Hyperspektrale Bildgebung (engl. hyperspectral imaging, HSI) kann Unsichtbares sichtbar machen. Mit dem speziellen Verfahren SERDS (engl. shifted excitation Raman difference spectroscopy – kurz Raman Differenzspektroskopie) kann z.B. eine zerstörungsfreie Echtzeit Charakterisierung von biologischem Gewebe vorgenommen werden. Raman-Signale liefern dabei präzise Informationen, die nicht nur molekülspezifisch, sondern einzigartig für die Art der zu untersuchenden Probe sind. Bei biologischen Materialien wie Proteinen, Kohlenhydraten, Lipiden, Nukleinsäuren und Desoxyribonukleinsäuren (DNA) sind die molekularen Strukturen ähnlich, aber im Detail verschieden. Durch ihre biologische Funktion im Körper zeigen diese funktionellen Stoffe verschiedene Krankheitsbilder, Gewebearten und Krankheitserreger auf. Mit Hilfe von Raman Spektren kann man beispielsweise das vorhanden sein von Cholesterin, Krebszellen oder Biomarker eindeutig nachweisen und örtlich sichtbar machen.
Stoffspezifischen Untersuchung von Proben mit einer heterogenen Stoffverteilung in Flüssigkeiten und Feststoffen lassen sich mit der Raman Differenzspektroskopie realisieren. In Bodenproben kann der Nährstoffgehalt, sowie Schadstoffe und die Zusammensetzung der Gesteinsanteile analysiert werden. Auch in der Medizin ist es möglich mit Hilfe der Carotinoid-Detektion Chemotherapie Erfolge und den allgemeinen Gesundheits- und Ernährungszustand eines Patienten zu bestimmen, mit einem Scan der Hautschicht, schmerzfrei und nicht invasiv. Das Laserlicht, welches in der SERDS Methode verwendet wird, ist ungefährlich. Im Recyclingbereich können, mit dem im OASYS Projekt entwickeltem Verfahren, schwarze Plastikteile präzise bestimmt und nach ihrer Zusammensetzung sortiert werden, da die hohe Absorption von Licht beim Raman Verfahren keine negative Auswirkung auf das Messergebnis hat.
Das Anwendungsspektrum des OASYS Projektes ist sehr umfangreich, wir haben einige Use Cases im Anschluss aufgeschlüsselt:
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DOI:
White Paper
Leitprojekte Hyperspektrale Bildgebung
Leitprojekte optische verfahren in den Biowissenschaften