ラマンスペクトル分析を標準化するプロトコル

January, 5, 2022, Jena--光ベースの方法は､健康､環境､医療および安全の分野での問題分析に利用が増えている｡特に､ラマン分光学は､このコンテクストでは最適方法である｡
　その開発は､近年､継続している｡このプロセスで収集された計測データは､複雑で広範な分子フィンガープリントである｡AIは､これら複雑なラマンスペクトルの分析に役立つ｡しかし､その分析には確立された基準が存在しない｡したがって､医療あるいは生物学的環境への適用が難しくなっている｡ライプニッツフォトニック技術研究所(Leibniz IPHT)､フリードリッヒシラー大学イェーナ(Friedrich Schiller University in Jena)の研究チームは､ラマンスペクトル分析ガイドを開発した｡論文は､Nature Protocolsに発表された｡

ラマンスペクトルは､サンプルの分子フィンガープリント決定に使用できる｡これにより､例えば､その特定の化学組成に基づいて材料を区別できる｡病原菌の特定､病変組織の検出も可能である｡検出された信号､計測データ内の信号差は､小さく､多くの要素の影響受ける｡マシンラーニング(AI)法を評価に利用する｡｢ラマン分光がアプリケーションでブレイクスルーを達成するのを助けるために､可能な限り堅固な結果を出す標準化されたワークフローが必要である｣と､Leibniz IPHTフォトニックデータサイエンス部長､イェーナ大学のプライベート講師､Dr. Thomas Bocklitzは話している｡しかし､これまで､ラマンスペクトルの分析プロセスに確立された統一基準は存在しない｡

論文では､Bocklitzと研究チームは､ラマンスペクトルの分析ガイダンスを初めて提供している､これは実験設計やデータ準備からデータモデリングや統計分析までの全ステップをカバーしており､併せて潜在的な落とし穴､それらの回避方法も指摘していた｡そうすることで物理化学者は､データ駆動方法の開発と改善における長年の経験を利用することができた｡一方で､ラマンスペクトルのチームは､概念レベルで､コンピュータ支援評価に取り組む主要な世界的研究グループの一つになった｡Jürgen Popp教授をリーダーとするLeibniz IPHT の分光学/イメージング研究部門との密接な協力の優位性が証明された｡医療､生命科学と環境科学､品質およびプロセス分析､薬学の分野における分析と診断で､ラマン分光学の専門技術が共同プロジェクトに貢献したからである｡

イェーナの研究者は､公表されたガイダンスで､標準化されたラマンスペクトル分析に貢献することを考えている｡他の研究機関からのパートナーとともに､次のステップは､計測機依存を補正する方法を研究し､共同リングトライアルをおなうことで､計測機の相互比較についての方法論に注目することである｡最終的に､Leibniz IPHT とイェーナ大学の科学者は､AIベースのラマンスペクトル評価のための標準化された方法を使い､市場に投入できる光ベースの診断法､今後のイェーナの感染研究ライプニッツフォトニクスセンタでの感染研究で新しい治療アプローチを開発する予定である｡
(詳細は､https://www.leibniz-ipht.de/)