12.11.2010
Chemisches 3D und strukturelles Oberflächen-Imaging mit einer Raman AFM Kombination
In den Life Sciences und in der bio-medizinischen Forschung ist die zerstörungsfreie Charakterisierung und Lokalisierung von chemischen Bestandteilen in Zellen oder Geweben eine zentrale Aufgabe. Auch bei der Entwicklung von pharmazeutischen Wirkstoffen und Trägersystemen (Drug Delivery Coatings, Tabletten, Kapseln, ...) ist ein fundiertes Wissen über den strukturellen und chemischen Aufbau erforderlich. Dies gilt auch für die Nanotechnolgie und die Materialwissenschaften, bei denen es vor allem auf die Charakterisierung der Oberflächenmorphologie im Nanometerbereich ankommt. Hierfür kommen bisher überwiegend nano-analytische Methoden wie die Fluoreszenzmikroskopie, die Elektronenmikroskopie in Kombination mit EDX oder Elektronenmikrosonden zum Einsatz.
Meist sind diese Techniken jedoch nicht zerstörungsfrei und erfordern eine intensive und aufwändige Probenvorbereitung, da im Vakuum oder Hochvakuum gearbeitet werden muss. Zum einen können wässrige Proben oder Proben, die zum Entgasen neigen, nicht untersucht werden, zum anderen können strukturelle Veränderungen induziert werden. Mit der Raman- und/oder der Rasterkraftmikroskopie, die bei natürlichen Umgebungsbedingungen angewandt wird, lassen sich diese Schwierigkeiten überwinden. Die konfokale Ramanmikroskopie stellt dabei ein Instrument dar, mit der die chemische Zusammensetzung einer Probe mit einer Ortsauflösung im sub-Mikrometerbereich untersucht werden kann. Kombiniert man diese Technik noch mit der Rasterkraftmikroskopie, erhält man umfangreiche Informationen über die Struktur und die chemischen Eigenschaften einer Probe, so dass diese beiden zerstörungsfreien Techniken den oben beschrieben invasiven Techniken vorgeschaltet werden können.