Mit der Biophotonik zu einer schnellen, kulturunabhängigen Pathogenidenti­fizierung

Biophotonische Techniken nutzen Licht, um schnell, zerstörungsfrei und mit hoher Genauigkeit wichtige Informationen von biologischen Systemen wie Bakterien, Zellen und auch Gewebe zu erhalten. Bei der Raman-Spektroskopie wird ein Laserstrahl auf das Untersuchungsobjekt gestrahlt und das zurückgestreute Licht analysiert (siehe Abbildung 1B).

Neben der Anregungswellenlänge enthält es auch un­elastisch gestreute Bei­träge, d. h. Photonen, die nach Wechselwirkung mit der biologischen Probe ihre Wellenlänge geändert haben. Diese Änderung der Wellenlänge wird durch Anregung von Molekülschwingungen hervorgerufen und kann als relative Verschiebung zur Anregungswellenlänge im Raman-Spektrum grafisch dargestellt werden (Abbildung 1C).

Die Intensität und Wellenzahlposition der einzelnen Banden gibt Auskunft darüber, welche molekularen Strukturen und welche funktionellen Gruppen in der Probe enthalten sind, z. B. Lipide, Nukleinsäuren oder Proteine. Die Summe der im Spektrum beobachteten Banden spiegelt dabei die chemische Zusammensetzung der Probe wider und kann wie ein Fingerabdruck Auskunft über die Identität der Probe geben (Harz M; Cytometry 2009; 75A:104). Mit Hilfe der Raman-Spektroskopie werden direkt Moleküleigenschaften (Schwingungen) erfasst. Es sind also keine Markierungsschritte notwendig und die Probenvorbereitung ist sehr einfach und kurz.