Gesellschaft zur Förderung von Medizin-,
Bio- und Umwelttechnologien e. V.

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Spectral-Imaging kann als eine Kombination der herkömmlichen digitalen Bildverarbeitung und der klassischen Spektroskopie angesehen werden. Es vereint beide Verfahren derart, dass für jeden Punkt des aufgenommenen Objektes die gesamte spektrale Information zur Verfügung steht.

Vorteile entstehen durch Spectral-Imaging besonders in Verbindung mit geeigneten multivariaten Auswertemethoden. Für jede Anwendung ist ein passendes Verfahren zu entwickeln, dass die Trennung der aufgenommenen Spektren in seine stofflichen Komponenten, sowie die Bestimmung der Art und Menge der Komponenten ermöglicht. Das Spektrum der Auswertemethoden reicht von Unmixing (MCR, NMF) über Klassifikationsaufgaben (SAM, SVM, K-Means) bis Datenexploration (OPA, PCA-VARIMAX).

Applikationsbeispiel: Microarray-Scanner zur Fluoreszenzmessung an Biochips

Der Microarray-Scanner analysiert fluoreszenzmarkierte DNA-Biochips spektral aufgelöst. Folgende Vorteile weist die Spectral-Imaging-Technik gegenüber herkömmlichen Microarray-Scannern auf

  • größere Anzahl unterscheidbarer Farbstoffe
  • Erkennung und Berücksichtigung von Verunreinigungen
  • parallele Aufnahme vieler Messpunkte
Applikationsbeispiel: Spectral-Imaging-Sensor zur automatischen Reglung von Gasbrennern für die Glas verarbeitende Industrie

Die genaue Zusammensetzung des Brennstoffgemischs von Gasbrennern ist ausschlaggebend für die maximal erreichbare Flammentemperatur sowie für den ökonomischen Rohstoffeinsatz. Der mobile Sensor zur optischen Flammenanalyse und Optimierung der Gasversorgung industrieller Brenner ermittelt das relative Brennstoff-Sauerstoff-Verhältnis, indem er die Verteilung der Gasemissionen entlang der Flamme auswertet. Der Sensor gibt einen Flammenindex aus, der die Qualität der Brenngasversorgung widerspiegelt.

Applikationsbeispiel: Hyperspektraler Raman-Sensor zur simultanen qualitativen und quantitativen Analyse

Der Sensor nimmt Raman-Spektren an über einhundert Messpunkten gleichzeitig auf. Er eignet sich u.a. für Anwendungen in der Medizin- und Analysenmesstechnik sowie in der Papier- und Pharmaindustrie. Durch Parallel-Messung ist die Arbeitsgeschwindigkeit gegenüber herkömmlichen Raman-Spektrometern erhöht. Mit Hilfe der Raman-Spektroskopie lassen sich chemische Verbindungen in Stoffgemischen identifizieren. Es wird also ein individueller „Fingerabdruck“ generiert.