01 december 2016

Zoeken in het donker

“Als het gemakkelijk was, had iemand anders het al wel gedaan!” Dat zeg ik soms tegen mezelf, als het onderzoek even tegenzit. Want hoe leuk ik mijn werk ook vind, soms is het heel frustrerend. Maar de aanhouder wint!

Onderzoek gaat namelijk goed met vlagen. Een tijdje lukt er van alles en heb je goede resultaten en daarna zit er weer een tijdje geen schot in de zaak. Dan lukt het gewoonweg niet om een probleem op te lossen. Heel frustrerend. Tot je na 100 keer proberen, de condities eindelijk optimaal hebt en een klein mysterie in het onderzoek oplost. Dat is natuurlijk heel fijn, maar het oplossen van een mysterie gaat vaak samen met een enorme dosis frustratie. Het is een ‘eureka-moment’ waarbij je eerst blij bent dat je weet hoe het zit en meteen daarna uitroept: “argh, als ik dat nou eerder had geweten!!”

Eén jaar, één molecuul

Zo ben ik al ruim een jaar bezig om één product te zuiveren. Je leest het goed: een heel jaar lang probeer ik slechts één product te zuiveren uit een reactiemengsel. Want alleen als het zuiver is, kunnen we het testen als antibioticum. Het moet worden gescheiden van het startmateriaal, de katalysator en het bijproduct. Met massaspectrometrie kan ik aantonen dat die allemaal in het mengsel zitten. Het is een ratjetoe aan moleculen dus. En aan mij de taak om het juiste molecuul eruit te vissen.

Dat is waar je als scheikundige immers voor opgeleid bent. Scheikunde is de kunst van het scheiden. Dit doe je door naar een verschil te zoeken tussen de moleculen. Een verschil in oplosbaarheid bijvoorbeeld. Een vlek in je kleren lost wel op in een sopje, maar de kleren zelf niet. Zo kan je de vlek scheiden van het textiel en heb je weer schone kleren.

Bijna ontelbare hoeveelheid samples om te proberen de moleculen te scheiden
Dowine de Bruijn cc 1.0

De kunst van het scheiden

Je kan moleculen ook scheiden op grootte. Dat heet ‘size exclusion’ chromatografie. Dit werkt vaak heel goed om grote moleculen zoals DNA of eiwit te zuiveren. Er zijn nog veel meer chromatografie-varianten waarbij je gebruikt maak van allerlei verschillende eigenschappen van moleculen. Sommige moleculen houden namelijk heel erg van water, anderen meer van organisch oplosmiddel. Sommig moleculen zijn positief geladen, anderen negatief. Sommigen houden van zuur, anderen van base. Enzovoort.

Een HPLC apparaat (high pressure liquid chromatografy) dat moleculen kan scheiden door gebruik van verschillende oplosmiddelen en verschillende kolommen.
Dowine de Bruijn cc 1.0

Maar de moleculen in mijn reactiemengsel lijken vreselijk op elkaar en zijn daardoor heel lastig te scheiden. Ze houden allemaal van water, ze zijn ongeveer even groot en ze hebben nagenoeg geen lading. Bovendien zijn ze bijna niet te detecteren! Moleculen kan je natuurlijk sowieso niet zien met het blote oog, maar je kan ze vaak wel detecteren door er met UV-licht op te schijnen. Maar bij het molecuul dat ik probeer te detecteren werkt dat niet. Ik kan het daardoor dus heel vaak niet zien en dus ook niet vinden. Dat maakt het scheiden nog een stuk ingewikkelder. Ik ben eigenlijk aan het zoeken in het donker!

Chromatogram van een mengsel en een zuiver molecuul
Dowine de Bruijn cc 1.0

Eureka!

Maar ik geef niet snel op. Al is dat wel soms moeilijk. Het helpt als je kleine tussen-succesjes hebt onderweg. Zo was het me een paar weken bijna gelukt. Er zat nog maar één ander molecuul bij mijn product. Dus ben ik gaan denken welk molecuul dat zou kunnen zijn, zodat ik ook die kan scheiden. Dus ik rekenen. En denken. En nog meer rekenen. In de literatuur zoeken. En nog meer denken. En opeens viel het kwartje: het is geen bijproduct van mijn reactie, het is iets wat al van tevoren in het startmateriaal zat!! Na het doen van een aantal tests, bleek dat inderdaad het geval: het startmateriaal is niet zuiver. Foutje van het bedrijf waar ik het besteld had. Fijn.

Mooi een mysterie opgelost dus. Een belangrijke sleutel tot het succes. Maar argh, als ik dat nou eerder had geweten!! Dat had een hoop tijd en energie gescheeld. Frusterend!! Maar toch ook heel fijn. Want door het oplossen van dat mysterie en een kleine aanpassing aan mijn experiment, is het vandaag dan toch echt gelukt: mijn product is zuiver!

EINDELIJK!

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.