Ramanspektroskopi har möjliggjort otroliga framsteg inom många vetenskapliga områden och är ett kraftfullt verktyg för vävnadsklassificering och sjukdomsigenkänning, även om det har funnits stora utmaningar med att använda metoden i en klinisk miljö. Forskare har nu visat fördelarna med våglängdsmodulerad Raman-spektroskopi, öppnar dörren till bredare biomedicinska och kliniska applikationer som realtidsbedömning av vävnader under operation. Denna studie är publicerad i Biomedicinsk spektroskopi och bildbehandling .
Den oelastiska spridningen av ljus från alla prover kallas Raman-effekten, uppkallad efter Nobelpristagaren C.V. Raman. Det ger ett molekylärt fingeravtryck relaterat till provets inneboende sammansättning. Med tillkomsten av laser för excitation, denna analytiska teknik har tillämpats i många discipliner från mineralundersökningar till proteinstrukturbestämning och encellsstudier. Tekniken möjliggör cancerskador, som åtföljs av förändringar i kemisk sammansättning jämfört med normal vävnad, att detekteras som ett vibrationsspektroskopiskt fingeravtryck. Dock, det finns stora utmaningar med att använda metoden i en klinisk miljö eftersom faktorer som omgivande ljus, bakgrundsfluorescens, och "etaloning" (ett fenomen som försämrar prestandan hos förtunnade, bakbelysta laddningskopplade enheter) kan hindra tolkningen av bilder. Förbearbetning av data är benägen att introducera artefakter och allvarligt hindra en klassificering.
Forskare från St. Andrews (Storbritannien) och Jena (Tyskland) har nu visat att våglängdsmodulerad Raman-spektroskopi, ett alternativ till standard Raman-spektroskopi med monokromatisk excitation, övervinner dessa nyckelproblem. I denna studie beskriver de hur man registrerar Raman-signaler mot en hög autofluorescensbakgrund genom att studera levervävnad och registrera spektra av Paracetamol-tabletter i omgivande ljus.
Motsvarande författare Christoph Krafft, PhD, vid Institutet för fotonisk teknik, Jena, Tyskland förklarar:"Principen för vår implementering av våglängdsmodulerad Raman-spektroskopi är att fluorescensemission, bakgrundsbelysning, och systemöverföringsfunktionen varierar inte nämnvärt, medan Raman-signalerna varierar vid multipla våglängdsexcitering med små våglängdsförskjutningar. Detta leder i sin tur till att vi "rent" extraherar Raman-signaturen även i närvaro av sådana faktorer. I det pågående arbetet, vi utvecklade ett hårdvarubaserat tillvägagångssätt för att undertrycka störande faktorer i Raman-spektra som kräver ett minimum av förbearbetning och erbjuder ytterligare oöverträffade fördelar."
Chefredaktör för Biomedicinsk spektroskopi och bildbehandling , Parvez Haris, Cchem, FRSC, FRSPH, tillägger:"Detta arbete representerar ett betydande steg bortom nuvarande Raman-mikroskopi som bryter helt ny mark. Raman-analys för biomedicin befinner sig i en avgörande tidpunkt där det finns ett världsomspännande erkännande att det är på gränsen till potentiell acceptans av det bredare samhället och klinisk praxis om nyckelfrågor, som de som författarna har tagit upp, kan övervinnas.
"Teknikens enkla natur gör att biologer och forskare vid gränssnittet för biovetenskap kan dra nytta av fördelarna med den nya metoden, " avslutar han.
