Raman-Mikroskopie: Neue Impulse für die Materialforschung

06.05.2025

An der Hochschule Bielefeld (HSBI) steht seit Kurzem ein neues Forschungsinstrument im Zentrum der wissenschaftlichen Arbeit: ein konfokales Raman-Mikroskop des Typs WITec Alpha300 apyron. Finanziert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft ermöglicht das Gerät die Analyse feinster Molekularstrukturen – ein wichtiger Schritt für Projekte in der Medizintechnik, Bioanalytik und Materialforschung.

Bild: Eine Probe unter dem Objektiv eines Raman-Mikroskops, ein grüner Laser trifft auf das Material; Copyright: P. Pollmeier/HSBI

Durch den Einsatz von Laserlicht ermöglicht das Raman-Mikroskop die Untersuchung von Molekülen und deren strukturellen Eigenschaften.

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„Das Gerät ist mit drei Lasern ausgestattet“, erklärt Dr. Elzbieta Stepula. „Sie liefern reines Licht mit einer Wellenlänge von 532, 785 und 633 Nanometern.“

Im Gegensatz zu anderen Spektroskopiemethoden kann das Raman-Mikroskop Proben in ihrem natürlichen Zustand untersuchen – auch in wässriger Umgebung. Das ist insbesondere für medizinische und biologische Anwendungen ein großer Vorteil.

„Das bedeutet, dass Proben in ihrem natürlichen Zustand analysiert werden können. Das vereinfacht nicht nur die Vorbereitung der Proben, sondern verhindert auch Veränderungen oder Verunreinigungen, die während einer Vorbereitung entstehen könnten. Deswegen gelangen wir zu genaueren und zuverlässigeren Ergebnissen“, so Stepula.

Die Raman-Spektroskopie basiert auf dem sogenannten Raman-Effekt, bei dem Licht beim Auftreffen auf Materie Energie gewinnt oder gleichbleibt. Diese Veränderung lässt Rückschlüsse auf chemische Bindungen und Strukturen zu.

Anwendungen in Medizin, Bioanalytik und Pflanzenschutz

Das Analyseverfahren wird an der HSBI inzwischen in verschiedenen Forschungsprojekten eingesetzt:

RNA-basierter Pflanzenschutz: Unter der Leitung von Dr. Waldemar Keil untersuchen Studierende und Promovierende den Einsatz von RNA-beladenen Nanopartikeln zur gezielten Schädlingsbekämpfung.

„Das ist ein sehr zielgenaues, natur-basiertes Pflanzenschutzmittel“, erläutert Keil.

Recyclingfähige Kunststoffe: Forschende im Projekt InCamS@BI analysieren mithilfe des Mikroskops, wie Kunststoffe beschaffen sein müssen, um vollständig recycelbar zu sein – bei gleichzeitig hoher Materialleistung.

Textiltechnologie und Thermodynamik: Weitere Arbeitsgruppen nutzen das Gerät zur detaillierten Analyse von Faser- und Strömungsprozessen.

Raman-Mikroskopie als Schlüsseltechnologie für interdisziplinäre Forschung

Die Einsatzmöglichkeiten der Raman-Mikroskopie sind vielfältig. Von der Charakterisierung von Werkstoffen bis hin zur Echtzeitdiagnose molekularer Prozesse bietet sie eine nicht-destruktive Analysemethode mit hoher Spezifität.

„Die Raman-Spektroskopie bietet eine hohe Spezifität und Empfindlichkeit, ist nicht-destruktiv und ermöglicht eine Echtzeit-Analyse. Außerdem funktioniert sie in einem breiten Temperatur- und Druckbereich, was ihre Anwendbarkeit in vielen Forschungs- und Industriebereichen erhöht.“, fasst Stepula zusammen.

An der HSBI trägt das neue Gerät dazu bei, interdisziplinäre Forschung zu stärken – sowohl in der Medizintechnik als auch in der nachhaltigen Materialentwicklung.

COMPAMED.de; Quelle: Hochschule Bielefeld

Mehr über die HSBI unter: www.hsbi.de