Flitstest voor bacteriën
Bacteriën opsporen, klaar terwijl u wacht! Onderzoeker en universitair hoofddocent Sensor Engineering Bart van Grinsven deed een onverwachte ontdekking. Hij vond een snelle testmethode op basis van warmteoverdracht, waarmee microdeeltjes (bacteriën, vergif, eiwitten) in een vloeistof kunnen worden gedetecteerd. Vanuit de startup Sensip-dx bouwt Jaap Drenth 'de technologie van Bart' uit tot een commercieel testapparaat. Dit jaar komt het beschikbaar voor de voedingsindustrie.
Het is een populaire gemeenplaats. Uitvindingen worden begroet met de uitroep 'eureka', ik heb gevonden wat ik zocht. Maar dat was bij Bart van Grinsven bepaald niet het geval. "Het was eerder iets van: dat is grappig, wat gebeurt hier? Ik struikelde er min of meer over en kwam pas na tien maanden meetfouten vergeefs wegpoetsen op de gedachte: dit is iets compleet nieuws." Het is ingewikkelde materie, maar wat Van Grinsven ontdekte was dat als kleine deeltjes, in zijn onderzoek DNA, zich vasthechten aan een oppervlak, het mogelijk is dit te detecteren door middel van de meting van warmteoverdracht. Dat lukte hem dus bij DNA, later bij cellen en weer later ook bij nog grotere entiteiten zoals bacteriën.
De kracht van de technologie ligt niet in de hoogste graad van detectie, vertelt Van Grinsven. "Perfectie is vaak de grootste vijand van voldoende goed.” Met andere woorden: je moet in de zoektocht naar iets optimaals niet de implementatie van een goede verbetering nalaten. "We halen nooit de precisie van een PCR-test, maar dat hoeft ook niet. Vergelijk het met de covid-sneltest. Onze techniek levert snel, goedkoop en betrouwbaar een goed resultaat en is bij veel toepassingen onverslaanbaar. Je gaat aan de slag met alleen maar twee thermometers en een vermogensweerstand, dat is ongeëvenaard."
Bart van Grinsven en Jaap Drenth
Buitenkans
Bij de verdere ontwikkeling van de techniek verscheen Jaap Drenth op het toneel. Toen was het initiatief voor de start-up Sensip-dx inmiddels genomen. "Ik had contact met de afdeling Valorisation van Brightlands Health Campus, die ervoor zorgt dat een technologie naar de markt gebracht wordt en trof een met patenten beschermde uitvinding met ontzettend veel mogelijkheden aan. In principe is het overal toepasbaar waar vervuiling plaatsvindt: in bloed, urine, water, voedsel. Het is ook meer dan een goede verbetering van bestaande technieken en maakt echt een verschil. Om succes te hebben moet je een betaalbare oplossing bieden voor een probleem, waarvan iemand wakker ligt."
Dat bleek het geval in de voedingsindustrie. Een zorgenkind daar is de tijdrovende detectie van levende bacteriën. Drenth: "Dat gebeurt meestal door het op kweek zetten van monsters en het kan tot drie dagen duren voordat je resultaat hebt. Dat kan met onze technologie in een kwartier. Wat het mogelijk maakt om al tijdens het productieproces te beoordelen of er ergens verkeerde bacteriën schuilen." Er deed zich bovendien een buitenkans voor. Drenth kreeg te horen dat bestaande testmethoden niet het verschil tussen levende en dode bacteriën kunnen bepalen. “Lastig bij bijvoorbeeld gepasteuriseerde melk, waarin altijd brokstukken dode bacterie blijven zitten, en er bijna altijd een positieve test volgt. Onderzoek wijst uit dat onze techniek dit verschil wel kan aangeven. Dat is een unique selling point, waarover iedereen in de voedingsindustrie enthousiast is."
Jaap Drenth is CEO en medeoprichter van de startup Sensip-dx, van waaruit zijn team de technologie verder ontwikkelt en op de markt brengt. Hij deed de masters Business Economics en Information Sciences aan Universiteit Tilburg en voltooide de postdoctorale opleiding Register Controller aan Universiteit Maastricht.
Frankenstein prototype
Een volgende stap in de ontwikkeling is om de technologie om te zetten tot een praktisch apparaat. De grote machines in het laboratorium zijn niet geschikt voor de markt. Van Grinsven: "Investeerders rennen er voor weg. En je moet het apparaat in korte tijd in grote getale kunnen produceren." Inmiddels is er een werkend meetapparaat. Drenth: "Dat is nog een Frankenstein prototype, groot en lomp. Wij werken nu toe naar een handig apparaat, waarin je een paar milliliter gooit en dat na een druk op een knop na een kwartier een resultaat geeft." Dit jaar wordt de stap genomen om het apparaat in serieproductie op de markt te brengen.
Mogelijk wacht er dan een slepend certificeringstraject, maar daarop hoef je volgens Drenth niet te wachten. "Je kunt intussen op zoek gaan naar killer applicaties. Dat zijn toepassingen voor nu onoplosbare problemen van klanten, die Sensip-dx wel kan oplossen en waarvoor geen regelgeving nodig is." Hij denkt aan testen van bijvoorbeeld fermentatieproducten en probiotica. Probiotica zijn levende goede bacteriën die soms aan voeding worden toegevoegd, maar waarbij de hoeveelheid bacteriën in een product moeilijk te bepalen is. “Via zulke applicaties maak je een klant blij, krijg je inkomsten en kun je meer generatieve toepassingen ontwikkelen en intussen voldoen aan de regels voor certificering"
Bart van Grinsven is universitair hoofddocent Sensor Engineering aan de Faculteit Science and Engineering aan Universiteit Maastricht. Hij deed een master bio-electronica en nanotechnologie aan Universiteit Hasselt en promoveerde er in Biosensor Research. Zijn expertise ligt in de ontwikkeling van elektrochemisch en op warmteoverdracht gebaseerde sensoren.
Springplank
Slaat de snelle testmethode inderdaad aan, dan vormt de voedingsindustrie een mooie springplank voor andere business cases. De testmethode leent zich voor velerlei detecties zoals van vitamines, vergiften, virussen en proteïnen. Drenth denkt aan het opsporen van Legionella in waterleidingen van gebouwen of giftige stoffen in vervuild water. Ook is het plan de techniek in te zetten voor medische doeleinden, zoals de detectie van eiwitten in urine. "Maar dat is een conservatieve wereld en je krijgt te maken met grote spelers met veel invloed en dat staat gelijk aan geld. Om in die wereld iets nieuws neer te zetten moet je eerst succes hebben in een andere sector."
Beiden vinden dat de technologie de samenleving ten goede zal komen. En meer dan dat: de techniek is bij uitstek geschikt om in armere landen en veraf gelegen streken in te zetten. Van Grinsven: "Je zou kunnen onderzoeken of de test gebruikt kan worden om parasieten eenvoudig en snel in bloed, drinkwater of feces te detecteren. Bij malaria is het cruciaal om in een vroeg stadium vast te stellen of je een parasiet hebt. In de toekomst zou ik deze toepassing wel fundamenteel willen onderzoeken." En wie weet, verlaat de uitvinding ooit de aarde. Een met ruimtevaartorganisatie NASA verbonden bedrijf heeft voor de toekomstige ruimtemissies naar Mars al geïnformeerd naar de technische mogelijkheden.
Hans van Vinkeveen (tekst), Philip Driessen (fotografie)
"Dit is nog een Frankenstein prototype, groot en lomp. Wij werken nu toe naar een handig apparaat, waarin je een paar milliliter gooit en dat na een druk op een knop na een kwartier een resultaat geeft."
Jaap Drenth
Lees ook
-
Zelfstandig besluiten nemen bij vergelijkbare situaties doen computers al volop. Maar kunnen zij ook kennis toepassen op nieuwe feiten? Mark Winands, de kersverse hoogleraar Machine Reasoning bij het Department of Advanced Computing Sciences (DACS), ontwikkelt rationeel handelende computerprogramma...
-
Zou het milieu erbij gebaat zijn als we plastic vervangen door papier of glas? Nee, is het verrassende antwoord van Kim Ragaert, hoogleraar Circular Plastics. Zij pleit voor een alternatieve aanpak, gericht op meer bewustwording en kennis op het gebied van recycling.
-
Gerard van Rooij, hoogleraar Plasmachemie, was de eerste promovendus van Ron Heeren, universiteitshoogleraar en directeur van het instituut M4i. Ze kijken samen terug op een pionierstijd, waarin zij de eerste wankele stappen naar de beeldvormend massaspectrometrie zetten.
