Raman-Spektroskopie zur Untersuchung von Biomolekülen

Biomoleküle spielen in vielen Bereichen eine wichtige Rolle. Für den Einsatz müssen die Moleküle bestimmte Voraussetzungen wie vollständige Reinheit oder Aktivität erfüllen. In dieser Arbeit werden Enantiomere, Proteine, CO2 und die Rotalge P. purpureum mittels optischer Messtechniken untersucht. Es erfolgt die optische Differenzierung von Enantiomeren aufgrund enantioselektiver Wechselwirkungen zwischen D-D-, L-L- und D-L-Enantiomeren mittels Raman-Spektroskopie. Durch die Kombination von Raman-Spektroskopie und multivariater Datenanalyse erfolgt die Vorhersage des Verhältnisses von D- zu L-Enantiomer. Raman-Spektroskopie und multivariate Datenanalyse eignen sich für die Bestimmung der Veränderungen der Sekundärstrukturelemente von Proteinen. Dies ist vor allem für die Untersuchung neurodegenerativer Krankheiten von Interesse. Veränderungen in der Proteinstruktur gehen auch mit einem Aktivitätsverlust einher. Daher wird in dieser Arbeit eine nicht-invasive Hochgeschwindigkeits-Breitband-Abschwächungsspektroskopie in Kombination mit multivariater Datenanalyse zur Inline-Vorhersage der Proteinaktivität entwickelt. Es finden Untersuchungen zur CO2-Konzentration und deren Einfluss auf den pH-Wert in wässriger Lösung statt, da hier die Prozesskontrolle und -optimierung von Algenkulturen im Vordergrund stehen. Raman-Mikrospektroskopie eignet sich für die Vorhersage der CO2-Konzentration und des pH-Wertes. In dieser Arbeit werden Biomoleküle mittels Raman-Spektroskopie in Kombination mit weiteren optischen Messmethoden und multivariaten Auswertemethoden analysiert. Damit wird gezeigt, dass diese Kombination möglicherweise für eine Prozesskontrolle und -optimierung geeignet ist. Aufgrund der nicht-invasiven und zerstörungsfreien Messtechniken sind Inline-Messungen möglich.