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Raman-Spektroskopie

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Methode

Bei der Raman-Spektroskopie handelt es sich um eine nicht-invasive Messmethode, die ex vivo und in vivo angewendet werden kann, wenn der chemische Kontrast zwischen der zu untersuchenden Substanz (z. B Partikel, Carrier, Wirkstoff) und der Haut ausreichend ist, d.h. keine große Bandenüberlagerung auftritt, und die Konzentration hoch genug ist. Der Vorteil dieser Methode ist, dass es sich um eine labelfreie Methode handelt und auch sonst die Substanzen nicht chemisch oder physikalisch verändert werden müssen.

Raman-Emissionsbanden sind hochspezifisch für molekulare Strukturen; mit dieser Technik ist es möglich, verschiedene Molekülklassen in situ zu charakterisieren [1]. Darüber hinaus ist die Untersuchung von Antioxidantien mittels Resonanz-Raman Spektroskopie [2] und der Barrierefunktion des Stratum Corneums mittels konfokaler Raman Mikroskopie (KRM) möglich [3].

Mittels KRM kann die Penetration von Wirkstoffen, Carriern etc. in die Haut verfolgt und ein Penetrationsprofil erstellt werden. Raman-Emissionsbanden sind hochspezifisch für molekulare Strukturen, wodurch es möglich ist, verschiedene Molekülklassen in situ zu untersuchen.

 

Nachweis von
  • Penetration von Wirkstoffen, Partikeln, Kosmetika in die Haut
  • Erstellung eines Penetrationsprofils von Wirkstoffen, Partikeln, Luftschadstoffen, etc.
  • Untersuchung des Wasserprofils der Haut [4]

 

Geeignet für
  • Untersuchung der Verteilung von Wirkstoffen, Partikeln, Kosmetika in der Haut (Penetrationsprofil)
  • Nachweis molekularer Unterschiede von normaler und Pollution (z.B. Rauch) exponierter Haut [5]
  • Untersuchung von Parametern spezifisch für die Barrierefunktion des Stratum Corneums [3]

 

Literatur

Allgemeine Literatur:
Skoog D.A., Leary J.J. (1996) Raman-Spektroskopie. In: Instrumentelle Analytik. Springer-Lehrbuch. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-07916-4_13

Ausgewählte Publikationen:
[1] Choe, C., et al. (2017). "Keratin-water-NMF interaction as a three layer model in the human stratum corneum using in vivo confocal Raman microscopy." Scientific reports 7(1): 15900, https://doi.org/10.1038/s41598-017-16202-x
[2] Darvin, M. E., et al. (2013). "Optical methods for noninvasive determination of carotenoids in human and animal skin." Journal of Biomedical Optics 18(6): 061230-061230, https://doi.org/10.1117/1.JBO.18.6.061230
[3] Choe, C., et al. (2020). "Stratum corneum occlusion induces water transformation towards lower bonding state: a molecular level in vivo study by confocal Raman microspectroscopy." International journal of cosmetic science 42(5): 482-493, https://doi.org/10.1111/ics.12653
[4] C. Choe, J. Schleusener, S. Choe, J. Lademann, M.E. Darvin, A modification for the calculation of water depth profiles in oil-treated skin by in vivo confocal Raman microscopy, J Biophotonics, 13 (2020), https://doi.org/10.1002/jbio.201960106
[5] Schleusener, J., et al. (2015). "In vivo study for the discrimination of cancerous and normal skin using fibre probe-based Raman spectroscopy." Experimental Dermatology 24(10): 767-772, DOI: 10.1111/exd.12768
[6] Caspers, P. J., Nico, C., Bakker Schut, T. C., de Sterke, J., Pudney, P. D., Curto, P. R., ... & Puppels, G. J. (2019). Method to quantify the in vivo skin penetration of topically applied materials based on confocal Raman spectroscopy. Translational Biophotonics, 1(1-2), e201900004, https://doi.org/10.1002/tbio.201900004