Page 11 - Vibrational Spectroscopic Imaging for Biomedical Applications

Co n t e n t s ix

7.5 Spatially Resolved Resonance Raman Imaging
of Macular Pigment in Human Subjects . . . . 211
7.6 Raman Detection of Carotenoids in Living
Human Skin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
7.7 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

8 Raman Microscopy for Biomedical Applications:

Toward an Efficient Diagnosis of Tissues, Cells,
and Bacteria Christoph Krafft, Ute Neugebauer, and
Jürgen Popp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
8.2 Raman Imaging of Tissue . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
8.2.1 Mouse Brains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
8.2.2 Human Brain Tumors . . . . . . . . . . . . . 231
8.2.3 Human Colon Tissue . . . . . . . . . . . . . 236
8.2.4 Human Lung Tissue . . . . . . . . . . . . . . 239
8.3 Raman Imaging of Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
8.3.1 Lung Fibroblast Cells . . . . . . . . . . . . . 242
8.3.2 Red Blood Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
8.4 Raman Spectroscopy of Bacteria . . . . . . . . . . . 248

8.4.1 Species Classification . . . . . . . . . . . . . 248
8.4.2 Imaging Single Bacteria . . . . . . . . . . . 255
8.5 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
9 The Current State of Raman Imaging in Clinical
Application Mariya Sholkina, Gerwin J. Puppels, and
Tom C. Bakker Schut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
9.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
9.1.1 History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
9.1.2 Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
9.2 Instrumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
9.2.1 Laser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
9.2.2 Microscope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
9.2.3 Filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
9.2.4 Spectrometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
9.2.5 CCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
9.3 Imaging Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
9.4 Data Analysis: Spectra to Image(s) . . . . . . . . . 276

9.4.1 Classification Techniques . . . . . . . . . . 277

9.4.2 Quantification Techniques . . . . . . . . . 278
9.5 Raman Mapping and Imaging
in Bioscience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
9.5.1 Single Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
9.5.2 Tissues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283