Die Raman-Mikrospektroskopie ist eine schnelle und nicht-invasive Technologie, um die chemische Zusammensetzung lebender Mikroorganismen nahezu in Echtzeit zu bestimmen. Jürgen Popp, wissenschaftlicher Direktor des Leibniz-Institut für Photonische Technologien und Mitbegründer von Biophotonics Diagnostics GmbH, beschreibt gemeinsam mit einem internationalen Expertenteam von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern die technischen Aspekte der Raman-Analyse und praktische Ansätze wie sie auf mikrobiologische Fragestellungen angewendet werden kann. Die Forschenden veröffentlichten ihre Einführung in die Methodik und das Potenzial für die Mikrobiologie kürzlich im Fachmagazin „Nature Reviews Methods Primers“.
Die Informationsgewinnung basiert, ähnlich der Infrarot-Spektroskopie, auf der Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung mit der zu untersuchenden Probe. Im Falle der Raman-Spektroskopie wird die Probe durch monochromatisches Licht aus einer Laserquelle angeregt, was zu elastischen und inelastischen Streuvorgängen in der Probe führt, wobei die inelastische Streuung wichtige Informationen zu stoff- und molekülspezifischen Schwingungen enthält. Diese Informationen lassen sich in Form von Wellenlängenänderungen des zurückgestrahlten Lichts detektieren und erlauben Rückschlüsse auf die stoffliche Zusammensetzung einer Probe sowie Aussagen zu Kristallinität, Dotierung, Druck- und Temperaturabhängigkeit.
Insbesondere in der Biophotonik bietet die Raman-Spektroskopie ein enormes Potential, da sie es erlaubt mit nur einer minimalen Probenmenge und einem geringen Aufwand zur Probenvorbereitung innerhalb kürzester Zeit umfangreiche Rückschlüsse auf die Probenzusammensetzung zu ziehen und Informationen zum spektralen Fingerabdruck einzelner Komponenten zu erhalten..
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