Raman-spectroscopie heeft ongelooflijke vooruitgang mogelijk gemaakt op tal van wetenschappelijke gebieden en is een krachtig hulpmiddel voor weefselclassificatie en ziekteherkenning. hoewel er aanzienlijke uitdagingen zijn geweest bij het gebruik van de methode in een klinische setting. Wetenschappers hebben nu de voordelen aangetoond van golflengte-gemoduleerde Raman-spectroscopie, de deur openen naar bredere biomedische en klinische toepassingen, zoals realtime beoordeling van weefsels tijdens operaties. Deze studie is gepubliceerd in Biomedische spectroscopie en beeldvorming .

De inelastische verstrooiing van licht van een willekeurig monster wordt het Raman-effect genoemd, vernoemd naar de Nobelprijswinnaar C.V. Raman. Het levert een moleculaire vingerafdruk op die verband houdt met de intrinsieke samenstelling van het monster. Met de komst van lasers voor excitatie, deze analytische techniek is in veel disciplines toegepast, van mineraalonderzoek tot bepaling van de eiwitstructuur en studies met één cel. De techniek maakt kankerachtige laesies mogelijk, die gepaard gaan met veranderingen in de chemische samenstelling in vergelijking met normaal weefsel, worden gedetecteerd als een vibrationele spectroscopische vingerafdruk. Echter, er zijn aanzienlijke uitdagingen bij het gebruik van de methode in een klinische setting omdat factoren zoals omgevingslicht, achtergrond fluorescentie, en 'etaloning' (een fenomeen dat de prestaties van uitgedunde, achterverlichte oplaadgekoppelde apparaten) kunnen de interpretatie van afbeeldingen belemmeren. Het voorbewerken van de gegevens kan artefacten introduceren en een classificatie ernstig belemmeren.

Wetenschappers uit St. Andrews (VK) en Jena (Duitsland) hebben nu aangetoond dat golflengte-gemoduleerde Raman-spectroscopie, een alternatief voor standaard Raman-spectroscopie met monochromatische excitatie, overwint deze belangrijke problemen. In deze studie beschrijven ze hoe Raman-signalen kunnen worden geregistreerd tegen een achtergrond met een hoge autofluorescentie door leverweefsel te bestuderen en spectra van paracetamol-tabletten in omgevingslicht vast te leggen.

Corresponderende auteur Christoph Krafft, doctoraat, van het Instituut voor Fotonische Technologie, jena, Duitsland legt uit:'Het principe van onze implementatie van golflengte-gemoduleerde Raman-spectroscopie is dat fluorescentie-emissie, omgevingslicht, en systeemtransmissiefunctie niet significant variëren, terwijl de Raman-signalen variëren bij excitatie met meerdere golflengten met kleine golflengteverschuivingen. Dit leidt er op zijn beurt toe dat we de Raman-signatuur 'zuiver' kunnen extraheren, zelfs in aanwezigheid van dergelijke factoren. In het huidige werk we hebben een op hardware gebaseerde aanpak ontwikkeld om verstorende factoren in Raman-spectra te onderdrukken die een minimum aan voorbewerking vereisen en die nog meer onovertroffen voordelen bieden."

Hoofdredacteur van Biomedische spectroscopie en beeldvorming , Parvez Haris, Chem, FRSC, FRSPH, voegt hieraan toe:"Dit werk vertegenwoordigt een belangrijke stap verder dan de huidige Raman-microscopie die volledig nieuwe wegen inslaat. Raman-analyse voor biogeneeskunde bevindt zich op een cruciaal moment waar er wereldwijd wordt erkend dat het op het punt staat te worden geaccepteerd door de bredere gemeenschap en de klinische praktijk als belangrijkste problemen, zoals degene die de auteurs hebben genoemd, kan worden overwonnen.

"De rechtlijnige aard van de techniek betekent dat biologen en onderzoekers op het raakvlak van life sciences onmiddellijk kunnen profiteren van de voordelen van de nieuwe methode, " concludeert hij.