Högteknologisk visualisering av biologiska prover

Forskningsinfrastrukturen BioVis erbjuder många instrument för visualisering av biologiska prover. Bland annat transmissionselektronmikroskopi (TEM).
Sedan 2007 har plattformen BioVis funnits till hjälp för forskare över många olika discipliner.
Som en tredelad infrastruktur finns flertalet verktyg som hjälper forskare med visualisering och analys av biologiska prover. BioVis är en sammanhållen infrastruktur som är indelad i de olika noderna ljusmikroskopi, elektronmikroskopi, flödescytometri och cellsortering.
Som guidning finns erfaren personal i form av fem anställda, där Dirk Pacholsky är chef över plattformen.
– Vår stora kundkrets är forskare från Uppsala universitet, men såväl nu som historiskt har det varit en tyngdpunkt mot forskare från institutionen för immunologi, genetik och patologi (IGP). Det har ibland lett till en missuppfattning att BioVis är en infrastruktur för forskare vid IGP, men så är inte fallet. Vi är öppna för alla som ser ett behov av att använda de instrument vi förfogar över, säger Dirk Pacholsky.

Dirk Pacholsky är chef för BioVis och ansvarig för flödescytometri inom infrastrukturen. Foto: Dirk Pacholsky/Gerling.
Fullservice eller självservice
För de forskare som vänder sig till BioVis för ljusmikroskopi, elektronmikroskopi, flödescytometri eller cellsortering finns två olika modeller för stöd.
– Vi brukar tala om fullservice eller självservice. Vid det förstnämnda kommer du som forskare med dina färdigprocessade prover och vi opererar instrumenten för ljusmikroskopi eller flödescytometri. För elektronmikroskopi erbjuder vi samma sak, fast här kan vi även vanligtvis vara behjälpliga med att förbereda proverna. Den andra vägen är att sköta instrumenten på egen hand och då tillhandahåller vi en introduktionskurs som vi ger en gång per månad och därefter får man tillgång till att köra instrumenten själv, berättar Dirk.
BioVis startades 2007 av Lena Claesson-Welsh, professor vid IGP. Sedan dess har utvecklingen gått framåt rejält, både sett till antalet instrument och användningen av dem.

BioVis startades av Lena Claesson-Welsh, professor vid institutionen för immunologi, genetik och patologi. Foto: Dirk Pacholsky.
– Alldeles i början var det mycket en ”one-man-show” med min föregångare och endast ett instrument inom varje segment. Jag kom in 2009 och ungefär ett år senare exploderade det rejält. Under de kommande sex åren var vi en del av SciLifeLab och nådde vår högsta personalsiffra på sex anställda totalt. Från 2017 fram till nu har vi Rudbecklaboratoriet som hemvist och 12 olika instrument fördelat på de olika noderna. Men från och med 2024 har vi också en ny anläggning vid Biomedicinskt Centrum (BMC), säger Dirk Pacholsky och fortsätter:
– Där har vi placerat en flödescytometer och planerar att följa upp med ett konfokalmikroskop. Målet med BMC-anläggningen är att skapa en förlängning av BioVis som kommer att erbjuda flödescytometri, ljusmikroskopi och cellsortering. För att det ska bli verklighet måste en del strukturella förändringar ske i fråga om personal och inte minst finansiering.

Ljusmikroskopi är en av delarna som erbjuds vid BioVis på både Rudbecklaboratoriet och BMC. Bland annat finns detta konfokala mikroskop.
Medfarm står för den största delen av finansieringen, men IGP har genom åren investerat omkring 21 miljoner kronor i infrastrukturen. Den tredje inkomstkällan är avgifter från de som använder instrumenten.
– Majoriteten av de som kommer till oss är forskare vid Uppsala universitet, vilka tack vare vår finansiering från Medfarm kan använda våra instrument till subventionerat pris. Vi har också externa användare i form av andra lärosäten och företag som betalar ett högre pris.
Finns det några krav som måste uppfyllas för att använda instrumenten?
– Vi är ett öppet labb och har egentligen inga krav eller kriterier på det sättet. Vill man komma hit så är vi behjälpliga. Vill man däremot använda instrumenten på egen hand behöver man gå vår introduktionskurs.
– Infrastrukturer drivs ofta av professorer som är kunniga inom specifik forskning. På BioVis är vi istället experter på instrumenten och det gör oss väldigt effektiva. Det innebär sammanfattningsvis att om man vill få plats hos oss, så får man det. Cellsortering kan ha en väntetid på max två veckor, medan det inom flödescytometri eller ljus- och även elektronmikroskopi är mycket högre genomströmning, säger Dirk Pacholsky.
Utmaningar och möjligheter
BioVis framtid ser ljus ut, men som alltid finns det både utmaningar och möjligheter. I mångt och mycket går de båda hand i hand, menar Dirk Pacholsky.
– En av utmaningarna vi står inför är att försöka få redundans vid instrumenten så att vi kan vara två personer vid varje nod. Som det ser ut idag är vi två på alla, utom inom flödescytometri där det bara är jag. Om det blir verklighet framöver skulle det öppnas ”ledig” tid, som vi i så fall kan använda för metodutveckling inom BioVis och som i sin tur kan bidra till utveckling av infrastrukturen och servicen till våra kunder.
Robin Widing
BioVis tre olika delar
Elektronmikroskopi
Elektronmikroskopi ger högre förstoring och upplösning än ljusmikroskopi genom att använda en elektronstråle och ett system av elektronlinser för avbildning. Detta möjliggör detaljerad visualisering av provets ultrastruktur. Det finns två huvudtyper: transmissionselektronmikroskopi (TEM), som ger detaljerade interna bilder, och svepelektronmikroskopi (SEM), som erbjuder detaljerade ytbilder. Denna avancerade avbildningsmetod är avgörande inom områden som materialvetenskap, biologi och nanoteknologi, för att studera strukturer på molekylär och atomär nivå. BioVis erbjuder TEM och ett laboratorium för provberedning.
Ljusmikroskopi
Ljusmikroskopi använder synligt ljus och ett system av linser för avbildning av små prover och deras strukturer. Olika metoder, som ljusfältmikroskopi, faskontrastmikroskopi, fluorescensmikroskopi, och till och med superupplösning finns tillgängliga. Varje metod framhäver olika aspekter av provets egenskaper. Ljusmikroskop är grundläggande verktyg inom biologi, medicin och materialvetenskap för att undersöka cellstrukturer, mikroorganismer och andra små detaljer. BioVis erbjuder slide scanner, konfokalmikroskopi, STED och tvåfotonmikroskopi.
Flödescytometri
Denna metod möjliggör snabb och samtidig flerparametrisk analys av tusentals partiklar per sekund, och identifierar och kvantifierar specifika cellpopulationer baserat på markörer märkta med fluorescerande färgämnen. Flödescytometri används i stor utsträckning inom forskning och klinisk diagnostik för tillämpningar såsom immunfenotypning, cellsortering och mätning av cellulära funktioner. BioVis har två olika flödescytometrar och två olika cellsorterare.