Neue Wege in der Raman-Mikroskopie

Im Vergleich zur Bildgebung mit Fluoreszenzlicht erlaubt die Raman-Streuung einen chemisch-selektiven Kontrast ohne den Einsatz von molekülspezifisch bindenden Farbstoffmarkierungen. Der bildgebende Kontrast wird aus der frequenzverschobenen Streustrahlung abgeleitet, die bei der Wechselwirkung des eingestrahlten Lichtes mit den schwingenden Molekülen entsteht. Anstelle der spontanen Raman-Streuung werden oft kohärente Raman-Verfahren angewendet, um eine höhere Signalausbeute zu erzielen. Nichtsdestotrotz bleibt die Effizienz der kohärenten Raman-Streuung um Größenordnungen geringer als diejenige von Fluoreszenzmethoden. Darüber hinaus ist die räumliche Auflösung der verfügbaren Methoden zur Raman-Mikroskopie im Wesentlichen durch Beugung bei einigen hundert Nanometern begrenzt im Vergleich zur superauflösenden Fluoreszenzmikroskopie mit wenigen Nanometern. Auf Grund dieser Nachteile wird die Raman-Mikroskopie bislang meist nur für Spezialanwendungen in den Lebenswissenschaften eingesetzt, bei denen die Verwendung von spezifischen Farbstoffmarkern, z.B. wegen Veränderungen des Zellstoffwechsels, unerwünscht oder prinzipiell nicht möglich ist.

In dem Vortrag sollen nun Fortschritte vorgestellt werden, mit denen die Raman-Mikroskopie in den nächsten Jahren voraussichtlich eine höhere routinemäßige Anwendbarkeit sowohl in den Lebenswissenschaften als auch im klinischen Alltag erlangen wird. Diese Fortschritte werden ermöglicht durch weit und schnell in der Wellenlänge durchstimmbare Lichtquellen, anwendungsspezifische Anpassungen der Raman-Verfahren und der Lichtdetektion sowie durch neue Ansätze zur Verbesserung der spektralen und der räumlichen Auflösung.