Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Deutschland und Serbien haben gemeinsam ein flexibles Raman-Mikroskop-System entwickelt, das aus leicht verfügbaren einzelnen Bauteilen zusammengestellt werden kann und nur ein Zehntel eines kommerziellen Raman-Mikroskops kostet.

Die Forscherinnen und Forscher vom Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT) und der Universität Belgrad haben das Instrument aus etwa 20 Bauteilen, darunter optische Spiegel, Filter, Kameras, Linsen sowie ein motorisierter Objektträgertisch für Kosten von ungefähr 10.000 € zuzüglich Laser, Spektrograph und Detektor konstruiert. Aufgrund des flexiblen Designs können sie zwischen zwei grundlegenden Konfigurationen des Mikroskops wechseln, bei denen die biologische Probe auf dem Objektträgertisch entweder von unten oder von oben beleuchtet wird. “Dies ist eine bisher ungewöhnliche aber für biomedizinische Anwendungen wichtige Eigenschaft. Mit der sogenannten hyperspektralen Bildgebung ist es uns möglich, die chemische Zusammensetzung der Probe in jedem Pixel des gescannten Bilds zu bestimmen”, erläutert Dr. Christoph Krafft, Arbeitsgruppenleiter im Bereich Spektroskopie/Bildgebung am IPHT.

“Die Entwicklung des Mikroskops spiegelt den Leitgedanken unseres Instituts – From Ideas to Instruments – wieder. Wir möchten damit anderen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern die Möglichkeit geben, dieses flexible und kostengünstige Werkzeug für ihre Grundlagenforschung zu nutzen“, so Prof. Jürgen Popp wissenschaftlicher Direktor des IPHT.

Mit der Raman-Spektroskopie können detaillierte chemische Informationen einer biologischen Probe zerstörungsfrei gewonnen werden. Kombiniert man diese Methode mit Mikroskopie kann der charakteristische chemische Fingerabdruck von Proben wie Zellen oder Gewebe visualisiert und mit biologischen Informationen verknüpft werden. Für diesen Zweck sind schon seit einiger Zeit Raman-Mikroskope auf dem Markt. Sie sind jedoch sehr teuer und bieten wenig Flexibilität für die vielfältigen wissenschaftlichen Fragestellungen.

Gefördert wurden die Arbeiten von der Europäischen Union im Rahmen der Projekte ’CanDo’ und ’Raman4clinics’ sowie vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Projektes ’RamanCTC’.

Die Forschungsergebnisse sind im Fachartikel “Design and first applications of a flexible Raman micro-spectroscopic system for biological imaging” im Magazin Biomedical Spectroscopy and Imaging, Volume 5, Issue 2 veröffentlicht.