Het winnende minilab
Albert van den Berg van de Universiteit Twente (UT) omschrijft zichzelf het liefst als een nanotechnoloog. Een die laboratoriums bouwt. Dat doet hij op zo’n vernieuwende manier, dat hij daar dé wetenschapsprijs van Nederland voor kreeg: de Spinozapremie 2009. Dat is niet mis, want hij kreeg daar ook tweeënhalf miljoen euro bij waarmee hij nieuw onderzoek zal uitzetten.
Het bijzondere is dat zijn labs een beetje vreemd zijn: normaal gesproken is een laboratorium een kamer vol onderzoekers die met ingewikkelde apparaten handige tests uitvoeren. Nou, in de labs die Van den Berg maakt kun je niet eens je duim kwijt. Die van hem is eerder een chip, niet groter dan een euromunt en zonder mensen, maar het bevat net als een gewoon lab wél ingewikkelde apparaten. Nano-apparaten. Het minilab, ook wel lab-on-a-chip, werkt helemaal uit zichzelf en is supersnel.
Lithium en de chip
De kleine chips gaan het patiënten die vaak naar het ziekenhuis moeten een stuk makkelijker maken. Patiënten die veel tijd kwijt zijn met ziekenhuisbezoek om iets in een lab te laten testen, kunnen dat met de lab-on-a-chip voortaan gewoon thuis doen. De eerste chip die komt, meet in het bloed de dosis lithium – een medicijn dat door ongeveer vijftigduizend manisch depressieve patiënten in Nederland wordt geslikt.
“Nu moeten mensen die lithium slikken precies 12 uur na de laatste medicijninname in het ziekenhuis een lithiummeting doen”, licht Van den Berg toe. “Dat alleen al is moeilijk haalbaar, maar als er bij de kliniek ook nog eens een lange rij staat waar je per se moet voordringen om op tijd te zijn, is dat stressvol. Zeker voor iemand die manisch depressief is.” Met de lab-on-a-chip-test, die maar ongeveer vijftien euro gaat kosten en wegwerpbaar is, kan zo’n patiënt thuisblijven en hoeft hij alleen naar het ziekenhuis als er iets mis is.
“De ontwikkeling van lithium-chip is begonnen als een promotieonderzoek van tien jaar geleden”, herinnert Van den Berg zich. “Nu hebben studenten zo’n drie, vier jaar geleden het bedrijf Medimate opgezet. Het wordt het eerste bedrijf dat een lab-on-a-chip klinisch gaat testen en gauw in de praktijk gaat brengen.”
Miljoenen chips: spotgoedkoop
Inmiddels heeft Medimate duizenden lithium-chips in elkaar geknutseld. Zo kunnen de makers goed zien of er hier en daar productiefoutjes zijn. Want ja, wanner je als patiënt het ding gebruikt om te zien of je genoeg lithium slikt, wil je niet dat ‘ie er af en toe naast zit. Wanneer de lithium-chips betrouwbaar genoeg zijn, worden ze met echte patiënten getest, iets wat de komende maanden in gang gezet gaat worden. Als alles volgens verwachting loopt brengt Medimate de chips binnen een jaar op de markt. En dan maken ze er miljoenen.
Ondanks dat de lab-on-a-chip ingewikkeld is en nano-structuren zoals minuscule kanalen bevat, is hij niet duur. Vooral omdat de fabricage gemakkelijk grote aantallen kan leveren. Het is zelfs zo dat de chip niet van silicium is – waar alle computer- en telefoonchips van zijn gemaakt – maar van glas. “We hebben bewust gekozen voor relatief goedkoop materiaal. Zo houd je ze nuttig voor iedereen.”
Één druppel: chip vol
Maar hoe werkt de chip nou precies? Net zoals een gewoon lab vol staat met verschillende machines, zitten op een doorsnee lab-on-a-chip ook meerdere nano-machines. Die apparaten zorgen er samen in kleine stapjes voor dat je ingewikkelde dingen in één druppel vloeistof zoals bloed kunt meten.
Van den Berg: “De vloeistof komt terecht in een kanalensysteem dat we speciaal hebben ontworpen om bepaalde stoffen te scheiden. De stoffen die je wilt onderzoeken worden dan met hulp van een kleine elektrische spanning afgevoerd naar aparte meetplekken op de chip.” Op die plekken zitten micro- en nanodetectorendie stofjes tellen, zoals bijvoorbeeld lithiumdeeltjes.
De opmars
De lithium-chip is nog maar het begin. Er zijn meer onderzoekers en studenten die met Van den Bergs begeleiding een bedrijfje hebben gestart. Als alles goed gaat komt er over een jaar of twee een promovendus met een chip die mannen kan helpen met vruchtbaarheidstests. Met zo’n chip kan dat mooi thuis, zonder gênante ervaring in het ziekenhuis. Het idee is dat zulke apparaatjes in de apotheek of bij de drogist te koop zijn. Verder zet een andere groep een bedrijfje op die chips bouwt die de gezondheid van melkkoeien erg precies kunnen meten.
De nanotechnoloog denkt niet dat de massa lab-on-a-chips die gaat komen, ervoor zorgt dat echte laboratoriumonderzoekers zonder werk komen te zitten. “Een laborant heeft juist baat bij dit soort technieken. Met de informatie die ze uit de chip krijgen, kunnen ze juist veel gerichter werken. Dat maakt medische laboratoriumtests – en daarmee een belangrijk deel van de gezondheidszorg – efficiënter en uiteindelijk goedkoper.”
Ook in dit dossier
- Nanomachines in je lijf
- Van gadget tot levensredder
- Nano-na-aperij: plakken en afstoten
- Nano (nog) geen risico
Zie ook
- Nanotechnologie op Kennislink
- Albert van den Berg ontvangt Spinazopremie 2009 (Kennislinkartikel)
- Chip voor screening van medicijnen (Kennislinkartikel)
- Minilaboratorium draait megaproductie (Kennislinkartikel)
- Website MESA+ Instituut Twente, waar Van den Berg hoogleraar is (deels Engels)
- Nanotechnologie op Wikipedia
Meer biotechnologie op Ditisbiotechnologie.nl