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Als rohstoffarme und exportorientierte Wirtschaftsnation ist die Bundesrepublik in ho- hem Maß auf die Sicherung und Sicherheit der Logistikketten im grenzüberschreiten- den Verkehr angewiesen. Angesichts der komplexen Transportstrukturen bei grenz- überschreitenden Transporten kommt den eingesetzten Kontroll- und Prüfverfahren besondere Bedeutung zu: Einerseits müssen Kostenbelastungen, Unterbrechungen und Verzögerungen in der Transportkette minimiert, andererseits besonders illegale Einfuhren, Transporte und Substanzen unterbunden werden. Von besonderer Bedeu- tung für Verdachts- bzw. Stichprobenkontrollen ist der Einsatz speziell trainierter Spür- hunde. Als besonders leistungsfähige ‚lebende Sensoren‘ sind sie in der Lage, eine Vielzahl von Stoffen zu detektieren. Der Einsatz von Spürhunden unterliegt allerdings engen Grenzen: Hoher Trainingsaufwand, eng begrenzte Einsatzdauer, begrenzte Verfügbarkeit. Die Entwicklung neuer, optimierter Einsatzverfahren für Spürhunde z. B. mit höheren Durchsatzraten und überprüfbarer Verlässlichkeit durch Einbindung technischer Systeme ist daher ein wichtiger Beitrag für die Sicherung und Sicherheit der Logistikketten.
After replanting apple (Malus domestica Borkh.) on the same site severe growth suppressions, and a decline in yield and fruit quality are observed in all apple producing areas worldwide. The causes of this complex phenomenon, called apple replant disease (ARD), are only poorly understood up to now which is in part due to inconsistencies in terms and methodologies. Therefore we suggest the following definition for ARD: ARD describes a harmfully disturbed physiological and morphological reaction of apple plants to soils that faced alterations in their (micro-) biome due to the previous apple cultures. The underlying interactions likely have multiple causes that extend beyond common analytical tools in microbial ecology. They are influenced by soil properties, faunal vectors, and trophic cascades, with genotype-specific effects on plant secondary metabolism, particularly phytoalexin biosynthesis. Yet, emerging tools allow to unravel the soil and rhizosphere (micro-) biome, to characterize alterations of habitat quality, and to decipher the plant reactions. Thereby, deep insights into the reactions taking place at the root rhizosphere interface will be gained. Counteractions are suggested, taking into account that culture management should emphasize on improving soil microbial and faunal diversity as well as habitat quality rather than focus on soil disinfection.
For the last 20 years, solid-phase microextraction (SPME) in headspace (HS) mode has been used as a valuable sample preparation technique for identifying degradation products in polymers and the determination of residual monomers and other light-boiling substances in polymeric materials. For more than 10 years, our laboratory has been involved in projects focused on the application of HS-SPME-gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS) for the characterization of polymeric materials from many branches of manufacturing and building industries. This article describes the application of this technique for identifying volatile organic compounds (VOCs), additives, and degradation products in industrial rubber, car labeling reflection foil, and bone cement materials. The obtained analytical results were then used for troubleshooting and remedial action of the technological processes as well as for the health protection of producers and users.
Background: Local injection of autologous conditioned serum (ACS) is a well-known therapy for inflammatory diseases (IDs). While patients’ blood is incubated to generate ACS (with subsequent centrifugation), immune cells produce high amounts of growth factors and cytokines. This include, amongst others, interleukin-1 receptor antagonist (IL-1ra), interleukins 6 and 10, tumour necrosis factor alpha (TNF-α) and transforming growth factor beta 1 (TGF-β1). The aim of this study was to analyse exosomes release into ACS as well as their cytokine cargo.
Im Rahmen der vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit wurde das Potenzial der einfachen Halbleitergassensoren zum Einsatz in komplexen Fragestellungen erforscht. Ein im wahrsten Sinne des Wortes brandaktuelles Thema, das hier in den Fokus geraten ist, ist die Detektion explosionsfähiger Substanzen. 42547 – so hoch war die Anzahl der Terroranschläge im Zeitraum 2000 bis 2016, die unter Einsatz von energetischen Materialien begangen wurden. Bei mehr als der Hälfte waren Menschenopfer zu beklagen. Terrorismus ist eine Gefahr und neue explosionsfähige Stoffmischungen, deren Analysedaten in keiner Datenbank eines Detektors enthalten sind, bilden zurzeit ein enormes Bedrohungspotential - solche Gefahrstoffe sind mit etablierten bibliothekgestützten Verfahren schwer nachweisbar. In dieser Arbeit wurde ein bibliothekfrei arbeitender Detektor entwickelt, der schnell und verlässlich die Explosionsfähigkeit unbekannter Substanzen anhand der Auswertung ihrer Reaktionsverläufe bewerten konnte. Es wurde gezeigt, dass der Einsatz von Halbleitergassensoren in Kombination mit Photodioden und einem Drucksensor unter Voraussetzung der durchdachten Reaktionsführung und Anwendung von auf die Aufgabenstellung zugeschnittenen Auswertealgorithmen zielführend ist und eine extrem hohe Detektionsrate von 99,8% ermöglicht. Des Weiteren wurde ein einfacher Herstellungsweg für Halbleitergassensoren ausgehend von der vorhandenen Precursorbibliothek gefunden, der in Zukunft gezielte Manipulation der sensorischen Eigenschaften der Halbleitergassensoren durch Variieren des eingesetzten Precursors sowie der Sensorherstellungsparameter erlaubt. Die auf diesem Weg gefertigten Sensoren wurden in den entwickelten Detektor integriert und zeigten großes Potential neben bibliothekfreier Einschätzung der Explosionsfähigkeit einer unbekannten Substanz auch Aussagen über deren Identität treffen zu können.
Gegenstand dieser Arbeit sind Untersuchungen zur Detektion von verpackten Gefahrstoffen wie beispielsweise Explosivstoffen. Hierzu wird in einem ersten Schritt die Verpackung mittels Laserbohrens durchdrungen, um anschließend den nun freiliegenden Gefahrstoff nachweisen zu können. Dies geschieht einerseits durch eine lasergestützte Probenahme und anschließende Detektion mit gängigen chemisch-analytischen Verfahren sowie direkt bei der Wechselwirkung zwischen Laser und Gefahrstoff mittels Ramanspektroskopie. Zudem werden schnelle in situ-Techniken im Hinblick auf ihre Eignung zur Überwachung des Laserbohrprozesses untersucht. Hier werden kostengünstige und kompakte Sensortechniken (Messung der Prozessgase durch Halbleitergassensoren, Messung des Luftschalls mittels Kondensatormikrofon) mit aufwendigeren und komplexeren spektroskopischen Verfahren (Plasma- und Ramanspektroskopie) bewertend verglichen. Anhand ausgewählter Modellsysteme in verkleinertem Maßstab werden die unterschiedlichen Verfahren unter Verwendung gängiger Verpackungs- und Hüllenmaterialien sowie anhand ausgewählter Explosivstoffe charakterisiert. Für das Laserverfahren kommen gepulste Nd:YAG Laser mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen zum Einsatz.