Dankzij de geboorte van het onderzoekslab en een groeiende invloed van de natuurwetenschappen in de negentiende eeuw kunnen we via experimenten en verbeterde instrumenten voor het eerst microscopisch kleine ziekteverwekkers isoleren, analyseren en bestrijden. De geschiedenis van het onderzoek naar micro-organismen zoals bacteriën gaat terug tot de zeventiende eeuw, naar lakenhandelaar Antoni van Leeuwenhoek die met zijn microscoop de grondlegger van de microbiologie werd. Hoe kan het dat een lakenhandelaar een dergelijk instrument ontwikkelde?
Ontdek het verhaal van de microscoop van Antoni van Leeuwenhoek in de video:
Onze geneeskunde heeft zich de afgelopen eeuwen enorm ontwikkeld. Toch is het medisch laboratorium tamelijk jong. Pas eind negentiende eeuw begonnen wetenschappers met onderzoek naar het lichaam en de oorzaken van ziekten in een gecontroleerde omgeving: dit gebeurde in het lab. Dankzij de geboorte van het onderzoekslab en een groeiende invloed van de natuurwetenschappen kunnen we via experimenten en verbeterde instrumenten voor het eerst microscopisch kleine ziekteverwekkers isoleren, analyseren en bestrijden.
De ontdekking van de bacterie als ‘ziektekiem’ eind negentiende eeuw werd kritisch ontvangen door veel artsen omdat zij vonden dat ze zelf het beste konden bepalen of een patiënt echt ziek was. Dankzij allerlei nieuwe instrumenten, kennis en technieken die het bestaan van ziekteverwekkers en lichaamswaarden konden aantonen (in het bijzonder de microscoop!) is de arts nu ook afhankelijk van labonderzoek om een goede diagnose te stellen.
Waar de stethoscoop het instrument bij uitstek is voor de arts, daar is de microscoop dat voor de medisch onderzoeker. De microscoop bracht de cel en de bacterie in beeld. Technische verbeteringen maakten het instrument vanaf 1830 veel krachtiger en betrouwbaarder. In landen als Duitsland en Frankrijk ontwikkelden producenten relatief eenvoudige en goedkope microscopen waarmee onderzoekers na 1850 zieke en gezonde weefsels, en later ook bacteriën, konden bekijken. In Engeland ontwikkelden instrumentmakers meer complexe microscopen, zoals de binoculaire microscoop van Henry Crouch. De geschiedenis van het onderzoek naar micro-organismen zoals bacteriën gaat terug tot de zeventiende eeuw, naar lakenhandelaar Antoni van Leeuwenhoek die met zijn microscoop de grondlegger van de microbiologie werd. Hoe kan het dat een lakenhandelaar een dergelijk instrument ontwikkelde?
Antoni van Leeuwenhoek raakte als lakenhandelaar bekend met het gebruik van vergrootglazen die hij gebruikte om de kwaliteit van de stof en de dichtheid van het weefsel te controleren. Op den duur begon hij zijn eigen lenzen te slijpen en polijsten. Rond 1670 ontwikkelde hij de enkelvoudige microscoop, die vele malen sterker kon vergroten dan de samengestelde microscopen uit die tijd.
Het ontwerp van Van Leeuwenhoeks microscopen is relatief eenvoudig: een miniem glazen lensje dat tussen twee metalen plaatjes is geklonken. Het preparaat zat op een pinnetje dat met schroefjes op en neer en dichterbij of verder van de lens kon bewegen. Zo stelde je scherp.
Maar waar microscopen van tijdgenoten een vergroting van rond de dertig maal bereikten, maakte Van Leeuwenhoek microscopen die tot tien keer krachtiger waren. De meeste van Van Leeuwenhoeks microscopen vergrootten zo’n tachtig maal. Maar er waren ook uitschieters bij met een vergrotingsfactor van 250, wat fenomenaal was voor die tijd. Hoe hij dat voor elkaar kreeg, was lange tijd een raadsel. Klopte zijn bewering dat hij een geavanceerde glasblaasmethode uitvond, zoals hij in 1711 in een zeldzaam openhartig moment losliet tegenover een groepje Duitse edelen? Of was de kwaliteit van de lens te danken aan secuur slijpwerk?
Onderzoek door het Reactor Instituut van de Technische Universiteit Delft wees een aantal jaren geleden uit dat er geen twijfel over bestaat: in een Van Leeuwenhoek microscoop zit niet een geblazen maar een geslepen lens. Er was dus geen exotische productiemethode, maar Van Leeuwenhoek was simpelweg bijzonder bedreven in het slijpen van zijn minuscule lenzen. Dit raadsel is opgelost met behulp van neutronentomografie waarmee het mogelijk is om een beeld op te bouwen van het binnenste van de microscoop zonder dat deze daarvoor opengebroken hoeft te worden.
Van Leeuwenhoek kon door zijn bijzondere slijpwijze dus velen malen meer zien dan zijn tijdgenoten. Door zijn lenzen zag hij voor het eerst zaadcellen, bloedlichaampjes en ‘kleine dierkens’, ofwel bacteriën. Wat Van Leeuwenhoek zag onder zijn apparaat was zo opzienbarend dat hij via een bevriende anatoom contact zocht met de wetenschappelijke wereld om zijn bevindingen te publiceren. Het overgrote deel van zijn waarnemingen heeft Van Leeuwenhoek vastgelegd in brieven aan de Royal Society, de Britse academie voor wetenschap in Londen. Van Leeuwenhoek correspondeerde tussen 1670 en 1720 met wetenschappers van de Royal Society en stuurde als bewijs diverse preparaten mee samen met tekeningen van kunstenaars en een omschrijving om de wetenschappers van de Royal Society te leiden bij het observeren van het preparaat in Londen. Deze preparaten zijn de oudst bewaard gebleven voorwerpen die ooit door een microscoop zijn gezien. Dankzij de publicatie van de meeste van zijn ontdekkingen in het toptijdschrift Philosophical Transactions werd hij wereldberoemd. Zijn systematische en uitgebreide onderzoek maken hem tot de grondlegger van de microbiologie.
In de zomer van 2019 is in een gezamenlijk onderzoeksproject waarbij Rijksmuseum Boerhaave samenwerkte met de University of Cambridge, The Royal Society en de Bibliotheca Hertziana – Max Planck Institute for Art History gereconstrueerd wat Antoni van Leeuwenhoek eeuwen geleden door zijn microscoop zag. De historische preparaten werden toen samengebracht met een Van Leeuwenhoek microscoop.
De bekende micro-fotograaf Wim van Egmond heeft de modernste digitale technieken ingezet om te laten zien wat Van Leeuwenhoek destijds zag. Hij heeft ieder preparaat door de lens van een originele Van Leeuwenhoek microscoop gefotografeerd. Behalve foto’s heeft Van Egmond ook filmbeelden gemaakt die de preparaten stukje voor stukje ‘afspeuren’ – zoals Van Leeuwenhoek zelf ook de wonderen van de microwereld aan zich voorbij moet hebben zien trekken. Door de opnames te vergelijken met de brieven die Van Leeuwenhoek aan de Royal Society schreef, hoopt een team internationale experts een beter inzicht te krijgen in Van Leeuwenhoeks baanbrekende waarnemingen en zijn gebruik van kunstenaars om de microscoopbeelden vast te leggen.
