Raman-Spektroskopie: Ersatz für Röntgenstrahlen

Tragbare Geräte mit schmerzlosen Laserstrahlen sollen bald die Röntgenstrahlen bei der Diagnose von Krankheiten ersetzen. Wissenschaftler wie Michael Morris von der University of Michigan gehen laut BBC davon aus, dass die sogenannte Raman-Spektroskopie in rund fünf Jahren bereits allgemein verfügbar sein könnte. Sie soll die Erkennung früher Anzeichen von Brustkrebs, Karies und Osteoporose erleichtern.

Mit diesem Verfahren wird die Diagnose von Krankheiten rascher, billiger und genauer möglich sein. Die Raman-Spektroskopie beruht auf der Messung der Intensität und der Wellenlänge der Lichtstreuung von Molekülen. Das Verfahren wird bereits in der chemischen und pharmazeutischen Industrie eingesetzt.

Seit Jahren bei Knochen im Einsatz

Morris untersucht bereits seit einigen Jahren menschliche Knochen mit diesem Verfahren. Er ist davon überzeugt, dass die Raman-Spektroskopie auch bei Patienten eingesetzt werden kann. Der chemische Aufbau des Gewebes bei einem kranken Menschen unterscheidet sich deutlich von jenem eines Gesunden. Also verändert sich das Raman-Spektrum je nach dem analysierten Gewebe. Daher liefert dieses Verfahren laut Morris einen molekularen Fingerabdruck von dem was gemessen wurde, was immer es auch sein mag.

„Bei Krankheiten ist die chemische Zusammensetzung entweder leicht oder sehr deutlich abweichend. Das hängt von der jeweiligen Krankheit ab“, sagt Morris. Die Diagnose könnte innerhalb von wenigen Minuten erfolgen, Röntgenstrahlung wird nicht mehr benötigt. „Der Patient legt lediglich sein Handgelenk auf einen Tisch, optische Fasern geben einen Laserstrahl auf ein Silikonarmband am Handgelenk ab. In wenigen Minuten sind ausreichende Daten gesammelt und das Gerät kann wieder abgeschaltet werden. Prinzipiell dauert die Interpretation der Ergebnisse nur wenige Sekunden.“

Vielfältige Einsatzgebiete

Die Entnahme von Blut könnte fallweise sogar überflüssig werden. Für die Feststellung der Cholesterin-Werte, reicht es aus, den Laser auf die entsprechende Stelle am Arm zu richten. Ein weiteres Einsatzgebiet könnte eine nicht invasive Alternative zu klassischen Mammografie sein. Der Laser kann in das Gewebe „hineinsehen“. Damit sollen sowohl bösartige Tumore im Frühstadium erkennbar werden. Entscheidend hier sind die charakteristischen Veränderungen in der Proteinstruktur und die relative Menge von Proteinen, Lipiden und Nukleinsäure im Gewebe.

Wissenschaftler am Rutherford Appleton Laboratory und dem Gloucestershire Royal Hospital nutzen die Raman-Spektroskopie bereits für die Analyse von Kalkablagerungen im Brustgewebe. Ziel ist es, erste Anzeichen von Krebs zu erkennen. Laut Nicholas Stone vom Gloucestershire Royal Hospital könnte nach dieser Untersuchung entschieden werden, ob eine Biopsie notwendig ist. „In 80 bis 90 Prozent der Fälle kann darauf verzichtet werden“, meint der Forscher.