In Amsterdam ontwikkelt Govert Somsen nieuwe methodes om complexe moleculen uit elkaar te houden aan de hand van zeer kleine verschillen. Een select doch belangrijk publiek is hem er dankbaar voor. ‘Als analytisch chemici moeten we zelf zorgen dat we de erkenning krijgen die we verdienen.’

‘Ik zal eerlijk zijn: ik weet het ook niet’, zegt Govert Somsen (56) als we hem vragen hoe hij de Power List heeft weten te halen, de wereldwijde top honderd van het gezaghebbende tijdschrift The Analytical Scientist. ‘Mijn succes zit in dingen doen, mooie publicaties maken en daarover vertellen. Maar ik heb er geen marketingstrategie voor.’

Dat laatste verklaart wellicht dat je als buitenstaander niet zo veel hoort over Somsen en zijn werk als hoogleraar aan de Vrije Universiteit in Amsterdam. Terwijl ze hem binnen de analytische wereld uitstekend weten te vinden. ‘Samen met de Universiteit van Amsterdam hebben we een succesvolle analytical sciences track binnen onze gezamenlijke masteropleiding scheikunde. Die wordt nu gevolgd door honderdvijftig studenten’, vertelt Somsen trots. ‘De meesten daarvan komen niet van onze eigen bacheloropleiding en een kwart komt uit het buitenland. Regelmatig doen ze een afstudeerproject voor of binnen het bedrijfsleven. Ook onze promovendi besteden een deel van hun tijd binnen de industrie. En bijna iedereen die niet gaat promoveren, gaat eigenlijk datgene doen waarvoor hij is opgeleid.’

‘Het is niet onverstandig iets moeilijks te doen’

Bedrijven hebben veel analytici nodig, stelt Somsen. ‘Menig organicus wordt ict-specialist of iets dergelijks omdat er niet genoeg banen zijn in de organische chemie. Wat dat betreft staan wij als analytici vol in de maatschappij. We werken samen met de instanties waar onze mensen later gaan werken. Ik zou wel vaker willen horen dat we dat zo goed voor elkaar hebben.’

Je haalde zelf ooit een onderwijsbevoegdheid. Was de kans op een baan binnen het vakgebied indertijd minder groot?

‘Dat was niet de reden. Lesgeven doe ik graag, dat besefte ik al toen ik studeerde. In die tijd kon je nog een eerstegraadsbevoegdheid halen als onderdeel van je studie. Pas daarna ben ik mijn hoofdvak gaan doen en ben ik het onderzoek ingerold. Zo gaan die dingen.’

Sindsdien heb je vooral naam gemaakt met capillair-elektroforese (CE). Niet het meest voor de hand liggende specialisme om te kiezen.

‘Het is niet onverstandig iets moeilijks te doen, iets waarmee niet Jan en alleman al bezig is. Voor mijn promotie koos ik al zo’n onderwerp: IR- en Ramanspectroscopie koppelen met vloeistofchromatografie, LC. Het kost natuurlijk veel tijd en moeite maar als het tegenzit heb je altijd nog een goede publicatie, en als het meezit een geweldige doorbraak. Maar het heeft ook zijn beperkingen. Je werk is immers niet altijd over de volle breedte zichtbaar.

Maar laten we het verhaal niet mooier maken dan het is. Ik werd in Groningen aangesteld als universitair docent door wijlen Ad de Jong. Die zei: ‘We hebben hier CE-instrumenten staan, daar moeten we iets mee gaan doen’. Eerst scheidden we er kleine moleculen mee maar ik zag al snel dat eiwitanalyses ook mogelijk moesten zijn. Biofarmaceutica waren toen sterk in opkomst, maar LC van intacte eiwitten werkte nog niet zo lekker. Meestal knipte men ze eerst in stukjes, maar zo gingen functionaliteit en structuur verloren.

Het aardige van CE is dat je niet werkt met een stationaire fase, zoals bij LC. Het is een leeg buisje waar moleculen doorheen worden getrokken onder invloed van een potentiaalverschil tussen de uiteinden. Zolang je zorgt dat de eiwitten onderweg niet adsorberen aan de wand, kun je er geweldige scheidingen mee doen en heel subtiele verschillen zichtbaar maken.’

Waarom is dat zo belangrijk?

‘Gaandeweg is het veld gaan inzien dat veel eiwitten voorkomen in verschillende vormen, proteoforms. Glycosylering is een goed voorbeeld: aan één eiwit kunnen allerlei glycanen hangen. Maar je ziet ook chemische veranderingen zonder dat het eiwit een andere naam krijgt.

De belangstelling naar de rol daarvan groeit sterk. Voor de werking van veel therapeutische eiwitten is het heel belangrijk dat je de juiste proteoforms gebruikt, al weten we vaak nog niet eens waarom. Het speelt ook in de voedselindustrie. Bij DSM ontwikkelen ze enzymen om brood mooi te laten rijzen, en ook daarvoor is het glycosyleringspatroon belangrijk.’

© Friso Spoelstra

Hoe staat het in verhouding met het eiwitonderzoek van iemand als Albert Heck?

‘Albert is goed in het in één keer scheiden en karakteriseren van grote eiwitten met massaspectrometrie. Geweldig werk. Maar als ik over zijn MS-apparatuur kon beschikken, zou ik die nog steeds koppelen met CE of LC. Waar wij goed in zijn, is het creëren van meer selectiviteit in de scheiding door nieuwe technieken toe te passen en bestaande anders in te vullen. Met CE kun je kleine ladingsverschillen heel goed in kaart brengen, zodat je kunt differentiëren op subtiel afwijkende glycanen. En dat is bijvoorbeeld weer de enige manier om synthetische epo te onderscheiden van de proteoforms die atleten van nature aanmaken.

Ik ben ook erg geïnteresseerd geraakt in 3D-conformatieverschillen. De meetmethode mag daarbij niet de 3D-structuur beïnvloeden en dat is best een zware eis, zeker bij LC. Met organische oplosmiddelen en stationaire fases gaan eiwitten interacties aan, en dan behouden ze niet hun vorm. We zijn nu heel erg bezig met native separations waarbij het eiwit wél in vorm blijft, en dus ook zijn activiteit behoudt. Alweer een deels onontgonnen terrein.’

Je vertelde dat je momenteel ook veel doet met ionenmobiliteits­spectrometrie.

‘Het trapped ion mobility-instrument is een beetje ons paradepaardje. Het komt er op neer dat je een ion in de gasfase vangt in een gradiënt van een elektrisch veld waardoor een neutraal gas stroomt. Verschillen in lading en/of vorm leiden tot de scheiding. Een soort CE in de gasfase, dus. Samen met DSM en leverancier Bruker onderzoekt een van mijn promovendi of je hiermee conformatieverschillen van eiwitten en polymeren snel in beeld kunt brengen.’

Dit jaar ben je samen met DSM, Nouryon en BASF gestart met het project Unmatched, dat industriële polymeren beter wil karakteriseren. Een heel andere tak van sport?

‘Ik ben niet iemand die aan slechts een of twee toepassingen werkt. Voor polymeren hopen we dezelfde soort technologie te kunnen gebruiken als voor eiwitten. Bij die laatste heb je nog de mazzel dat er een template is: de aminozuurvolgorde van een eiwit is altijd hetzelfde. Polymeren zijn een mix van een groot aantal verschillende ketenlengtes, vaak met willekeurige vertakkingen, waar ook nog functionele groepen over verdeeld kunnen zitten. De samenstelling van die mix bepaalt deels de eigenschappen van de producten die je ervan maakt. Nu is de productie nog vaak een kwestie van uitproberen. Om er beter de vinger achter te krijgen, zou je meetmethodes moeten hebben die de diversiteit van zulke ketenmoleculen goed in kaart kunnen brengen.

‘Het trapped ion mobility-instrument is een beetje ons paradepaardje’

De vraagstelling komt uit de industrie, net als bijna de helft van het budget van € 1,7 miljoen. Ik vind het een mooi terrein om te werken. Ondanks dat we zulke polymeren zelf ontwerpen en maken, weten we niet hoe ze precies in elkaar zitten.’

Ik zag ook een promotie langskomen op het gebied van slangengif.

‘Dat draait om bioactivity screening: actieve moleculen zoeken in een complex mengsel. Na de scheiding, hier met LC, splitsen we de stroom in tweeën. Een deel gaat naar een hogeresolutie-MS die de massa’s registreert van alle stoffen die langskomen. De rest verdelen we in fracties van elk zes seconden, en op elke fractie voeren we een bioassay uit. Als je biologische activiteit vindt, correleer je die met de gevonden massa’s om uit te vinden welke stof hiervoor verantwoordelijk is. Ons laatste prototype verzamelt de fracties in de vorm van nanodruppeltjes, in holtes op hydrofoob gemaakte glasplaatjes, omdat de hoeveelheid vloeistof te klein wordt voor een welletje. Gelukkig hebben we hier een heel goede werkplaats waarmee we zulke technische ontwikkelingen samen voor elkaar kunnen boksen.

Op die manier zoeken we naar actieve verbindingen in slangengif, voor drug discovery of voor de ontwikkeling van tegengiffen. Maar ook metabolieten van geneesmiddelen die onverwachte activiteit vertonen, kun je ermee opsporen. En bij milieuonderzoek kun je met zo’n bepaling contaminanten vinden die niet op de lijst met targets staan.’

Het klinkt alsof de analytische chemie in Nederland niet zo dood is als wel eens is beweerd.

‘Nee, we hebben wel degelijk een grote en succesvolle community. Het COAST-programma getuigt daarvan. Maar wij analytici behoren niet tot één enkele scheikundige discipline. Sinds de reorganisatie kent men bij NWO de pilaren leven, materialen, conversie en fundamenten; wij zijn actief in allemaal. Dat is natuurlijk heel fijn, maar het maakt het lastiger om verenigd je stem goed te laten horen.’

Moet je dan niet zelf iets organiseren?

‘Dat doen we. In mei organiseren we voor de derde keer FAST, het Forum for Analytical Science and Technology. Het is een succes en wordt goed bezocht door de analytische groepen in Nederland. Maar ik vind dat we meer ambitie moeten hebben. Vergelijk het met de organische chemie die mede zo sterk is dankzij een community feel, het gevoel van een gemeenschappelijk belang dat ook wordt uitgedragen.

Ik maak me een beetje zorgen over de tanende belangstelling van analytisch chemici voor CHAINS, toch dé nationale chemische meeting van het jaar. Met name voor mensen waarmee wij samenwerken in het bedrijfsleven, lijkt het minder vanzelfsprekend te worden om er tijd voor vrij te maken. Het zou goed zijn als CHAINS ook voor hen aantrekkelijker wordt.’

Govert Somsen

2016-heden: editor van Journal of Chromatography B
2013-heden: hoogleraar Biomoleculaire Analyse en Analytische Chemie, Vrije Universiteit Amsterdam
2001-2012: universitair hoofddocent, Universiteit Utrecht
1996-2001: universitair docent, Rijksuniversiteit Groningen
1997: promotie, VU Amsterdam
1989: doctoraal, VU Amsterdam