TY  - THES
A1  - Burger, Thorsten
T1  - "brandmarken" : Einschreibungsverhältnisse des Körpers in Kafkas "Kleiner Prosa". Körper - Macht - Schrift.
T1  - "Stigmatising" : Signs of body-inscriptions in Kafkas "Kleine Prosa". Body - Power - Writing.
N2  - Die vorliegende Arbeit nimmt einmal mehr die >Kleine Prosa< Kafkas in den Fokus der Betrachtung. Hierbei rekurriert sie auf ein primär historisches Diskursfeld des 19. Jahrhunderts, in dessen philosophischen Gemarkungen der Leib, und dies nicht erst seit Schopenhauers einschneidender "Achsendrehung im Begriff des Menschen" (Georg Simmel), eine zentrale Bedeutung erlangt. Kafka inszeniert nun diesen historisch fundamentierten >Leib< in seiner >Kleinen Prosa< als einen gepeinigten, einen wunden. Die eingeschriebenen Körper-Wunden, die von den kafkaschen Protagonisten allesamt als >brandmarkend< erlebt werden, klaffen derart in drei ganz elementaren Erzählungen auf: In der Erzählung 'Ein Landarzt' spielt die zu heilende Körper-Wunde eines Patienten und, unmittelbar damit liiert, eine aus dem Viehischen hervor kriechende Tierfigur eine besonders augenfällige Rolle. Eine Körper-Schrift, die um den kranken Körper zirkuliert, ist mithin inauguriert. Auch Kafkas Affe Rotpeter, der gleichermaßen mit zwei machtvoll beigefügten Körper-Wunden versehen wird, zeigt in seinem 'Bericht für eine Akademie' aufs deutlichste an, wie fortan mit dem tierischen Körper zu verfahren ist; eingefangen, sodann gezähmt, domestiziert und in die Menschenwelt eingeformt, wird er sukzessive zur Unterdrückung der "Affennatur" angehalten. Eine buchstäblich ins Fleisch einschneidende Macht-Schrift gibt sich hier eindringlich zu erkennnen. Auf seinem eigenen Leib wiederum erfährt auch der Verurteilte in der 'Strafkolonie' seine "Schuld", und zwar als eine Einschreibung in den Körper selbst. Eine Körpermacht-Schrift, die gemäß der Eigenlogik des Offiziers eine Entzifferung der Schrift qua Wunde herbeiführen soll, entlarvt sich jedoch mehr und mehr als grausames Macht-Derivat, dessen markante Chiffre "Blutwasser" heißt. Kafkas Narrationen veranschaulichen immer wieder aufs Neue, dass die Diskreditierung des Körpers, und dessen immer schon machtvoll praktizierte Ausschließung, mit dem logozentrischen Supremat metaphysischer Erhöhungstechniken einhergeht. Die signifikant in Erscheinung tretenden Körper-Wunden sind denn auch deren anschaulichste Signaturen - >brandmarken<.
N2  - The following thesis focuses on Kafka’s >Kleine Prosa<. Therein it refers to the philosophical discourse of the 19th century, in which – at the latest since Schopenhauer – the human body has acquired a central importance. Kafka now, in his short prose, portrays this philosophically constituted body as being tormented and sore. The wounds, which are all perceived as stigmatising by Kafka’s protagonists, find their vehement expression in the three essential narrations that will be analysed below with a view to the blemishes inscribed in the body: >Ein Landarzt<, >Ein Bericht für eine Akademie< and >In der Strafkolonie<. Kafka’s narrations lucidly exemplify that the devaluation of the human body and its forceful exclusion, attend to the affected supremacy of metaphysical techniques. The body-wounds, which feature prominently in Kafka’s prose, are their concretest signatures - >stigmata<.
KW  - Kafka
KW  - Körper
KW  - Macht
KW  - Schrift
KW  - Kafka
KW  - body
KW  - power
KW  - writing
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-17544
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kukulus, Matthias
T1  - A quantitative approach to the evolution of the central Walvis Basin offshore NW-Namibia : structure, mass balancing, and hydrocarbon potential
T1  - Die quantitative Entwicklung des zentralen Walvis Beckens in Nordwest-Namibia: Struktur, Massenbilanz und Kohlenwasserstoffpotential
N2  - Rifting and breakup of Westgondwana in the Late Jurassic/ Early Cretaceous initiated the formation of the South Atlantic and its conjugated pair of passive continental margins. The Walvis Basin offshore NW-Namibia is an Early Cretaceous to recent depositional centre with a typically wedge-shaped postrift sedimentary succession covering an area of 105000km2. A 2D model transect across the central Walvis Basin and adjacent onshore areas is used as a case study to investigate quantitatively the denudational history of the evolving passive margin and the related contemporaneous depositional postrift evolution offshore. The database for both the onshore and offshore part of the model traverse is well constrained by own field work, published data as well as by seismic and well data supported by samples. The ultimate goal of this project is to present an integrated approach towards a quantitative link between surface processes and internal processes in terms of a mass and process balance.
N2  - Die Entstehung des Südatlantiks und seiner konjugierten passiven Kontinentalränder begann im späten Jura und der frühen Kreide mit dem Rifting und Auseinanderbrechen Westgondwanas. Das Walvis Becken vor der Küste NW-Namibias ist seitdem Sedimentationsraum und nimmt eine Fläche von 105000km2 ein. Die Sedimente dieses passiven Kontinentalrands weisen den für Postrift Ablagerungen typischen keilförmigen Querschnitt auf. Eine 2D Traverse über das zentrale Walvis Becken und die angrenzenden Küstenbereiche dient als Fallbeispiel, um die Abtragungsgeschichte des sich entwickelnden Kontinentalrands quantitativ mit der zeitgleichen Schelfsedimentation zu verknüpfen. Sowohl für den Schelfbereich als auch für den kontinentalen Bereich der Modelltraverse besteht eine solide Datenbasis, die sich aus Ergebnissen eigener Geländearbeit, publizierten Daten und aus seismischen Schnitten und Bohrungsdaten zusammensetzt, die zudem durch Bohrlochproben ergänzt werden. Ziel vorliegender Arbeit ist es, einen integrativen Ansatz für eine quantitative Verknüpfung von Oberflächenprozessen mit krustalen Prozessen im Sinne einer Massen- und Prozessbilanz zu liefern.
KW  - Namibia <Nordwest>
KW  - Walfischrücken
KW  - Sedimentologie
KW  - Südatlantik
KW  - Walvis Becken
KW  - passive Kontinentalränder
KW  - Massenbilanz
KW  - Kohlenwasserstoffpotential
KW  - South Atlantic
KW  - Walvis Basin
KW  - passive margins
KW  - mass balance
KW  - hydrocarbon potential
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-11075
ER  - 
TY  - THES
A1  - Rapp, Ulrike
T1  - Achieving protective immunitity against intracellular bacterial pathogens : a study on the efficiency of Gp96 as a vaccine carrier
T1  - Immunisierung gegen intrazelluläre Bakterien mit Hilfe von HSP-Fusionsproteinen
N2  - Protective vaccination against intracellular pathogens using HSP fusion proteins in the listeria model.
N2  - Impfschutz gegen intrazelluläre Pathogene durch Immunisierung mit HSP-Fusionsproteinen im listerien Modell.
KW  - Listeria monocytogenes
KW  - Immunisierung
KW  - Hitzeschock-Proteine
KW  - Hitzeschockproteine
KW  - Immunsierung
KW  - Intrazelluläre Pathogene
KW  - Heat Shock Proteins
KW  - Immunization
KW  - Intracellular Pathogens
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-9096
ER  - 
TY  - THES
A1  - Pfeifer, Thomas
T1  - Adaptive control of coherent soft X-rays
T1  - Adaptive Kontrolle kohärenter weicher Röntgenstrahlung
N2  - The availability of coherent soft x-rays through the nonlinear optical process of high-harmonic generation allows for the monitoring of the fastest events ever observed in the laboratory. The attosecond pulses produced are the fundamental tool for the time-resolved study of electron motion in atoms, molecules, clusters, liquids and solids in the future. However, in order to exploit the full potential of this new tool it is necessary to control the coherent soft x-ray spectra and to enhance the efficiency of conversion from laser light to the soft x-ray region in the harmonic-generation process. This work developed a comprehensive approach towards the optimization of the harmonic generation process. As this process represents a fundamental example of \emph{light}--\emph{matter} interaction there are two ways of controlling it: Shaping the generating laser \emph{light} and designing ideal states of \emph{matter} for the conversion medium. Either of these approaches was closely examined. In addition, going far beyond simply enhancing the conversion process it could be shown that the qualitative spectral response of the process can be modified by shaping the driving laser pulse. This opens the door to a completely new field of research: Optimal quantum control in the attosecond soft x-ray region---the realm of electron dynamics. In the same way as it is possible to control molecular or lattice vibrational dynamics with adaptively shaped femtosecond laser pulses these days, it will now be feasible to perform real-time manipulation of tightly bound electron motion with adaptively shaped attosecond light fields. The last part of this work demonstrated the capability of the herein developed technique of coherent soft-x-ray spectral shaping, where a measured experimental feedback was used to perform a closed-loop optimization of the interaction of shaped soft x-ray light with a sulfur hexafluoride molecule to arrive at different control objectives. For the optimization of the high-harmonic-generation process by engineering the conversion medium, both the gas phase and the liquid phase were explored both in experiment and theory. Molecular media were demonstrated to behave more efficiently than commonly used atomic targets when elliptically polarized driving laser pulses are applied. Theory predicted enhancement of harmonic generation for linearly polarized driving fields when the internuclear distance is increased. Reasons for this are identified as the increased overlap of the returning electron wavefunction due to molecular geometry and the control over the delocalization of the initial electronic state leading to less quantum-mechanical spreading of the electron wavepacket during continuum propagation. A new experimental scheme has been worked out, using the method of molecular wavepacket generation as a tool to enhance the harmonic conversion efficiency in `pump--drive' schemes. The latter was then experimentally implemented in the study of high-harmonic generation from water microdroplets. A transition between the dominant laser--soft-x-ray conversion mechanisms could be observed, identifying plasma-breakdown as the fundamental limit of high-density high-harmonic generation. Harmonics up to the 27th order were observed for optimally laser-prepared water droplets. To control the high-harmonic generation process by the application of shaped laser light fields a laser-pulse shaper based on a deformable membrane mirror was built. Pulse-shape optimization resulted in increased high-harmonic generation efficiency --- but more importantly the qualitative shape of the spectral response could be significantly modified for high-harmonic generation in waveguides. By adaptive optimization employing closed-loop strategies it was possible to selectively generate narrow (single harmonics) and broad bands of harmonic emission. Tunability could be demonstrated both for single harmonic orders and larger regions of several harmonics. Whereas any previous experiment reported to date always produced a plateau of equally intense harmonics, it has been possible to demonstrate ``untypical'' harmonic soft x-ray spectra exhibiting ``switched-off'' harmonic orders. The high degree of controllability paves the way for quantum control experiments in the soft x-ray spectral region. It was also demonstrated that the degree of control over the soft x-ray shape depends on the high-harmonic generation geometry. Experiments performed in the gas jet could not change the relative emission strengths of neighboring harmonic orders. In the waveguide geometry, the relative harmonic yield of neighboring orders could be modified at high contrast ratios. A simulation based solely on the single atom response could not reproduce the experimentally observed contrast ratios, pointing to the importance of propagation (phase matching) effects as a reason for the high degree of controllability observed in capillaries, answering long-standing debates in the field. A prototype experiment was presented demonstrating the versatility of the developed soft x-ray shaping technique for quantum control in this hitherto unexplored wavelength region. Shaped high-harmonic spectra were again used in an adaptive feedback loop experiment to control the gas-phase photodissociation reaction of SF$_6$ molecules. A time-of-flight mass spectrometer was used for the detection of the ionic fragments. The branching ratios of particular fragmentation channels could be varied by optimally shaped soft x-ray light fields. Although in one case only slight changes of the branching ratio were possible, an optimal solution was found, proving the sufficient technical stability of this unique coherent soft-x-ray shaping method for future applications in optimal control. Active shaping of the spectral amplitude in coherent spectral regions of $\sim$10~eV bandwidth was shown to directly correspond to shaping the temporal features of the emerging soft x-ray pulses on sub-femtosecond time scales. This can be understood by the dualism of frequency and time with the Fourier transformation acting as translator. A quantum-mechanical simulation was used to clarify the magnitude of temporal control over the shape of the attosecond pulses produced in the high-harmonic-generation process. In conjunction with the experimental results, the first attosecond time-scale pulse shaper could thus be demonstrated in this work. The availability of femtosecond pulse shapers opened the field of adaptive femtosecond quantum control. The milestone idea of closed-loop feedback control to be implemented experimentally was expressed by Judson and Rabitz in their seminal work titled ``Teaching lasers to control molecules''. This present work extends and turns around this statement. Two fundamentally new achievements can now be added, which are ``Teaching molecules to control laser light conversion'' and ``Teaching lasers to control coherent soft x-ray light''. The original idea thus enabled the leap from femtosecond control of molecular dynamics into the new field of attosecond control of electron motion to be explored in the future. The \emph{closed}-loop approach could really \emph{open} the door towards fascinating new perspectives in science. Coming back to the introduction in order to close the loop, let us reconsider the analogy to the general chemical reaction. Photonic reaction control was presented by designing and engineering effective media (catalysts) and controlling the preparation of educt photons within the shaped laser pulses to selectively produce desired photonic target states in the soft x-ray spectral region. These newly synthesized target states in turn could be shown to be effective in the control of chemical reactions. The next step to be accomplished will be the control of sub-femtosecond time-scale electronic reactions with adaptively controlled coherent soft x-ray photon bunches. To that end a time-of-flight high-energy photoelectron spectrometer has recently been built, which will now allow to directly monitor electronic dynamics in atomic, molecular or solid state systems. Fundamentally new insights and applications of the nonlinear interaction of shaped attosecond soft x-ray pulses with matter can be expected from these experiments.
N2  - Die Verfügbarkeit kohärenter weicher Röntgenstrahlung durch den nichtlinear-optischen Prozess der Erzeugung hoher Harmonischer von Laserstrahlung erlaubt es, die schnellsten jemals im Labor beobachteten Ereignisse in ihrem Ablauf zu verfolgen. Die in diesem Prozess erzeugten Attosekundenpulse stellen das wichtigste Werkzeug dar, um in Zukunft die zeitaufgelöste Elektronenbewegung in Atomen, Molekülen, Clustern, Flüssigkeiten und Festkörpern zu untersuchen. Um jedoch das volle Potential dieses Werkzeugs zu nutzen, ist es notwendig, den Prozess der Erzeugung hoher Harmonischer in einer Weise zu optimieren, die es ermöglicht, zum einen gezielt Einfluss auf die Eigenschaften der kohärenten weichen Röntgenspektren zu nehmen und zum anderen die Konversionseffizienz bei der Umwandlung von Laserlicht in harmonische Strahlung zu erhöhen. In dieser Arbeit wurde eine umfassende Herangehensweise an das Problem der Optimierung des Erzeugungsprozesses der hohen Harmonischen Strahlung entwickelt. Da der Prozess ein fundamentales Beispiel einer Licht-Materie-Wechselwirkung darstellt, gibt es genau zwei Möglichkeiten, ihn zu kontrollieren: Die Formung des erzeugenden Laser\emph{lichtes} und die Entwicklung idealer \emph{Materie}zustände als Konversionsmedien. Beide Möglichkeiten wurden im Rahmen dieser Arbeit gründlich untersucht. Zusätzlich zur bloßen Steigerung der Ausbeute an Hoher-Harmonischer-Strahlung konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass es möglich ist, die Spektren der erzeugten kohärenten weichen Röntgenstrahlung durch geformte Laserpulse qualitativ zu modifizieren. Dies eröffnet Möglichkeiten für ein grundlegend neues Forschungsgebiet: Optimale Quantenkontrolle im Attosekunden- und weichen Röntgenbereich---dem Bereich elektronischer Dynamik. Auf die gleiche Art und Weise wie es heutzutage möglich ist, Molekül- oder Gitterschwingungsdynamik mit adaptiv geformten Femtosekundenpulsen zu kontrollieren, sind wir ab jetzt in der Lage, mit adaptiv geformten Attosekunden-Lichtfeldern die Bewegung von fest gebundenen Elektronen in Echtzeit zu beeinflussen. Im letzten Teil dieser Arbeit wird das Potential der hierin entwickelten Methode der Formung kohärenter weicher Röntgenspektren demonstriert, indem ein gemessenes experimentelles Rückkopplungssignal benutzt wurde, um eine `closed-loop' Optimierung der Wechselwirkung von geformtem weichen Röntgenlicht mit Schwefelhexafluoridmolekülen für unterschiedliche Kontrollziele durchzuführen. Im Hinblick auf die Entwicklung und Anpassung des Konversionsmediums zur Optimierung des Prozesses der Erzeugung hoher Harmonischer wurden sowohl die Gas- als auch die Flüssigphase sowohl im Experiment als auch in der Theorie erforscht. Es wurde gezeigt, dass molekulare Medien sich effizienter als Atome verhalten, wenn der erzeugungende Laserpuls elliptisch polarisiert ist. In einer theoretischen Untersuchung wird eine Zunahme der Konversionseffizienz für linear polarisierte Erzeugungspulse erwartet wenn der Kernabstand vergrößert wird. Gründe dafür sind zum einen die Zunahme des Überlapps der zum Atom zurückkehrenden Wellenfunktion des Elektrons wegen der Molekülgeometrie. Zum anderen ermöglicht die Variation des Kernabstands die Kontrolle über die Delokalisation des elektronischen Anfangszustands, die zu einem verminderten quantenmechanischen Zerlaufen des Wellenpakets während seiner Propagation im Kontinuum führt. Eine neuartige experimentelle Methode wurde ausgearbeitet, die sich die Technik der Erzeugung molekularer Wellenpakete als Werkzeug zunutze macht, um die Konversionseffizienz der harmonischen Strahlung in einem so genannten `pump--drive' Verfahren zu erhöhen. Dieses wurde dann in einer Untersuchung der Erzeugung hoher Harmonischer an Wasser-Mikrotropfen experimentell implementiert. Dadurch konnte ein Übergang zwischen den beiden dominanten Mechanismen der Umwandlung von Laserstrahlung in weiches Röntgenlicht beobachtet werden, der den Plasma-Durchbruch als die natürliche Grenze bei der Erzeugung von hohen Harmonischen in hochdichten Medien identifizierte. Harmonische bis hin zur 27sten Ordnung wurden für optimal durch den Laser präparierte Wassertropfen nachgewiesen. Um den Prozess der Erzeugung hoher Harmonischer durch geformte Lichtfelder zu kontrollieren, wurde ein auf einem deformierbaren Membranspiegel basierender Laserpulsformer aufgebaut. Mittels Pulsformoptimierung war es ebenfalls möglich, eine Erhöhung der harmonischen Erzeugungseffizienz zu erzielen---wichtiger jedoch: Es konnte die qualitative Form der erzeugten kohärenten weichen Röntgenspektren signifikant modifiziert werden. Durch adaptive Optimierung unter Anwendung von `closed-loop' Strategien war es möglich, selektiv schmal- (einzelne harmonische Ordnungen) und breitbandige harmonische Spektren zu erzeugen. Durchstimmbarkeit wurde demonstriert sowohl für einzelne Harmonische als auch für größere zusammenhängende Bereiche mehrerer harmonischer Ordnungen. Während in allen bislang durchgeführten Experimenten ein Plateau gleichintensiver harmonischer Ordnungen beobachtet wurde, ist es jetzt zum ersten Mal gelungen, ``untypische'' weiche Röntgenspektren zu generieren, bei denen einzelne harmonische Ordnungen ``ausgeschaltet'' sind. Der hohe Grad der Kontrollierbarkeit bereitet den Weg für Experimente zur Quantenkontrolle im weichen Röntgenbereich. Es wurde ebenso gezeigt, dass der Grad der Kontrolle über die Form der weichen Röntgenspektren von der Erzeugungsgeometrie des Umwandlungsprozesses abhängt. In Experimenten zur Umwandlung im Gasstrahl war es nicht möglich die relative Emissionsstärke benachbarter harmonischer Ordnungen zu verändern. Im Gegensatz dazu konnte in der Wellenleitergeometrie die relative Ausbeute benachbarter Ordnungen mit hohem Kontrastverhältnis modifiziert werden. Eine auf der Antwort eines einzelnen Atoms beruhende Simulation konnte die experimentell beobachteten Kontrastverhältnisse nicht ausreichend reproduzieren: Ein Hinweis auf den Einfluss von Propagationseffekten (Phasenanpassung) als Ursache des in Wellenleitern beobachteten hohen Grades an Kontrollierbarkeit, was offene Debatten auf diesem Feld beantwortet. Um das Anwendungspotential der entwickelten Technik zur Formung kohärenter weicher Röntgenspektren im Hinblick auf Quantenkontrollexperimente in der entspechenden diesbezüglich bislang unerforschten Wellenlängenregion aufzuzeigen, wurde ein Prototypexperiment durchgeführt. Hier wurden wiederum mittels adaptiver Rückkopplungsschleife die nun formbaren Röntgenspektren dazu eingesetzt, die Photodissoziationsreaktion von SF$_6$-Molekülen in der Gasphases zu kontrollieren. Ein Flugzeitmassenspektrometer wurde zur Detektion der ionischen Fragmente herangezogen. Das Verzweigungsverhältnis einzelner Fragmentationskanäle konnte durch den Einfluss optimal geformter weicher Röntgenfelder variiert werden. Obwohl in einem Fall nur eine leichte Veränderung möglich war, konnte eine optimale Lösung gefunden werden, wodurch die ausreichende technische Stabilität dieser einzigartigen Methode zur Formung kohärenter weicher Röntgenstrahlung für zukünftige Anwendungen auf dem Gebiet der optimalen Kontrolle bewiesen wurde. Es wurde ferner darauf eingegangen, dass aktive Formung der spektralen Amplitude in kohärenten Spektren von $\sim$10~eV Bandbreite in direktem Zusammenhang steht mit der Formung zeitlicher Eigenschaften der entstehenden weichen Röntgenpulsen auf einer Subfemtosekundenzeitskala. Dies kann durch den Frequenz-Zeit-Dualismus verstanden werden, in dem die Fouriertransformation als Übersetzer fungiert. Eine quantenmechanische Simulation wurde durchgeführt, um das Ausmaß der zeitlichen Kontrolle über die Attosekundenpulsform beim Umwandlungsprozess näher zu beleuchten. Zusammen mit den experimentellen Ergebnissen konnte damit der erste Attosekundenpulsformer in dieser Arbeit demonstriert werden. Die Verfügbarkeit von Femtosekundenpulsformern eröffnete das Gebiet der adaptiven Femtosekunden-Quantenkontrolle. Die bahnbrechende Idee der `closed-loop' Rückkopplungskontrolle, die dazu experimentell implementiert wurde, war von Judson und Rabitz in ihrer wegweisenden Arbeit mit dem Titel ``Teaching lasers to control molecules'' (``Es Lasern beibringen, Moleküle zu kontrollieren'') zum Ausdruck gekommen. Die vorliegende Arbeit kann dieser Idee nun eine erweiterte und eine ``umgekehrte'' Form hinzufügen: ``Teaching molecules to control laser light conversion'' (``Es Molekülen beibringen, Laserlichtkonversion zu kontrollieren'') und ``Teaching lasers to control coherent soft x-ray light'' (``Es Lasern beibringen, kohärentes weiches Röntgenlicht zu kontrollieren''). Die ursprüngliche Idee erlaubte somit nun also auch den Sprung von der Femtosekundenkontrolle molekularer Dynamik hinein in das neue Gebiet der Attosekundenkontrolle elektronischer Bewegung, dessen Erforschung nun unmittelbar bevorsteht. Die Idee der \emph{geschlossenen} Schleife (`closed-loop') konnte damit tatsächlich das Tor \emph{öffnen} hinaus in eine Fülle neuer Perspektiven für die Naturwissenschaft.
KW  - Ultrakurzer Lichtimpuls
KW  - Femtosekundenbereich
KW  - Frequenzvervielfachung
KW  - Kohärente Anregung
KW  - Weiche Röntgenstrahlung
KW  - Kohärente Kontrolle
KW  - Erzeugung hoher Harmonischer
KW  - Femtosekunden-Laserpulsformung
KW  - Atom und Molekülphysik
KW  - Optik
KW  - Ultraschnelle Röntgenstrahlung
KW  - Coherent Control
KW  - High-Harmonic Generation
KW  - Femtosecond Laser Pulse Shaping
KW  - Atomic
KW  - Molecular and Optical Physics
KW  - Ultrafast X-Ray Science
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-9854
ER  - 
TY  - THES
A1  - Niklaus, Patrick
T1  - Adaptive Femtosekunden Quantenkontrolle chemischer Reaktionen in der flüssigen Phase
T1  - Adaptive femtosecond quantum control of chemical reactions in the liquid phase
N2  - Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Methode der adaptiven Pulsformung von Femtosekunden Laserpulsen in der flüssigen Phase experimentell zu realisieren. Eine Erweiterung dieser Technik auf die kondensierte Phase stellt einen wichtigen Schritt in Richtung einer breiten Anwendbarkeit zur Steuerung von chemischen Reaktionen dar. Die größere Teilchendichte im Vergleich zur Gasphase ermöglicht zum einen eine Erhöhung der erzielbaren absoluten Produktausbeuten. Andererseits ergibt sich erst dadurch die Möglichkeit, reale chemische Reaktionen, wie bimolekulare Reaktionen, gezielt zu steuern, da Stöße zwischen verschiedenen Molekülen wahrscheinlicher werden. Die Methode der adaptiven Quantenkontrolle ist für die Anwendung in der flüssigen Phase bestens geeignet, da sie eine kohärente Kontrolle von photoinduzierten molekularen Prozessen selbst in komplexen Quantensystemen erlaubt. In dieser experimentellen Umsetzung einer ,,geschlossenen Kontrollschleife'' wird die spektrale Phasenstruktur von fs-Laserpulsen in einem computergesteuerten Pulsformer moduliert. Der resultierende geformte Laserpuls wechselwirkt anschließend mit dem zu untersuchenden molekularen System und steuert aktiv die Entwicklung des erzeugten Wellenpakets auf der Potentialenergiefläche. Eine quantitative Messung der erzeugten Photoprodukte dieser Licht-Materie Wechselwirkung dient als Rückkopplungssignal eines selbstlernenden Computeralgorithmus. Der auf dem Prinzip der Evolutionstheorie arbeitende Algorithmus verbessert nun iterativ die Pulsform bis ein Optimum des gewünschten Reaktionskanals erreicht wird. Das modulierte elektrische Feld des Laserpulses passt sich somit entsprechend der gestellten Kontrollaufgabe automatisch den molekularen Eigenschaften an. Um jedoch die Anwendung dieser Technik auch in der kondensierten Phase zu demonstrieren, mussten Methoden zur Gewinnung eines Rückkopplungssignals gefunden werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden daher Möglichkeiten eines quantitativen Rückkopplungssignals für die adaptive Kontrolle in der flüssigen Phase untersucht, wie die Emissionsspektroskopie und die transiente Absorption im UV/VIS oder infraroten Spektralbereich. In einem ersten Experiment wurde die Emissionsspektroskopie verwendet, um einen Ladungstransferprozess (MLCT) in einem Ru(II)-Komplex ([Ru(dpb)3]2+) mit geformten fs-Laserpulsen zu steuern. Um die dominierende Intensitätsabhängigkeit der Anregung zu eliminieren, wurde die Emissionsausbeute mit dem SHG-Signal eines nichtlinearen Kristalls „normiert“. Diese Auslöschung des intensitätsabhängigen Faktors in beiden Prozessen ermöglichte es, Pulsformen zu finden, die dieses Verhältnis sowohl maximieren als auch minimieren. Ein Ansatz zur Erklärung der experimentellen Ergebnisse konnte mit Hilfe eines störungstheoretischen Modells beschrieben werden. In einem zweiten Experiment wurde erstmals eine photochemische Selektivität zwischen zwei verschiedenen Substanzen in der kondensierten Phase demonstriert. Dabei sollte die jeweilige Zwei-Photonen Anregung des Komplexes [Ru(dpb)3]2+ gegenüber dem Molekül DCM selektiv kontrolliert werden. Wiederum diente die spontane Emission beider Substanzen als Rückkopplungssignal für die Effektivität des Anregungsschritts. Verschiedene Ein-Parameter Kontrollmethoden, wie der Variation der Anregungswellenlänge, der Intensität sowie des linearen Chirps, konnten diese Kontrollaufgabe nicht erfüllen. Jedoch konnte eine Optimierung des Verhältnisses der beiden Emissionsausbeuten mit Hilfe der adaptiven Pulsformung erzielt werden. Das Ergebnis dieses Experiments zeigt, dass photoinduzierte Prozesse in zwei unterschiedlichen molekularen Substanzen trotz der Wechselwirkungen der gelösten Moleküle mit ihrer Lösungsmittelumgebung selektiv und simultan kontrolliert werden können. Das Ziel des dritten Experiments war eine gezielte Steuerung einer komplexeren chemischen Reaktion. Mit Hilfe der adaptiven Pulsformung konnte eine optimale Kontrolle der Photoisomerisierungsreaktion des Moleküls NK88 demonstriert werden. Das dazu benötigte Rückkopplungssignal für den evolutionären Algorithmus wird durch transiente Absorptionsspektroskopie im UV/VIS Spektralbereich bereitgestellt. Eine Untersuchung der Dynamik der Isomerisierungsreaktion mit Hilfe der Pump-Probe Technik erlaubte eine Zuordnung zweier verschiedener Absorptionsbereiche zu den jeweiligen Isomeren. Die Ergebnisse der Optimierung des Verhältnisses der Quantenausbeuten der beiden Isomere zeigten, dass die geformten Laserpulse eine Kontrolle der Effizienz der Photoisomerisierung in der flüssigen Phase ermöglichen. Zusammenfassend kann man sagen, dass im Rahmen dieser Arbeit mit Hilfe der fs-Lasertechnologie und der Technik der adaptiven fs-Quantenkontrolle Experimente durchgeführt wurden, die einen wichtigen Beitrag zu dem neuen Forschungsbereich der Femtochemie darstellen. Die Erweiterung dieser Technik auf die flüssige Phase beschreibt einen ersten Erfolg in Richtung einer neuartigen Chemie.
N2  - The goal of this work was to experimentally implement the technique of adaptive femtosecond quantum control of photoinduced reactions in solution. A successful experiment in the liquid phase would represent an important step towards an universal applicability to the control of chemical reactions. The sufficiently high particle densities available in solution allow the processing of macroscopic amounts of chemical substances. Additionally, only in the condensed phase the particle densities are high enough to achieve control for bimolecular synthetic-chemical applications. The technique of adaptive quantum control is most suitable for an application in the liquid phase, as it allows the coherent control of quantum-mechanical processes even in complex systems. In this experimental “closed-loop” setup, the spectral phase structure of fs laser pulses is modulated by a computer-controlled pulse shaper. The resulting shaped laser pulses then interact with the quantum system under consideration, where specific wavepacket dynamics is initiated. The quantitative detection of the generated photoproducts is used as feedback within a learning algorithm. Based on concepts of the evolution theory, this optimization algorithm iteratively improves the pulse-shaper settings until an optimum is reached. Thus the modulated electric field automatically “adapts” to the molecular properties according to the specified control objective. For a successful demonstration of an application of this technology to chemical reactions in the solution phase, suitable feedback signals have to be found. Hence in this work, suitable feedback signals were explored which can be used to probe the result of the solution phase photoreactions reliably and fast. Besides the emission spectroscopy, especially transient absorption techniques in the UV/visible or infrared spectral region turned out to be suitable for quantitatively detecting the quantum yields of the different photoproducts generated by a shaped laser pulse. In a first experiment, emission spectroscopy was employed to investigate the metal-to-ligand charge transfer (MLCT) in a Ru(II) coordination complex ([Ru(dpb)3]2 using adaptive fs pulse shaping. Using the spontaneous emission signal as feedback in the learning procedure, it was possible to control the MLCT excitation process. However, the MLCT excitation occurs via two-photon absorption and is therefore dominantly second-order intensity dependent. This trivial intensity dependence can be removed by using as a new feedback signal the ratio of the molecular response (here: emission) versus a purely optical signal of the same nonlinear order (here: SHG in a thin crystal). The resulting optimized laser pulse shapes were able to both maximize and minimize the ratio emission/SHG, thus proving that adaptive fs quantum control is sensitive to the electronic and vibrational properties of molecules under liquid-phase conditions. The results of this experiment could be understood within a simple perturbation theory model. In a second experiment, chemically selective molecular excitation of two distinct complex molecules (the MLCT-complex [Ru(dpb)3]2+ and the laser dye DCM) in solution was achieved employing shaped fs laser pulses. After two-photon absorption and excited-state dynamics, the spontaneous emission yields are again used as a measure for the excited-state populations in the feedback loop. The experiment was designed to ask if and how coherent light fields can be used to selectively excite one specific molecule (but not another one) within liquid-phase solute/solvent mixtures. Despite the failure of single-parameter approaches (variation of wavelength, intensity or linear chirp), an optimization of the emission yield ratio was successful employing adaptive quantum control. This experiment demonstrates that photoprocesses in two different molecular species can selectively be controlled simultaneously. The goal of a third experiment was the control of a more complex chemical reaction. The reaction type we chose to investigate and to control was the cis-trans isomerization of the molecular system NK88. We chose as feedback signal the ratio of cis-isomers in their ground state after the photoisomerization process to the amount of initially excited trans-isomers (i.e., the relative reaction yield). To determine these quantities, we recorded the transient absorption signal at two different wavelengths. By optimizing the ratio of the relative quantum yields of the two isomers, we demonstrated that the efficiency of the photoisomerization reaction can both be enhanced and reduced. In conclusion, in the context of this work experiments were performed employing the technology of fs laser pulses and adaptive quantum control, which represent an important contribution to the relatively new research field of femtochemistry. The successful transfer of this technique to the liquid phase constitutes a first step towards a new kind of chemistry.
KW  - Ultrakurzer Lichtimpuls
KW  - Femtosekundenbereich
KW  - Ausgangsmaterial
KW  - Flüssiger Zustand
KW  - Photochemische Reaktion
KW  - Kohärente Kontrolle
KW  - adaptive Quantenkontrolle
KW  - Femtosekunden
KW  - evolutionärer Algorithmus
KW  - Coherent control
KW  - adaptive quantum control
KW  - femtosecond
KW  - evolutionary algorithm
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-12855
ER  - 
TY  - THES
A1  - Allgaier, Axel
T1  - Aeolian sand movement in an arid linear dune ecosystem, Nizzana, Western Negev, Israel
T1  - Äolische Sandbewegung in einem ariden Lineardünen-Ökosystem, Nizzana, westliche Negev, Israel
N2  - In a three-year study the current aeolian transportation processes were examined in a linear dune area previously used for grazing near Nizzana at the Israeli-Egyptian border. The research area was subject to heavy grazing across the border, which led to the total destruction of the natural vegetation in the period of 1967 to 1982. As a consequence, intensified aeolian activity and significant changes of the morphology of the dunes were observed. After the end of the grazingg on the Israeli side, a rapid return of the vegetation in the interdune corridors and on the footslopes of the dunes took place. In addition also a reduction of obviously active areas on the dune crests was observed. The situation on Egyptian territory west the border remained unchanged until today. This study is aimed at understanding the changed aeolian morphodynamics east the border. The emphasis was placed on the investigation of the spatial and temporal distribution of aeolian sand transport as well as on the influencing factors morphology, surface condition and vegetation.
N2  - In einer dreijährigen Studie wurden die aktuellen äolischen Transportprozesse in einem vormals beweideten Lineardünengebiet nahe Nizzana an der israelisch-ägyptischen Grenze untersucht. Das Untersuchungsgebiet unterlag im Zeitraum von 1967 bis 1982 grenzüberschreitend starkem Beweidungsdruck, welcher zur vollkommenen Zerstörung der natürlichen Vegetation führte. Als Folge kam es zu verstärkter äolischer Aktivität und signifikanten Veränderungen der Morphologie der Dünen. Nach dem Ende der Beweidung auf israelischer Seite erfolgte dort eine rasche Rückkehr der Vegetation in den Dünengassen und an den Fußbereichen der Dünen. Darüberhinaus wurde auch eine Abnahme der offensichtlich aktiven Bereiche auf den Dünenrücken beobachtet. Die Situation auf ägyptischem Gebiet westlich der Grenze blieb bis heute unverändert. Die vorliegende Untersuchung zielt darauf ab, die veränderte äolische Morphodynamik östlich der Grenze zu erfassen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Verteilung des äolischen Sandtransportes sowie der diesen beeinflußenden Faktoren Morphologie, Oberflächenbeschaffenheit und Vegetation.
KW  - Negev
KW  - Düne
KW  - Sandbewegung
KW  - Dünen
KW  - äolischer Sandtransport
KW  - Israel
KW  - Negev
KW  - Beweidung
KW  - dunes
KW  - aeolian sand transport
KW  - Israel
KW  - Negev
KW  - grazing
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-14727
ER  - 
TY  - THES
A1  - Baumeister, Joachim
T1  - Agile development of diagnostic knowledge systems
T1  - Agile Entwicklung von Wissensbasierten Diagnosesystemen
N2  - The success of diagnostic knowledge systems has been proved over the last decades. Nowadays, intelligent systems are embedded in machines within various domains or are used in interaction with a user for solving problems. However, although such systems have been applied very successfully the development of a knowledge system is still a critical issue. Similarly to projects dealing with customized software at a highly innovative level a precise specification often cannot be given in advance. Moreover, necessary requirements of the knowledge system can be defined not until the project has been started or are changing during the development phase. Many success factors depend on the feedback given by users, which can be provided if preliminary demonstrations of the system can be delivered as soon as possible, e.g., for interactive systems validation the duration of the system dialog. This thesis motivates that classical, document-centered approaches cannot be applied in such a setting. We cope with this problem by introducing an agile process model for developing diagnostic knowledge systems, mainly inspired by the ideas of the eXtreme Programming methodology known in software engineering. The main aim of the presented work is to simplify the engineering process for domain specialists formalizing the knowledge themselves. The engineering process is supported at a primary level by the introduction of knowledge containers, that define an organized view of knowledge contained in the system. Consequently, we provide structured procedures as a recommendation for filling these containers. The actual knowledge is acquired and formalized right from start, and the integration to runnable knowledge systems is done continuously in order to allow for an early and concrete feedback. In contrast to related prototyping approaches the validity and maintainability of the collected knowledge is ensured by appropriate test methods and restructuring techniques, respectively. Additionally, we propose learning methods to support the knowledge acquisition process sufficiently. The practical significance of the process model strongly depends on the available tools supporting the application of the process model. We present the system family d3web and especially the system d3web.KnowME as a highly integrated development environment for diagnostic knowledge systems. The process model and its activities, respectively, are evaluated in two real life applications: in a medical and in an environmental project the benefits of the agile development are clearly demonstrated.
N2  - Wissensbasierte Diagnosesysteme konnten in den letzten Jahrzehnten sehr erfolgreich eingesetzt werden. Intelligente Systeme sind heute in den verschiedensten Domainen zu finden, werden in komplexe Maschinen eingebettet oder interaktiv im Dialog mit dem Benutzer verwendet. Trotz aller Erfolge ist die Entwicklung eines Wissenssystems immer noch eine komplexe Aufgabe. Dies ist darin begründet, dass ähnlich zu der Erstellung von Individual-Software mit einem hohen innovativen Grad eine präzise Spezifikation zu Anfand des Projekt häufig nicht gegeben werden kann. Vielmehr können notwendige Faktoren, welche den Erfolg des Systems maßgeblich bestimmen, nicht vor der Entwicklung identifiziert werden oder sind Änderungen während der Entwicklungsphase unterworfen. Viele Einflussfaktoren können hierbei nur in Rückkopplung mit dem Benutzer abgewogen werden, welches durch vorläufige Versionen des Systems in frühen Stadien ermöglicht werden kann, z.B. bei interaktiven Systemen durch eine Validierung des Dialoges durch den Benutzer. Diese Arbeit stellt heraus, dass klassische, dokument-zentrierte Ansätze in einem solchen Umfeld nicht anwendbar sind, und schlägt ein agiles Vorgehensmodell zur Entwicklung von wissensbasierten Diagnosesystemen als Lösung vor. Das agile Vorgehensmodell wurde wesentlich durch Ideen des im Software Engineering bekannten eXtreme Programming beeinflusst. Als wichtigstes Ziel dieser Arbeit wird die Vereinfachung des Entwicklungsprozesses für den Fachexperten verfolgt, der im Idealfall das benötigte Wissen selbst formalisiert. Dabei wird der Entwicklungsprozess auf einer übergeordneten Ebene durch die Einführung von Wissenscontainern unterstützt, welche eine organisierte Übersicht auf das im System enthaltene Wissen bieten. Weiterhin werden strukturierte Vorgehensweisen für das Füllen der jeweiligen Container empfohlen. Das tatsächliche Wissen wird von Beginn des Projekts an erfasst und formalisiert; eine kontinuierliche Integration von neuen Wissensinhalten in ein lauffähiges System sorgt für eine frühe und konkrete Rückkopplung mit dem Benutzer. Im Gegensatz zu den verwandten Prototyping Ansätzen wird die Validität und Wartbarkeit des erfassten Wissens durch geeignete Test- und Restrukturierungsmethoden sichergestellt. Zusätzlich werden angepasste Lernmethoden diskutiert, welche den Wissensakquisitionsprozess in vielen Bereichen ergänzen können. Die praktische Bedeutung des Vorgehensmodells ist stark mit der Verfügbarkeit von Werkzeugen verknüpft, welche den Fachexperten bei der Entwicklung direkt unterstützen können. Es wird daher die Systemfamilie d3web und im Speziellen die integrierte Entwicklungsumgebung d3web.KnowME vorgestellt. Das Vorgehensmodell und seine Aktivitäten werden in zwei Praxis-Anwendungen, einem medizinischen und einem geo-ökologischen Projekt, evaluiert.
KW  - Wissensakquisition
KW  - Wissensentwicklung
KW  - Wartung
KW  - Validation
KW  - Refaktorisierung
KW  - knowledge engineering
KW  - knowledge acquisition
KW  - maintenance
KW  - validation
KW  - refactoring
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-9698
ER  - 
TY  - THES
A1  - Boeck, Konstantin
T1  - Altersabhängigkeit der objektiven und quantitativen neurootologischen Funktionsmessergebnisse bei 350 Vertigo-Patienten aus der Neurootologie der Würzburger Universitäts-HNO-Klinik
T1  - Age-relation of the objektive and quantitative neurootological Results from 350 Vertigo-Patients from the Würzburger ENT-University-Department
N2  - Die Dissertation beschreibt, dass die menschliche Gleichgewichtsregulation zur Aufrechterhaltung der Stellung im Raume, zur Regulation der Blickmechanismen, aber auch zur inneren Erzielung eines gleichgewichtes auf komplizierten kybernetischen Regelkreisen beruht. Mit Hilfe eines umpfangreichen neurootometrischen Netzwerkes unter Einschaltung aequilibriometrischer Gleichgewichtsmessungen und audiometrischer Gehörfunktionsmessungen lässt sich nachweisen, dass die Regulationsmuster mindestens im quantitativen Bereich während des gesamten Lebens wechseln. sie sind netzwerkartig miteinander verknüft. Wenn aber dieses System im Alter nicht mehr passend einreguliert ist, empfinden die Patienten zahlreiche Symptome, die wir mit der Vorsilbe Alter (Presby) wie zum Beispiel Altersschwindel, Presbyvertigo, Alterstaumligkeit, Presbytaxie, Altershörstörungen, Presbyakusis, Altersohrgeräusche, Presbytnnitus usw., bezeichnen Aus medizinischer Sicht kommt es unter anderem darauf an, altersbedingte Fehlregulationen rechtzeitig messend zu erfassen, damit diesen durch entsprechende Behandlungen unter Einsatz von Physiotherapie, Psychtherapie, aber auch medikamentöser Therapie begegnet werden kann.
N2  - Die Dissertation beschreibt, dass die menschliche Gleichgewichtsregulation zur Aufrechterhaltung der Stellung im Raume, zur Regulation der Blickmechanismen, aber auch zur inneren Erzielung eines gleichgewichtes auf komplizierten kybernetischen Regelkreisen beruht. Mit Hilfe eines umpfangreichen neurootometrischen Netzwerkes unter Einschaltung aequilibriometrischer Gleichgewichtsmessungen und audiometrischer Gehörfunktionsmessungen lässt sich nachweisen, dass die Regulationsmuster mindestens im quantitativen Bereich während des gesamten Lebens wechseln. sie sind netzwerkartig miteinander verknüft. Wenn aber dieses System im Alter nicht mehr passend einreguliert ist, empfinden die Patienten zahlreiche Symptome, die wir mit der Vorsilbe Alter (Presby) wie zum Beispiel Altersschwindel, Presbyvertigo, Alterstaumligkeit, Presbytaxie, Altershörstörungen, Presbyakusis, Altersohrgeräusche, Presbytnnitus usw., bezeichnen Aus medizinischer Sicht kommt es unter anderem darauf an, altersbedingte Fehlregulationen rechtzeitig messend zu erfassen, damit diesen durch entsprechende Behandlungen unter Einsatz von Physiotherapie, Psychtherapie, aber auch medikamentöser Therapie begegnet werden kann.
KW  - Schwindel
KW  - Neurootologie
KW  - Altersabhängigkeit
KW  - vertigo
KW  - neurootology
KW  - age-relation
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-11236
ER  - 
TY  - THES
A1  - Teichgräber, Jürgen
T1  - Aminosubstituierte Terphenyle als neue Leitstruktur für allostere Modulatoren muscarinischer M2-Acetylcholinrezeptoren
T1  - Aminosubstituted terphenyls as new leadstructures for allosteric modulators of the muscarinic M2-acetylcholine receptors
N2  - Die muscarinischen Rezeptoren sind ein wichtiger Bestandteil des parasympathischen Nervensystems. Sie gehören zur großen Gruppe der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, die nach ihrer Verwandtschaft in drei große Klassen eingeteilt werden können. Die muscarinischen Rezeptoren gehören zur Klasse A, den rhodopsinähnlichen Rezeptoren. Durch die im Jahr 2000 vorgenommene Aufklärung der hochauflösenden Röntgenkristallstruktur des Rinderrhodpsins und die hohe Aminosäuresequenzähnlichkeit der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren hat man eine sehr gute Modellvorstellung über den Aufbau der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren. Die Rezeptoren bestehen aus sieben transmembranalen Helices, die von drei intrazellulären und drei extrazellulären Loops stabilisiert werden. Bis heute konnten fünf Rezeptorsubtypen gentechnisch klassifiziert werden, die sich durch ihre Gewebeverteilung und Funktion unterscheiden. Allen Subtypen ist eine hohe Sequenzhomologie im Bereich der orthosteren Bindungsstelle gemeinsam, so dass die Entwicklung von subtyp-spezifischen orthosteren Liganden sehr schwierig ist. Außer der orthosteren Bindungsstelle konnte noch eine weitere Bindungsstelle am muscarinischen Rezeptor identifiziert werden. Diese befindet sich weiter außerhalb im Rezeptor in einem Bereich, der über die fünf Rezeptorsubtypen nicht sehr stark konserviert ist, so dass die Entwicklung von subtyp-spezifischen Liganden möglich ist. An dieser zweiten Bindungsstelle binden allostere Modulatoren. Hierbei handelt es sich um Substanzen, die ohne den orthosteren Liganden keinen Effekt am Rezeptor auslösen, dafür aber die Gleichgewichtsbindung des orthosteren Liganden beeinflussen können. Der Einfluss auf die Gleichgewichtsbindung geschieht wechselseitig und kann positiv, neutral oder negativ kooperativ sein. Zusätzlich üben allostere Modulatoren einen Effekt auf die Dissoziation des orthosteren Liganden aus. Die meisten bisher gefunden allosteren Modulatoren erniedrigen die Dissoziationsgeschwindikeit des orthosteren Liganden vom Rezeptor. Die Summe dieser Eigenschaften machen die allosteren Modulatoren sehr interessant für die Arzneimitteltherapie. Das Ziel dieser Arbeit war die Synthese strukturell neuer allosterer Modulatoren des muscarinischen Rezeptors unter Anwendung des postulierten Pharmakophormodells. Als Ausgangspunkt sollten geländerhelicale Moleküle dienen, die strukturell abgewandelt dieses Pharmakophormodell sehr gut erfüllen. Die geländerhelicalen Moleküle ähneln in ihrem dreidimensionalen Aufbau dem Geländer einer Wendeltreppe. Sie sind durch die Brücken zwischen den aromatischen Bereichen sehr rigide Moleküle, so dass es nur wenige genau definierte Konformationen gibt. Grundsätzlich können drei Atropisomere unterschieden werden, wobei zwei zueinander enantiomer sind. Geplant war die Synthese eine Reihe von tertiären Aminen oder quartären Ammoniumsalzen. Die Synthese der Ausgangsverbindung konnte nach der Vorschrift von Kiupel erfolgen, war aber nur mit geringer Ausbeute möglich. Deshalb wurde dieser Syntheseweg nicht weiterverfolgt. Als Alternative bot sich an, auf die Brücken zwischen den aromatischen Ringen zu verzichten. Die so entstandenen Verbindungen sind weniger rigide und können sich deshalb gegebenenfalls besser an den Rezeptor anpassen. Grundsätzlich können je nach Substitutionsmuster zwei Synthesewege verfolgt werden. Beide Varianten erfüllen das postulierte Pharmakophormodell. Der Aufbau des Grundgerüstes erfolgt mittels einer nickelkatalysierten Grignard-Kupplung. Danach erfolgen eine Wohl-Ziegler-Seitenkettenbromierung und eine Verlängerung der Seitenkette im Sinne einer Alkylierung mittels Malonsäurediethylester und einer Hilfsbase. Anschließend erfolgen die Decarboxylierung und die Umsetzung zum Amid, das zum Amin reduziert werden kann. Betrachtet man die Lage der Pharmakophorelemente so variiert der Abstand der positiv geladenen Stickstoffe je nach Konformation zwischen 5 Å und 15 Å, so dass ein weiter Bereich abgedeckt werden kann. Der Abstand der aromatischen Bereiche bleibt relativ stabil. Die pharmakologische Testung der Verbindungen auf ihre allostere Potenz und Affinität zum muscarinischen Rezeptor erfolgte in der Arbeitsgruppe von Prof. Mohr in Bonn. Hierzu werden Membranhomogenate vom Herzventrikelgewebe des Hausschweines verwendet. Diese enthalten mit großer Prävalenz muscarinische M2-Rezeptoren. Es wurden Gleichgewichtsbindungs- und Dissoziationsexperimente durchgeführt. Bis jetzt sind noch nicht alle Verbindungen getestet worden. Die bisher getesteten Verbindungen weisen alle eine Affinität zum mit [3H]-N-Methylscopolamin besetzten muscarinischen M2-Rezeptor im mikro-molaren Bereich auf. Sie liegen damit im oberen Bereich der bisher synthetisierten allosteren Modulatoren. Das postulierte Pharmakophormodell konnte also mit Hilfe der synthetisierten Substanzen bestätigt werden.
N2  - The muscarinic receptors are an important part of the parasympathic nervous system. They belong to the group of G protein-coupled receptors. Up to now about 1000 members of this group have been identified and were classified into three families. The muscarinic receptors belong to family A, the rhodopsine-like receptors, which is also the biggest family. Due to the high resolution X-ray crystallography analysis of bovine rhodopsine and the high similarity of the protein sequences of the G protein-coupled receptors, there is a good model describing the structure of the G protein-coupled receptors. The receptor consists of seven transmembranale helices which are stabilised by three extra- and three intracellular loops. Up to now five receptor subtypes are genetically classified which differ in tissue partitioning and function. All subtypes possess a high sequence similarity within the area of the orthosteric binding site. Therefore the development of subtypspecific orthosteric ligands is very difficult. Apart from the orthosteric site a second binding site at the muscarinic receptor could be identified located outside the receptor at a position which is not highly conserved over the five receptor subtypes. Due to this fact the development of subtypspecific ligands could be possible. At this second site allosteric modulators are able to bind. Allosteric modulators are substances which have no effect on the receptor without the binding of the orthosteric ligand, but affect the equilibrium binding of the orthosteric ligand. Influence on the equilibrium binding occurs mutual and is positively, neutral or negatively cooperative. Additionally allosteric modulators have an effect on the dissociation of the orthosteric ligand. Most of the known allosteric modulators reduce the dissociation rate of the orthosteric ligand from the receptor. These properties make allosteric modulators very interesting for medication. Their use could make a smooth and selective modulation of the orthosteric ligand´s effect on one special subtype within a wide therapeutic range possible. A positive cooperative allosteric modulator of the M2-receptor could enhance selectively the affinity of an orthosteric ligand to the receptor. The aim of this dissertation was the synthesis of structurally new allosteric modulators of the muscarinic receptor using the postulated pharmacophore model. Structurally modified “geländerhelicale” molecules served as starting point because they fit perfectly in the postulated pharmacophore model. The 3D structure of a “geländerhelical” molecule is similar to the banisters of a spiral staircase. Due to the bridges between the aromatic rings these molecules are very rigid so that there is a limited set of conformations. In principle three atropisomers can be distinguished, two of them are enantiomers. The synthesis of some tertiary amines or quartäry ammonia salts was intended. The first steps of the synthesis followed Kiupel´s synthesis scheme. Since the last-mentioned ring closure could only be performed with poor yields and a couple of reactions had to follow to obtain the pure product, the strategy was slightly changed. As an alternative the bridges between the aromatic rings were omitted. The compounds are less rigid and have the ability to adopt the receptor’s shape. Two synthesis strategies are possible. Both variations fulfil the postulated pharmacophore model. In case of pathway A the stereochemistry does not change. It could be distinguished between three atropisomers, two of them are enantiomers. In case of pathway B two atropisomers could be distinguished which are diastereomers. Due to higher yields pathway B was preferred. The skeleton was built up by means of a nickel catalysed Grignard coupling. After that the two side chains were brominated by a Wohl-Ziegler-bromination and alkylated by the use of diethyl malonate and a strong base. Afterwards the esters were decarboxylated and converted to the amide which could be reduced to the amine. Looking at the pharmacophoric elements the distance between the positive nitrogens varies due to the conformation between 5 Å and 15 Å, therefore a wide range is covered. The distance between the aromatic ring systems is nearly constant. The pharmacological testing of the compounds due to there allosterical potency and affinity to the muscarinic receptor were performed by the group of Prof. Mohr at Bonn using membrane suspensions of the guinea pig’s heart ventricle tissue. They contain muscarinic M2-receptors with high prevalence. Equilibrium binding and dissociation assays were performed. Up to now not all compounds are tested. The tested compounds show affinity to the [3H]NMS occupied muscarinic M2-receptor in a micro-molar range. The affinity falls into an upper range of the already synthesised compounds. All in all the postulated pharmacophore model could be confirmed by the synthesised compounds.
KW  - Muscarinrezeptor
KW  - Allosterischer Effektor
KW  - Terphenylderivate
KW  - Allosterer Modulator
KW  - Muscarinischer Rezeptor
KW  - Terphenyl Derivate
KW  - allosteric modulation
KW  - muscarinic receptors
KW  - terphenyl derivatives
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8571
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TY  - THES
A1  - Knoll, Anita
T1  - Analyse der Expression des proliferationsassoziierten Proteins P8 in Betazellen des endokrinen Pankreas
T1  - Analysis of the expression of the proliferation associated protein p8 in betacells of the endocrine pancreas
N2  - Diabetes mellitus ist die häufigste endokrine Störung des Glukosestoffwechsels und betrifft einen großen Teil der Bevölkerung. Der progressive Verlauf der Erkrankung führt zu schweren Sekundärschäden und schränkt die Lebensqualität der Betroffenen deutlich ein. Als einzige kausale Therapiemöglichkeiten stehen bislang nur die Pankreas- und Inseltransplantation zur Verfügung. Der Mangel an Spenderorganen und die erforderliche lebenslange Immunsuppression schränken die weite Verfügbarkeit dieser Behandlung für die überwiegende Anzahl der Diabetiker stark ein. Daher ist es sehr wichtig, neue Therapiestrategien des Diabetes mellitus zu entwickeln. Hierbei ist die Weiterentwicklung der Zelltherapie von zentraler Bedeutung, um durch Differenzierung und Expansion insulinproduzierender Zellen den Mangel an Zellen zur Transplantation zu überwinden. In dieser Arbeit wurde eine Analyse der Expression des proliferationsassoziierten Proteins P8 in Betazellen des endokrinen Pankreas durchgeführt. Es konnte eine spezifische Genexpression von P8 in Betazellen und duktalen Vorläuferzellen des endokrinen Pankreas nachgewiesen werden. Durch die Etablierung eines spezifischen Antiserums wurde P8 im Zellkern der Betazellen lokalisiert. Expressionsanalysen zeigten im Folgenden eine positive Regulation der P8-mRNA-Expression durch Glukose als bekannten Stimulus für die Insulinsekretion und Betazellreplikation. Gleiches wurde für das Inkretinhormon GLP-1, das die Genexpression von bedeutsamen Transkriptionsfaktoren für die Betazellproliferation und -differenzierung induziert, in Betazellen als auch deren Vorläuferzellen nachgewiesen. Anhand von Transfektionsexperimenten und Funktionsuntersuchungen mittels ELISA konnte eine Dedifferenzierung der Betazellen durch eine Überexpression des potentiell proliferationsinduzierenden Proteins P8 ausgeschlossen werden. Hierbei wurden betazellspezifische Differenzierungsmarker, PDX-1 und Proinsulin, sowie die Fähigkeit der Betazellen, Insulin zu produzieren, während einer Überexpression von P8 analysiert. Zusammenfassend wurde ein proliferationsassoziiertes Protein, das als möglicher Transkriptionsfaktor in Betazellen des endokrinen Pankreas fungieren könnte, näher charakterisiert, um damit neue Aspekte zur Expansion von Betazellen unter Erhalt ihrer Funktion im Rahmen der Zelltherapie beizutragen.
N2  - Diabetes mellitus is one of the most frequent endocrine disorders of glucose metabolism that affects many patients. Progression of the disease leads to different severe secondary diseases and diminishes quality of life of the patients. Pancreas and islet transplantation are the only causal therapeutic options at the moment for reconstitution of endogenous insulin secretion, but a lack of donor organs and lifelong immunosupression are limiting factors. Therefore it is very important to develop novel cell based therapeutic options for Diabetes mellitus. Induction of proliferation and differentiation of insulin producing beta cells in vitro may represent one possibility. Expression of the proliferation associated protein p8 in beta cells of the endocrine pancreas was analyzed and specific gene expression of p8 in beta cells and ductal precursor cells was detected. After establishment of a specific antiserum the protein p8 was localised in the nucleus of endocrine beta cells. P8 expression is inducible by glucose which is a known stimulus for insulin secretion and beta cell proliferation. GLP-1 as a key stimulus for beta cell proliferation and differentiation was also shown to induce p8 expression in beta cells and ductal precursor cells. Based on specific markers for beta cell differentiation like expression of PDX-1 and proinsulin and insulin biosynthesis, dedifferentiation of beta cells during overexpression of p8 could be excluded. In conclusion the function of the proliferation associated protein p8 was characterized as a novel tool for expansion of pancreatic beta cells without loss of beta cell specific function.
KW  - P8
KW  - Betazellen
KW  - Diabetes mellitus
KW  - Zellproliferation
KW  - Pankreas
KW  - P8
KW  - betacells
KW  - diabetes mellitus
KW  - cellproliferation
KW  - pancreas
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-12071
ER  -