VUB-hoogleraar Gert Desmet wint prestigieuze lifetime achievement award voor grensverleggend chemisch onderzoek
Hoe de verfrissende blik van een ‘outsider’ leidde tot miniatuur-pilaartjes op een chip en een AI-revolutie in de analytische chemie.
BRUSSEL — VUB-hoogleraar Gert Desmet heeft de prestigieuze Tswett-Nernst Award in ontvangst genomen. Deze internationale lifetime achievement award erkent zijn uitzonderlijke bijdragen aan de vloeistofchromatografie, een scheidingstechniek die essentieel is voor onder meer de opsporing van pesticiden, PFAS en medische biomarkers. Een opmerkelijke prestatie, zeker als je bedenkt dat Desmet helemaal geen analytisch chemicus van opleiding is.
De verfrissende blik van een outsider
Chromatografie bestaat al meer dan honderd jaar. Het is een techniek om complexe chemische mengsels op te splitsen in afzonderlijke componenten. Een vloeistof of gas duwt een monster door een stationair medium (zoals een buis of kolom gevuld met kiezel). Omdat moleculen een verschillende affiniteit hebben voor dat medium, reizen ze met wisselende snelheid door het systeem, waardoor afzonderlijke stoffen na elkaar nauwkeurig kunnen worden gedetecteerd. Als burgerlijk ingenieur in de chemische procestechnologie stootte Desmet tijdens zijn doctoraat op een praktisch probleem. Om dat op te lossen, moest hij buiten de grenzen van zijn eigen vakgebied kijken. Zo kwam hij terecht in de vloeistofchromatografie.
"Dat bleek een zodanig boeiend gebied te zijn met nog veel onontgonnen terrein dat ik mijn aandacht volledig daar naartoe verschoven heb," vertelt prof. Desmet. "Doordat ik als een outsider in het veld kwam, kon ik in veel gevallen met een originele kijk veel impact hebben."
Die originele aanpak bleek al snel uit zijn werk rond drukloze chromatografie. Waar de industrie vloeistoffen onder extreem hoge drukken tot 1500 bar door microscopische deeltjes pompt, bewees Desmet theoretisch en experimenteel dat het ook zonder die gigantische druk kan. "Het idee om zonder druk chromatografie te gaan doen, heeft mijn naam echt gemaakt in het veld. Het was niet altijd evident om als buitenstaander voet aan de grond te krijgen, maar het is allemaal mooi uitgedraaid."
Micro-pilaartjes op een siliciumchip
Een van zijn meest bekende doorbraken is de heruitvinding van de chromatografiekolom. In plaats van een buis te vullen met een rommelige pakking van losse deeltjes, ontwierp Desmet samen met zijn team siliciumchips waarop via lithografische etstechnieken een strak geordend netwerk van micro-pilaartjes wordt aangebracht.
Doordat de deeltjes in een traditionele kolom slordig door elkaar liggen, volgen de moleculen allemaal een lichtjes andere weg en komen ze in een gespreide slagorde uit de kolom. Met micro-pilaartjes op een chip krijgen alle moleculen exact dezelfde weg aangeboden. "De kunst in de chromatografie is om groepjes van dezelfde moleculen zo dicht mogelijk bij elkaar te houden," legt Desmet uit. "Met de etstechniek kunnen we die structuur op een perfect geordende manier fabriceren."
Deze vinding vormde het fundament voor PharmaFluidics , een succesvolle VUB-spin-off die later werd overgenomen door de internationale marktleider Thermo Fisher Scientific. Waar de pilaartjes bij de oprichting nog 5 micrometer groot waren, staat na een generatie van 2,5 micrometer nu de volgende stap van 1,25 micrometer klaar.
De sleutel tot de geneesmiddelen van de toekomst
De maatschappelijke en industriële vraag naar snellere en nauwkeurigere scheidingstechnieken is enorm. Denk aan de identificatie van biomerkers voor kankerscreenings of het analyseren van complexe menselijke stalen met duizenden verschillende eiwitten.
Om deze complexe puzzels nog sneller op te lossen, kijkt Desmet inmiddels alweer naar een nieuw vakgebied: kunstmatige intelligentie. In samenwerking met VUB AI-experts Ann Nowé en Pieter Libin werkt hij aan de integratie van AI binnen de chromatografie.
"Het kiezen van de juiste chromatografische condities is een heel complex probleem waar in de industrie bakken geld tegenaan gegooid wordt," verklaart Desmet. "Als men nu een sample krijgt en binnen de twee weken de juiste combinatie van parameters vindt om de moleculen uit elkaar te halen, heeft men goed gewerkt. Maar dat betekent wel twee weken werk met meerdere analisten en apparaten. AI kan ons helpen om dat proces drastisch te versnellen."
Ondanks zijn decennialange carrière en de nieuwe lifetime achievement award blijft de nieuwsgierigheid van de onderzoeker onverminderd groot. "Het blijft geweldig om te zien hoe de piekjes die aan de detector voorbijkomen zo heel scherp kunnen zijn. Dat moleculen van dezelfde soort zo nauw bij elkaar kunnen blijven terwijl ze door een systeem stromen, blijft fascinerend."
Contact:
Gert Desmet: gert.desmet@vub.be
Koen Stein
