8 | FORSKNING / RESEARCH | NR. 2·2018
Forskere skaber mikroskopisk TEST Af Bertel Henning
Hvis der opstår mistanke om gift i drikkevandet,
i leverpostejen eller for den sags
skyld i luften, er det en alvorlig sag. Derfor
er det godt at kunne lave lynhurtige og
meget sikre test, så man kan nå at træffe
de rette foranstaltninger – eller berolige
borgerne efter en falsk alarm.
Men mange giftstoffer er meget svære
at spore.
Det er baggrunden for, at Anders Kristensen,
professor ved DTU Nanotech,
og hans forskningsgruppe sammen med
israelske kolleger har opfundet en sensor,
hvor bakterier helt bogstaveligt lyser op,
når de udsættes for giftstof.
Metoden fungerer ved hjælp af en nanofotonisk
chip, hvor man har anbragt nogle
genmodificerede colibakterier, der har fået
den egenskab, at de udsender et svagt lys,
hvis de kommer i kontakt med bestemte
giftstoffer. Bakterierne kan ‘
kodes’ til at
holde øje med forskellige gifte, og de kan
derfor bruges meget specifikt. Problemet
har hidtil været, at de udsender et meget
svagt lys, som let ‘drukner’, fordi de modificerede
bakterier er omgivet af alle mulige
andre bakterier, der også lyser lidt op.
Så det nye i Anders Kristensens opfindelse
er den måde, man nu kan isolere
de bakterier, man bruger som detektorer,
altså de bakterier, man gerne vil se.
Researchers create microscopic toxin alarm
TESTING The suspected presence of toxins in
drinking water, liver paté—or indeed the air—
is a serious concern. The ability to provide immediate,
reliable testing so authorities can take
appropriate action—or reassure citizens after
a false alarm—is therefore crucial.
However, many toxic substances are extremely
difficult to trace, which is why—together
with Israeli colleagues—Professor Anders
Kristensen from DTU Nanotech and his
research group have invented a sensor that
causes bacteria to literally light up when exposed
to toxins.
The method employs a nanophotonic chip
onto which genetically modified coliform bacteria
have been placed, causing the bacteria to
Ved at ætse en trekantet kanal ned i et
siliciumkrystal og herefter oxidere det, så
krystallen får en glasoverflade, og til sidst
pålægge en tynd film af aluminium kan
man nu isolere lyset fra enkelte colibakterier
uden andet lys, der kan forplumre
billedet, forklarer han.
Det kan oversættes til, at man laver
en lille rende på ganske få mikrometers
bredde og hernede koncentrerer lyset fra
de ‘rigtige’ bakterier. På den måde opnår
emit a faint light when exposed to certain toxic
substances. The bacteria, which can be ‘encoded’
to monitor different toxins, are therefore
very toxin-specific. In the past, the problem
has been that the very faint light emitted by the
modified bacteria was easily ‘drowned out’ by
the weak light radiated by all the other bacteria
surrounding them. Anders Kristensen’s invention
man et renere billede, der er lettere at aflæse.
Som at se stjerner på landet
Anders Kristensen sammenligner sine
resultater med at se på en stjernehimmel
på en frostklar decembernat langt ude på
landet, sammenlignet med at se på stjerner
midt på Københavns rådhusplads.
Når der ikke er andre lyskilder i nærheden,
står billedet markant stærkere
is groundbreaking in that it isolates the
bacteria used as detectors—i.e. the bacteria researchers
want to see. He explains that by etching
a triangular channel onto a silicon crystal,
oxidizing it so that the crystal acquires a glass
surface, and finally coating it with a thin aluminium
film, it is now possible to isolate the
light from the individual coliform bacteria.
DTU-forskere har sammen med israelske kolleger
skabt en sensor med bakterier, som lyser op, når de
udsættes for bestemte giftstoffer.
Topforsker vender hjem til DTU
PROFESSORAT Villum Fonden gør det muligt at hente den førende katalyseforsker Jens Kehlet Nørskov hjem fra Stanford.
Af Anne Frederiksen
En bevilling på 28 mio. kr. fra Villum
Fonden gør det muligt at oprette et Villum
Kann Rasmussen-professorat på
DTU til den internationalt førende katalyseforsker
Jens Kehlet Nørskov. Han skal
bl.a. lede etableringen af et nyt center for
katalyseteori og stå i spidsen for et stort
europæisk forskningsinitiativ inden for
bæredygtig energiproduktion.
Jens Kehlet Nørskov er i øjeblikket ansat
på Stanford University og har etableret
sig som verdens førende forsker inden
for teoretisk katalyse. Katalyse er betegnelsen
for den teknologi, der bruges til
at kontrollere kemiske processer, og som
udgør hjørnestenen i størstedelen af den
kemiske produktion. Forskningsfeltet har
stort fokus i dag, fordi det er en afgørende
komponent i udviklingen af nye bæredygtige
teknologier til fremtidens produktion
af brændstoffer og kemikalier.
„Villum Fonden er glad for, at vi med
etableringen af dette Villum Kann Rasmussen
professorat ved DTU kan medvirke
til at realisere en unik mulighed for
at få en topforsker af allerhøjeste, internationale
kaliber til Danmark,“ siger Jens
Kann-Rasmussen, bestyrelsesformand i
Villum Fonden.
„Denne type bevilling giver vi sjældent
og kun, når muligheden opstår for
at få en helt ekstraordinær forsker til et
dansk universitet. Jens Kehlet Nørskov
er i fuld gang med en enestående videnskabelig
karriere, og vi er overbeviste om,
at Jens kan fortsætte sin excellente forskning
og udvikle et blivende forskningsmiljø
på DTU, der vil levere resultater i
særklasse i lang tid fremover.“
I det nye professorat skal Jens Kehlet
Nørskov stå i spidsen for et stort energiforskningsinitiativ.
Det sker blandt andet
med etableringen af et nyt center for katalyseteori
og samarbejder, som både skal
omfatte forskning, erhvervssamarbejde
og undervisning af studerende. Jens Kehlet
Nørskov skal endvidere stå i spidsen
for et stort europæisk forskningsinitiativ
inden for bæredygtig energiproduktion.
Satsningen er en naturlig forlængelse af
arbejdet i Villum Center for the Science
of Sustainable Fuels and Chemicals, der
blev etableret på DTU i 2016.
Styrket energiforskning
DTU vil med ansættelsen af Jens Kehlet
Nørskov yderligere befæste sin nuværende
position inden for energiforskning,
der ud over katalyse omfatter forskning i
vindenergi, energikonvertering, energilagring
og energisystemer. Danmark har
med sin høje andel af energiproduktion
fra vedvarende energikilder en unik position
i forhold til at kunne demonstrere
fremtidens energisystemer.
„DTU vil med det nye center sætte
endnu mere turbo på forskningen i energi
og løsninger til eksempelvis at lagre og
transportere sol- og vindenergi. Det vil
være et væsentligt bidrag til at sikre den
grønne omstilling i det danske samfund
og i danske virksomheder, “ siger prorektor
Rasmus Larsen.
Produktionen af elektricitet fra sol og
vind er nu blevet økonomisk bæredygtig
og kan bidrage til omstillingen. Men der
er fortsat udfordringer med at lagre og
transportere energien. Her kan katalytiske
processer komme til at spille en afgørende
rolle. De kan bruges til at producere
bæredygtige brændstoffer ved hjælp
af vand, kuldioxid og elektricitet fra de
vedvarende energikilder – kunstig benzin,
der kan fungere som erstatning for de
nuværende fossile brændstoffer.
Mere effektive katalysatorer
Jens Kehlet Nørskov vil på DTU fortsætte
sin forskning i katalysatorer.
„Problemet er, at vi i dag ikke har
katalysatorer, der er effektive nok til at
omsætte solenergi til brændstoffer. Vi
har brug for helt nye typer af materialer,
der kan katalysere disse processer. I min
forskning bruger vi kvantefysiske beregningsmetoder
på supercomputere til at
simulere processerne, og metoderne er i
dag så avancerede, at de kan bruges til at
designe nye katalytiske materialer,“ siger
Jens Kehlet Nørskov.
Jens Kehlet Nørskov har tidligere være
ansat på DTU, men blev hentet til Stan-
Professor Anders Kristensens forskningsgruppe
og hans israelske kolleger har
opfundet en sensor, hvor bakterier lyser
op, når de udsættes for giftstof.
Professor Anders Kristensen’s research
group and his Israeli colleagues have invented
a sensor whereby bacteria emit light when
exposed to toxins.
FOTO DTU
Når genmodificerede colibakterier udsættes for giftstoffer (markeret med blåt), kan
den kemiske stimulation udløse en produktion af grønne fluorescerende proteiner.
When genetically modified coliform bacteria are exposed to toxic substances (marked with
blue), the chemical stimulation can trigger a production of green fluorescent proteins.