Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelt-Technologien e. V. (GMBU)


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Geförderte Projekte: 13


Hyperspektraler Raman-Sensor (HypRaScan)


Raman-Spectral-Imaging: Wirkstoffverteilung im Kombipräparat (links) und Coffein-Tablette mit Wirkstoff (blau) und Hilfsstoffen (grau), © Florian Erfurth - GMBU e. V.
Raman-Spectral-Imaging: Wirkstoffverteilung im Kombipräparat (links) und Coffein-Tablette mit Wirkstoff (blau) und Hilfsstoffen (grau), © Florian Erfurth - GMBU e. V.

Projektidee

Ziel des Projektes war die Entwicklung, der Aufbau und die Erprobung eines scannenden hyperspektralen Raman-Sensors zur qualitativen und quantitativen Analyse von Flächen mit ramanaktiven Substanzen für potenzielle Anwendungen in der Medizin- und Analysenmesstechnik sowie in der Papier- und Pharmaindustrie. Im Rahmen des Vorhabens wurden ein Raman-Sensor in Spectral-Imaging-Technologie aufgebaut und seine Leistungsfähigkeit in ausgewählten Applikationsbereichen demonstriert. Das spektrale Auflösungsvermögen des Gerätes beträgt 12 cm-1 und der Messbereich 200 ‒ 2800 cm-1. Hierbei kann ein Bildfeld von 80 mm x 40 mm mit einer räumlichen Auflösung von unter 100 µm zeilenweise gescannt werden. Dabei wird ausschließlich das Stokes-Raman-Signal aufgenommen. Für die simultane Detektion einer einzelnen 40 mm langen Probenzeile ist eine Integrationszeit zwischen 100 und 500 ms bei einer maximalen Leistung der anregenden NIR-Laserstrahlung von 500 mW einstellbar.

Kundennutzen

Das entwickelte Gerät zur hyperspektralen Imaging-Raman-Spektroskopie nimmt Spektren von der Probe simultan entlang einer Zeile auf. Dadurch wird prinzipiell ein Geschwindigkeitsvorteil gegenüber am Markt erhältlichen Raman-Spektrometern erreicht, die durch zweidimensionales Abrastern der Probenfläche eine Bilderfassung ermöglichen. Zudem nimmt der entwickelte Scanner Bilder im Makrobereich bis 80 mm Probenlänge auf und unterscheidet sich damit deutlichen von Mikroskop-basierten Lösungen für hohe Auflösung bei kleinen Messfeldern.

Ausblick

Die bildgebende Raman-Spektroskopie ist sehr vielseitig einsetzbar und nicht auf bestimmte Anwendungen beschränkt. Ein besonderer Bedarf wird jedoch hinsichtlich des Einsatzes in der Pharmazie, Papieranalyse und Analysenmesstechnik gesehen. Für die Forschung in neuen innovativen Bereichen der Medizin werden solche Messsysteme ebenfalls benötigt. Ein weiterer aussichtsreicher Applikationsbereich für den Raman-Sensor eröffnet sich im Bereich der Recyclingindustrie. Darüber hinaus steht ein Labormuster des hyperspektralen Raman-Scanners für Dienstleistungen sowie neue Ansätze zur Erforschung und Weiterentwicklung der Methode in Kooperationsprojekten zur Verfügung.

Stand: 13.04.2015
Projektdaten aktualisiert: 04.12.2014

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