Roetdetectie in menselijk lichaam

Een innovatieve techniek om roetdeeltjes zichtbaar te maken, leverde Hannelore Bové dit jaar een nominatie op in de Forbes 30 under 30.

Hannelore Bové (1990), onderzoeker bij het Centrum voor Milieu­kunde van de Universiteit Hasselt, bekijkt hoe je roetdeeltjes zichtbaar kunt maken door het licht te meten dat de deeltjes uitzenden onder invloed van laserpulsen. Haar onderzoek is het antwoord op de vraag wat er gebeurt met roetdeeltjes die we inademen. ‘Die koolstofdeeltjes komen vrij bij onvolledige verbranding van fossiele brandstoffen van verkeer en industrie, maar net zo goed van houtkachels en barbecues’, legt Bové uit. Er kunnen schadelijke stoffen aan kleven, zoals het kankerverwekkende benzeen.

Roetdeeltjes zijn veelvuldig onderzocht in de longen, maar niet in lichaamsvloeistoffen als bloed en urine en binnen in weefsels en cellen. Om roetdeeltjes in beeld te krijgen, gebruikt Bové een femtoseconde gepulste laser in het nabij-infrarood spectrum van een multiphoton laser-scanning- microscoop. ‘De laser vuurt zeer korte en snelle lichtpulsen af’, legt ze uit. Doordat de deeltjes zwart en erg heterogeen opgebouwd zijn, absorberen ze meerdere fotonen simultaan en komen zo in een hogere aangeslagen toestand terecht. Bij het uitzenden van licht valt het elektron normaal terug naar de grondtoestand of een lagere energieband. Bij ons fenomeen valt het elektron niet terug naar de grondtoestand, maar naar intraband. Ook onder invloed daarvan gaan roetdeeltjes licht uitzenden met alle golflengtes van het zichtbare spectrum, wit licht dus.’

Rondzwervend roet

‘We weten pas een paar jaar met zekerheid dat roetdeeltjes vanuit de longen in de bloedbaan komen’, gaat Bové verder. ‘Ons onderzoek met driehonderd gezonde kinderen toonde aan dat roetdeeltjes in de urine voorkomen als ultrafijnstof en dus de longen verlaten. Als je vandaag een roetdeeltje inademt, duurt het een maand tot een jaar voordat het de urine bereikt.’ Bové wil onderzoeken of de deeltjes zich eerst ophopen in andere organen en daar schade aanrichten voordat ze in de urine terechtkomen. Er zijn namelijk aanwijzingen dat behalve longaandoeningen ook hart- en vaatziekten en hersenaandoeningen vaker voorkomen of verergeren bij verhoogde aanwezigheid van luchtvervuiling.

Een goede techniek om roetdeeltjes in het lichaam te meten buiten de longen, bestond voorheen nog niet. ‘We moesten op zoek naar een labelvrije techniek. Het is niet wenselijk om roetdeeltjes met radioactieve labels te moeten inademen voor onderzoek. Je meet dan ook niet het effect van jarenlange blootstelling.’ Ook andere analytische technieken hebben te veel nadelen. Bij massaspectrometrie gaan roetdeeltjes verloren tussen alle andere deeltjes in urine en bloed. De nieuwe techniek van Bové blijkt wel gevoelig en specifiek genoeg om roetdeeltjes van verschillende formaten in lichaamsvloeistoffen te meten. De volgende stap is om onderscheid te maken op basis van bron en grootte van de deeltjes. Bové: ‘We verwachten namelijk een verschil in toxicologische effecten en dus ook in nadelige gezondheidseffecten.’ Dat de techniek zich tevens leent voor het aantonen van roetdeeltjes in placenta’s van net bevallen moeders, laat Bové’s recentste artikel in Nature communications zien.

Belangstelling

De uitverkiezing voor de Forbes 30 under 30 – een lijst van zakenblad Forbes met de meest veelbelovende onderzoekers en ondernemers onder de dertig jaar – heeft het onderzoek van Bové in een stroomversnelling gebracht. ‘Onderzoekers van overal ter wereld willen de techniek nu gebruiken om het effect van roet op het menselijk lichaam te bestuderen. Ik heb ook de kans gekregen om meer te vertellen over ons onderzoek aan het grote publiek. Zo laten we zien dat we bezig zijn met onderwerpen die leven in de maatschappij.’

Dit artikel is verschenen in C2W, vakblad voor chemie en life sciences.

Afbeelding van Liesbeth Driessen/Universiteit Hasselt

Meer lezen?

Tags

Chemie
Wetenschap

Comments are closed.

Omhoog ↑