Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Raman-Spektroskopie auf biologisch-medizinische Fragestellungen angewendet. Es wurden beispielsweise bakterielle Kontaminationen identifiziert oder zelluläre bis hinunter zu biomolekularen Veränderungen als ergänzende Methode für die Biodiagnostik detektiert. Mit Hilfe der Mikro-Raman-Spektroskopie wurden Mikroorganismen (Bakterien- und Hefezellen) in Reinraumumgebung der pharmazeutischen Produktion untersucht. Dabei konnten einzelne Bakterienzellen ohne vorherige Kultivierung direkt identifiziert werden. Durch die Kombination der Fluoreszenzmikroskopie mit der Raman-Spektroskopie war es möglich, Leukozyten in der Umgebung einer Vielzahl von nicht fluoreszierenden Blutzellen zu lokalisieren und zu differenzieren. Die Raman-Spektroskopie lieferte hierbei zusätzliche zellspezifische Informationen auf molekularer Ebene. Durch Ausnutzung der Resonanz-Verstärkung der Raman-Streuung mittels UV-Resonanz-Raman-Spektroskopie erfolgten Untersuchungen zur minimal-invasiven Geschlechtsdifferenzierung von Hühnern anhand von Federpulpaextrakten. Mit Hilfe von chemometrischen Auswerteverfahren konnte gezeigt werden, dass die erfolgreiche Geschlechtsunterscheidung von Hühnern nicht nur auf einem unterschiedlichen DNA-Gehalt der beiden Geschlechter basiert, sondern auch auf Abweichungen im Proteinanteil zurückzuführen ist. Neben diesen Untersuchungen von zellulären Zielstrukturen bietet die Raman-Spektroskopie die Möglichkeit, geringste biomolekulare Veränderungen zu detektieren. Dieses Potential konnte ausgenutzt werden, um kranke Patienten mit einer thrombotischen Mikroangiopathie (TMA) anhand von kryopräzipitierten Blutplasmaproben zu identifizieren.