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Gewebeproben schnell und einfach charakterisieren

18.04.2016

Wissenschaftlern des Leibniz-Institutes für Photonische Technologien (IPHT) und des Instituts für Physikalische Chemie der Friedrich-Schiller Universität Jena ist es gelungen, Gewebeproben fünfmal schneller als mit herkömmlicher Raman-Mikrospektroskopie aufzunehmen. Sie haben dafür ein Lichtschichtmikroskop mit einem neuartigen bildgebenden Spektrometer kombiniert.

Die neue Lichtschichtbeleuchtung hat den Vorteil, dass Licht auf eine definierte Ebene der Probe verteilt und nicht wie bei der Raman-Mikrospektroskopie auf einen einzelnen Punkt fokussiert wird. Dies schont die Probe und ermöglicht eine gleichzeitige Messung aller Bildpunkte.


Ramanbild eines Zebrafischauges bestehend aus über einer Millionen Spektren, aufgenommen mit Hilfe von Lichtschicht-Raman-Mikrospektroskopie.

Um aus allen Bildpunkten gleichzeitig Spektralinformation gewinnen zu können, wurde ein neuartiges, ultrastabiles Interferometer entwickelt, dass auf dem Prinzip des in sich zurückreflektierenden Katzenauges beruht. Innerhalb von wenigen Minuten werden so über 1000 Raman-Bilder aufgenommen, aus denen mit Hilfe eines Computers die benötigte spektrale Information errechnet wird.

Durch die Lichtschichttechnologie konnte die Bildaufnahme in der Raman-Mikrospektroskopie beschleunigt werden, was Hoffnung auf Anwendungen direkt am Patienten weckt.

Raman-Mikrospektroskopie ist in der Lage, durch Licht detaillierte chemische Informationen aus Proben zu extrahieren. Damit lassen sich z. B. Tumorgewebe von gesundem Gewebe oder auch verschiedene Arten von Bakterien voneinander unterscheiden.

Durch den schwachen Raman-Effekt und das bisher notwendige punktweise Abtasten ist die Raman-Mikrospektroskopie jedoch zu langsam, um größerer Probenflächen (z.B. Gewebeproben) schnell untersuchen zu können, was für eine breite Nutzung im medizinischen Alltag oft notwendig ist.

Die neue bildgebende Methode wurde im Rahmen einer Carl-ZEISS-Strukturmaßnahme seit 2013 entwickelt.

Die Forschungsergebnisse sind im Fachartikel „Light sheet Raman micro-spectroscopy“ im Magazin „Optica“ veröffentlicht und kostenlos abrufbar:
https://www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?uri=optica-3-4-452

Weitere Informationen:

http://www.leibniz-ipht.de

Britta Opfer | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

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