Spektroskopie nach Plattenspieler-Prinzip

Ein altbewährtes Prinzip wurde
wiederentdeckt; © Hemera

Mit Raman-Spektrometern lässt sich die chemische Zusammensetzung der unterschiedlichsten Materialien analysieren: Laserlicht wird auf Medikamente, Kristalle oder auch Sprengstoff gestrahlt und hinterher wieder "eingefangen". Da verschiedene Moleküle das Licht unterschiedlich streuen, lässt sich anhand der gemessenen Spektren sagen, ob zum Beispiel ein bestimmter Wirkstoff in einer Tablette enthalten ist oder nicht. In der Medizin und Biologie ist diese Methode bereits seit langem bekannt, ebenso in der Umwelttechnik und Mineralogie.

Klassisch funktioniert sie jedoch nur bei relativ großen Objekten und ohne die Möglichkeit zur genauen Lokalisierung der einzelnen Moleküle. Gleich beide Einschränkungen hat Dr. Volker Deckert vom ISAS - Institute for Analytical Sciences mit der "Tip-enhanced Raman Spectroscopy" (TERS), einer Kombination aus Spektrometer, Rasterkraft-Mikroskop und einer mit Silber bedampften Glasspitze, überwunden. Auch bei mikroskopisch kleinsten Proben kann er sowohl das "Was" als auch das "Wo" bestimmen.

"Das eigentlich Neue ist die Silberspitze, sie verstärkt und konzentriert das Lichtsignal und erlaubt damit eine viel höhere Auflösung", erläutert Deckert. Wie die Nadel eines Plattenspielers fährt die winzige Spitze über Zellen und Proteine, analysiert und lokalisiert dabei mit Hilfe von Spektrometer und Mikroskop gleichzeitig. "Die TERS erlaubt Untersuchungen im Nano-Bereich, die mit normalen Lichtmikroskopen nicht machbar sind," so Deckert, "interessant ist das zum Beispiel für die Zellbiologie oder Halbleitertechnik."

Im Moment forscht Deckert an einer möglichen Anwendung: der DNA-Analyse. Ist der Dortmunder Wissenschaftler erfolgreich, lässt sich der genetische Code in Zukunft möglicherweise ganz direkt, ohne die bisher notwendigen und zeitraubenden Vorarbeiten, nach dem "Plattenspieler-Prinzip" auslesen.

MEDICA.de; Quelle: ISAS - Institute for Analytical Sciences