteitszorg Productie Research & Development Pharmacovigilance Procesvalidatie en -optimalisatie Laboratoriumcoördinatie & -management QESH

LABTECHNOLOGY juli 2018 Colofon Labtechnology Magazine is een uitgave van Bèta Publishers. Labtechnology Magazine verschijnt in C2W/C2W Life Sciences, MeMo (Vlaanderen), Medicines en EVMI. Deze uitgave komt tot stand onder verantwoordelijkheid van Roeland Dobbelaer (uitgever), Bastienne Wentzel (tekst en redactie) en Bas van den Engel (sales). Voor meer informatie kunt u contact opnemen met Bas van den Engel: [email protected] / 0642306937 Persberichten naar Bastienne Wentzel: [email protected] Oplage: 22.500 advertentie “Het is een slim idee en elegant door zijn eenvoud,” vindt Sjaak de Koning van Da Vinci Laboratory Solutions. Op basis van een wetenschappelijke publicatie uit 2016 in Analytical Chemistry is een thermische modulator voor een GC×GC systeem ontwikkeld die thermo-elektrisch koelt (met een Peltierelement) in plaats van met vloeibare stikstof of CO2 . “Het voordeel van het vermijden van cryogene middelen is dat onze modulator, de DVLS GC2 , gebruikskosten bespaart, minder onderhoud vereist en veel minder ruimte inneemt. De ruimtebesparing is mogelijk omdat je geen cryovat nodig hebt en je de DVLS GC2 modulator bovenop de GC kunt installeren. Aansluiten op een bestaande GC gaat zeer eenvoudig.” ELEGANT DESIGN Een modulator is nodig bij een GC×GCanalyse, ook wel 2D-GC of tweedimensionale GC genoemd. De modulator vangt het geëlueerde monster van de eerste-dimensiekolom op en koelt het razendsnel af. Dat gebeurt op tijdsbasis, dat wil zeggen dat er bijvoorbeeld gedurende tien seconden eluent wordt verzameld. Na het koelen en een wachttijd wordt de fractie weer opgewarmd en geïnjecteerd op de tweede-dimensiekolom voor een additionele scheiding. Met deze modulatie worden de fracties en daarmee de chromatografische pieken versmald. Dat resulteert weer in een betere scheiding en resolutie. Maar werkt de nieuwe modulator net zo goed als de huidige beschikbare modulatoren? Sjaak de Koning bevestigt dat met een voorbeeld: “Een van de lastigste analyses is diesel. Dat bevat honderden, zo niet duizenden componenten. Wij hebben laten zien dat de scheiding en analyse van diesel met behulp van de DVLS GC2 -modulator minstens net zo effectief is als met conventionele modulatoren.” KLEINE EN GROTE MOLECULEN De DVLS GC2 kan moleculen met 2 tot meer dan 40 koolstofatomen (C2 tot C40+) moduleren. Dat is opvallend, want het Peltier-element kan maar tot -50 °C koelen. Omdat de temperatuur in de modulator niet laag genoeg is om de kleinste moleculen te condenseren, is nog een speciale techniek toegepast. “Het stukje kolom dat in de modulator zit en dat wordt afgekoeld en weer opgewarmd heeft een speciale stationaire fase die helpt bij het vasthouden van vluchtige componenten,”aldus De Koning. Het koel- en verwarmsysteem zelf is ingenieus: een stukje kolom wordt met een speciale schakeling in en uit de koelkamer geduwd. Daardoor ontstaat een tweetraps modulatie: het eluent wordt opgevangen in het eerste deel van de modulator, daarna gekoeld en vervolgens weer opgewarmd in het tweede deel van de modulator. Zo wordt co-elutie (het tegelijk elueren van meerdere componenten) opgelost en een tweedimensionale scheiding bereikt. Naast dieselanalyse is de DVLS GC2 geschikt voor onder meer voedingsmiddelanalyse, minerale oliën, VOC’s en essentiële oliën en voor zowel research als routine-analyses. Het systeem is sinds april op de markt en wordt geleverd met een eigen softwarepakket. Innovatieve modulator voor GC×GC bespaart ruimte en kosten Da Vinci Laboratory Solutions introduceert een nieuwe modulator voor GC×GC die voorzien is van een thermo-elektrische koeling in plaats van een cryogene koeling. Dat bespaart kosten en scheelt labruimte. da vinci laboratory solutions

42 | juli 2018 Bedrijfsvoering Partner content ‘Voor ons als jong bedrijf is het belangrijk om op bijvoorbeeld conferenties te laten zien wat we kunnen’, vertelt cto Peter Quaedflieg van EnzyPep. ‘Als je niet wilt dat anderen je vondst achter je rug om commercieel toepassen, moet die beschermd zijn. Ook onze klanten willen zekerheid dat ze van ons geen technologie in licentie nemen die een medicijnfabrikant in India een jaar later kan namaken.’ Groeimarkt EnzyPep, voortgekomen uit een onderzoeksproject binnen DSM, ontwikkelt processen voor de grootschalige productie van peptides in de farmaceutische industrie. Peptides vormen een groeimarkt, omdat ze in het algemeen selectief en weinig toxisch zijn. Het nadeel is dat productie inefficiënt wordt zodra de ketens groeien. Dat resulteert in moeilijk te zuiveren mengsels en een duur eindproduct. EnzyPep heeft daar iets op gevonden. Quaedflieg: ‘We plakken korte peptidefragmenten die wel zuiver te maken zijn, aan elkaar met enzymen, zodat direct een zuiver eindproduct ontstaat. We hebben dit al op grote schaal bewezen voor Exenatide, een veelgebruikt medicijn tegen diabetes type 2. We hebben zo’n 10.000 enzymen in onze collectie, waarvan we precies weten hoe we ze moeten inzetten voor een bepaald product.’ Reclamemiddel Een dilemma voor een klein bedrijf als EnzyPep is dat het weinig middelen heeft om op te treden wanneer zijn octrooien worden geschonden. Procederen is duur en riskant, zeker internationaal. De kunst is de patentaanvraag zo op te stellen dat de bescherming optimaal is, zodat kwaadwillenden het proces niet stiekem kunnen nabootsen. Hier komt Marco Molling van V.O. Patents & Trademarks in beeld. ‘De basisaanvraag moet je breed claimen’, vertelt Molling. ‘Je wilt immers zo veel mogelijk enzymvarianten en hun toepassing kunnen beschermen. Voor sommige peptides met een grote markt kun je daarna een specifiekere aanvraag indienen. Iedere toepassing kan immers een nieuwe, octrooieerbare vinding zijn, dus in gebieden waar veel mensen bezig zijn heb je een sterkere bescherming nodig. Maar je nooit te veel in detail treden. Octrooien worden traditioneel gezien als een stok om de concurrentie mee te slaan, maar voor kleine bedrijven is het vaak waardevoller om intellectueel eigendom te gebruiken als een reclamemiddel.’ De combinatie van algemene en specifieke octrooien laat aan potentiële klanten zien wat het bedrijf in huis heeft. Een bijkomend voordeel is dat een patentaanvraag leidt tot een nieuwheidsonderzoek. De resultaten van het onderzoek kan EnzyPep ter inzage geven aan klanten om te laten zien hoe een onafhankelijke deskundige aankijkt tegen de patenteerbaarheid van het proces. EnzyPep heeft inmiddels een elftal patenten toegekend gekregen of in de pijplijn zitten. Quaedflieg: ‘De combinatie van enzymen en peptidechemie die wij bieden, is uniek in de wereld. We willen mensen dus het gevoel geven dat ze niet om ons heen kunnen. Strategische inzet van octrooien is hiervoor cruciaal’. X Dit artikel is tot stand gekomen in samenwerking met onze commerciële partner V.O. Patents & Trademarks. Farmaciebedrijf EnzyPep vraagt octrooien in eerste instantie aan om te voorkomen dat anderen met zijn vindingen aan de haal gaan. Maar in de praktijk blijkt het marketingeffect ervan minstens zo belangrijk. Octrooien als marketinginstrument ‘Onze combinatie van enzymen en peptidechemie is uniek’ PATRICK MARX

juli 2018 | 43 ‘Door de grote hoeveelheid kennis hebben we een oerwoud aan mogelijkheden. Het is niet zo dat we door de bomen het bos niet meer zien, maar ik denk dat wij de uitdaging aan moeten gaan om door de bomen een pad te vinden naar ons doel. Een goede richting geven aan de complexe informatie lijkt mij een mooie puzzel voor de toekomst.’ Wie bewonder je en waarom? ‘Ik bewonder niet zozeer één persoon, maar een groep mensen: docenten. Bij docenten begint namelijk de passie voor de chemie. Mijn scheikundeleraren hebben ervoor gezorgd dat ik chemie ging studeren. Tegenwoordig lijkt het alsof we minder waardering hebben gekregen voor docenten en daar wil ik graag verandering in zien.’ Wat weten onze lezers niet over jou? ‘Mensen die me kennen weten dit misschien wel, maar ik ben een echte klusser. De badkamer strippen en er iets moois van maken vind ik geweldig. Ook heb ik wel eens een cursus metselen gevolgd, zodat ik muurtjes en boogjes kan maken. Echt iets wat ik graag doe.’ Daniël Linzel X Heb je interesse om jezelf voor te stellen aan onze lezers? Stuur dan een mail naar Frank Sekeris, [email protected], onder vermelding van ‘Maak kennis met…’. de conversie van biobased grondstoffen. Vandaaruit ben ik Wageningen binnengerold, waar we biomassa en op biomassa gebaseerde moleculen omzetten naar bouwblokken voor de chemische industrie, met name bulkchemicaliën. Voor het onderzoek hebben we twee hoofdlijnen; bij mijn aanstelling als hoogleraar werd me namelijk gevraagd om twee bestaande groepen te combineren. De ene richtte zich voornamelijk op katalytische omzettingen, terwijl de ander zich bezighield met processen en systemen moduleren. Dit zorgt voor een unieke combinatie van expertises om biomassa om te zetten, wat we doen via beredeneerd experimenteren.’ Wat is de grootste uitdaging voor de chemie in de komende vijf jaar? In deze rubriek stellen wij maandelijks een KNCV-lid voor. Stel jezelf voor… ‘Mijn naam is Harry Bitter, hoogleraar aan de Wageningen University & Research en hoofd van de groep biobased chemistry & technology. Na een scheikundestudie aan de universiteit van Nijmegen in de richting organische chemie met als bijvak organometaalchemie, heb ik in 1997 mijn promotieonderzoek gedaan in Twente bij de groep katalytische processen en materialen. Ik kwam toen via de groep van Diek Koningsberger bij Krijn de Jong in Utrecht, waar ik tot 2013 universitair docent was. Sindsdien ben ik hoogleraar in Wageningen.’ Waar werk je momenteel aan? ‘In Utrecht en tijdens mijn promotie heb ik me gespecialiseerd in de katalyse, wat ik steeds meer ging toepassen op Maak kennis met… Harry Bitter KNCV in het kort Ewine van Dishoeck, hoogleraar moleculaire astrofysica aan de Universiteit Leiden, heeft de prestigieuze Kavliprijs in de categorie astrofysica gewonnen voor haar onderzoek naar hoe sterren en planeten zijn ontstaan. In september mag ze de gouden medaille en prijs van $ 1 miljoen ophalen in Oslo. Op dinsdag 4 juli vindt de KNCV Meet & Greet plaats in het Teylers Museum in Haarlem. Je kunt inspirerende lezingen volgen. Daarnaast kronen wij de Ovale Zaal tot het eerste Nationaal Chemisch Erfgoed van Nederland. Aanmelden kan nog via Frans Koeman, [email protected]. De Vidi-subsidies van NWO zijn weer uitgedeeld, en ook ditmaal zijn er een aantal chemici die met deze bijdrage hun onderzoek kunnen vervolgen: Shirin Faraji van de Rijksuniversiteit Groningen, Irene Groot van de Universiteit Leiden en Maarten Smulders van de Wageningen University & Research. Zelf een nieuwtje voor de rubriek ‘KNCV in het kort’? Mail het naar [email protected]! KNCV

44 | juli 2018 Finalisten Gouden Spatel bekend Nog drie afgestudeerde hbostudenten zijn in de race voor de Gouden Spatel 2017! Tijdens de Avond van de Chemie op 9 oktober onthullen we wie ervandoor gaat met de prijs voor de beste afstudeerscriptie op het hbo. Pascalle van Eijck (24) ‘Ik heb er hard voor gewerkt, maar toch kwam het onverwacht’, zegt Pascalle van Eijck, inmiddels afgestudeerd aan de Zuyd Hogeschool. Het verslag beschrijft haar onderzoek aan het Maastricht Universitair Medisch Centrum, waar ze keek naar het mechanisme achter COPD. ‘Sigarettenrook veroorzaakt oxidatieve stress in de longen, waardoor er extracellulaire membraanblaasjes – ook wel vesikels genoemd – ontstaan’, legt Van Eijck uit. ‘Wij hebben dit mechanisme bestudeerd. De vesikels richten schade aan en hebben mogelijk ook invloed op hart- en vaatziektes.’ Voor het onderzoek spendeerde Van Eijck veel tijd in de rookkamer, wat niet altijd een pretje was. ‘Die geur gaat ontzettend in je kleren zitten.’ Maar het was het waard: ‘Ik ben trots op mijn resultaten en ben erg enthousiast als ik erover praat.’ Laura Peeters (21) ‘We kunnen het proberen, dacht ik’, zegt Laura Peeters. ‘En nu zit ik in de top drie!’ Peeters is afgestudeerd aan de Zuyd Hogeschool, en deed onderzoek aan het Maastricht Universitair Medisch Centrum. Hier onderzocht ze manieren om kraakbeendefecten te repareren. ‘We kweken nu kraakbeen en implanteren het, maar dat accepteert het lichaam niet altijd.’ Al eerder vond de groep dat je agarosegel kon spuiten in het periosteum, het laagje boven op het bot van je scheenbeen en zo lichaamseigen kraakbeen kon laten groeien. ‘Dit kraakbeen groeit alleen snel door tot bot. Ik heb nu drie stoffen gevonden die ervoor kunnen zorgen dat het langer kraakbeen blijft.’ Het leukst vond Peeters dat ze haar vondst zelfs in vivo kon testen. ‘Ik heb veel technieken gebruikt en veel geleerd.’ Renée Moezelaar Olivier Bakker (22) ‘Ik was mijn nominatie helemaal vergeten’, vertelt Olivier Bakker, die afgelopen jaar afstudeerde aan de Hanzehogeschool Groningen. Bakker onderzocht in het Universitair Medisch Centrum Groningen welke genetische factoren ons immuunsysteem beïnvloeden. ‘Bij iedereen is het immuunsysteem anders, maar we weten niet hoe dat komt.’ Om dit te achterhalen, bekeek hij cytokines – kleine moleculen die immuuncellen gebruiken om te communiceren. ‘We konden bepaalde genetische factoren linken aan de productie van cytokines en vonden zo een aantal nieuwe factoren waarvan we nog niet wisten dat ze invloed hadden.’ Het was een divers en interessant onderzoek, aldus Bakker. ‘Het voelde goed dat we echt iets concreets uit al die data konden halen.’ Hij is blij met het resultaat. ‘Volgens mij heb ik goed onderzoek uitgevoerd.’ KNCV

juli 2018 | 45 Je bent natuurlijk winnaar van de KNCV Gouden Medaille 2017. Hoe heb je dat ervaren? ‘Ik had het totaal niet verwacht, wat me nog gelukkiger maakte. Toen ik na mijn bezoek in 2004 aan Nederland terugging naar Frankrijk, miste ik de Nederlandse manier van wetenschap. Daarom ben ik teruggekeerd naar de Nederlandse chemische gemeenschap. Buiten een erkenning voor mijn werk is deze prijs ook een teken dat mijn onderzoeksstijl goed aansluit bij die gemeenschap.’ Eerder won je al de Athena Award en tijdens CHAINS belichtte je vrouwen. Is dat een rol die jij belangrijk vindt? ‘Ik ben ervan overtuigd dat diversiteit ons sterker en slimmer maakt. Daarmee bedoel ik diversiteit in de breedste zin van het woord: geslacht, leeftijd, disciplines en omvang van onderzoeksgroepen. Je moet uiteindelijk je eigen rolmodel worden. Ik hoop te laten zien: je hoeft niet bang te zijn voor een academische carrière in Nederland. Het zal tijd, geluk en af en toe pijn in het hart kosten, maar je creativiteit en onderzoek zorgen er uiteindelijk voor dat het goed komt.’ Waarom mogen mensen de Avond van de Chemie niet missen? ‘Omdat chemie een unieke schat is voor Nederland en dit horen we te vieren!’ Frank Sekeris X Koop nu je kaarten via www.kncv.nl/ avondvandechemie! Waar houdt jouw onderzoek zich momenteel mee bezig? ‘De rode draad van mijn onderzoek is de complexe bewegingen van dynamische moleculen begrijpen en gebruiken. Hoe kunnen we die beweging vergroten in ruimte en tijd op een functioneel niveau? Vanuit een fundamentele invalshoek begrijpen we de fysische chemie van levende systemen beter, en vanuit toegepast oogpunt kan dit bijdragen aan een radicale verandering in material design: een nieuwe generatie van functionele en zachte materialen die zichzelf kunnen assembleren en aanpassen aan hun omgeving.’ Je laat je inspireren door de natuur. Moet ik hierbij ook denken aan biomimicry? ‘De natuur heeft waarschijnlijk de meeste ervaring met de bouw van complexe, adaptieve en dynamische materialen en systemen, zoals het leven. Vaak drijven dynamische moleculen die biologische systemen aan. Hiervan kunnen wij inderdaad veel leren en er ons onderzoek verder op baseren.’ In juni stelden wij Albert Heck voor als eerste spreker van de Avond van de Chemie. Dit keer introduceren wij de tweede spreker: Nathalie Katsonis. Sinds 2011 werkt Nathalie Katsonis bij Universiteit Twente, waar ze in 2017 hoogleraar bioinspired and smart materials werd. Ze voltooide haar studie en promotie in Frankrijk, waarna ze op uitnodiging van Ben Feringa haar postdoc in Groningen deed. Op 9 oktober beklimt zij de bühne tijdens de Avond van de Chemie. ‘Beweging vergroten in ruimte en tijd’ KNCV

C2W INTERNATIONAL advertentie Online chemistry magazine From whiskey waste to automotive biofuel Read more www.c2winternational.nl Sign up now! C2W-int-A4.indd 1 11-1-2018 16:44:00

juli 2018 | 47 KNCV 8 juli 2018, Amsterdam International Symposium on Homogeneous Catalysis Locatie: Beurs van Berlage, Amsterdam Informatie: www.ishc21.amsterdam 11 september 2018, Zwolle Dateringen met C-14 Avondlezing door prof. dr. ir. J. van der Plicht Locatie: Polymer Science Park, Zwolle Chemische Kring Zwolle Informatie: Jenneke Pandelaar [email protected] 12 september 2018, Den Bosch CRISPR-Cas: principe en toepassing bij plantenveredeling Avondlezing door dr. Arjen van Tunen Locatie: Rode Kruis Gebouw, Den Bosch Bossche Chemische Kring Informatie: Tom Gribnau, 0412-45 37 94 [email protected], www.beceka.info 28 september 2018, Delft Catalysis Engineering Afscheidssymposium voor prof. Freek Kapteijn Locatie: Science Centre, TU Delft Informatie: http://cheme.nl/ce/agenda.html 1 oktober 2018, Ede Dutch Medicines Days Sustainable innovation in Oncology; from molecule to man, societal sustainability & health economy Locatie: Congress center ReeHorst, Ede Sectie Farmacochemie Informatie: TCM Congress Management, 0346-251 566 [email protected] 9 oktober 2018, Den Haag Avond van de Chemie 2018 Feestavond met lezingen en prijsuitreikingen Locatie: Diligentia, Den Haag KNCV Informatie: KNCV-Bureau, 070-337 87 90, [email protected] Voor meer informatie over deze en andere activiteiten: www.kncv.nl/agenda Voor opname van uw activiteit in deze rubriek kunt u contact opnemen: Frans Koeman, [email protected] Telefoon: 070-337 87 93 Nieuwe KNCV Carrièrecoaches stellen zich voor Maar liefst vier bevlogen chemici hebben zich na onze oproep aangemeld als nieuwe KNCV Carrièrecoach. We stellen ze graag voor! Gijs van der Zanden Een zeer ervaren recruiter, die direct na zijn studie scheikundige technologie startte in arbeidsbemiddeling. Met de ervaring opgedaan bij detacheringsbureau TMC en Chemtrix richtte Van der Zanden in 2014 Chemploy op, een arbeidsbemiddelingsbureau voor professionals in de chemie, food en life sciences. Maaike Taconis Professional coach, met wortels in de scheikunde en ruime ervaring als businessanalist bij DSM en managementconsultant bij Tibbe Company en KPMG. Taconis volgde een masteropleiding coaching in Oxford. Ze is gespecialiseerd in het begeleiden van young professionals. Matthijs Ruijtenbeek Senior R&D-specialist met passie voor duurzaamheidsvraagstukken. Na een studie scheikunde startte hij zijn carrière bij DSM Research in Geleen, waar hij negen jaar lang verschillende functies vervulde. In 2009 stapte hij over naar Dow Benelux in Terneuzen. Ruijtenbeek is een echte people leader en helpt chemici vanuit zijn brede ervaring graag verder met hun carrière. Maria Wilhelmer De van origine Oostenrijkse chemicus begon haar carrière in het lab, om vervolgens de overstap te maken naar productie en quality assurance. Na een coach- en trainersopleiding startte ze in 2007 haar eigen bedrijf QA Consultancy. Omdat ze veel bedrijven van binnen heeft gezien, kan ze snel analyseren waar iets valt te verbeteren. De nieuwe coaches hebben zin om je te helpen bij een volgende stap in je carrière. Vraag nu een oriënterend gesprek aan met een van hen op www.kncv. nl/coachgesprek. Voor leden van de KNCV zijn hieraan geen kosten verbonden. Carolien Terlien

48 | juli 2018 KVCV De ontdekking van enzymen Het thema alcoholische gisting was in de 19de eeuw het toneel van hevige debatten. Zo bleef Louis Pasteur vasthouden aan ‘geen gisting zonder leven’. Arsène Lepoivre doet verslag. Grote figuren als Antoine Lavoisier (1734-1794) en Louis Gay-Lussac (1778- 1850) ontrafelden weliswaar de structuur van de reactieproducten uit alcoholische gisting, maar negeerden daarbij de rol van gist in het fermentatieproces. Ook al bleek experimenteel het grijze bezinksel na de alcoholische gisting wel degelijk essentieel om een nieuwe zuivere suikeroplossing vlot te laten starten. Jöns Jacob Berzelius (1779- 1848) op zijn beurt beschreef het reactieversnellend effect van edelmetalen op bepaalde anorganische reacties. Intuïtief bracht dit hem op het idee dat de complexe reacties in vivo, zoals in alcoholische gisting, bij gewone temperatuur pas zo snel konden verlopen dankzij de hulp van stoffen die zelf niet deelnemen aan de reactie. Hij noemde deze nieuwe kracht ‘katalyse’. Duidelijk geloofde hij niet in de ‘vis vitalis’-opvatting, het langrijke waarneming doen bij het fermentatieproces. Zij zagen gist groeien tot een massa bolletjes die zich door knopvorming leken te vermenigvuldigen. Ze koppelden die waarneming aan de ontbinding van suiker tot alcohol en koolstofdioxide. De drijvende kracht lag ogenschijnlijk in dit levende organisme. Een absoluut bewijs hadden ze niet en deze groei kon ook een toevallig samengaan zijn met de fermentatie. 1939: levend organisme? Chemici als Liebig hadden nog lang grote twijfels of gist wel een levend organisme is. En aangezien fermentatie alleen door levende organismes tot stand kon komen, werd aan de conclusie van de biologen weinig geloof geschonken. Ook het wantrouwen in de microscopische waarnemingen met nog al te veel fantasieverhalen was nog vrij groot. In 1839 ontwikkelde de Duitse scheikundige Liebig een mechanistische visie op de rol van de gist. Die stof zou in contact met een suikermolecuul zijn trillingen overdragen, waarzogenoemde krachtprincipe in levende wezens dat sinds Aristoteles toen nog veel aanhangers kende. Opvallend is wel de totale ontkenning van Berzelius’ artikel uit 1837 door Louis Pasteur (1822-1895), Justus von Liebig (1803-1873) en anderen. 1835: kijk op gist De microscopie kende in de loop van de 19de eeuw een stormachtige ontwikkeling. De eerste meerlenzige systemen kenden tot halfweg die eeuw meerdere praktische problemen. Chromatische en sferische aberraties naast gebrek aan scherptediepte maakten dit nieuwe onderzoekapparaat nog weinig betrouwbaar. Toch konden de Duitse fysioloog Theodor Schwann (1810- 1882) en de bekende Franse uitvinder Charles CagniardLatour (1777-1859) ermee onafhankelijk van elkaar een be-

juli 2018 | 49 KVCV door de ontbinding kon starten. Dit leek toen voor velen een redelijk concept. 1958: Pasteur over gisting Pasteur, een wetenschappelijke reus uit de 19de eeuw, begon als scheikundige en werd bekend door zijn studie op de kristallen van wijnsteenzuur, waarvan hij de stereochemie ontrafelde. Als Elzasser kreeg hij van naburige wijnboeren de opdracht te onderzoeken waarom het bij de gisting soms fout liep. Met een vrij goede microscoop kon hij de waarnemingen van Schwann en Cagniard-Latour bevestigen. Maar bij de verzuurde wijnproductie zag hij niet die grote groei van gistcellen, maar wel van nog veel kleinere cellen. Micro-organismes waren de oorzaak van de verzuring. Hij kwam met verdere experimentele bewijzen dat alleen deze zogenoemde levende ‘microben’ en gisten gistingsprocessen konden veroorzaken. Met zijn publicatie uit 1858 over de algemene gistingstheorie zette hij een hak op de theorie van Liebig. Die reageerde met de gedachte dat die organismes wel aan de basis lagen maar dat mogelijk alleen ‘dode’ reactiestoffen uit deze celgroei de gisting zouden veroorzaken; dus toch zoals hij met zijn vibratiemechanisme had beschreven. Wie had gelijk? 1960 en 1962: nieuwe ‘feiten’ De Poolse chemicus Moritz Traube (1826-1894) bracht de essentiële feiten samen die in 1860 over fermenten bekend waren. Al in 1833 hadden twee Franse chemici uit opengesneden gerstkorrels een stof geïsoleerd die zeer efficiënt zetmeel in suiker kon omzetten. Ze noemden het ‘diastase’ (het Grieks voor ‘een breuk maken’). En de eerder genoemde Schwann isoleerde in 1836 uit maagslijm een stof die eiwitten kon afbreken. Dit ‘pepsine’ (letterlijk ‘vertering’) en het diastase leken duidelijke voorbeelden van chemische reacties waarbij oplosbare fermenten niet direct cellulair betrokken leken. Traube zag dit na de discussies tussen Liebig en Pasteur nu door een nieuwe bril. Hij vond de kritiek van Liebig op de hypothese van Pasteur wel terecht, maar geloofde niet in zijn voorgestelde mechanisme. Traube vermoedde dat binnen in de cellen stoffen bestaan die analoog zijn aan de bekende oplosbare fermenten buiten de cellen. Amper twee jaren later kreeg de hypothese van Traube sterke steun door de waarnemingen van Marcellin Berthelot (1827-1907). Die isoleerde uit geweekte gist een oplosbaar ferment dat na zuivering door neerslaan met alcohol en filtratie gewone suiker kon splitsen in glucose en fructose. Dit zogenoemde ‘invertase’ was zo bijzonder omdat het uit de levende gistcel was gehaald. De levende cel was duidelijk alleen maar de producent van het oplosbaar ferment. Pasteur was aanvankelijk niet eens met zijn Franse collega. Uiteindelijk gaf hij toe, maar verwierp toch de algemene geldigheid. Hij bleef bij de uitspraak ‘geen gisting zonder leven’. 1897: geslaagde isolatie In het laboratorium van Hans Buchner (1850-1902), bacterioloog in München, probeerden onderzoekers uit gist met een vrij omslachtige filtratiemethode zuiver celvocht te isoleren met totaal immune eigenschappen. Het gezuiverde filtraat bleek verassend genoeg nog voldoende actief te zijn bij een test op alcoholische gisting. Waar Pasteur en vele anderen hadden gefaald, slaagde Buchner. Zijn lab lukte het om het enzym (Grieks voor ‘gist’) op dusdanige wijze uit de cel te isoleren dat het in vitro actief was. Hun publicatie uit 1897 kreeg pas een paar jaar later erkenning. Voor de moderne biochemie was deze eerder toevallige ontdekking een mijlpaal in haar ontwikkeling. De broer en medewerker van de intussen overleden Hans, Eduard Buchner, kreeg in 1907 de Nobelprijs voor Scheikunde voor onder andere de ontdekking van de celvrije fermentatie. Het vitalisme was nu definitief dood. Maar wat enzymen eigenlijk zijn, bleef voorlopig nog een black box. Arsène Lepoivre

advertentie #6/7 Jaargang 13 september 2017 Geef je studie richting Voor leden van de KVCV Algen voor de mens Algen staan bij velen te boek als gezonde en duurzame snack, maar hoe ver zijn onderzoekers met de grondstofwinning en de productie? X Pagina 24 Kirsten Steinbusch Delft Advanced Renewables is haar tweede start-up en ze weet van geen ophouden. ‘Ik ben gedreven om te innoveren.’ X Pagina 12 Studentenspecial Dat studeren met vallen en opstaan gaat, ervaren ook studenten met buitenlandervaring. Lees hoe het ze vergaat en pik direct wat ethiek mee. X Pagina 16 Memo_Mens & Molecule 6-7_4 1 17-08-17 15:05 je studie Studentenspecial Dat studeren met vallen en opstaan gaat, ervaren ook studenten met buitenlandervaring. Lees hoe het ze vergaat en pik direct wat ethiek mee. Pagina 16 Raak geformuleerd Personalized medicine De verwachtingen voor behandeling op maat zijn wellicht te hooggespannen. Of helpen organoïden de stap naar de praktijk te maken? X Pagina 18 Heiman Wertheim De arts-microbioloog heeft grootse plannen voor het bestrijden van bacteriële infecties. ‘We moeten af van de status quo.’ X Pagina 14 Ethiek heroverwogen Nieuwe technieken creëren nieuwe mogelijkheden om patiënten gerichter te helpen. Maar ze werpen ook nieuwe vraagstukken op. X Pagina 20 #8 Jaargang 13 oktober 2017 Voor leden van de KVCV Memo_Mens & Molecule 8_1 1 21-09-17 16:05 Voor leden van de KVCV #10 Jaargang 13 december 2017 Chemie nieuwe stijl Europees geld Is Europese onderzoeksfi nancier ing een oplossing voor de krappe nationale budgetten in Vlaanderen en Nederland? X Pagina 26 Hans Keuken De oprichter van Process Design Center adviseert de industrie al 30 jaar over hoe zij haar processen kan optima liseren. X Pagina 14 (Bio)procestechnologie In deze editie leest u over innoverende bulkchemie, de pilotplant van Sabic en nieuwe kansen voor gft-afval. X Pagina 18 Memo_Mens & Molecule 10_2 1 23-11-17 14:38 De oprichter van Process Design (Bio)procestechnologie In deze editie leest u over inno- Is Europese onderzoeksfi nancier ing een oplossing voor de krappe nationale budgetten in Vlaanderen en Nederland? X Pagina 26 ✂ De Koninklijke Vlaamse Chemische Vereniging (KVCV) is de beroepsvereniging van alle Vlaamse chemici en biowetenschappers, ongeacht hun diploma. De KVCV wil de brug slaan tussen onderwijs, industrie en maatschappij. Leden ontvangen, als onderdeel van het lidmaatschap, Mens & Molecule, het onafhankelijk vaktijdschrift voor chemisch en biotechnologisch Vlaanderen. Het lidmaatschap biedt tevens andere KVCV-voordelen, zoals aanzienlijke kortingen op lezingen en symposia, korting bij de aankoop van boeken, didactisch materiaal en andere abonnementen (onder andere Chemische Feitelijkheden). Een standaard lidmaatschap kost € 55* per jaar. Young professionals of studenten betalen respectievelijk € 30,- en € 12,-. Schrijf vandaag nog in via www.kvcv.be/lidmaatschap! * een regulier abonnement op Mens & Molecule, zonder KVCV-lidmaatschap, kost € 60,-. KVCV | Groenenborgerlaan 171 | 2020 Antwerpen | T. +32 (0)479 60 12 32 | E [email protected] | www.kvcv.be Ik neem volgend lidmaatschap, inclusief abonnement op Mens & Molecule (aankruisen): Standaard lidmaatschap aan € 55,- (€ 45 met eenmalige korting mits domiciliëring) Young professional lidmaatschap aan € 30 (t/m 29 jaar, met kopie identiteitskaart) Studenten lidmaatschap aan € 12,- (met kopie studentenkaart) Lidmaatschap secundaire scholen aan € 165,- Lidmaatschap universiteiten en hogescholen aan € 363,- Betalingsmethode: Stuur mij een formulier voor domiciliëring van het lidgeld Ik stort vandaag het verschuldigde bedrag op rekeningnummer “IBAN: BE04 4310 6848 8131; BIC: KREDBEBB” van KVCV, Groenenborgerlaan 171, 2020 Antwerpen Ik betaal via de contactpersoon aan mijn hogeschool of universiteit Voornaam: Achternaam: m / v Straat: Nr.: Bus: Postcode: Gemeente: Tel / gsm: Geboortedatum: E-mail: Studie: Instelling: Datum: Handtekening: GEEN NUMMER MISSEN. WORD NU LID VAN DE KVCV Bon sturen naar KVCV vzw, Groenenborgerlaan 171, 2020 Antwerpen Aanmelden kan ook online via www.kvcv.be/lidmaatschap 583_KVCV_MeMo_Stopper_A4_042018.indd 1 26-04-18 10:13