TY - JOUR A1 - Bianchi, Maria A1 - Sivarajan, Rinu A1 - Walles, Thorsten A1 - Hackenberg, Stephan A1 - Steinke, Maria T1 - Susceptibility of primary human airway epithelial cells to Bordetella pertussis adenylate cyclase toxin in two- and three-dimensional culture conditions JF - Innate Immunity N2 - The human pathogen Bordetella pertussis targets the respiratory epithelium and causes whooping cough. Its virulence factor adenylate cyclase toxin (CyaA) plays an important role in the course of infection. Previous studies on the impact of CyaA on human epithelial cells have been carried out using cell lines derived from the airways or the intestinal tract. Here, we investigated the interaction of CyaA and its enzymatically inactive but fully pore-forming toxoid CyaA-AC– with primary human airway epithelial cells (hAEC) derived from different anatomical sites (nose and tracheo-bronchial region) in two-dimensional culture conditions. To assess possible differences between the response of primary hAEC and respiratory cell lines directly, we included HBEC3-KT in our studies. In comparative analyses, we studied the impact of both the toxin and the toxoid on cell viability, intracellular cAMP concentration and IL-6 secretion. We found that the selected hAEC, which lack CD11b, were differentially susceptible to both CyaA and CyaA-AC–. HBEC3-KT appeared not to be suitable for subsequent analyses. Since the nasal epithelium first gets in contact with airborne pathogens, we further studied the effect of CyaA and its toxoid on the innate immunity of three-dimensional tissue models of the human nasal mucosa. The present study reveals first insights in toxin–cell interaction using primary hAEC. KW - Adenylate cyclase toxin KW - cyclic adenosine monophosphate KW - human respiratory epithelial cells KW - IL-6 KW - Bordetella pertussis Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-219849 SN - 1753-4259 SN - 1753-4267 VL - 27 IS - 1 SP - 89-98 ER - TY - JOUR A1 - Redlich, Sarah A1 - Martin, Emily A. A1 - Steffan‐Dewenter, Ingolf T1 - Sustainable landscape, soil and crop management practices enhance biodiversity and yield in conventional cereal systems JF - Journal of Applied Ecology N2 - Input‐driven, modern agriculture is commonly associated with large‐scale threats to biodiversity, the disruption of ecosystem services and long‐term risks to food security and human health. A switch to more sustainable yet highly productive farming practices seems unavoidable. However, an integrative evaluation of targeted management schemes at field and landscape scales is currently lacking. Furthermore, the often‐disproportionate influence of soil conditions and agrochemicals on yields may mask the benefits of biodiversity‐driven ecosystem services. Here, we used a real‐world ecosystem approach to identify sustainable management practices for enhanced functional biodiversity and yield on 28 temperate wheat fields. Using path analysis, we assessed direct and indirect links between soil, crop and landscape management with natural enemies and pests, as well as follow‐on effects on yield quantity and quality. A paired‐field design with a crossed insecticide‐fertilizer experiment allowed us to control for the relative influence of soil characteristics and agrochemical inputs. We demonstrate that biodiversity‐enhancing management options such as reduced tillage, crop rotation diversity and small field size can enhance natural enemies without relying on agrochemical inputs. Similarly, we show that in this system controlling pests and weeds by agrochemical means is less relevant than expected for final crop productivity. Synthesis and applications. Our study highlights soil, crop and landscape management practices that can enhance beneficial biodiversity while reducing agrochemical usage and negative environmental impacts of conventional agriculture. The diversification of cropping systems and conservation tillage are practical measures most farmers can implement without productivity losses. Combining local measures with improved landscape management may also strengthen the sustainability and resilience of cropping systems in light of future global change. KW - crop management KW - ecological intensification KW - landscape heterogeneity KW - natural enemies KW - pests KW - soil characteristics KW - sustainable intensification KW - wheat yield Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-228345 VL - 58 IS - 3 SP - 507 EP - 517 ER - TY - THES A1 - Georgiev, Kostadin T1 - Sustainable management of naturally disturbed forests T1 - Nachhaltiges Management von natürlichen Störungen in Wäldern N2 - Owing to climate change, natural forest disturbances and consecutive salvage logging are drastically increasing worldwide, consequently increasing the importance of understanding how these disturbances would affect biodiversity conservation and provision of ecosystem services. In chapter II, I used long-term water monitoring data and mid-term data on α-diversity of twelve species groups to quantify the effects of natural disturbances (windthrow and bark beetle) and salvage logging on concentrations of nitrate and dissolved organic carbon (DOC) in streamwater and α-diversity. I found that natural disturbances led to a temporal increase of nitrate concentrations in streamwater, but these concentrations remained within the health limits recommended by the World Health Organization for drinking water. Salvage logging did not exert any additional impact on nitrate and DOC concentrations, and hence did not affect streamwater quality. Thus, neither natural forest disturbances in watersheds nor associated salvage logging have a harmful effect on the quality of the streamwater used for drinking water. Natural disturbances increased the α-diversity in eight out of twelve species groups. Salvage logging additionally increased the α-diversity of five species groups related to open habitats, but decreased the biodiversity of three deadwood-dependent species groups. In chapter III, I investigated whether salvage logging following natural disturbances (wildfire and windthrow) altered the natural successional trajectories of bird communities. I compiled data on breeding bird assemblages from nine study areas in North America, Europe and Asia, over a period of 17 years and tested whether bird community dissimilarities changed over time for taxonomic, functional and phylogenetic diversity when rare, common and dominant species were weighted differently. I found that salvage logging led to significantly larger dissimilarities than expected by chance and that these dissimilarities persisted over time for rare, common and dominant species, evolutionary lineages, and for rare functional groups. Dissimilarities were highest for rare, followed by common and dominant species. In chapter IV, I investigated how β-diversity of 13 taxonomic groups would differ in intact, undisturbed forests, disturbed, unlogged forests and salvage-logged forests 11 years after a windthrow and salvage logging. The study suggests that both windthrow and salvage logging drive changes in between-treatment β-diversity, whereas windthrow alone seems to drive changes in within-treatment β-diversity. Over a decade after the windthrow at the studied site, the effect of subsequent salvage logging on within-treatment β-diversity was no longer detectable but the effect on between-treatment β-diversity persisted, with more prominent changes in saproxylic groups and rare species than in non-saproxylic groups or common and dominant species. Based on these results, I suggest that salvage logging needs to be carefully weighed against its long-lasting impact on communities of rare species. Also, setting aside patches of naturally disturbed areas is a valuable management alternative as these patches would enable post-disturbance succession of bird communities in unmanaged patches and would promote the conservation of deadwood-dependent species, without posing health risks to drinking water sources. N2 - In Folge des Klimawandels treten in Wäldern vermehrt natürliche Störungen auf, wodurch wiederum die Zahl an nachfolgenden Sanitärhieben (Räumungen) drastisch gestiegen ist. Wie sich natürliche Störungen und Sanitärhiebe auf die biologische Vielfalt und die Bereitstellung von Ökosystemleistungen auswirken können, ist bisher jedoch nur unzureichend bekannt. In Kapitel II nutzte ich langfristige Wassermonitoringdaten und mittelfristige Biodiversitätsdaten über zwölf Artengruppen, um die Effekte von natürlichen Störungen (Windwurf und Borkenkäfer) und Sanitärhieben auf die Konzentrationen von Nitraten und gelöster organischer Kohlenstoffe (GOK) in Bächen und Artenzahl zu quantifizieren. Die Ergebnisse zeigen, heraus, dass natürliche Störungen zu einer temporären Erhöhung der Nitratwerte führen, welche dennoch laut Angaben der Weltgesundheitsorganisation immer noch als unbedenklich eingestuft werden können. Die Sanitärhiebe hatten keinen zusätzlichen Einfluss auf die Nitrat- und GOK-Konzentrationen und daher keinen Einfluss auf die Wasserqualität. Daraus lässt sich schließen, dass sich weder natürliche Waldstörungen in Wassereinzugsgebieten noch die damit verbundenen Sanitärhiebe auf die Trinkwasserqualität aus auswirken. Natürliche Störungen erhöhten die Artenzahlen in acht von zwölf Artengruppen. Zusätzlich erhöhten die Sanitärhiebe die Artenzahlen von fünf Artengruppen, welche auf offene Lebensräume angewiesen sind, verringerte jedoch die Artenzahlen von drei xylobionte Artengruppen. In Kapitel III habe ich untersucht, ob Sanitärhiebe nach natürlichen Waldstörungen zu sukzessiven Veränderungen der Vogelgemeinschaften führen. Hierzu habe ich die taxonomische, funktionelle und phylogenetische Diversität von Brutvogelgemeinschaften aus neun Untersuchungsregionen in Nordamerika, Europa und Asien über die Zeit von 17 Jahren verglichen und analysiert, ob sich das jeweilige Diversitätsmaß verändert, wenn seltene, häufige und dominante Arten unterschiedlich gewichtet werden. Ich konnte zeigen, dass Sanitärhiebe zu signifikant größeren Unterschieden geführt haben als zufällig zu erwarten gewesen sind und dass diese Unterschiede über die Zeit sowohl für seltene, häufige und dominante Arten, als auch für evolutionäre Linien, und funktionelle Gruppen fortdauern. Diese Unterschiede waren am größten für seltene, gefolgt von häufigen und dominanten Arten. In Kapitel IV untersuchte ich wie sich die β-Diversität von 13 taxonomischen Gruppen zwischen ungestörten Wäldern, gestörten und ungeräumten Wäldern sowie gestörten und geräumten Wäldern 11 Jahre nach Windwurf und anschließender Räumung unterscheidet. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sowohl Windwurf als auch Räumung Änderungen in der β-Diversität bewirken. Windwurf allein jedoch scheint diese Änderungen in der β-Diversität innerhalb der Behandlung bewirken zu können. Über ein Jahrzehnt nach dem Windwurf war der Effekt des Sanitärhiebes auf die β-Diversität innerhalb der Behandlung nicht mehr nachweisbar. Der Effekt auf die β-Diversität zwischen den Behandlungen blieb jedoch bestehen, wobei sich die xylobionten Gruppen und seltenen Arten stärker veränderten als die nicht-xylobionten Gruppen oder häufigen und dominanten Arten. Basierend auf diesen Ergebnissen schlage ich vor, dass der Einsatz von Sanitärhieben sorgfältig gegen ihre langfristigen Auswirkungen auf Gemeinschaften seltener Arten abgewogen werden muss. Zusätzlich, besteht mit dem Belassen von natürlich gestörten Waldgebieten eine wertvolle Managementalternative, da diese Flächen eine natürliche Entwicklung von Vogelgemeinschaften ermöglichen und xylobionte Arten fördern, ohne dass die Trinkwasserqualität negativ beeinträchtigt wird. KW - species richness KW - water quality KW - beta diversity KW - Hill numbers KW - post-disturbance logging KW - biodiversity response KW - ecosystem services Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-242854 ER - TY - THES A1 - Kreß, Theresa T1 - Symptommanagement bei konservativ behandelten Tumorpatienten T1 - Symptom management of conservatively treated cancer patients N2 - Schmerz ist ein häufiges Problem bei Tumorpatienten und nach wie vor nicht ausreichend erkannt oder behandelt. Hierfür werden zunehmend standardisierte Fragebögen basierend auf patient-reported outcomes eingesetzt. QUIPS ist als solcher Fragebogen im perioperativen Bereich etabliert. Analog dazu wurde QUIKS als Fragebogen für das konservative Schmerzmanagement entwickelt. In dieser Studie konnte erstmals die Einsetzbarkeit des QUIKS-Bogens an Tumorpatienten getestet werden. Die Patienten wurden einmalig während ihres stationären Aufenthaltes befragt, ergänzt um den IPOS Fragebogen um ein umfassendes Bild auch des palliativmedizinischen Unterstützungsbedarfs zu erhalten. Die Ergebnisse zeigen, dass Schmerz bei konservativ behandelten Tumorpatienten insgesamt gut kontrolliert ist. Die bestehenden Strukturen sind geeignet, um Schmerzen zu erfassen und zu lindern. Dennoch sollte die Information über Schmerz und Schmerztherapie noch verbessert werden. Aufgrund der umfassenden Erfassung verschiedener Aspekte wie Schmerzintensität, -entwicklung sowie schmerzbedingter Einschränkungen und der Zufriedenheit mit der Schmerztherapie scheint QUIKS ein geeignetes Instrument zur Erfassung der Schmerzsituation bei Tumorpatienten zu sein. Die aufgedeckten Schwächen des Bogens könnten nur durch deutlich höheren Zeit- und Personalaufwand behoben werden. In Kombination mit den Ergebnissen des IPOS Fragebogens konnte die Verlässlichkeit des QUIKS Bogens indirekt bestätigt werden. N2 - Pain in a common problem in cancer patients and still not necessarily identified or treated. In this regard, standardized questionnaires based upon patient-reported outcomes are increasingly used. QUIPS as such a questionnaire is commonly used in perioperative settings. According to this QUIKS as tool for conservative pain management has been developed. During this study QUIKS could be used for the first time to test the usability in cancer patients. Patients were questioned once during their stay in hospital. They also answered the IPOS questionnaire to broadly identify the palliative care needs. The results show that pain in conservatively treated cancer patients is generally well controlled. The existing structures are suitable to register and lessen pain. Still, the information about pain and pain therapy should be improved. Due to the broad registration of many aspects of pain such as pain intensity, development, pain related disabilities and satisfaction with the pain therapy QUIKS seems to be a usable tool to capture the pain situation in cancer patients. The discovered limitations of the questionnaire could only be solved by investing much more time and staff. In combination with the results of the IPOS questionnaire the reliability of the QUIKS questionnaire could be confirmed. KW - Palliativtherapie KW - Schmerz KW - konservative Tumortherapie KW - Schmerzerfassung KW - Symptommanagement Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-232879 ER - TY - JOUR A1 - Höhn, Stefan A1 - Frimmel, Hartwig E. A1 - Prince, Westley T1 - Syn-metamorphic sulfidation of the Gamsberg zinc deposit, South Africa JF - Mineralogy and Petrology N2 - The Mesoproterozoic Aggeneys-Gamsberg ore district, South Africa, is one of the world´s largest sulfidic base metal concentrations and well-known as a prime example of Broken Hill-type base metal deposits, traditionally interpreted as metamorphosed SEDEX deposits. Within this district, the Gamsberg deposit stands out for its huge size and strongly Zn-dominated ore ( >14 Mt contained Zn). New electron microprobe analyses and element abundance maps of sulfides and silicates point to fluid-driven sulfidation during retrograde metamorphism. Differences in the chemistry of sulfide inclusions within zoned garnet grains reflect different degrees of interaction of sulfides with high metal/sulfur-ratio with a sulfur-rich metamorphic fluid. Independent evidence of sulfidation during retrograde metamorphism comes from graphic-textured sulfide aggregates that previously have been interpreted as quenched sulfidic melts, replacement of pyrrhotite by pyrite along micro-fractures, and sulfides in phyllic alteration zones. Limited availability of fluid under retrograde conditions caused locally different degrees of segregation of Fe-rich sphalerite into Zn-rich sphalerite and pyrite, and thus considerable heterogeneity in sphalerite chemistry. The invoked sulfur-rich metamorphic fluids would have been able to sulfidize base metal-rich zones in the whole deposit and thus camouflage a potential pre-metamorphic oxidation. These findings support the recently established hypothesis of a pre-Klondikean weathering-induced oxidation event and challenge the traditional explanation of Broken Hill-type deposits as merely metamorphosed SEDEX deposits. Instead, we suggest that the massive sulfide deposits experienced a complex history, starting with initial SEDEX-type mineralization, followed by near-surface oxidation with spatial metal separation, and then sulfidation of this oxidized ore during medium- to high-grade metamorphism. KW - Gamsberg KW - metamorphic sulfidation KW - sulfide inclusions KW - base metal deposit KW - Aggeneys Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-268574 SN - 1438-1168 VL - 115 IS - 6 ER - TY - THES A1 - Ciba, Manuel T1 - Synchrony Measurement and Connectivity Estimation of Parallel Spike Trains from in vitro Neuronal Networks T1 - Messung der Synchronität und Abschätzung der Konnektivität von in-vitro Spike-Trains N2 - The goal of this doctoral thesis is to identify appropriate methods for the estimation of connectivity and for measuring synchrony between spike trains from in vitro neuronal networks. Special focus is set on the parameter optimization, the suitability for massively parallel spike trains, and the consideration of the characteristics of real recordings. Two new methods were developed in the course of the optimization which outperformed other methods from the literature. The first method “Total spiking probability edges” (TSPE) estimates the effective connectivity of two spike trains, based on the cross-correlation and a subsequent analysis of the cross-correlogram. In addition to the estimation of the synaptic weight, a distinction between excitatory and inhibitory connections is possible. Compared to other methods, simulated neuronal networks could be estimated with higher accuracy, while being suitable for the analysis of massively parallel spike trains. The second method “Spike-contrast” measures the synchrony of parallel spike trains with the advantage of automatically optimizing its time scale to the data. In contrast to other methods, which also adapt to the characteristics of the data, Spike-contrast is more robust to erroneous spike trains and significantly faster for large amounts of parallel spike trains. Moreover, a synchrony curve as a function of the time scale is generated by Spike-contrast. This optimization curve is a novel feature for the analysis of parallel spike trains. N2 - Ziel dieser Dissertation ist die Identifizierung geeigneter Methoden zur Schätzung der Konnektivität und zur Messung der Synchronität von in-vitro Spike-Trains. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Parameteroptimierung, die Eignung für große Mengen paralleler Spike-Trains und die Berücksichtigung der Charakteristik von realen Aufnahmen gelegt. Im Zuge der Optimierung wurden zwei neue Methoden entwickelt, die anderen Methoden aus der Literatur überlegen waren. Die erste Methode “Total spiking probability edges” (TSPE) schätzt die effektive Konnektivität zwischen zwei Spike-Trains basierend auf der Berechnung einer Kreuzkorrelation und einer anschließenden Analyse des Kreuzkorrelograms. Neben der Schätzung der synaptischen Ge- wichtung ist eine Unterscheidung zwischen exzitatorischen und inhibitorischen Verbindungen möglich. Im Vergleich zu anderen Methoden, konnten simulierte neuronale Netzwerke mit einer höheren Genauigkeit geschätzt werden. Zudem ist TSPE aufgrund der hohen Rechengeschwindigkeit für große Datenmengen geeignet. Die zweite Methode “Spike-contrast” misst die Synchronität paralleler Spike-Trains mit dem Vorteil, dass die Zeitskala automatisch an die Daten angepasst wird. Im Gegensatz zu anderen Methoden, welche sich ebenfalls an die Daten anpassen, ist Spike-contrast robuster gegenüber fehlerhaften Spike-Trains und schneller für große Datenmengen. Darüber hinaus berechnet Spike-Contrast eine Synchronitätskurve als Funktion der Zeitskala. Diese Kurve ist ein neuartiges Feature zur Analyse paralleler Spike-Trains. KW - Synchronitätsmessung KW - Konnektivitätsschätzung KW - microelectrode array KW - bicuculline KW - similarity KW - distance KW - correlation Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-223646 ER - TY - THES A1 - Grebinyk, Anna T1 - Synergistic Chemo- and Photodynamic Treatment of Cancer Cells with C\(_{60}\) Fullerene Nanocomplexes T1 - Synergistische chemo- und photodynamische Behandlung von Krebszellen mit C\(_{60}\)-Fulleren-Nanokomplexen N2 - Recent progress in nanotechnology has attracted interest to a biomedical application of the carbon nanoparticle C60 fullerene (C60) due to its unique structure and versatile biological activity. In the current study the dual functionality of C60 as a photosensitizer and a drug nanocarrier was exploited to improve the efficiency of chemotherapeutic drugs towards human leukemic cells. Pristine C60 demonstrated time-dependent accumulation with predominant mitochondrial localization in leukemic cells. C60’s effects on leukemic cells irradiated with high power single chip LEDs of different wavelengths were assessed to find out the most effective photoexcitation conditions. A C60-based noncovalent nanosized system as a carrier for an optimized drug delivery to the cells was evaluated in accordance to its physicochemical properties and toxic effects. Finally, nanomolar amounts of C60-drug nanocomplexes in 1:1 and 2:1 molar ratios were explored to improve the efficiency of cell treatment, complementing it with photodynamic approach. A proposed treatment strategy was developed for C60 nanocomplexes with the common chemotherapeutic drug Doxorubicin, whose intracellular accumulation and localization, cytotoxicity and mechanism of action were investigated. The developed strategy was revealed to be transferable to an alternative potent anticancer drug – the herbal alkaloid Berberine. Hereafter, a strong synergy of treatments arising from the combination of C60-mediated drug delivery and C60 photoexcitation was revealed. Presented data indicate that a combination of chemo- and photodynamic treatments with C60-drug nanoformulations could provide a promising synergetic approach for cancer treatment. N2 - Kürzliche Fortschritte in der Nanotechnologie haben Interesse an einer biomedizinischen Anwendung des Kohlenstoffnanopartikels C60 Fulleren (C60) aufgrund seiner einzigartigen Struktur und breiten biologischen Aktivität geweckt. In der aktuellen Studie wurde die doppelte Funktionalität von C60 als Photosensibilisator und als Wirkstoff-Nanoträger genutzt, um die Wirkung von Chemotherapeutika auf menschliche Leukämiezellen zu verbessern. C60 alleine zeigte in den Zellen eine zeitabhängige Akkumulation mit vorherrschender mitochondrialer Lokalisation. Die Wirkung von C60 auf Leukämiezellen, die mit unterschiedlicher Wellenlänge bestrahlt wurden, wurde bewertet, um die effektivsten Photoanregungsbedingungen zu finden. Die physikochemischen Eigenschaften und toxischen Wirkungen von C60 auf die Leukämiezellen wurden nach nicht kovalenter Bindung von Arzneistoffen bewertet. Schließlich wurden nanomolare Mengen von C60-Wirkstoff-Nanokomplexen in Molverhältnissen von 1:1 und 2:1 untersucht, um die Effizienz der Behandlung von Zellen zu verbessern und sie durch photodynamischen Ansatz zu ergänzen. Mit dem gängigen Chemotherapeutikum Doxorubicin wurde eine Behandlungsstrategie entwickelt und dessen intrazelluläre Akkumulation und Lokalisation, Zytotoxizität und Wirkmechanismus untersucht wurden. Es wurde gezeigt, dass die entwickelte Strategie auch auf ein alternatives Krebsmedikament übertragbar ist – das pflanzliche Alkaloid Berberin. Die erhaltenen Daten deuten darauf hin, dass eine Kombination von chemo- und photodynamischen Behandlungen mit C60-Nanokomplexen einen vielversprechenden synergetischen Ansatz für die Krebsbehandlung bieten könnte. KW - cancer KW - drug delivery KW - photodynamic therapy KW - fullerene Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-222075 ER - TY - THES A1 - Lang, Katharina T1 - Synthese leitfähiger elastischer Materialkomposite durch Verwendung metallischer Nanodrähte T1 - Synthesis of conductive elastic material composites by using metallic nanowires N2 - Silbernanodrähte (AgNW) wurden in verschiedene Hybridpolymere und in eine als Referenz dienende Silikonzusammensetzung eingebaut. Durch Spincoating konnten transparente leitfähige Filme erhalten werden. Deren jeweilige Nanodrahtverteilung, thermische Aktivierung und visuelle Transparenz wurden charakterisiert. Die Perkolationsschwelle der Filme hängt dabei von der individuellen durchschnittlichen AgNW-Länge ab. Eine beträchtliche Leitfähigkeit wurde während des mechanischen Streckens bis zu 30 % aufrechterhalten. Mikrostrukturierte Hybridpolymer-Verbundfilme wurden durch UV-Lithographie erhalten. ... N2 - In the context of the present work, silver nanowires were successfully synthesized using a modified polyol process according to Sun et al.[43-45]. The reproducibility of the synthesis was increased by adjusting the reaction parameters. Silver nanowires with an average length of the of ~ 12 µm and diameters of around 50 nm were obtained. The investigations of the silver nanowires were carried out on an optical level, using LSM and SEM (Section 5.1 / Section 9). In this work silver nanowire batches of different lengths were used in the manufacture of composite systems with regard to compatibility. Correspondingly, the selected resin systems from chapter 5.2 with different polarities were introduced. ... KW - Verbundwerkstoff KW - Nanodraht KW - Polymere KW - Elastizität KW - Elastizität KW - Hybridpolymere KW - Komposit Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-248253 ER - TY - THES A1 - Wolf, Natalia T1 - Synthese multifunktionaler Farbstoffe und Linker zur Visualisierung biologischer Strukturen T1 - Synthesis of multifunctional dyes and linkers for visualization of biological structures N2 - Durch stetige Entwicklung der Mikroskopiemethoden in den letzten Jahrzehnten ist es nun möglich Strukturen und Abläufe in biologischen Systemen detaillierter darzustellen als mit der von Abbe entdeckten maximalen Auflösungsgrenze. Oft werden dabei Fluoreszenzmarker benutzt, welche die unsichtbare Welt der Mikrobiologie und deren biochemische Prozesse illuminieren. Diese werden entweder durch Expression, wie z.B. das grün fluoreszierende Protein (GFP), in das zu untersuchende Objekt eingebracht oder durch klassische Markierungsmethoden mithilfe von fluoreszierenden Immunkonjugaten installiert. Jedoch gewinnt eine alternative Strategie, die von der interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen Chemikern, Physikern und Biologen profitiert, immer mehr an Bedeutung – die bioorthogonale Click-Chemie. Sie ermöglicht eine effiziente Fluoreszenzmarkierung der biologischen Strukturen unter minimalem Eingriff in die Abläufe der Zelle. Dazu müssen allerdings sowohl Farbstoffe als auch die biologisch aktiven Substanzen chemisch modifiziert werden, da nur dadurch die Bioorthogonalität gewährleistet werden kann. Mittlerweile existiert eine breite Palette an fluoreszierenden Farbstoffen, die das komplette sichtbare Spektrum abdecken und sich für diverse Mikroskopiemethoden eignen. Allerdings gibt es zwei Farbstoffklassen, die sich aus der gesamten Fülle abheben und sich für hochauflösende bildgebende Experimente auf Einzelmolekülebene eignen. Zum einen ist es die Farbstofffamilie der Cyanine und insbesondere der wasserlöslichen Pentamethincyanine, die reversibel und kontrolliert zum Photoschalten animiert werden können und in der stochastisch optischen Rekonstruktionsmikroskopie Anwendung finden. Zum anderen ist es die Gruppe, der Rhodamine und Fluoresceine, die zu Xanthenfarbstoffen gehören und sich durch gute photophysikalische Eigenschaften auszeichnen. Trotz der Beliebtheit stellt ihre Darstellung immer noch eine Herausforderung dar und limitiert deren Einsatz. Deshalb war es notwendig im Rahmen der vorliegenden Arbeit Möglichkeiten zur Syntheseoptimierung beider Farbstoffklassen zu finden, damit diese im Folgenden weiterentwickelt und an die biologische Fragestellung angepasst werden können. Die Arbeit unterteilt sich deshalb in Relation an die oben genannten Farbstoffklassen in zwei Bereiche. Im ersten Teil wurden Projekte basierend auf den wasserlöslichen Pentamethincyaninen behandelt. Im zweiten Teil beschäftigte sich die Arbeit mit Projekten, die auf Xanthen-Farbstoffen aufbauen. N2 - Due to steady development in microscopy methods during the last decades its now possible to visualize biological structures in more detail than Abbes low would allow. Frequently fluorescence labeling is used to illuminate the world of microbiology and its processes. There are two classical methods to introduce fluorescent markers to the target of interest. The first way is to use the expression of fluorescent proteins like GFP (green fluorescent protein). The second one is the application of fluorescent immunoconjugates. However, an alternative strategy that benefits from the interdisciplinary cooperation between chemists, physicists and biologists is becoming increasingly important – bioorthogonal click chemistry. It enables efficient fluorescent labelling of biological structures with minimal influence in cell processes. But this requires chemical modification of both dyes and the biologically active substances, as this is the only way to guarantee bioorthogonal click reactions. In the meantime, a wide range of fluorescent dyes is available that cover the entire visible spectrum and are suitable for various microscopy methods. However, there are two classes of dyes that stand out from the rest and are suitable for high-resolution imaging experiments at the single molecule level. On the one hand, there is the dye family of cyanines and in particular the water-soluble pentamethine cyanines, which can be reversibly and in a controlled manner animated to photoswitch. Therefore, they are used in stochastic optical reconstruction microscopy like dStorm. On the other hand, there is the group of rhodamines and fluoresceins, which belong to xanthene dyes and are characterized by good photophysical properties. Despite their popularity, their synthesis still poses a challenge and limits their use. Therefore, it was necessary to find ways to optimize the synthesis of both dye classes within the scope of the present work, so that they can be further developed and adapted to the biological question. This thesis is therefore divided into two parts in relation to the two above mentioned dye classes. In the first part three projects based on the water-soluble pentamethine cyanines were addressed. In the second part the work dealt with projects based on the HMSiR-dyes. KW - Farbstoff KW - Cyanin KW - Rhodaminderivate KW - Click-Chemie KW - Farbstoffsynthese KW - Pentamethincyanine KW - Siliziumrhodaminderivate KW - bioorthogonale Click-Chemie KW - Synthese Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-205312 ER - TY - THES A1 - Thiess, Torsten T1 - Synthese und Reaktivität von 1,4-Diaza-2,3-diborininen T1 - Synthesis and reactivity of 1,4-diaza-2,3-diborinines N2 - In der vorliegenden Arbeit wurde die Synthese, Funktionalisierung und Reaktivität von 1,4,2,3-Diazadiborininen untersucht. Zu Beginn sollten Bis(dimethylamino)-substituierte Diazadiborinine mit unterschiedlichen Resten an den Stickstoffatomen dargestellt werden, deren weitere Funktionalisierung später im Fokus stand. Die Synthese erfolgte durch Reduktion von 1,4-Diazabutadienen mit elementarem Lithium und anschließender Salzeliminierungsreaktion mit B2(NMe2)2Cl2. Dadurch ließen sich die monocyclischen vier N,N’-Diaryl-substituierten Diazadiborinine sowie ein Alkyl-substituiertes Diazadiborinin darstellen. Durch etablierte Methoden der Diboran(4)-Chemie wurden diese in ihre Halogenderivate (Cl, Br, I) überführt. Aus diesen konnten drei 2,3-Diazido-1,4,2,3-diazadiborinine durch Umsetzung mit TMSN3 aus den Dihalogenderivaten dargestellt werden. Diese stellen hierbei die ersten isolierten Diboran(4)azidverbindugen dar. Ebenso gelang die Synthese eines bicyclischen Naphthalinisosters, welches erneut erfolgreich in seine Halogenderivate sowie das Diazdidoderivat überführt werden konnte. Einen Einblick in den Mechanismus der 1,4,2,3-Diazadiborininbildung ermöglichte die Isolierung eines Diazadiboretidinintermediats, welches durch doppelte Salzeliminierung entsteht. Dieses erwies sich jedoch als metastabil und lagerte zum Sechsring Diazadiborinin um. Quantenchemische Berechnungen unterstutzten die experimentellen Befunde. Über Kommutierungsreaktionen konnte eine Vielzahl an B,B‘-unsymmetrisch substituierten Diazadiborininen dargestellt und isoliert werden, wobei je nach verwendeten Startmaterialien entweder Gleichgewichtsreaktionen oder quantitative Umsetzungen beobachtet wurden. Ebenso wurde die Reaktivität der neuartigen Diazidodiborane(4) gegenüber Lewis-Basen untersucht. Sowohl das monocyclische Diazadiborinin, als auch das Benzodiazadiborinin konnten mit NHC-Basen zu den fünf verschiedenen Addukten umgesetzt werden. Unter thermischer Belastung wurde bei den monocyclischen Addukten eine Staudinger-artige Reaktion beobachtet, die unter Freisetzung von N2 zur Bildung von Guanadin-substituierten Diborane(4) führte. Die Benzodiazadiborininaddukte zeigten jedoch eine gänzlich andere Reaktivität. Hier fand eine Ringverkleinerungsreaktion unter Bildung von Diazaborolen statt, welche unter Wanderung einer Azidfunktion auf das NHC-stabilisierte Boratom gebildet wurden. Auf diese Weise konnten drei 1,1-Diamino-2,2-diazidodiborane(5) isoliert werden. Während bei der Umsetzung des Naphtalenderivats mit cAAC keine selektive Reaktion beobachtet wurde, reagierte das monocyclische Diazadiborinin mit zwei Äquivalenten cAAC. Hier bedingte das erste Carbon eine Staudinger-artige Reaktion, die unter Distickstofffreisetzung zu einem Formamidin führte. Die zweite Azidgruppe wurde am $\gamma$-Stickstoffatom von einem weiteren Äquivalent cAAC koordiniert. In weiteren Reaktivitätsstudien wurde die Generierung von transienten Iminoboranen aus Diazidodiazadiborininen untersucht. Die Diazide zeigten bei Temperaturen von über 150 °C ein sehr selektives Reaktionsverhalten und gingen unter Freisetzung von Distickstoff zu 1,3,2,4-Diazadiboretidin über, wobei dies über die Dimerisierung eines intermediär gebildeten siebengliedrigen, endocyclischen Iminoborans verlief. Der Mechanismus zur Bildung der transienten Iminoborane wurde anhand zweier möglicher Bildungswege mit quantenchemischen Methoden untersucht. Im letzten Kapitel wurde die Reaktivität des Dihydrodiazadiborinins gegenüber NHC- und cAAC-Lewis-Basen untersucht. Die Umsetzung mit cAAC führte zu einer B–H-Bindungsaktivierung durch das Carbenkohlenstoffatom, die vermutlich über eine Adduktspezies verläuft. Mit dem gesättigten NHC SIMes wurde ebenfalls keine Adduktbildung beobachtet, auch wenn ein derartiges Intermediat vermutlich durchlaufen wird. Als Produkt der Umsetzung wurde indes ein bicyclisches Molekül identifiziert, welches durch doppelte Ringerweiterung gebildet wurde. Mit ungesättigten NHCs wurden drei Addukte isoliert, welche jedoch nur metastabil waren und beim Erwärmen in bicyclische Verbindungen umlagerten. Die Umlagerungsprodukte konnten weiterhin durch Koordination eines weiteren Äquivalents IMe an die B–H-Funktionalität erneut zu Addukten umgesetzt werden. Die Bildung der zweier bicyclischer Verbindungen wurde ebenfalls mit quantenchemischen Methoden untersucht, wobei ein vierstufiger Prozess durchlaufen wird. Nach der Bildung des NHC-Addukts erfolgt die Übertragung eines Hydrids auf das Carbenkohlenstoffatom. Durch Insertion eines Boratoms in die NC-Bindung des Carbenrings wird eine Spiroverbindung gebildet und im letzten Schritt folgt die Spaltung der BB-Bindung durch Insertion des ehemaligen Carbenkohlenstoffatoms, was zur Bildung der Bicyclen führt. N2 - In the present work the synthesis, functionalization and reactivity of 1,4,2,3-diazadiborinines was investigated. Initially, bis(dimethylamino)-substituted diazadiborinines with different residues on the nitrogen atoms were to be synthesized, whose further functionalization was later in focus. The synthesis was performed by reduction of 1,4-diazabutadienes with elemental lithium and subsequent salt elimination reaction with B2(NMe2)2Cl2. Thus, the monocyclic four N,N'-diaryl-substituted diazadiborinines and one alkyl-substituted diazadiborinine could be prepared. By established methods of diborane(4) chemistry, these were converted into their halogen derivatives (Cl, Br, I). From these, three 2,3-diazido-1,4,2,3-diazadiborinines could be prepared by reaction with TMSN3 from the dihalogen derivatives. These represent the first isolated diborane(4)azide compounds. The synthesis of a bicyclic naphthalene isoster was also successful, which could again be successfully converted into its halogen derivatives as well as the diazdido derivative. An insight into the mechanism of 1,4,2,3-diazadiborinine formation was gained by isolating a diazadiboretidine intermediate, which is formed by double salt elimination. However, this proved to be metastable and rearranged to the six-membered ring of diazadiborinine. Quantum chemical calculations supported the experimental findings. Via commutation reactions, a large number of B,B'-unsymmetrically substituted diazadiborinines could be represented and isolated. Depending on the starting materials used, either equilibrium reactions or quantitative conversions were observed. The reactivity of the novel diazidodiboranes(4) to Lewis bases was also investigated. Both the monocyclic diazadiborinine and the benzodiazadiborinine could be converted with NHC bases to the five different adducts. Under thermal stress a Staudinger-like reaction was observed in the monocyclic adducts, which led to the formation of guanadine-substituted diboranes(4) with the release of N2. However, the benzodiazadiborinine adducts showed a completely different reactivity. Here, a ring reduction reaction took place with formation of diazaborols, which were formed by migration of an azide function to the NHC-stabilized boron atom. In this way, three 1,1-diamino-2,2-diazidodiboranes(5) could be isolated. While no selective reaction was observed during the reaction of the naphthalene derivative with cAAC, the monocyclic diazadiborinine reacted with two equivalents of cAAC. In this case, the first carbon caused a Staudinger-like reaction, which led to the release of dinitrogen to formamidine. The second azide group was coordinated at the $\gamma$ nitrogen atom by another equivalent cAAC. In further reactivity studies the generation of transient iminoboranes from diazidodiazadiborinines was investigated. The diazides showed a highly selective reaction behavior at temperatures above 150 °C and converted to 1,3,2,4-diazadiboretidine with the release of dinitrogen. This was achieved by dimerization of an intermediately formed seven-membered endocyclic iminoborane. The mechanism for the formation of the transient iminoboranes was investigated by quantum chemical methods on the basis of two possible formation pathways. In the last chapter the reactivity of dihydrodiazadiborinine towards NHC and cAAC Lewis bases were investigated. The reaction with cAAC resulted in B-H bond activation by the carbene carbon atom, which is thought to be via an adduct species. No adduct formation was observed with the saturated NHC SIMes either, although such an intermediate is likely to be passed through. However, a bicyclic molecule formed by double ring extension was identified as the product of the reaction. Three adducts were isolated with unsaturated NHCs, but they were only metastable and rearranged into bicyclic compounds upon heating. The rearrangement products were further converted back to adducts by coordinating another equivalent IMe to the B-H functionality. The formation of the two bicyclic compounds was also investigated by quantum chemical methods, whereby a four-step process is used. After formation of the NHC adduct, a hydride is transferred to the carbene carbon atom. By insertion of a boron atom into the NC bond of the carbene ring a spiro compound is formed and in the last step the BB bond is cleaved by insertion of the former carbene carbon atom, which leads to the formation of the bicycles. KW - Heterocyclische Verbindungen KW - Chemie KW - Elementorganik KW - Diazadiborinin Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-214598 ER - TY - THES A1 - Duda, Katharina T1 - Synthesen und Eigenschaften von Dicarba-closo-dodecaboran-Derivaten und ersten gemischten Fluorohydridoborat-Anionen T1 - Syntheses and properties of dicarba-closo-dodecaborane derivatives and first mixed fluorohydridoborate anions N2 - Ein wesentliches Ziel dieser Arbeit war die Durchführung von regioselektiven Deborierungsreaktionen von 1,7-Dicarba-closo-dodecaboranen sowie die Herstellung von polyfunktionalisierten meta-Carboran-Derivaten. Die synthetisierten {nido-7,9-C2B9}- und {closo-1,7-C2B10}-Derivate und ausgewählte ortho-Carboran-Derivate wurden nach erfolgter Kumada-artiger Kreuzkupplungsreaktion bzgl. ihrer Koordinationschemie untersucht. Die ethinylfunktionalisierten Borcluster wurden als Edukte für die Herstellung von Gold(I)-Komplexen genutzt. Weitere Ziele dieser Arbeit waren außerdem die Synthese und umfassende Charakterisierung des gemischten Fluorohydridoborat-Anions [BHF3]− und der carboranylsubstituierten Borat-Anionen [1-HF2B-closo-1,2-C2B10H11]− und [1-HF2B-9,12-I2-closo-1,2-C2B10H9]− sowie die Untersuchung hinsichtlich ihrer Folgechemie. N2 - An essential aim of the presented work was the investigation of regioselective deboronation reactions of 1,7-dicarba-closo-dodecaboranes as well as the preparation of poly-functionalized meta-carboranes. After the {nido-7,9-C2B9}-, {closo-1,7-C2B10}- and selected ortho-carborane derivates were prepared by a Kumada-type cross coupling reaction, the behaviour of these compounds in coordination chemistry was examined. The ethynyl-functionalised boron clusters were used as educts for the preparation of gold(I) complexes. Further objectives of this work were the synthesis and complete characterisation of the mixed fluorohydridoborate anion [BHF3]− and of the carboranyl substituted anions [1-HF2B-closo-1,2-C2B10H11]− and [1-HF2B-9,12-I2-closo-1,2-C2B10H9]− and in further applications in syntheses. KW - Carborane KW - Fluoroborate KW - regioselektive Deborierungsreaktionen KW - Gold(I)-Komplexe KW - gemischte Fluorohydridoborat-Anionen KW - Cluster-Aufbau Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-181038 ER - TY - JOUR A1 - Gentzsch, Christian A1 - Chen, Xinyu A1 - Spatz, Philipp A1 - Košak, Urban A1 - Knez, Damijan A1 - Nose, Naoko A1 - Gobec, Stanislav A1 - Higuchi, Takahiro A1 - Decker, Michael T1 - Synthesis and Initial Characterization of a Reversible, Selective \(^{18}\)F-Labeled Radiotracer for Human Butyrylcholinesterase JF - Molecular Imaging and Biology N2 - Purpose A neuropathological hallmark of Alzheimer's disease (AD) is the presence of amyloid-β (Aβ) plaques in the brain, which are observed in a significant number of cognitively normal, older adults as well. In AD, butyrylcholinesterase (BChE) becomes associated with A\(_{β}\) aggregates, making it a promising target for imaging probes to support diagnosis of AD. In this study, we present the synthesis, radiochemistry, in vitro and preliminary ex and in vivo investigations of a selective, reversible BChE inhibitor as PET-tracer for evaluation as an AD diagnostic. Procedures Radiolabeling of the inhibitor was achieved by fluorination of a respective tosylated precursor using K[\(^{18}\)F]. IC\(_{50}\) values of the fluorinated compound were obtained in a colorimetric assay using recombinant, human (h) BChE. Dissociation constants were determined by measuring hBChE activity in the presence of different concentrations of inhibitor. Results Radiofluorination of the tosylate precursor gave the desired radiotracer in an average radiochemical yield of 20 ± 3 %. Identity and > 95.5 % radiochemical purity were confirmed by HPLC and TLC autoradiography. The inhibitory potency determined in Ellman's assay gave an IC\(_{50}\) value of 118.3 ± 19.6 nM. Dissociation constants measured in kinetic experiments revealed lower affinity of the inhibitor for binding to the acylated enzyme (K2 = 68.0 nM) in comparison to the free enzyme (K\(_{1}\) = 32.9 nM). Conclusions The reversibly acting, selective radiotracer is synthetically easily accessible and retains promising activity and binding potential on hBChE. Radiosynthesis with \(^{18}\)F labeling of tosylates was feasible in a reasonable time frame and good radiochemical yield. KW - Alzheimer’s disease KW - amyloid-β (Aβ) KW - butyrylcholinesterase Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-269870 SN - 1860-2002 VL - 23 IS - 4 ER - TY - JOUR A1 - Gentzsch, Christian A1 - Hoffmann, Matthias A1 - Ohshima, Yasuhiro A1 - Nose, Naoko A1 - Chen, Xinyu A1 - Higuchi, Takahiro A1 - Decker, Michael T1 - Synthesis and Initial Characterization of a Selective, Pseudo‐irreversible Inhibitor of Human Butyrylcholinesterase as PET Tracer JF - ChemMedChem N2 - The enzyme butyrylcholinesterase (BChE) represents a promising target for imaging probes to potentially enable early diagnosis of neurodegenerative diseases like Alzheimer's disease (AD) and to monitor disease progression in some forms of cancer. In this study, we present the design, facile synthesis, in vitro and preliminary ex vivo and in vivo evaluation of a morpholine‐based, selective inhibitor of human BChE as a positron emission tomography (PET) tracer with a pseudo‐irreversible binding mode. We demonstrate a novel protecting group strategy for 18F radiolabeling of carbamate precursors and show that the inhibitory potency as well as kinetic properties of our unlabeled reference compound were retained in comparison to the parent compound. In particular, the prolonged duration of enzyme inhibition of such a morpholinocarbamate motivated us to design a PET tracer, possibly enabling a precise mapping of BChE distribution. KW - carbamate KW - enzyme kinetics KW - fluorine-18 KW - positron emission tomography KW - radiotracers Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-239904 VL - 16 IS - 9 SP - 1427 EP - 1437 ER - TY - JOUR A1 - Krebs, Johannes A1 - Haehnel, Martin A1 - Krummenacher, Ivo A1 - Friedrich, Alexandra A1 - Braunschweig, Holger A1 - Finze, Maik A1 - Ji, Lei A1 - Marder, Todd B. T1 - Synthesis and Structure of an o-Carboranyl-Substituted Three-Coordinate Borane Radical Anion JF - Chemistry—A European Journal N2 - Bis(1-(4-tolyl)-carboran-2-yl)-(4-tolyl)-borane [(1-(4-MeC\(_{6}\)H\(_{4}\))-closo-1,2-C\(_{2}\)B\(_{10}\)H\(_{10}\)-2-)\(_{2}\)(4-MeC\(_{6}\)H\(_{4}\))B] (1), a new bis(o-carboranyl)-(R)-borane was synthesised by lithiation of the o-carboranyl precursor and subsequent salt metathesis reaction with (4-tolyl)BBr\(_{2}\). Cyclic voltammetry experiments on 1 show multiple distinct reduction events with a one-electron first reduction. In a selective reduction experiment the corresponding paramagnetic radical anion 1\(^{.−}\) was isolated and characterized. Single-crystal structure analyses allow an in-depth comparison of 1, 1\(^{.−}\), their calculated geometries, and the S\(_{1}\) excited state of 1. Photophysical studies of 1 show a charge transfer (CT) emission with low quantum yield in solution but a strong increase in the solid state. TD-DFT calculations were used to identify transition-relevant orbitals. KW - Wade’s rules KW - carborane KW - charge transfer KW - radical KW - threecoordinate boron Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-256841 VL - 27 IS - 31 ER - TY - JOUR A1 - Brückner, Tobias A1 - Heß, Merlin A1 - Stennett, Tom E. A1 - Rempel, Anna A1 - Braunschweig, Holger T1 - Synthesis of Boron Analogues of Enamines via Hydroamination of a Boron-Boron Triple Bond BT - Dedicated to Professor Wolfgang Kaim on the occasion of his 70th birthday JF - Angewandte Chemie, International Edition N2 - An N-heterocyclic-carbene-stabilized diboryne undergoes rapid, high-yielding and catalyst-free hydroamina- tion reactions with primary amines, yielding 1-amino-2-hydro- diborenes, which can be considered boron analogues of enamines. The electronics of the organic substituent at nitrogen influence the structure and further reactivity of the diborene product. With electron-rich anilines, a second hydroamination can occur at the diborene to generate 1,1-diamino-2,2-dihy- drodiboranes. With isopropylamine, the electronic influence of the alkyl substituent upon the diborene leads to an unprece- dented boron-mediated intramolecular N-dearylation reaction of an N-heterocyclic carbene unit. KW - boron KW - diborynes KW - diborenes KW - DFT KW - enamines KW - hydroamination KW - multiple bonds Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-240669 VL - 60 IS - 2 ER - TY - JOUR A1 - Ferger, Matthias A1 - Berger, Sarina M. A1 - Rauch, Florian A1 - Schönitz, Markus A1 - Rühe, Jessica A1 - Krebs, Johannes A1 - Friedrich, Alexandra A1 - Marder, Todd B. T1 - Synthesis of Highly Functionalizable Symmetrically and Unsymmetrically Substituted Triarylboranes from Bench-Stable Boron Precursors JF - Chemistry—A European Journal N2 - A novel and convenient methodology for the one-pot synthesis of sterically congested triarylboranes by using bench-stable aryltrifluoroborates as the boron source is reported. This procedure gives systematic access to symmetrically and unsymmetrically substituted triarylboranes of the types BAr\(_{2}\)Ar’ and BArAr'Ar’’, respectively. Three unsymmetrically substituted triarylboranes as well as their iridium-catalyzed C−H borylation products are reported. These borylated triarylboranes contain one to three positions that can subsequently be orthogonally functionalized in follow-up reactions, such as Suzuki-Miyaura cross-couplings or Sonogashira couplings. KW - synthetic methods KW - boranes KW - borylation KW - chromophore KW - functionalization Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-256827 VL - 27 IS - 35 ER - TY - THES A1 - Ming, Wenbo T1 - Synthesis of α‑Aminoboronates and PBP Pincer Palladium Boryl Complexes T1 - Synthese von α-Aminoboronaten und PBP-Pincer-Palladium-Boryl-Komplexen N2 - The first Borono-Strecker reaction has been developed to synthesize α-aminoboronates via a multicomponent reaction of readily available carbonyl compounds (aldehydes and ketones), amines and B2pin2. The preparation of α-amino cyclic boronates can be achieved via multicomponent coupling of salicylaldehydes, amines, and B2(OH)4. In addition, the diazaborole-based PBP pincer palladium chloride and the diazaborole-based PBP pincer palladium trifluoromethanesulfonate complexes were synthesized and fully characterized for the first time, and used as catalysts for Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions. N2 - Wurde die erste Borono-Strecker Reaktion zur Synthese von α-Aminoboronaten, mittels einer Multikomponenten-Reaktion aus leicht zugänglichen Carbonylverbindungen (Aldehyde und Ketone), Aminen und B2pin2, entwickelt. Außerdem gelang die Darstellung von zyklischen α-Aminoboronaten durch Multikomponenten-Kupplung von leicht zugänglichen Salicylaldehyden, Aminen und B2(OH)4. Des Weiteren wurde der Diazaborol-basierte PBP Pincer Palladium Chlorid Komplex und der Diazaborol-basierte PBP Pincer Palladium Trifluoromethylsulfonat Komplex erstmalig synthetisiert, vollständig charakterisiert und als Katalysator für Suzuki-Miyaura Kreuzkupplungen eingesetzt. KW - borylation KW - α-aminoboronates KW - PBP pincer palladium complexes KW - cross-coupling Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-198323 ER - TY - THES A1 - Roos, Markus T1 - Synthesis, Photophysics and Photocatalysis of [FeFe] Complex Containing Dyads and Bimolecular Systems T1 - Synthese, Photophysik und Photokatalyse von [FeFe]-Komplex enthaltenden Dyaden und bimolekularen Systemen N2 - In the course of this work, a total of three photocatalytically active dyads for proton reduction could be synthesized together with the associated individual components. Two of them, D1 and D2, comprised a [Ru(bpy)3]2+ photosensitizer and D3 an [Ir(ppy)2bpy]+ photosensitizer. A Ppyr3-substituted propyldithiolate [FeFe] complex was used as catalyst in all systems. The absorption spectroscopic and electrochemical investigations showed that an inner-dyadic electronic coupling is effectively prevented in the dyads due to conjugation blockers within the bridging units used. The photocatalytic investigations exhibited that all dyad containing two-component systems (2CS) showed a significantly worse performance than the corresponding bimolecular three-component systems (3CS). Transient absorption spectroscopy showed that the 2CS behave very similarly to the associated multicomponent systems during photocatalysis. The electron that was intended for the intramolecular transfer from the photosensitizer unit to the catalyst unit within the dyads remains at the photosensitizer for a relatively long time, analogous to the 3CS and despite the covalently bound catalyst. It is therefore assumed that this intramolecular electron transfer is likely to be hindered as a result of the weak electronic coupling caused by the bridge units used. Instead, the system bypasses this through an intermolecular transfer to other dyad molecules in the immediate vicinity. In addition, with the help of emission quenching experiments and electrochemical investigations, it could be clearly concluded that all investigated systems proceed via the reductive quenching mechanism during photocatalysis. N2 - Im Rahmen dieser Arbeit konnten insgesamt drei photokatalytisch aktive Dyaden zur Protonenreduktion zusammen mit den zugehörigen Einzelkomponenten synthetisiert werden. Zwei von ihnen, D1 und D2, umfassten einen [Ru(bpy)3]2+-Photosensibilisator und D3 einen [Ir(ppy)2bpy]+-Photosensibilisator. Als Katalysator wurde in allen Systemen ein Ppyr3-substituierter Propyldithiolat-[FeFe]-Komplex verwendet. Die absorptionsspektroskopischen und elektrochemischen Untersuchungen zeigten, dass eine innerdyadische elektronische Kopplung aufgrund von Konjugationsblockern innerhalb der verwendeten Brückeneinheiten wirksam verhindert wird. Die photokatalytischen Untersuchungen zeigten, dass alle dyadenhaltigen Zweikomponentensysteme (2CS) eine signifikant schlechtere Leistung zeigten als die entsprechenden bimolekularen Dreikomponentensysteme (3CS). Mithilfe der transienten Absorptionsspektroskopie konnte gezeigt werden, dass sich die 2CS während der Photokatalyse sehr ähnlich wie die zugehörigen Mehrkomponentensysteme verhalten. Das Elektron, das für den intramolekularen Transfer von der Photosensibilisatoreinheit zur Katalysatoreinheit innerhalb der Dyaden vorgesehen war, verbleibt analog zu den 3CS und trotz des kovalent gebundenen Katalysators relativ lange am Photosensibilisator. Es wird daher angenommen, dass dieser intramolekulare Elektronentransfer wahrscheinlich aufgrund der schwachen elektronischen Kopplung, die durch die verwendeten Brückeneinheiten verursacht wird, behindert wird. Stattdessen umgeht das System dies durch einen intermolekularen Transfer zu anderen Dyadenmolekülen in unmittelbarer Nähe. Darüber hinaus konnte mithilfe von Emissionslöschungsexperimenten und elektrochemischen Untersuchungen eindeutig darauf geschlossen werden, dass alle untersuchten Systeme während der Photokatalyse über den reduktiven Löschmechanismus ablaufen. KW - Fotokatalyse KW - Elektronentransfer KW - proton reduction KW - [FeFe] hydrogenase mimic KW - dyad KW - ruthenium photosensitizer KW - iridium photosensitizer KW - Protonenreduktion KW - [FeFe]-Hydrogenase Imitator KW - Dyade KW - Ruthenium-Photosensibilisator KW - Iridium-Photosensibilisator Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-234537 ER - TY - JOUR A1 - Berger, Sarina M. A1 - Ferger, Matthias A1 - Marder, Todd B. T1 - Synthetic Approaches to Triarylboranes from 1885 to 2020 JF - Chemistry – A European Journal N2 - In recent years, research in the fields of optoelectronics, anion sensors and bioimaging agents have been greatly influenced by novel compounds containing triarylborane motifs. Such compounds possess an empty p‐orbital at boron which results in useful optical and electronic properties. Such a diversity of applications was not expected when the first triarylborane was reported in 1885. Synthetic approaches to triarylboranes underwent various changes over the following century, some of which are still used in the present day, such as the generally applicable routes developed by Krause et al. in 1922, or by Grisdale et al. in 1972 at Eastman Kodak. Some other developments were not pursued further after their initial reports, such as the synthesis of two triarylboranes bearing three different aromatic groups by Mikhailov et al. in 1958. This review summarizes the development of synthetic approaches to triarylboranes from their first report nearly 135 years ago to the present. KW - arylmetalate KW - boranes KW - chromophore KW - Lewis acid KW - synthetic methods Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-238952 VL - 27 IS - 24 SP - 7043 EP - 7058 ER - TY - JOUR A1 - Mayr, Stefan A1 - Klein, Igor A1 - Rutzinger, Martin A1 - Kuenzer, Claudia T1 - Systematic water fraction estimation for a global and daily surface water time-series JF - Remote Sensing N2 - Fresh water is a vital natural resource. Earth observation time-series are well suited to monitor corresponding surface dynamics. The DLR-DFD Global WaterPack (GWP) provides daily information on globally distributed inland surface water based on MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) images at 250 m spatial resolution. Operating on this spatiotemporal level comes with the drawback of moderate spatial resolution; only coarse pixel-based surface water quantification is possible. To enhance the quantitative capabilities of this dataset, we systematically access subpixel information on fractional water coverage. For this, a linear mixture model is employed, using classification probability and pure pixel reference information. Classification probability is derived from relative datapoint (pixel) locations in feature space. Pure water and non-water reference pixels are located by combining spatial and temporal information inherent to the time-series. Subsequently, the model is evaluated for different input sets to determine the optimal configuration for global processing and pixel coverage types. The performance of resulting water fraction estimates is evaluated on the pixel level in 32 regions of interest across the globe, by comparison to higher resolution reference data (Sentinel-2, Landsat 8). Results show that water fraction information is able to improve the product's performance regarding mixed water/non-water pixels by an average of 11.6% (RMSE). With a Nash-Sutcliffe efficiency of 0.61, the model shows good overall performance. The approach enables the systematic provision of water fraction estimates on a global and daily scale, using only the reflectance and temporal information contained in the input time-series. KW - earth observation KW - landsat KW - MODIS KW - remote sensing KW - probability KW - Sentinel-2 KW - subpixel KW - water Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-242586 SN - 2072-4292 VL - 13 IS - 14 ER - TY - THES A1 - Jordan, Franziska T1 - Systematische Bildanalyse des Röntgen-Thorax bei Patienten mit akuter Herzinsuffizienz. Ergebnisse des AHF-Registers Würzburg T1 - Systematic image analysis of chest x-ray in patients with acute heart failure. Results of the AHF-Register Würzburg N2 - Im Zuge der Erstdiagnostik einer Krankenhausaufnahme bei akuter Herzinsuffizienz ist die Röntgen-Thorax-Untersuchung fester Bestandteil. Ziel dieser Arbeit war es, ihren klinischen Stellenwert und die Aufnahmequalität systematisch zu untersuchen. In der AHF-Registerstudie wurden alle am Universitätsklinikum Würzburg vorstelligen Patienten mit akuter Herzinsuffizienz konsekutiv registriert und umfassend phänotypisiert. Die Röntgen-Thorax-Befunde wurden systematisch informationsextrahiert, auf Konsistenz überprüft, katalogisiert und klassifiziert. N2 - In the course of the initial diagnosis of acute heart failure is chest x-ray an integral part. The aim of this work was to systematically research the clinical value and the image quality. All patients, who presented to the Würzburg University Hospital with acute heart failure, were consecutively registered and extensively phenotyped. The chest x-ray findings were systematically extracted, checked for consistency, cataloged and classified. KW - AHF KW - acute heart failure KW - akute Herzinsuffizienz KW - Röntgen-Thorax KW - chest-x-ray Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-243324 ER - TY - THES A1 - Schneider, Dominik T1 - Systematische Videoanalyse von Verletzungen im Profibasketball der Männer T1 - Systematic video analysis of injuries in professional men's basketball N2 - Bisher gibt es nur wenige Forschungsarbeiten, die sich mit der videogestützten Analyse von Basketballverletzungen beschäftigen. In der vorliegenden Arbeit wurden Basketballverletzungen der ersten Basketballbundesliga und der zweiten Basketballbundesliga systematisch per Video analysiert, mit dem Ziel, Verletzungsmuster zu beschreiben und somit gegebenenfalls die Rate von Basketballverletzungen durch geeignete Präventionsansätze zu reduzieren. Hierbei wurden Daten hinsichtlich der Rahmenbedingungen, des Orts der Verletzung, der Spielsituation, der Auslöser und der Umstände der Verletzung an sich zu 215 Verletzungen mit Hilfe eines speziell für die videogestützte Analyse von Basketballverletzungen entwickelten Beobachtungsbogens erhoben. Es zeigte sich in 38% der erhobenen Fälle das Bewegungsmuster Landung zum Verletzungszeitpunkt, was somit das häufigste zu Verletzungen führende Bewegungsmuster war. Oft waren gerade die die athletische Spielweise des Basketballs charakterisierenden Spielaktionen (z. B. Korbleger bzw. Dunking und Shotblock) Auslöser von Verletzungen. Zudem ereigneten sich die Verletzungen im zweiten Viertel 2,1-fach häufiger und im vierten Viertel 1,9-fach häufiger im Vergleich zu den anderen beiden Vierteln. Ein weiteres wichtiges Resultat war, dass die Verletzungen in der Mehrzahl der Fälle (80%) nicht auf ein Foulspiel zurückzuführen waren. Insgesamt ergibt sich aus den Erkenntnissen die Empfehlung der Implementierung von neuromuskulären Präventionsprogrammen, welche die besonderen Verletzungsmechanismen des Basketballs miteinbeziehen. Bisherige Präventionsprogramme können aufgrund dieser Datenlage bezüglich der Bewegungsmuster, der Spielposition, des Verletzungszeitpunkts und des Kontaktmechanismus sowie der individuellen Voraussetzungen des jeweiligen Spielers verwendet werden. Die Umsetzung sollte von Trainern/-innen mitgetragen und überprüft werden. Foulregeländerungen müssen gemäß der vorliegenden Untersuchung – in Hinblick auf die Verletzungsprävention nicht durchgeführt werden. Bezüglich der Resultate hinsichtlich des Verletzungszeitpunkts könnte nach Detektion der genauen Ursachen für eine gehäufte Anzahl an Verletzungen in bestimmten Spielabschnitten durch weitere Studien eine Regeländerung mit Verlängerung der Viertelpausen erwogen werden. N2 - To date, there has been little research that has focused on video-based analysis of basketball injuries. In the present work, basketball injuries of the first and second German national basketball league were systematically analyzed by video with the aim to describe injury patterns and thus, if applicable, to reduce the rate of basketball injuries by suitable prevention approaches. For this purpose, data regarding the general conditions, the location of the injury, the game situation, the triggers and the circumstances of the injury itself were collected for 215 injuries using an observation form specially developed for the video-based analysis of basketball injuries. It appeared in 38% of the collected cases the movement pattern landing at the time of injury, which was thus the most common movement pattern leading to injuries. Often, the game actions that characterize the athletic style of basketball (e.g., lay-up or dunking and shot blocking) were the triggers of injuries. In addition, injuries occurred 2.1 times more frequently in the second quarter and 1.9 times more frequently in the fourth quarter compared to the other two quarters. Another important finding was that in the majority of cases (80%), the injuries were not due to foul play. Overall, the findings lead to the recommendation of implementing neuromuscular prevention programs that incorporate the unique injury mechanisms of basketball. Previous prevention programs can be used based on these data regarding movement patterns, playing position, time of injury, contact mechanism and the individual conditions of each player. Implementation should be shared and reviewed by coaches. According to the present study, foul rule changes with regard to injury prevention do not need to be implemented. With regard to the results concerning the time of injuries, a rule change with extension of the quarter breaks could be considered after detection of the exact causes for a clustered number of injuries in certain game sections by further studies. KW - Basketball KW - Prävention KW - Verletzung KW - Bewegungsmuster KW - Sportmedizin KW - systematische Videoanalyse Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-222681 ER - TY - JOUR A1 - Adolph, Jonas E. A1 - Fleischhack, Gudrun A1 - Gaab, Christine A1 - Mikasch, Ruth A1 - Mynarek, Martin A1 - Rutkowski, Stefan A1 - Schüller, Ulrich A1 - Pfister, Stefan M. A1 - Pajtler, Kristian W. A1 - Milde, Till A1 - Witt, Olaf A1 - Bison, Brigitte A1 - Warmuth-Metz, Monika A1 - Kortmann, Rolf-Dieter A1 - Dietzsch, Stefan A1 - Pietsch, Torsten A1 - Timmermann, Beate A1 - Tippelt, Stephan T1 - Systemic chemotherapy of pediatric recurrent ependymomas: results from the German HIT-REZ studies JF - Journal of Neuro-Oncology N2 - Purpose Survival in recurrent ependymoma (EPN) depends mainly on the extent of resection achieved. When complete resection is not feasible, chemotherapy is often used to extend progression-free and overall survival. However, no consistent effect of chemotherapy on survival has been found in patients with recurrent EPN. Methods Systemic chemotherapeutic treatment of 138 patients enrolled in the German HIT-REZ-studies was analyzed. Survival depending on the use of chemotherapy, disease-stabilization rates (RR), duration of response (DOR) and time to progression (TTP) were estimated. Results Median age at first recurrence was 7.6 years (IQR: 4.0–13.6). At first recurrence, median PFS and OS were 15.3 (CI 13.3–20.0) and 36.9 months (CI 29.7–53.4), respectively. The Hazard Ratio for the use of chemotherapy in local recurrences in a time-dependent Cox-regression analysis was 0.99 (CI 0.74–1.33). Evaluable responses for 140 applied chemotherapies were analyzed, of which sirolimus showed the best RR (50%) and longest median TTP [11.51 (CI 3.98; 14.0) months] in nine patients, with the strongest impact found when sirolimus was used as a monotherapy. Seven patients with progression-free survival > 12 months after subtotal/no-resection facilitated by chemotherapy were found. No definitive survival advantage for any drug in a specific molecularly defined EPN type was found. Conclusion No survival advantage for the general use of chemotherapy in recurrent EPN was found. In cases with incomplete resection, chemotherapy was able to extend survival in individual cases. Sirolimus showed the best RR, DOR and TTP out of all drugs analyzed and may warrant further investigation. KW - ependymoma KW - chemotherapy KW - recurrence KW - children KW - sirolimus Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-308302 SN - 0167-594X SN - 1573-7373 VL - 155 IS - 2 ER - TY - THES A1 - Hafer [geb. Zailer], Elina T1 - Tagging - Development of new qNMR methods T1 - Tagging - Die Entwicklung neuer Quantifizierungmethoden in der NMR Spektroskopie N2 - High-resolution nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is used in structure elucidation and qualitative as well as quantitative examination of product components. Despite the worldwide development of numerous innovative NMR spectroscopic methods, several official methods that analyze specific substances and do not represent a holistic analysis, are still in use for the quality control of drugs, food and chemicals. Thus, counterfeit or contaminated products of inferior quality can be brought onto the market and distributed despite previous quality controls. To prevent this, three NMR spectroscopic methods have been developed within the scope of this work (1) to study the peroxide value in vegetable and animal oils, (2) for the qualitative and quantitative analysis of metal cations and (3) to determine the enantiomeric excess in chiral alcohols. In oil analysis, titration methods are used to determine the bulk quality parameters such as peroxide value, which represents the concentration of peroxides. Titrations show several drawbacks, such as the need of a large amount of sample and solvents, cross reactions and the low robustness. Thus, an alternative NMR spectroscopic method was developed to improve the peroxide analysis by using triphenylphosphine as a derivatization reagent, which reacts with peroxides in a stoichiometric ratio of 1:1 forming triphenylphosphine oxide. In the 1H-31P decoupled NMR spectrum, the signals of the unreacted triphenylphosphine and the reacted triphenylphosphine oxide are detected at 7.4 ppm and 7.8 ppm, respectively. The ratio of the two signals is used for the calculation of the peroxide concentration. 108 oil samples with a peroxide value between 1 meq/kg and 150 meq/kg were examined using the developed method. Oils with a very low peroxide value of less than 3 meq/kg showed a relative standard deviation of 4.9%, highly oxidized oils with a peroxide value of 150 meq/kg of 0.2%. The NMR method was demonstrated as a powerful technique for the analysis of vegetable and krill oils. Another 1H NMR spectroscopic method was developed for the qualitative determination of Be2+, Sr2+ and Cd2+, and for the qualitative and quantitative determination of Ca2+, Mg2+, Hg2+, Sn2+, Pb2+ and Zn2+ by using ethylenediamine tetraacetate (EDTA) as complexing agent. EDTA is a hexadentate ligand that forms stable chelate complexes with divalent cations. The known amount of added EDTA and the signal ratio of free and complexed EDTA are used to calculate the concentrations of the divalent cations, which makes the use of an internal standard obsolete. The use of EDTA with Be2+, Sr2+, Cd2+, Ca2+, Mg2+, Hg2+, Sn2+, Pb2+ and Zn2+ result in complexes whose signals are pH-independent, showing cation-specific chemical shifts and couplings in the 1H NMR spectrum that are used for identification and quantification. In the presented NMR method, the limit of quantification of the cations Ca2+, Mg2+, Hg2+, Sn2+, Pb2+, and Zn2+ was determined with 5-22 μg/mL. This method is applicable in the food and drug sectors. The third NMR spectroscopic method introduced an alternative determination of the enantiomer excess (ee) of the chiral alcohols menthol, borneol, 1-phenylethanol and linalool using phosgene as a derivatizing reagent. Phosgene reacts with a chiral alcohol to form carboxylic acid diesters, made of two identical (RR, SS) or two different enantiomers (RS, SR). These two different types of diastereomers can be examined by the difference of their chemical shifts. In the presented method, the integration values of the carbonyl signals in the 13C NMR spectrum are used for the determination of the enantiomer excess. The limit of quantification depends, among others, on the sample and on the non-labelled or 13C-labelled phosgene used for the analysis. In the case of menthol, a quantification limit of ee=99.1% was determined using non-labelled phosgene and ee=99.9% using 13C-labelled phosgene. The 13C NMR method was also applied for the quality control of the enantiomeric purity of borneol, 1-phenylethanol and linalool. The developed 13C NMR method represents a powerful alternative to Mosher’s reagent for investigating the enantiomeric excess in chiral alcohols. This work demonstrates the variety of possibilities of applications for the quantitative nuclear magnetic resonance spectroscopy in the chemical analysis of drugs, food and chemicals using tagging reactions such as derivatizations and complexations. The nuclear resonance spectroscopic methods developed in this research work represent powerful alternatives to the previously used quality control techniques. N2 - Die hochauflösende Kernresonanzspektroskopie findet heute primär Anwendung in derStrukturaufklärung und der qualitativen sowie quantitativen Untersuchung von Produkt-inhaltsstoffen. Trotz der weltweiten Entwicklung von innovativen kernresonanzspektrosko-pischen Methoden sind noch zahlreiche, offiziell anerkannte Methoden zur Qualitätskon-trolle von Arzneimitteln, Lebensmitteln und Chemikalien in Verwendung, die spezifischeSubstanzen kontrollieren und keine ganzheitliche Untersuchung darstellen. Somit könnenverunreinigte, qualitativ minderwertige oder gefälschte Produkte trotz vorheriger Quali-tätskontrollen auf den Markt gebracht und vertrieben werden. Um dies zu verhindern,wurden im Rahmen dieser Arbeit drei kernresonanzspektroskopische Methoden entwickelt,die zur (1) Bestimmung der primären Oxidation in pflanzlichen und tierischen Ölen anhandder Peroxidzahl, (2) zur qualitativen und quantitativen Analyse von Metallkationen und(3) zur Ermittlung des Enantiomerüberschusses in chiralen Alkoholen dienen.In der Ölanalytik werden Titrationsverfahren zur Bestimmung der Bulkqualitätsparameterwie auch der Peroxidzahl, welche die Konzentration an Peroxiden aufzeigt, eingesetzt. Dadie Titration neben dem Einsatz von größeren Mengen an Probenmaterial und Lösungsmit-teln, auch Kreuzreaktionen und eine geringe Robustheit aufweist, wurde eine kernreso-nanzspektroskopische Methode entwickelt, in der Triphenylphosphin als Derivatisierungs-reagenz eingesetzt wird, welches mit Peroxiden im stöchiometrischen Verhältnis von 1:1zu Triphenylphosphinoxid reagiert. Im1H-31P entkoppelten Kernresonanzspektrum wer-den die Signale des nicht reagierten Triphenylphosphins bei 7,4 ppm und des reagiertenTriphenylphosphinoxid bei 7,8 ppm detektiert. Das Verhältnis beider Signale wird in dieKonzentration der Peroxide umgerechnet. 108 Ölproben mit einer Peroxidzahl zwischen 1meq/kg und 170 meq/kg wurden mit der entwickelten Methode untersucht. Hierbei zeigtenÖle mit einer sehr geringen Peroxidzahl von weniger als 3 meq/kg eine relative Standard-abweichung von 4,9%, hochoxidierte Öle mit einer Peroxidzahl von 150 meq/kg 0,2%. Diekernresonanzspektroskopische Methode findet Anwendung in der Untersuchung von Krill-und pflanzlichen Ölen.Eine weitere1H kernresonanzspektroskopische Methode wurde zur qualitativen Analyse. Zusammenfassungvon Be2+, Sr2+und Cd2+und zur qualitatitativen sowie quantitativen Bestimmung vonCa2+, Mg2+, Hg2+, Sn2+, Pb2+und Zn2+entwickelt. Hierbei wurde Ethylendiamintetra-acetat (EDTA) als Komplexbildner verwendet. EDTA ist ein sechszähniger-Ligand, derstabile Chelatkomplexe mit zweiwertigen Kationen bildet. Die definierte Menge an EDTAund das Verhältnis von freier und komplexierter EDTA nach Zugabe der Probe werdenfür die Rückrechnung der Konzentration der Kationen verwendet. Somit ist der Einsatzeines internen Standards obsolet. EDTA komplexiert Be2+, Sr2+, Cd2+, Ca2+, Mg2+, Hg2+,Sn2+, Pb2+und Zn2+zu stabilen Komplexen, deren Signale im Protonen-Kernresonanz-spektrum pH-unabhängige und kationenspezifische chemische Verschiebungen und Kop-plungen aufweisen, die zur Identifizierung und Quantifizierung verwendet werden. DieKoaleszenz der∆undΛKonfigurationen des EDTA-Komplexes mit Be2+, Sr2+und Cd2+führt bei 298K zu einer Signalverbreiterung, die eine Quantifizierung bei den vorliegendenParametern unmöglich macht. Die Kationen Ca2+, Mg2+, Hg2+, Sn2+, Pb2+und Zn2+sindab einer Konzentration von 5-22μg/mL quantitativ in wässriger Lösung quantifizierbar.Diese Methode kann im Lebensmittel- und Arzneimittelbereich eingesetzt werden.Die dritte kernresonanzspektroskopische Methode stellt eine neue Bestimmung des Enan-tiomerüberschusses (ee) in den chiralen Alkoholen Menthol, Borneol, 1-Phenylethanol undLinalool unter Einsatz von Phosgen als Derivatisierungsreagenz vor. Phosgen reagiert miteinem chiralen Alkohol zu Carbonsäurediestern, die aus zwei gleichen (RR, SS) oder zweiunterschiedlichen Enantiomeren (RS, SR) entstehen. Diese zwei Diastereomertypen kön-nen anhand der unterschiedlichen, chemischen Verschiebungen ihrer Signale identifiziertwerden. In der vorgestellten Methode wird das Carbonylsignal integriert und zur Bes-timmung des Enantiomerenüberschusses eingesetzt. Die Bestimmungsgrenze ist hierbeiu. a. von dem eingesetzten Phosgen und der Probe abhängig. Bei Menthol wurdeeine Bestimmungsgrenze mittels nicht markiertem Phosgen von ee = 99,1% und mit-tels13C-markiertem Phosgen von ee = 99,9% ermittelt. Die13C Methode wurde zudemzur Qualitätskontrolle der Enantiomerreinheit von Borneol, 1-Phenylethanol sowie vonLinalool eingesetzt. Hierbei enthielten die käuflich erworbenen Chemikalien (-)-Borneolund (S)-1-Phenylethanol jeweils 1,7% des anderen Enantiomers (+)-Borneol bzw. (R)-1-Phenylethanol. Bei (-)-Linalool konnte ein Enantiomerüberschuss von ee = 66,4% undsomit eine größere Verunreinigung durch (+)-Linalool identifiziert werden. Bei Proben,die einen Enantiomerüberschuss von ee < 95,0% aufweisen, sollte eine potentielle, asym-metrische Induktion mittels Kalibrationskurven anhand von künstlichen Enantiomeren-mischungen vorab untersucht werden. Die entwickelte13C kernresonanzspektroskopischeMethode präsentiert eine leistungsstarke Alternative zur Analyse mittels Mosher’s Reagenzfür die Untersuchung des Enantiomerüberschusses in chiralen Alkoholen.Diese Arbeit weist eine Vielfalt an Möglichkeiten der Anwendungen der quantitativen Kern-resonanzspektroskopie in der chemischen Untersuchung von Arzneimitteln, Lebensmittelnund Chemikalien unter Einsatz von Tagging, wie Derivatisierungen und Komplexierun-gen auf. Die hierbei entwickelten kernresonanzspektroskopischen Methoden repräsentierenleistungsstarke Alternativen zu bisher eingesetzten Techniken der Qualitätskontrolle KW - NMR Spektroskopie KW - EDTA KW - Lipid-Peroxide KW - Chiralität KW - Derivsatisierung KW - Peroxidzahl KW - Enantiomerüberschuss KW - qNMR Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-219583 ER - TY - JOUR A1 - Franzsico, Marcos A. S. A1 - Fantuzzi, Felipe A1 - Cardozo, Thiago M. A1 - Esteves, Pierre M. A1 - Engels, Bernd A1 - Oliveira, Ricardo R. T1 - Taming the Antiferromagnetic Beast: Computational Design of Ultrashort Mn-Mn Bonds Stabilized by N-Heterocyclic Carbenes JF - Chemistry—A European Journal N2 - The development of complexes featuring low-valent, multiply bonded metal centers is an exciting field with several potential applications. In this work, we describe the design principles and extensive computational investigation of new organometallic platforms featuring the elusive manganese-manganese bond stabilized by experimentally realized N-heterocyclic carbenes (NHCs). By using DFT computations benchmarked against multireference calculations, as well as MO- and VB-based bonding analyses, we could disentangle the various electronic and structural effects contributing to the thermodynamic and kinetic stability, as well as the experimental feasibility, of the systems. In particular, we explored the nature of the metal-carbene interaction and the role of the ancillary η\(^{6}\) coordination to the generation of Mn\(_{2}\) systems featuring ultrashort metal-metal bonds, closed-shell singlet multiplicities, and positive adiabatic singlet-triplet gaps. Our analysis identifies two distinct classes of viable synthetic targets, whose electrostructural properties are thoroughly investigated. KW - metal-metal interactions KW - ab initio calculations KW - carbene ligands KW - density functional calculations KW - manganese Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-256874 VL - 27 IS - 47 ER - TY - JOUR A1 - Eiring, Patrick A1 - McLaughlin, Ryan A1 - Matikonda, Siddharth S. A1 - Han, Zhongying A1 - Grabenhorst, Lennart A1 - Helmerich, Dominic A. A1 - Meub, Mara A1 - Beliu, Gerti A1 - Luciano, Michael A1 - Bandi, Venu A1 - Zijlstra, Niels A1 - Shi, Zhen-Dan A1 - Tarasov, Sergey G. A1 - Swenson, Rolf A1 - Tinnefeld, Philip A1 - Glembockyte, Viktorija A1 - Cordes, Thorben A1 - Sauer, Markus A1 - Schnermann, Martin J. T1 - Targetable conformationally restricted cyanines enable photon-count-limited applications JF - Angewandte Chemie Internationale Edition N2 - Cyanine dyes are exceptionally useful probes for a range of fluorescence-based applications, but their photon output can be limited by trans-to-cis photoisomerization. We recently demonstrated that appending a ring system to the pentamethine cyanine ring system improves the quantum yield and extends the fluorescence lifetime. Here, we report an optimized synthesis of persulfonated variants that enable efficient labeling of nucleic acids and proteins. We demonstrate that a bifunctional sulfonated tertiary amide significantly improves the optical properties of the resulting bioconjugates. These new conformationally restricted cyanines are compared to the parent cyanine derivatives in a range of contexts. These include their use in the plasmonic hotspot of a DNA-nanoantenna, in single-molecule Förster-resonance energy transfer (FRET) applications, far-red fluorescence-lifetime imaging microscopy (FLIM), and single-molecule localization microscopy (SMLM). These efforts define contexts in which eliminating cyanine isomerization provides meaningful benefits to imaging performance. KW - biology KW - super-resolution microscopy KW - conformational restriction KW - cyanine dyes KW - DNA nanotechnology KW - fluorescent dyes KW - single-molecule fluorescence spectroscopy Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-256559 VL - 60 IS - 51 ER - TY - JOUR A1 - Wobser, Marion A1 - Roth, Sabine A1 - Appenzeller, Silke A1 - Houben, Roland A1 - Schrama, David A1 - Goebeler, Matthias A1 - Geissinger, Eva A1 - Rosenwald, Andreas A1 - Maurus, Katja T1 - Targeted deep sequencing of mycosis fungoides reveals intracellular signaling pathways associated with aggressiveness and large cell transformation JF - Cancers N2 - Introduction: Large-cell transformation (LCT) of mycosis fungoides (MF) has been associated with a higher risk of relapse and progression and, consequently, restricted prognosis. Its molecular pathogenesis has not been elucidated yet. Materials and Methods: In order to address molecular mechanisms of LCT, we performed hybrid capture panel-based sequencing of skin biopsies from 10 patients suffering from MF with LCT versus 17 patients without LCT including follow-up biopsies during clinical course, respectively (51 samples in total). The analyzed patients were attributed to three different groups based on the presence of LCT and clinical behavior. Results: While indolent MF cases without LCT did not show pathogenic driver mutations, a high rate of oncogenic alterations was detected in patients with LCT and aggressive clinical courses. Various genes of different oncogenic signaling pathways, including the MAPK and JAK-STAT signaling pathways, as well as epigenetic modifiers were affected. A high inter-individual and distinctive intra-individual mutation diversity was observed. Oncogenic RAS mutations were exclusively detected in patients with LCT. Conclusion: Our data demonstrate that LCT transition of MF is associated with increased frequency of somatic mutations in cancer-associated genes. In particular, the activation of RAS signaling — together with epigenetic dysregulation — may crucially contribute to the molecular pathogenesis of the LCT phenotype, thus conveying its adverse clinical behavior. KW - mycosis fungoides KW - cutaneous T-cell-lymphoma KW - panel sequencing KW - large cell transformation KW - CD30 Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-250094 SN - 2072-6694 VL - 13 IS - 21 ER - TY - JOUR A1 - Pauli, Martin A1 - Paul, Mila M. A1 - Proppert, Sven A1 - Mrestani, Achmed A1 - Sharifi, Marzieh A1 - Repp, Felix A1 - Kürzinger, Lydia A1 - Kollmannsberger, Philip A1 - Sauer, Markus A1 - Heckmann, Manfred A1 - Sirén, Anna-Leena T1 - Targeted volumetric single-molecule localization microscopy of defined presynaptic structures in brain sections JF - Communications Biology N2 - Revealing the molecular organization of anatomically precisely defined brain regions is necessary for refined understanding of synaptic plasticity. Although three-dimensional (3D) single-molecule localization microscopy can provide the required resolution, imaging more than a few micrometers deep into tissue remains challenging. To quantify presynaptic active zones (AZ) of entire, large, conditional detonator hippocampal mossy fiber (MF) boutons with diameters as large as 10 mu m, we developed a method for targeted volumetric direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM). An optimized protocol for fast repeated axial scanning and efficient sequential labeling of the AZ scaffold Bassoon and membrane bound GFP with Alexa Fluor 647 enabled 3D-dSTORM imaging of 25 mu m thick mouse brain sections and assignment of AZs to specific neuronal substructures. Quantitative data analysis revealed large differences in Bassoon cluster size and density for distinct hippocampal regions with largest clusters in MF boutons. Pauli et al. develop targeted volumetric dSTORM in order to image large hippocampal mossy fiber boutons (MFBs) in brain slices. They can identify synaptic targets of individual MFBs and measured size and density of Bassoon clusters within individual untruncated MFBs at nanoscopic resolution. KW - mossy fiber synapses KW - CA3 pyrimidal cells KW - CA2+ channels KW - active zone KW - hippocampal KW - release KW - plasticity KW - proteins KW - platform KW - reveals Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-259830 VL - 4 ER - TY - JOUR A1 - Linz, Christian A1 - Brands, Roman C. A1 - Kertels, Olivia A1 - Dierks, Alexander A1 - Brumberg, Joachim A1 - Gerhard-Hartmann, Elena A1 - Hartmann, Stefan A1 - Schirbel, Andreas A1 - Serfling, Sebastian A1 - Zhi, Yingjun A1 - Buck, Andreas K. A1 - Kübler, Alexander A1 - Hohm, Julian A1 - Lapa, Constantin A1 - Kircher, Malte T1 - Targeting fibroblast activation protein in newly diagnosed squamous cell carcinoma of the oral cavity – initial experience and comparison to [\(^{18}\)F]FDG PET/CT and MRI JF - European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging N2 - Purpose While [\(^{18}\)F]-fluorodeoxyglucose ([\(^{18}\)F]FDG) is the standard for positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) imaging of oral squamous cell carcinoma (OSCC), diagnostic specificity is hampered by uptake in inflammatory cells such as neutrophils or macrophages. Recently, molecular imaging probes targeting fibroblast activation protein α (FAP), which is overexpressed in a variety of cancer-associated fibroblasts, have become available and might constitute a feasible alternative to FDG PET/CT. Methods Ten consecutive, treatment-naïve patients (8 males, 2 females; mean age, 62 ± 9 years) with biopsy-proven OSCC underwent both whole-body [\(^{18}\)F]FDG and [\(^{68}\)Ga]FAPI-04 (FAP-directed) PET/CT for primary staging prior to tumor resection and cervical lymph node dissection. Detection of the primary tumor, as well as the presence and number of lymph node and distant metastases was analysed. Intensity of tracer accumulation was assessed by means of maximum (SUV\(_{max}\)) and peak (SUV\(_{peak}\) standardized uptake values. Histological work-up including immunohistochemical staining for FAP served as standard of reference. Results [\(^{18}\)F]FDG and FAP-directed PET/CT detected all primary tumors with a SUVmax of 25.5 ± 13.2 (FDG) and 20.5 ± 6.4 (FAP-directed) and a SUVpeak of 16.1 ± 10.3 ([\(^{18}\)F]FDG) and 13.8 ± 3.9 (FAP-directed), respectively. Regarding cervical lymph node metastases, FAP-directed PET/CT demonstrated comparable sensitivity (81.3% vs. 87.5%; P = 0.32) and specificity (93.3% vs. 81.3%; P = 0.16) to [\(^{18}\)F]FDG PET/CT. FAP expression on the cell surface of cancer-associated fibroblasts in both primary lesions as well as lymph nodes metastases was confirmed in all samples. Conclusion FAP-directed PET/CT in OSCC seems feasible. Future research to investigate its potential to improve patient staging is highly warranted. KW - molecular imaging KW - fibroblast activation protein KW - head and neck cancer KW - PET Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-307246 SN - 1619-7070 SN - 1619-7089 VL - 48 IS - 12 ER - TY - JOUR A1 - Dohrn, Maike F. A1 - Ihne, Sandra A1 - Hegenbart, Ute A1 - Medina, Jessica A1 - Züchner, Stephan L. A1 - Coelho, Teresa A1 - Hahn, Katrin T1 - Targeting transthyretin ‐ Mechanism‐based treatment approaches and future perspectives in hereditary amyloidosis JF - Journal of Neurochemistry N2 - The liver‐derived, circulating transport protein transthyretin (TTR) is the cause of systemic hereditary (ATTRv) and wild‐type (ATTRwt) amyloidosis. TTR stabilization and knockdown are approved therapies to mitigate the otherwise lethal disease course. To date, the variety in phenotypic penetrance is not fully understood. This systematic review summarizes the current literature on TTR pathophysiology with its therapeutic implications. Tetramer dissociation is the rate‐limiting step of amyloidogenesis. Besides destabilizing TTR mutations, other genetic (RBP4, APCS, AR, ATX2, C1q, C3) and external (extracellular matrix, Schwann cell interaction) factors influence the type of onset and organ tropism. The approved small molecule tafamidis stabilizes the tetramer and significantly decelerates the clinical course. By sequence‐specific mRNA knockdown, the approved small interfering RNA (siRNA) patisiran and antisense oligonucleotide (ASO) inotersen both significantly reduce plasma TTR levels and improve neuropathy and quality of life compared to placebo. With enhanced hepatic targeting capabilities, GalNac‐conjugated siRNA and ASOs have recently entered phase III clinical trials. Bivalent TTR stabilizers occupy both binding groves in vitro, but have not been tested in trials so far. Tolcapone is another stabilizer with the potential to cross the blood–brain barrier, but its half‐life is short and liver failure a potential side effect. Amyloid‐directed antibodies and substances like doxycycline aim at reducing the amyloid load, however, none of the yet developed antibodies has successfully passed clinical trials. ATTR‐amyloidosis has become a model disease for pathophysiology‐based treatment. Further understanding of disease mechanisms will help to overcome the remaining limitations, including application burden, side effects, and blood–brain barrier permeability. KW - amyloid‐directed antibodies KW - ATTRv amyloidosis KW - familial amyloid polyneuropathy (FAP) KW - transthyretin KW - TTR knockdown KW - TTR stabilization Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-224481 VL - 156 IS - 6 SP - 802 EP - 818 ER - TY - JOUR A1 - Reif, Magnus A1 - Tesfaselassie, Mewael F. A1 - Wolters, Maik H. T1 - Technological Growth and Hours in the Long Run: Theory and Evidence JF - Economica N2 - Over the last few decades, hours worked per capita have declined substantially in many OECD economies. Using the standard neoclassical growth model with endogenous work–leisure choice, we assess the role of trend growth slowdown in accounting for the decline in hours worked. In the model, a permanent reduction in technological growth decreases steady‐state hours worked by increasing the consumption–output ratio. Our empirical analysis exploits cross‐country variation in the timing and size of the decline in technological growth to show that technological growth has a highly significant positive effect on hours. A decline in the long‐run trend of technological growth by 1 percentage point is associated with a decline in trend hours worked in the range of 1–3%. This result is robust to controlling for taxes, which have been found in previous studies to be an important determinant of hours. Our empirical finding is quantitatively in line with the one implied by a calibrated version of the model, though evidence for the model’s implication that the effect on hours works via changes in the consumption–output ratio is rather mixed. KW - technological growth KW - working hours KW - neoclassical growth model Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-262801 VL - 88 IS - 352 SP - 1016 EP - 1053 ER - TY - JOUR A1 - Barlinn, J. A1 - Winzer, S. A1 - Worthmann, H. A1 - Urbanek, C. A1 - Häusler, K. G. A1 - Günther, A. A1 - Erdur, H. A1 - Görtler, M. A1 - Busetto, L. A1 - Wojciechowski, C. A1 - Schmitt, J. A1 - Shah, Y. A1 - Büchele, B. A1 - Sokolowski, P. A1 - Kraya, T. A1 - Merkelbach, S. A1 - Rosengarten, B. A1 - Stangenberg-Gliss, K. A1 - Weber, J. A1 - Schlachetzki, F. A1 - Abu-Mugheisib, M. A1 - Petersen, M. A1 - Schwartz, A. A1 - Palm, F. A1 - Jowaed, A. A1 - Volbers, B. A1 - Zickler, P. A1 - Remi, J. A1 - Bardutzky, J. A1 - Bösel, J. A1 - Audebert, H. J. A1 - Hubert, G. J. A1 - Gumbinger, C. T1 - Telemedizin in der Schlaganfallversorgung – versorgungsrelevant für Deutschland T1 - Telemedicine in stroke—pertinent to stroke care in Germany JF - Der Nervenarzt N2 - Hintergrund und Ziel Telemedizinische Schlaganfall-Netzwerke tragen dazu bei, die Schlaganfallversorgung und insbesondere den Zugang zu zeitkritischen Schlaganfalltherapien in vorrangig strukturschwachen, ländlichen Regionen zu gewährleisten. Ziel ist eine Darstellung der Nutzungsfrequenz und regionalen Verteilung dieser Versorgungsstruktur. Methoden Die Kommission „Telemedizinische Schlaganfallversorgung“ der Deutschen Schlaganfall-Gesellschaft führte eine Umfragestudie in allen Schlaganfall-Netzwerken durch. Ergebnisse In Deutschland sind 22 telemedizinische Schlaganfall-Netzwerke aktiv, welche insgesamt 43 Zentren (pro Netzwerk: Median 1,5, Interquartilsabstand [IQA] 1–3) sowie 225 Kooperationskliniken (pro Netzwerk: Median 9, IQA 4–17) umfassen und an einem unmittelbaren Zugang zur Schlaganfallversorgung für 48 Mio. Menschen teilhaben. Im Jahr 2018 wurden 38.211 Telekonsile (pro Netzwerk: Median 1340, IQA 319–2758) durchgeführt. Die Thrombolyserate betrug 14,1 % (95 %-Konfidenzintervall 13,6–14,7 %), eine Verlegung zur Thrombektomie wurde bei 7,9 % (95 %-Konfidenzintervall 7,5–8,4 %) der ischämischen Schlaganfallpatienten initiiert. Das Finanzierungssystem ist uneinheitlich mit einem Vergütungssystem für die Zentrumsleistungen in nur drei Bundesländern. Diskussion Etwa jeder 10. Schlaganfallpatient wird telemedizinisch behandelt. Die telemedizinischen Schlaganfall-Netzwerke erreichen vergleichbar hohe Lyseraten und Verlegungen zur Thrombektomie wie neurologische Stroke-Units und tragen zur Sicherstellung einer flächendeckenden Schlaganfallversorgung bei. Eine netzwerkübergreifende Sicherstellung der Finanzierung und einheitliche Erhebung von Qualitätssicherungsdaten haben das Potenzial diese Versorgungsstruktur zukünftig weiter zu stärken. N2 - Background and objective Telemedical stroke networks improve stroke care and provide access to time-dependent acute stroke treatment in predominantly rural regions. The aim is a presentation of data on its utility and regional distribution. Methods The working group on telemedical stroke care of the German Stroke Society performed a survey study among all telestroke networks. Results Currently, 22 telemedical stroke networks including 43 centers (per network: median 1.5, interquartile range, IQR, 1–3) as well as 225 cooperating hospitals (per network: median 9, IQR 4–17) operate in Germany and contribute to acute stroke care delivery to 48 million people. In 2018, 38,211 teleconsultations (per network: median 1340, IQR 319–2758) were performed. The thrombolysis rate was 14.1% (95% confidence interval 13.6–14.7%) and transfer for thrombectomy was initiated in 7.9% (95% confidence interval 7.5–8.4%) of ischemic stroke patients. Financial reimbursement differs regionally with compensation for telemedical stroke care in only three federal states. Conclusion Telemedical stroke care is utilized in about 1 out of 10 stroke patients in Germany. Telemedical stroke networks achieve similar rates of thrombolysis and transfer for thrombectomy compared with neurological stroke units and contribute to stroke care in rural regions. Standardization of network structures, financial assurance and uniform quality measurements may further strengthen the importance of telestroke networks in the future. KW - Schlaganfall KW - Stroke-Unit KW - Telemedizin KW - Schlaganfall-Netzwerk KW - Umfragestudie KW - stroke KW - stroke unit KW - telemedicine KW - stroke networks KW - survey Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-307752 SN - 0028-2804 SN - 1433-0407 VL - 92 IS - 6 ER - TY - JOUR A1 - Shan, Junwen A1 - Böck, Thomas A1 - Keller, Thorsten A1 - Forster, Leonard A1 - Blunk, Torsten A1 - Groll, Jürgen A1 - Teßmar, Jörg T1 - TEMPO/TCC as a Chemo Selective Alternative for the Oxidation of Hyaluronic Acid JF - Molecules N2 - Hyaluronic acid (HA)-based hydrogels are very commonly applied as cell carriers for different approaches in regenerative medicine. HA itself is a well-studied biomolecule that originates from the physiological extracellular matrix (ECM) of mammalians and, due to its acidic polysaccharide structure, offers many different possibilities for suitable chemical modifications which are necessary to control, for example, network formation. Most of these chemical modifications are performed using the free acid function of the polymer and, additionally, lead to an undesirable breakdown of the biopolymer’s backbone. An alternative modification of the vicinal diol of the glucuronic acid is oxidation with sodium periodate to generate dialdehydes via a ring opening mechanism that can subsequently be further modified or crosslinked via Schiff base chemistry. Since this oxidation causes a structural destruction of the polysaccharide backbone, it was our intention to study a novel synthesis protocol frequently applied to selectively oxidize the C6 hydroxyl group of saccharides. On the basis of this TEMPO/TCC oxidation, we studied an alternative hydrogel platform based on oxidized HA crosslinked using adipic acid dihydrazide as the crosslinker. KW - hyaluronic acid KW - oxidation KW - hydrogel formation KW - Schiff base chemistry Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-248362 SN - 1420-3049 VL - 26 IS - 19 ER - TY - JOUR A1 - Klaffehn, Annika L. A1 - Sellmann, Florian B. A1 - Kirsch, Wladimir A1 - Kunde, Wilfried A1 - Pfister, Roland T1 - Temporal binding as multisensory integration: Manipulating perceptual certainty of actions and their effects JF - Attention, Perception & Psychophysics N2 - It has been proposed that statistical integration of multisensory cues may be a suitable framework to explain temporal binding, that is, the finding that causally related events such as an action and its effect are perceived to be shifted towards each other in time. A multisensory approach to temporal binding construes actions and effects as individual sensory signals, which are each perceived with a specific temporal precision. When they are integrated into one multimodal event, like an action-effect chain, the extent to which they affect this event's perception depends on their relative reliability. We test whether this assumption holds true in a temporal binding task by manipulating certainty of actions and effects. Two experiments suggest that a relatively uncertain sensory signal in such action-effect sequences is shifted more towards its counterpart than a relatively certain one. This was especially pronounced for temporal binding of the action towards its effect but could also be shown for effect binding. Other conceptual approaches to temporal binding cannot easily explain these results, and the study therefore adds to the growing body of evidence endorsing a multisensory approach to temporal binding. KW - temporal processing KW - perception and action KW - multisensory processing Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-273195 SN - 1943-393X VL - 83 IS - 8 ER - TY - JOUR A1 - Muth, Felicitas V. A1 - Wirth, Robert A1 - Kunde, Winfried T1 - Temporal binding past the Libet clock: testing design factors for an auditory timer JF - Behavior Research Methods N2 - Voluntary actions and causally linked sensory stimuli are perceived to be shifted towards each other in time. This so-called temporal binding is commonly assessed in paradigms using the Libet Clock. In such experiments, participants have to estimate the timing of actions performed or ensuing sensory stimuli (usually tones) by means of a rotating clock hand presented on a screen. The aforementioned task setup is however ill-suited for many conceivable setups, especially when they involve visual effects. To address this shortcoming, the line of research presented here establishes an alternative measure for temporal binding by using a sequence of timed sounds. This method uses an auditory timer, a sequence of letters presented during task execution, which serve as anchors for temporal judgments. In four experiments, we manipulated four design factors of this auditory timer, namely interval length, interval filling, sequence predictability, and sequence length, to determine the most effective and economic method for measuring temporal binding with an auditory timer. KW - temporal binding KW - auditory timer KW - experimental design KW - measures KW - intentional binding Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-234922 VL - 53 IS - 3 ER - TY - THES A1 - Roth, Nicolas Mériadec Max André T1 - Temporal development of communities with a focus on insects, in time series of one to four decades T1 - Entwicklung von Artengemeinschaften in der Zeit mit einem Fokus auf Insekten in Zeitreihen von einer bis vier Dekaden N2 - Changes and development are fundamental principles in biocenoses and can affect a multitude of ecological processes. In insect communities phenological and density changes, changes in species richness and community composition, as well as interactions between those changes, are the most important macro processes. However, climate change and other factors like habitat degradation and loss alter these processes leading to shifts and general biodiversity declines. Even though knowledge about insect decline in central Europe increased during the last decades, there are significant knowledge gaps about the development of insect communities in certain habitats and taxa. For example, insect communities in small lentic as well as in forested habitats are under-sampled and reported to be less endangered than communities in other habitats. Furthermore, the changes within habitats and taxa are additionally influenced by certain traits, like host or feeding specialization. To disentangle these influences and to increase the knowledge about the general long-term development of insect communities, comprehensive long-term monitoring studies are needed. In addition, long-term effects of conservation strategies should also be evaluated on large time scales in order to be able to decide on a scientific base which strategies are effective in promoting possibly declining taxa. Hence, this thesis also tackles the effects of an integrative conservation strategy on wood dependent beetle and fungi, beside the development of water beetle and macro moth communities over multiple decades. In Chapter 2 I present a study on the development of water beetle communities (Dytiscidae, Haliplidae, Noteridae) in 33 water bodies in Southern Germany from 1991 to 2018. Time-standardized capture per waterbody was used during three periods: between 1991 and 1995, 2007 and 2008, and 2017 and 2018. Results showed annual declines in both species number (ca. -1%) and abundance (ca. -2%). In addition, community composition shifted over time in part due to changing pH values. Hence, the recorded changes during the 28-year study period partly reflect natural succession processes. However, since also moor-related beetle species decreased significantly, it is likely that water beetles in southern Germany are also threatened by non-successional factors, including desiccation, increased nitrogen input and/or mineralization, as well as the loss of specific habitats. The results suggest, that in small to midsize lentic waterbodies, current development should aim for constant creation of new water bodies and protection of moor waterbodies in order to protect water beetle communities on a landscape scale. In Chapter 3 I present an analysis of the development of nocturnal macro moth species richness, abundance and biomass over four decades in forests of southern Germany. Two local scale data sets featuring a coppiced oak forest as well as an oak high forest were analysed separately from a regional data set representing all forest types in the temperate zone of Central Europe. At the regional scale species richness, abundance and biomass showed annual declines of ca. 1 %, 1.3 % and 1.4 %, respectively. These declines were more pronounced in plant host specialists and in dark coloured species. In contrast, species richness increased by ca. 1.5 % annually in the coppiced forest, while no significant trends were found in the high forest. In contrast to past assumptions, insect decline apparently affects also hyper diverse insect groups in forests. Since host specialists and dark coloured species were affected more heavily by the decline than other groups, habitat loss and climate change seem to be potential drivers of the observed trends. However, the positive development of species richness in the coppiced oak forest indicates that maintaining complex and diverse forest ecosystems through active management might compensate for negative trends in biodiversity. Chapter 4 features a study specifically aiming to investigate the long-term effect of deadwood enrichment as an integrative conservation strategy on saproxylic beetles and fungi in a central European beech forest at a landscape scale. A before–after control–impact design, was used to compare assemblages and gamma diversities of saproxylic organisms (beetles and fungi) in strictly protected old-growth forest areas (reserves) and previously moderately and intensively managed forest areas. Forests were sampled one year before and a decade after starting a landscape-wide strategy of dead-wood enrichment. Ten years after the start of the dead-wood enrichment, neither gamma diversities of saproxylic organisms nor species composition of beetles did reflect the previous management types anymore. However, fungal species composition still mirrored the previous management gradient. The results demonstrated that intentional enrichment of dead wood at the landscape scale can effectively restore communities of saproxylic organisms and may thus be a suitable strategy in addition to permanent strict reserves in order to protect wood dependent organisms in Europe. In this thesis I showed, that in contrast to what was assumed and partly reported so far, also water beetles in lentic water bodies and macro moths in forests decreased in species richness, abundance and biomass during the last three to four decades. In line with earlier studies, especially dark coloured species and specialists decreased more than light-coloured species and generalists. The reasons for these declines could partly be attributed to natural processes and pollution and possibly to climate change. However, further studies, especially experimental ones, will be needed to achieve a better understanding of the reasons for insect decline. Furthermore, analyses of time series data should be interpreted cautiously especially if the number of sampling years is smaller than ten years. In addition, validation techniques such as left- and right- censoring and cross validation should be used in order to proof the robustness of the analyses. However, the lack of knowledge, we are still facing today, should not prevent scientists and practitioners from applying conservation measures. In order to prove the effectiveness of such measures, long-term monitoring is crucial. Such control of success is essential for evidence based and thus adapted conservation strategies of threatened organisms. N2 - Veränderungen und Entwicklung sind grundlegende Prinzipien in Biozönosen und können eine Vielzahl von ökologischen Prozessen beeinflussen. In Insektengemeinschaften stellen Veränderungen in der Phänologie und Dichte, Veränderungen des Artenreichtums und der Artenzusammensetzung sowie die Wechselwirkungen zwischen diesen, die wichtigsten Makroprozesse dar. Klimawandel und andere Faktoren wie der Verlust von Lebensräumen oder deren Qualitätsverschlechterung beeinflussen diese Prozesse jedoch und führen zu Veränderungen und allgemeinen Rückgängen der Biodiversität. Auch wenn die Erkenntnisse zum „Insektensterben“ in Mitteleuropa in den letzten Jahrzehnten zugenommen haben, gibt es erhebliche Wissenslücken über die Entwicklung von Insektengemeinschaften in bestimmten Lebensräumen und Taxa. Beispielsweise ist die Entwicklung von Insektengemeinschaften in kleinen, stehenden Gewässern und in Wäldern wenig erforscht. Darüber hinaus werden die Veränderungen innerhalb von Habitaten und Taxa zusätzlich durch bestimmte Merkmale, wie Wirts- oder Nahrungsspezialisierung, beeinflusst. Um diese verschiedenen Einflüsse auseinanderhalten zu können und das Wissen über die allgemeine Langzeitentwicklung von Insektengemeinschaften zu vergrößern, sind umfassende Langzeitstudien erforderlich. Darüber hinaus sollten auch die langfristigen Auswirkungen von Naturschutzstrategien über lange Zeiträume evaluiert werden, um auf wissenschaftlicher Grundlage entscheiden zu können, welche Strategien zur Förderung bedrohter Taxa wirksam sind. Daher befasst sich diese Arbeit neben der Entwicklung von Wasserkäfer- und Großschmetterlingsgemeinschaften über mehrere Jahrzehnte auch mit den Auswirkungen einer integrativen Naturschutzmaßnahme auf xylobionte Käfer und Pilze. In Kapitel 2 stelle ich eine Studie über die Entwicklung von Wasserkäfergemeinschaften (Dytiscidae, Haliplidae, Noteridae) in 33 Gewässern Süddeutschlands von 1991 bis 2018 vor. Die zeitstandardisierte Erfassung pro Wasserkörper erfolgte in drei Zeiträumen: zwischen 1991 und 1995, 2007 und 2008 sowie 2017 und 2018. Die Ergebnisse zeigten einen jährlichen Rückgang sowohl der Artenzahl (ca. -1%) als auch der Abundanz (ca. -2%). Darüber hinaus verschob sich die Artenzusammensetzung im Laufe der Zeit zum Teil aufgrund sich ändernder pH-Werte. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass die erfassten Veränderungen während des 28- jährigen Untersuchungszeitraums teilweise natürliche Sukzessionsprozesse widerspiegeln. Da aber auch an moorige Gewässer gebundene Käferarten deutlich abgenommen haben, ist es wahrscheinlich, dass die Wasserkäfer Süddeutschlands auch durch Faktoren wie Austrocknung, erhöhten Stickstoffeintrag und/oder Mineralisierung sowie durch den Verlust spezifischer Lebensräume bedroht sind. Aufgrund dieser Entwicklungen ist es empfehlenswert, auf Landschaftsebene auf die ständige Schaffung neuer Gewässer und den besonderen Schutz von Moorgewässern zu setzen, um Wasserkäfergemeinschaften erfolgreich schützen zu können. In Kapitel 3 präsentiere ich eine Analyse der Diversitäts-, Abundanz- und Biomassenentwicklung von nachtaktiven Großschmetterlingen über vier Jahrzehnte in Wäldern Süddeutschlands. Neben einem bayernweiten Datensatz, der alle typischen Waldtypen der gemäßigten Zone Mitteleuropas beinhaltet, wurden zwei lokale, besonders regelmäßig besammelte Gebiete getrennt analysiert. In diesen Gebieten werden die Eichenwälder als Hoch- bzw. als Mittelwald bewirtschaftet. Bayernweit wiesen Artenreichtum, Abundanz und Biomasse jährliche Rückgänge von ca. 1 %, 1,3 % bzw. 1,4 % auf. Diese Rückgänge waren bei Wirtspflanzenspezialisten und bei dunkel gefärbten Arten besonders stark ausgeprägt. Im Gegensatz dazu nahm der Artenreichtum im Mittelwald jährlich um ca. 1,5 % zu, während im Hochwald keine signifikanten Trends festgestellt werden konnten. Im Gegensatz zu früheren Annahmen betrifft der Insektenrückgang offenbar auch hyperdiverse Insektengruppen im Wald. Da Wirtspflanzenspezialisten und dunkel gefärbte Arten vom Rückgang stärker betroffen waren als andere, scheinen Lebensraumverlust und Klimawandel potentielle Treiber der beobachteten Trends zu sein. Die positive Entwicklung des Artenreichtums im Mittelwald zeigt jedoch, dass der Erhalt komplexer und vielfältiger Waldökosysteme durch aktives Management, negative Biodiversitätstrends zum Teil kompensieren könnte. Kapitel 4 enthält eine Studie, die die Langzeitwirkung von Totholzanreicherung als integrative Naturschutzmaßnahme auf xylobionte Käfer und Pilze in einem mitteleuropäischen Buchenwald auf der Landschaftsebene untersucht. Dabei wurde die Gamma-Diversität und die Artenzusammensetzung dieser beiden Gruppen anhand einer Vorher-Nachher Untersuchung mit Kontrollflächen (Naturwaldreservate) untersucht. Die bewirtschafteten Flächen wurden weiterhin in zuvor mäßig und intensiv bewirtschaftete Flächen eingeteilt. Die Wälder wurden ein Jahr vor und ein Jahrzehnt nach Beginn einer Totholzanreicherungsstrategie auf Landschaftsebene beprobt. Zehn Jahre nach Beginn der Totholzanreicherung spiegelten weder die Gamma-Diversität der xylobionten Organismen noch die Artenzusammensetzung der Käfer die früheren Bewirtschaftungstypen wider, und wiesen keine Unterschiede mehr zu den Naturwaldreservaten auf. Die Pilzartenzusammensetzung spiegelte jedoch noch immer den früheren Bewirtschaftungsgradienten wider. Die Ergebnisse zeigen, dass Totholzanreicherung auf Landschaftsebene positive Effekte auf xylobionte Artengemeinschaften haben kann. Somit stellt Totholzanreicherung eine Naturschutzmaßnahme dar, die zusätzlich zu permanenten Schutzgebieten, eine Grundlage schaffen kann, um holzabhängige Organismen in Europa zu schützen. In dieser Arbeit habe ich gezeigt, dass im Gegensatz zu dem, was bisher angenommen und zum Teil berichtet wurde, auch Wasserkäfer in stehenden Gewässern und nachtaktive Großschmetterlingen in Wäldern in den letzten drei bis vier Jahrzehnten an Artenreichtum, Abundanz und Biomasse abgenommen haben. In Übereinstimmung mit anderen Studien nahmen vor allem dunkel gefärbte Arten und Spezialisten stärker ab als hell gefärbte Arten und Generalisten. Die Gründe für diese Rückgänge konnten zum Teil auf natürliche Prozesse, Umweltverschmutzung und möglicherweise auf den Klimawandel zurückgeführt werden. Es sind jedoch weitere Studien, insbesondere experimentelle, erforderlich, um die Gründe für das „Insektensterben“ besser zu verstehen. Darüber hinaus sollten Zeitreihendaten mit Vorsicht interpretiert werden, insbesondere wenn die Anzahl der besammelten Jahre kleiner als zehn Jahre ist. Darüber hinaus sollten Validierungstechniken wie Links- und Rechts-Zensierung und Kreuzvalidierung eingesetzt werden, um die Robustheit der Analysen nachzuweisen. Der Mangel an Wissen, mit dem wir heute noch konfrontiert sind, sollte Wissenschaftler und Praktiker jedoch nicht davon abhalten, Naturschutzmaßnahmen anzuwenden. Um die Wirksamkeit solcher Maßnahmen nachzuweisen, ist eine langfristige Überprüfung von entscheidender Bedeutung. Solche Erfolgskontrollen sind für evidenzbasierte und damit angepasste Erhaltungsstrategien bedrohter Organismen unerlässlich. KW - climate change KW - insects KW - temporal development KW - nature conservation KW - entomology Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-235499 ER - TY - JOUR A1 - Leidinger, Ludwig A1 - Vedder, Daniel A1 - Cabral, Juliano Sarmento T1 - Temporal environmental variation may impose differential selection on both genomic and ecological traits JF - Oikos N2 - The response of populations and species to changing conditions determines how community composition will change functionally, including via trait shifts. Selection from standing variation has been suggested to be more efficient than acquiring new mutations. Yet, studies on community trait composition and trait selection largely focus on phenotypic variation in ecological traits, whereas the underlying genomic traits remain understudied. Using a genome‐explicit, niche‐ and individual‐based model, we address the potential interactions between genomic and ecological traits shaping communities under an environmental selective forcing, namely temporal positively autocorrelated environmental fluctuation. In this model, all ecological traits are explicitly coded by the genome. For our experiments, we initialized 90 replicate communities, each with ca 350 initial species, characterized by random genomic and ecological trait combinations, on a 2D spatially explicit landscape with two orthogonal gradients (temperature and resource use). We exposed each community to two contrasting scenarios: without (i.e. static environments) and with temporal variation. We then analyzed emerging compositions of both genomic and ecological traits at the community, population and genomic levels. Communities in variable environments were species poorer than in static environments, and populations more abundant, whereas genomes had lower genetic linkage, mean genetic variation and a non‐significant tendency towards higher numbers of genes. The surviving genomes (i.e. those selected by variable environments) coded for enhanced environmental tolerance and smaller biomass, which resulted in faster life cycles and thus also in increased potential for evolutionary rescue. Under temporal environmental variation, larger, less linked genomes retained more variation in mean dispersal ability at the population level than at genomic level, whereas the opposite trend emerged for biomass. Our results provide clues to how sexually‐reproducing diploid plant communities might react to variable environments and highlights the importance of genomic traits and their interaction with ecological traits for eco‐evolutionary responses to changing climates. KW - environmental variability KW - genomic traits KW - mechanistic model KW - rapid evolution KW - standing variation Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-238945 VL - 130 IS - 7 SP - 1100 EP - 1115 ER - TY - THES A1 - Pieper, Sabrina H. T1 - Temporal information transfer by electrical stimulation in auditory implants T1 - Zeitliche Informationsübertragung durch elektrische Stimulation bei Hörprothesen N2 - In deafness, which is caused by the malfunctioning of the inner ear, an implantation of a cochlear implant (CI) is able to restore hearing. The CI is a neural prosthesis that is located within the cochlea. It replaces the function of the inner hair cells by direct electrical stimulation of the auditory nerve fibers. The CI enables many deaf or severe hearing-impaired people to achieve a good speech perception. Nevertheless, there is a lot of potential for further improvements. Compared to normal-hearing listeners rate pitch discrimination is much worse. Rate pitch discrimination is the ability to distinguish the pitch of two stimuli with two different pulse rates. This ability is important for enjoying music as well as speech perception (in noise). Further, the small dynamic range in electrical hearing (compared to normal-hearing listeners) and therefore the small intensity resolution limits the performance of CI users. Both, rate pitch coding and dynamic range were investigated in this doctoral thesis. For the first issue, a pitch discrimination task was designed to determine the just-noticeable-difference (JND) in pitch with 200 and 400 pps as reference. Additionally to the default biphasic pulse (single pulse) the experiment was performed with double pulses. The double pulse consists out of two biphasic pulses directly after each other and a small interpulse interval (IPI) in between. Three different IPIs (15, 50, and 150 µs) were tested. The statistical analysis of JNDs revealed no significant effects between stimulation with single-pulse or double-pulse trains. A follow-up study investigated an alternating pulse train consisting of single and double pulses. To investigate if the 400 pps alternating pulse train is comparable in pitch with the 400 pps single-pulse train, a pairwise pitch comparison test was conducted. The alternating pulse train was compared with single-pulse trains at 200, 300 and 400 pps. The results showed that the alternating pulse train is for most subjects similar in pitch with the 200 pps single-pulse train. Therefore, pitch perception seemed to be dominated by the double pulses within the pulse train. Accordingly, double pulses with different amplitudes were tested. Based on the facilitation effect, a larger neuronal response was expected by stimulating with two pulses with a short IPI within the temporal facilitation range. In other studies, this effect was shown to be maximal in CIs of the manufacturer Cochlear, with first pulse amplitudes set at or slightly below the electrically evoked compound action potential (ECAP) threshold. The second pulse amplitude did not influence the facilitation effect and therefore could be choose at will. Similarly, this effect was tested in this thesis with CIs of the manufacturer MED-EL. Nevertheless, to achieve a proper signal-to-noise ratio, technical issues had to be addressed like a high noise floor, resulting in incorrect determination of the ECAP threshold. After solving this issues, the maximum facilitation effect was around the ECAP threshold as in the previous study with Cochlear. For future studies this effect could be used in a modified double pulse rate pitch experiment with the first pulse amplitude at ECAP threshold and the second pulse amplitude variable to set the most comfortable loudness level (MCL). The last study within this thesis investigated the loudness perception at two different loudness levels and the resulting dynamic range for different interphase-gaps (IPG). A larger IPG can reduce the amplitude at same loudness level to save battery power. However, it was unknown if the IPG has an influence on the dynamic range. Different IPGs (10 and 30 µs) were compared with the default IPG (2.1 µs) in a loudness matching experiment. The experiment was performed at the most comfortable loudness level (MCL) of the subject and the amplitude of half the dynamic range (50%-ADR). An upper dynamic range was calculated from the results of MCL and 50%-ADR (therefore not the whole dynamic range was covered). As expected from previous studies a larger IPG resulted in smaller amplitudes. However, the observed effect was larger at MCL than at 50%-ADR which resulted in a smaller upper dynamic range. This is the first time a decrease of this dynamic range was shown. N2 - Bei einer Taubheit, welche durch eine Schädigung des Innenohres hervorgerufen wird, ist es möglich das Gehör mittels eines Cochlea-Implantates (CI) wieder herzustellen. Das Implantat befindet sich innerhalb der Hörschnecke und ist in der Lage, die Funktion der inneren Haarzellen zu ersetzen. Dies geschieht durch direkte elektrische Stimulation der auditorischen Nervenfasern. Dadurch ermöglicht das CI Ertaubten oder stark Schwerhörigen, ein gutes Sprachverstehen zu erlangen. Dennoch gibt es weiterhin Verbesserungspotential. Im Vergleich zu Normalhörenden ist unter anderem die Tonhöhenunterscheidung stark eingeschränkt. Die Unterscheidung von Tonhöhen ist sowohl für den Musikgenuss als auch für das Sprachverstehen (im Störgeräusch) wichtig. Ebenso verfügen CI Träger über einen vergleichsweise kleinen Dynamikbereich und einer daraus resultierenden geringen Auflösung der Intensitäten. Dies kann zu einer Beeinträchtigung des Hörens führen. Sowohl die Fähigkeit der Tonhöhenunterscheidung als auch der Dynamikbereich werden in der vorliegenden Doktorarbeit untersucht. Hierfür wurde zunächst ein Tonhöhenunterscheidungs-Experiment entworfen, bei welchem der kleinste wahrnehmbare Unterschied zweier Pulsraten ermittelt wurde. Die Pulsraten 200 und 400 pps dienten als Referenzwert. Neben dem standardmäßig verwendeten Biphasischen Puls, wurden Doppelpulse genutzt. Diese bestehen aus zwei aufeinander folgenden biphasischen Pulsen gleicher Amplitude, welche durch ein kurzes interpuls Intervall (IPI) separiert sind. In dem Experiment wurden drei unterschiedliche IPIs getestet (15, 50 und 150 µs). Die Analyse des kleinesten wahrnehmbaren Tonhöhenunterschieds ergab keine signifikanten Unterschiede zwischen dem einfachen Puls und den Doppelpulsen. Ein Folgeexperiment beschäftigte sich mit einer alternierenden Pulsfolge bestehend aus dem einfachen und dem Doppelpuls. In einem paarweisen Vergleichsexperiment wurde die alternierende Pulsfolge bei 400 pps mit einem Einfachpuls bei 200, 300 und 400 pps in ihrer Tonhöhe verglichen. Es zeigte sich, dass die alternierende Pulsfolge bei 400 pps mehrheitlich mit dem Einzelpuls bei 200 pps vergleichbar war. Demzufolge scheint die Tonhöhenwahrnehmung der alternierenden Pulsfolge von dem Doppelpuls dominiert zu werden. Auf beide Experimente aufbauend, wurden Doppelpulse mit unterschiedlichen Amplituden untersucht. Basierend auf den Bahnungseffekt (Facilitation-Effekt), kann eine größere neuronale Antwort hervorgerufen werden, indem mit Doppelpulsen mit kurzem IPI stimuliert wird. In einer anderen Studie konnte anhand von CIs der Firma Cochlear gezeigt werden, dass dieser Effekt maximal war, wenn die Amplitude des ersten Pulses nahe der Schwelle zum elektrisch evozierten Summenaktionspotential (ECAP) liegt. Die Amplitude des zweiten Pulses dagegen hatte keinen Einfluss auf den „Facilitation“-Effekt und konnte beliebig gewählt werden. Dieser Effekt wurde mit CIs der Firma MED-EL in der vorliegenden Doktorarbeit nachgestellt. Es zeigte sich, dass auch hier der größte „Facilitation“-Effekt auftrat, wenn die Amplitude des ersten Pulses nahe der ECAP-Schwelle lag. In zukünftigen Studien könnte dieser Effekt für einen modifizierten Doppelpuls genutzt werden, um mit diesem das ursprüngliche Tonhöhenunterscheidungs-Experiment zu wiederholen. Dabei würde die Amplitude des ersten Pulses der ECAP-Schwelle entsprechen, während die zweite Pulsamplitude variiert wird, um den größten, möglichst angenehmen, Lautheitspegel zu erhalten. In einer letzten Studie wurde das Lautheitsempfinden bei zwei unterschiedlichen Lautheiten bei unterschiedlichen Interphasen-Gaps (IPG) untersucht und der daraus resultierende Dynamikbereich. Eine Vergrößerung des IPGs führt bei gleich bleibendem Lautheitsempfinden zu geringeren Stimulations-Amplituden und ist dadurch in der Lage die Batterie schonen. Allerdings ist der Einfluss auf den Dynamikbereich bisher unbekannt. In einem Lautheits-Experiment wurden Pulse mit verschiedenen IPGs (10 und 30 µs) mit dem standardmäßig verwendeten IPG (2.1 µs) in ihrer Lautheit angeglichen. Dieses Verfahren wurde bei MCL und der Amplitude des halben Dynamikbereichs (50%-ADR) durchgeführt. Aus den ermittelten Werten konnte ein „oberer“ Dynamikbereich zwischen MCL und 50%-ADR ermittelt werden. Es zeigte sich, dass sich die Amplituden mit größerem IPG, wie erwartet, verringerten. Jedoch zeigte sich ein stärkerer Effekt bei MCL, was eine Verringerung des Dynamikbereichs zur Folge hat. Dies ist das erste Mal, dass eine Verringerung des Dynamikbereichs gezeigt wurde. KW - Cochlear-Implantat KW - Bahnung KW - Elektrostimulation KW - temporal information transfer KW - ECAP KW - interphase gap KW - interpulse interval KW - cochlea implant KW - zeitlich Informationsübertragung Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-223887 ER - TY - JOUR A1 - Navarro, Stefano A1 - Stegner, David A1 - Nieswandt, Bernhard A1 - Heemskerk, Johan W. M. A1 - Kuijpers, Marijke J. E. T1 - Temporal roles of platelet and coagulation pathways in collagen- and tissue factor-induced thrombus formation JF - International Journal of Molecular Sciences N2 - In hemostasis and thrombosis, the complex process of thrombus formation involves different molecular pathways of platelet and coagulation activation. These pathways are considered as operating together at the same time, but this has not been investigated. The objective of our study was to elucidate the time-dependency of key pathways of thrombus and clot formation, initiated by collagen and tissue factor surfaces, where coagulation is triggered via the extrinsic route. Therefore, we adapted a microfluidics whole-blood assay with the Maastricht flow chamber to acutely block molecular pathways by pharmacological intervention at desired time points. Application of the technique revealed crucial roles of glycoprotein VI (GPVI)-induced platelet signaling via Syk kinase as well as factor VIIa-induced thrombin generation, which were confined to the first minutes of thrombus buildup. A novel anti-GPVI Fab EMF-1 was used for this purpose. In addition, platelet activation with the protease-activating receptors 1/4 (PAR1/4) and integrin αIIbβ3 appeared to be prolongedly active and extended to later stages of thrombus and clot formation. This work thereby revealed a more persistent contribution of thrombin receptor-induced platelet activation than of collagen receptor-induced platelet activation to the thrombotic process. KW - coagulation KW - fibrin KW - glycoprotein VI KW - platelet receptors KW - spatiotemporal thrombus KW - thrombin Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-284219 SN - 1422-0067 VL - 23 IS - 1 ER - TY - JOUR A1 - Delgobo, Murilo A1 - Heinrichs, Margarete A1 - Hapke, Nils A1 - Ashour, DiyaaElDin A1 - Appel, Marc A1 - Srivastava, Mugdha A1 - Heckel, Tobias A1 - Spyridopoulos, Ioakim A1 - Hofmann, Ulrich A1 - Frantz, Stefan A1 - Ramos, Gustavo Campos T1 - Terminally Differentiated CD4\(^+\) T Cells Promote Myocardial Inflammaging JF - Frontiers in Immunology N2 - The cardiovascular and immune systems undergo profound and intertwined alterations with aging. Recent studies have reported that an accumulation of memory and terminally differentiated T cells in elderly subjects can fuel myocardial aging and boost the progression of heart diseases. Nevertheless, it remains unclear whether the immunological senescence profile is sufficient to cause age-related cardiac deterioration or merely acts as an amplifier of previous tissue-intrinsic damage. Herein, we sought to decompose the causality in this cardio-immune crosstalk by studying young mice harboring a senescent-like expanded CD4\(^+\) T cell compartment. Thus, immunodeficient NSG-DR1 mice expressing HLA-DRB1*01:01 were transplanted with human CD4\(^+\) T cells purified from matching donors that rapidly engrafted and expanded in the recipients without causing xenograft reactions. In the donor subjects, the CD4\(^+\) T cell compartment was primarily composed of naïve cells defined as CCR7\(^+\)CD45RO\(^-\). However, when transplanted into young lymphocyte-deficient mice, CD4\(^+\) T cells underwent homeostatic expansion, upregulated expression of PD-1 receptor and strongly shifted towards effector/memory (CCR7\(^-\) CD45RO\(^+\)) and terminally-differentiated phenotypes (CCR7\(^-\)CD45RO\(^-\)), as typically seen in elderly. Differentiated CD4\(^+\) T cells also infiltrated the myocardium of recipient mice at comparable levels to what is observed during physiological aging. In addition, young mice harboring an expanded CD4\(^+\) T cell compartment showed increased numbers of infiltrating monocytes, macrophages and dendritic cells in the heart. Bulk mRNA sequencing analyses further confirmed that expanding T-cells promote myocardial inflammaging, marked by a distinct age-related transcriptomic signature. Altogether, these data indicate that exaggerated CD4\(^+\) T-cell expansion and differentiation, a hallmark of the aging immune system, is sufficient to promote myocardial alterations compatible with inflammaging in juvenile healthy mice. KW - CD4+ T-cells KW - myocardial aging KW - inflammaging KW - NSG animals KW - immunosenescence KW - lymphocytes Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-229612 SN - 1664-3224 VL - 12 ER - TY - BOOK A1 - Ackermann, Zeno A1 - Karremann, Isabel A1 - Malhotra, Simi A1 - Zaidi, Nishat T1 - Terrains of Consciousness: Multilogical Perspectives on Globalization N2 - TERRAINS OF CONSCIOUSNESS emerges from an Indian-German-Swiss research collaboration. The book makes a case for a phenomenology of globalization that pays attention to locally situated socioeconomic terrains, everyday practices, and cultures of knowledge. This is exemplified in relation to three topics: - the tension between ‘terrain’ and ‘territory’ in Defoe’s ‘Robinson Crusoe’ as a pioneering work of the globalist mentality (chapter 1) - the relationship between established conceptions of feminism and the concrete struggles of women in India since the 19th century (chapter 2) - the exploration of urban space and urban life in writings on India’s capital – from Ahmed Ali to Arundhati Roy (chapter 3). N2 - TERRAINS OF CONSCIOUSNESS emerges from a transnational research project in which scholars from Jamia Millia Islamia (New Delhi), the JMU Würzburg, and the University of Zurich collaborated to evolve new multilogical perspectives on what is usually referred to as globalization. The book makes a case for a PHENOMENOLOGY OF GLOBALIZATION that pays particular attention to the transformation of locally situated and individually experienced socioeconomic terrains, everyday practices, and cultures of knowledge. This perspective is exemplified in relation to three concrete research topics: - the tension between the concepts of ‘TERRAIN’ and ‘TERRITORY’ in parts one and two of Daniel Defoe’s "Robinson Crusoe as" a pioneering work of the globalist mentality (chapter 1) - the relationship between established abstract conceptions of FEMINISM and the concrete emancipatory struggles and life practices of women in India since the early 19th century (chapter 2) - the exploration of URBAN SPACE and URBAN LIFE as a socio-sensorial terrain in fictional and non-fictional writings on or of Delhi – from Ahmed Ali’s "Twilight in Delhi" (1940) to Arundhati Roy’s "The Ministry of Utmost Happiness" (2017). Throughout, the approach of Terrains of Consciousness is informed by the uncomfortable question of how the ‘liberating’ effects of globalization relate to its limiting and disrupting consequences. In these respects, it is vital to ask how globalization affects the dispossessed inhabitants of the world and its various societies. KW - Globalisierung KW - Sinne KW - Kulturtheorie KW - Literaturwissenschaft KW - Stadtforschung KW - Globalization KW - Sensory Studies KW - Phenomenology KW - Mondialization KW - Articulation Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-243936 SN - 978-3-95826-168-6 SN - 978-3-95826-169-3 N1 - Parallel erschienen als Druckausgabe in Würzburg University Press, 978-3-95826-168-6, 24,90 Euro. PB - Würzburg University Press CY - Würzburg ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Buss, Alexa T1 - Testung verschiedener Strategien für die Regeneration von Knorpeldefekten im Ex vivo-Testsystem T1 - Evaluation of cartilage regeneration strategies in an osteochondral ex vivo cartilage defect model N2 - Die Degeneration des Gelenkknorpels ist Hauptursache für chronische Schmerzen und eine dadurch bedingte Einschränkung der Lebensqualität. Für die Sozialversicherungssysteme ist dies mit steigenden Kosten verbunden. Gegenwärtige Behandlungsoptionen wie die Mikrofrakturierung oder die (matrix-assoziierte) Autologe Chondrozytentransplantation (M-) ACT führen zu einem minderwertigen Reparaturgewebe aus Faserknorpel mit unzureichenden mechanischen Eigenschaften an der Defektstelle. Es besteht ein Bedarf an der Entwicklung und Testung neuer Knorpeltherapien, die ein funktionelles Reparaturgewebe für nachhaltige Beschwerdefreiheit erzeugen. Das hier verwendete kürzlich etablierte osteochondrale Ex vivo-Testsystem (EVTS) eignet sich zur Evaluation unterschiedlicher zellbasierter Behandlungsansätze für die Knorpelregeneration. Aus der medialen Femurkondyle von Schweinen wurden zylindrische 8 mm große osteochondrale Explantate (OCE) isoliert. Es wurden Knorpel-Knochendefekte und reine Knorpeldefekte kreiert und mit autologen Schweine-Chondrozyten (CZ) bzw. einer Mischung aus CZ und mesenchymalen Stammzellen (MSC) gefüllt, die in Kollagen Typ I Hydrogel eingebettet waren. Nach vierwöchiger Kultivierung wurden die Proben histologisch und immunhistochemisch gefärbt (Safranin-O-Färbung, Kollagen Typ II, Aggrekan), die Zellvitalität (Lebend-Tot-Färbung) überprüft und die extrazelluläre Matrixproduktion analysiert. Nach vierwöchiger Kultur im EVTS in Normoxie und Hypoxie zeigten sich die in Kollagen-I-Hydrogel eingebetteten Zellen lebensfähig. Die Auswertung der verschiedenen Ansätze erfolgte über den standardisierten ICRS-II-Score der International Cartilage Repair Society (ICRS) mit drei unabhängigen Bewertern. Insgesamt resultierten bessere Ergebnisse im Hinblick auf die Matrixsynthese in den Monokulturen aus CZ im Vergleich zu den Co-Kulturen aus CZ und MSCs. Da dieser Unterschied nicht groß war, könnten MSCs zur Einsparung autologer CZ eine Alternative in der Behandlung von Knorpeldefekten darstellen. Hypoxie spielte eine Rolle bei reinen Knorpeldefekten, nicht bei Knorpel-Knochendefekten. Dies bestätigt die Bedeutung des physiologischen hypoxischen Milieus des Gelenkknorpels, das einen niedrigen Sauerstoffgehalt von 2-5 VII % aufweist. Die Ergebnisse zeigen, dass die unterschiedlichen Faktoren aus Zellkombination, Knorpeldefektgröße und Kultivierung in Hypoxie oder Normoxie Einfluss auf die Ausbildung der extrazellulären Matrix haben. Weiterhin fehlt jedoch das Verständnis für die genauen Mechanismen des Knorpelregenerationsverhaltens. Ex vivo-Testsysteme können dabei helfen ein weiteres Verständnis zu erlangen und entsprechende Behandlungsstrategien zu evaluieren. N2 - Degeneration of articular cartilage is a major cause of chronic pain - impairing the quality of life and rising health care costs. Current treatment options like microfracture, ACT or MACT result in fibrocartilaginous repair tissue with insufficient mechanical properties at the defect site. Hence, new cartilage therapies generating functional repair tissue need to be developed and tested. Here we used a recently established ex vivo osteochondral model to evaluate the therapeutic potential of several cell-based cartilage regeneration approaches. Reproducible cylindrical 8 mm osteochondral explants (OCE) were isolated from porcine medial condyles. Full-thickness and cartilage-only defects were created and filled with autologous porcine chondrocytes respectively a mixture of chondrocytes and mesenchymal stem cells, embedded in collagen type I hydrogel. After static culture for four weeks, samples were analyzed for cell viability (live/dead staining) and extracellular matrix production, using immunohistochemical staining (Safranin-O-staining, collagen type II, aggrecan). Embedded cells remain viable after four weeks culture in ex vivo osteochondral model. Outcome of different cartilage regeneration approaches were compared using the recommended guidelines proposed by the International Cartilage Repair Society (ICRS) and ICRS-II-score with three independent evaluators. Overall, the monocultures from CZ performed better than the co-cultures from CZ and MSCs. Since this difference was not large, MSCs could be an alternative in the treatment of cartilage defects to save autologous CZ. Hypoxia played a role in pure cartilage defects, but not in cartilage-bone defects. This confirms the importance of the physiological hypoxic milieu of the articular cartilage, which has a low oxygen content of 2-5 %. The results show that the different factors from cell combination, cartilage defect size and cultivation in hypoxia or normoxia influence the formation of the extracellular matrix. However, there is still no understanding of the exact mechanisms of cartilage regeneration behavior. Ex vivo test systems can help to gain further understanding and to evaluate appropriate treatment strategies. KW - cartilage KW - test system KW - Knorpel KW - in vitro Testsystem Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-246714 ER - TY - JOUR A1 - Schlecht, Anja A1 - Vallon, Mario A1 - Wagner, Nicole A1 - Ergün, Süleyman A1 - Braunger, Barbara M. T1 - TGFβ-Neurotrophin Interactions in Heart, Retina, and Brain JF - Biomolecules N2 - Ischemic insults to the heart and brain, i.e., myocardial and cerebral infarction, respectively, are amongst the leading causes of death worldwide. While there are therapeutic options to allow reperfusion of ischemic myocardial and brain tissue by reopening obstructed vessels, mitigating primary tissue damage, post-infarction inflammation and tissue remodeling can lead to secondary tissue damage. Similarly, ischemia in retinal tissue is the driving force in the progression of neovascular eye diseases such as diabetic retinopathy (DR) and age-related macular degeneration (AMD), which eventually lead to functional blindness, if left untreated. Intriguingly, the easily observable retinal blood vessels can be used as a window to the heart and brain to allow judgement of microvascular damages in diseases such as diabetes or hypertension. The complex neuronal and endocrine interactions between heart, retina and brain have also been appreciated in myocardial infarction, ischemic stroke, and retinal diseases. To describe the intimate relationship between the individual tissues, we use the terms heart-brain and brain-retina axis in this review and focus on the role of transforming growth factor β (TGFβ) and neurotrophins in regulation of these axes under physiologic and pathologic conditions. Moreover, we particularly discuss their roles in inflammation and repair following ischemic/neovascular insults. As there is evidence that TGFβ signaling has the potential to regulate expression of neurotrophins, it is tempting to speculate, and is discussed here, that cross-talk between TGFβ and neurotrophin signaling protects cells from harmful and/or damaging events in the heart, retina, and brain. KW - heart-brain axis KW - brain-retina axis KW - neurotrophins KW - TGFβ signaling KW - myocardial infarction KW - diabetic retinopathy KW - age-related macular degeneration KW - ischemic stroke Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-246159 SN - 2218-273X VL - 11 IS - 9 ER - TY - THES A1 - Wagner, Rabea Marie T1 - The Bacterial Exo- and Endo-Cytoskeleton Spatially Confines Functional Membrane Microdomain Dynamics in \(Bacillus\) \(subtilis\) T1 - Das bakterielle Außen- und Innenskelett begrenzt die Mobilität funktionaler Membranmikrodomänen in \(Bacillus\) \(subtilis\) räumlich N2 - Cellular membranes form a boundary to shield the inside of a cell from the outside. This is of special importance for bacteria, unicellular organisms whose membranes are in direct contact with the environment. The membrane needs to allow the reception of information about beneficial and harmful environmental conditions for the cell to evoke an appropriate response. Information gathering is mediated by proteins that need to be correctly organized in the membrane to be able to transmit information. Several principles of membrane organization are known that show a heterogeneous distribution of membrane lipids and proteins. One of them is functional membrane microdomains (FMM) which are platforms with a distinct lipid and protein composition. FMM move within the membrane and their integrity is important for several cellular processes like signal transduction, membrane trafficking and cellular differentiation. FMM harbor the marker proteins flotillins which are scaffolding proteins that act as chaperones in tethering protein cargo to FMM. This enhances the efficiency of cargo protein oligomerization or complex formation which in turn is important for their functionality. The bacterium Bacillus subtilis contains two flotillin proteins, FloA and FloT. They form different FMM assemblies which are structurally similar, but differ in the protein cargo and thus in the specific function. In this work, the mobility of FloA and FloT assemblies in the membrane was dissected using live-cell fluorescence microscopy techniques coupled to genetic, biochemical and molecular biological methods. A characteristic mobility pattern was observed which revealed that the mobility of both flotillins was spatially restricted. Restrictions were bigger for FloT resulting in a decreased diffusion coefficient compared to FloA. Flotillin mobility depends on the interplay of several factors. Firstly, the intrinsic properties of flotillins determine the binding of different protein interaction partners. These proteins directly affect the mobility of flotillins. Additionally, binding of interaction partners determines the assembly size of FloA and FloT. This indirectly affects the mobility, as the endo-cytoskeleton spatially restricts flotillin mobility in a size-dependent manner. Furthermore, the extracellular cell wall plays a dual role in flotillin mobility: its synthesis stimulates flotillin mobility, while at the same time its presence restricts flotillin mobility. As the intracellular flotillins do not have spatial access to the exo-cytoskeleton, this connection is likely mediated indirectly by their cell wall-associated protein interaction partners. Together the exo- and the endo-cytoskeleton restrict the mobility of FloA and FloT. Similar structural restrictions of flotillin mobility have been reported for plant cells as well, where the actin cytoskeleton and the cell wall restrict flotillin mobility. These similarities between eukaryotic and prokaryotic cells indicate that the restriction of flotillin mobility might be a conserved mechanism. N2 - Zelluläre Membranen bilden eine Barriere um das Zellinnere von dem -äußeren abzuschirmen. Das ist insbesondere bei Bakterien wichtig, einzellige Organismen, deren Membranen in direktem Kontakt zu ihrer Umgebung stehen. Die Membran muss es ermöglichen, Informationen über mögliche vorteilhafte oder schädliche Einflüsse in der Umgebung wahrzunehmen, damit die Zelle dementsprechend eine Reaktion initiieren kann. Die Informationsaufnahme und die resultierenden Reaktionen werden von Membranproteinen in Gang gesetzt, deren Organisation in der Membran Voraussetzung für ihre Funktionalität ist. Mehrere Prinzipien zur Membranorganisation sind bekannt, die alle eine heterogene Verteilung von Proteinen und Lipiden zu Grunde legen. Ein Beispiel für ein solches Prinzip sind funktionelle Membranmikrodomänen (FMM), Plattformen mit einer besonderen Lipid- und Proteinzusammensetzung. FMM bewegen sich in der Membran und ihre Integrität ist für viele zelluläre Prozesse wichtig, zum Beispiel für Signaltransduktion, Membrantransport oder zur zellulären Differenzierung. Flotilline sind Markerproteine für FMM. Sie bilden eine Art Gerüst und funktionieren als Chaperone, indem sie die sogenannten Frachtproteine in den FMM binden. Dort wird die Effizienz der Oligomerisierung oder Komplexbildung der Frachtproteine gesteigert, was für ihre Funktionalität und die ihrer assoziierten Prozesse von Bedeutung ist. In dem Bakterium Bacillus subtilis gibt es zwei Flotilline, FloA und FloT. Diese formen FMM Plattformen, die zwar strukturell ähnlich sind, sich aber in ihren Frachtproteinen und somit auch in ihren spezifischen Funktionen unterscheiden. In dieser Arbeit wurde die Mobilität der FloA- und FloT-abhängigen Plattformen in der Membran untersucht. Dafür wurden Technologien der Fluoreszenzmikroskopie mit genetischen, biochemischen und molekularbiologischen Ansätzen kombiniert. Charakteristische Bewegungsmuster wurden beobachtet, die zeigten, dass die Beweglichkeit beider Flotilline räumlich begrenzt war. Dabei war die Einschränkung für FloT größer, und dementsprechend der Diffusionskoeffizient kleiner verglichen mit FloA. Die Mobilität von FloA und FloT hängt von dem Zusammenspiel mehrerer Faktoren ab. Zum einen bestimmen intrinsische Eigenschaften der Flotillinproteine ihre Fähigkeit verschiedene Interaktionspartner zu binden. Diese wirken sich dann direkt auf die Mobilität von Flotillinen aus. Des Weiteren bestimmt die Bindung verschiedener Interaktionspartner auch die Größe der FloA- und FloT- abhängigen Plattformen. Die resultierenden Größen beeinflussen die Mobilität indirekt, da das zelluläre Innenskelett die Flotillinmobilität räumlich in größenabhängiger Weise begrenzt. Außerdem spielt das Außenskelett der Zelle, die Zellwand, eine zweifache Rolle: die Zellwandsynthese fördert die Mobilität der Flotilline, während die Zellwand an sich gleichzeitig die Mobilität der Flotilline einschränkt. Da Flotilline räumlich keine Verbindung zum Außenskelett haben, wird diese Verbindung wahrscheinlich durch ihre Zellwand-assoziierten Interaktionspartner übermittelt. Zusammenfassend beschränken das Außen- und das Innenskelett die Mobilität von FloA und FloT. In Pflanzen wurden ähnliche strukturelle Beschränkungen der Mobilität von Flotillinen durch das Aktin- Zytoskelett und die Zellwand beschrieben. Diese Ähnlichkeit zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen deutet darauf hin, dass die Beschränkung der Mobilität der Flotillin-Plattformen ein konservierter Mechanismus sein könnte. KW - Heubacillus KW - Bakterienzellwand KW - Plasmamembran KW - Zellskelett KW - Bacillus subtilis KW - functional membrane microdomains KW - membrane dynamics KW - bacterial lipid rafts KW - cytoskeleton KW - cell wall Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-217458 ER - TY - JOUR A1 - Apelblat, Alexander A1 - Consiglio, Armando A1 - Mainardi, Francesco T1 - The Bateman functions revisited after 90 years — a survey of old and new results JF - Mathematics N2 - The Bateman functions and the allied Havelock functions were introduced as solutions of some problems in hydrodynamics about ninety years ago, but after a period of one or two decades they were practically neglected. In handbooks, the Bateman function is only mentioned as a particular case of the confluent hypergeometric function. In order to revive our knowledge on these functions, their basic properties (recurrence functional and differential relations, series, integrals and the Laplace transforms) are presented. Some new results are also included. Special attention is directed to the Bateman and Havelock functions with integer orders, to generalizations of these functions and to the Bateman-integral function known in the literature. KW - bateman functions KW - havelock functions KW - integral-bateman functions KW - confluent hypergeometric functions Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-240970 SN - 2227-7390 VL - 9 IS - 11 ER - TY - JOUR A1 - Haider, Malik Salman A1 - Ahmad, Taufiq A1 - Groll, Jürgen A1 - Scherf-Clavel, Oliver A1 - Kroiss, Matthias A1 - Luxenhofer, Robert T1 - The Challenging Pharmacokinetics of Mitotane: An Old Drug in Need of New Packaging JF - European Journal of Drug Metabolism and Pharmacokinetics N2 - Adrenocortical carcinoma (ACC) is a malignant tumor originating from the adrenal gland cortex with a heterogeneous but overall dismal prognosis in advanced stages. For more than 50 years, mitotane has remained a cornerstone for the treatment of ACC as adjuvant and palliative therapy. It has a very poor aqueous solubility of 0.1 mg/l and high partition coefficient in octanol/water (log P) value of 6. The commercially available dosage form is 500 mg tablets (Lysodren®). Even at doses up to 6 g/day (12 tablets in divided doses) for several months, > 50% patients do not achieve therapeutic plasma concentration > 14 mg/l due to poor water solubility, large volume of distribution and inter/intra-individual variability in bioavailability. This article aims to give a concise update of the clinical challenges associated with the administration of high-dose mitotane oral therapy which encompass the issues of poor bioavailability, difficult-to-predict pharmacokinetics and associated adverse events. Moreover, we present recent efforts to improve mitotane formulations. Their success has been limited, and we therefore propose an injectable mitotane formulation instead of oral administration, which could bypass many of the main issues associated with high-dose oral mitotane therapy. A parenteral administration of mitotane could not only help to alleviate the adverse effects but also circumvent the variable oral absorption, give better control over therapeutic plasma mitotane concentration and potentially shorten the time to achieve therapeutic drug plasma concentrations considerably. Mitotane as tablet form is currently the standard treatment for adrenocortical carcinoma. It has been used for 5 decades but suffers from highly variable responses in patients, subsequent adverse effects and overall lower response rate. This can be fundamentally linked to the exceedingly poor water solubility of mitotane itself. In terms of enhancing water solubility, a few research groups have attempted to develop better formulations of mitotane to overcome the issues associated with tablet dosage form. However, the success rate was limited, and these formulations did not make it into the clinics. In this article, we have comprehensively reviewed the properties of these formulations and discuss the reasons for their limited utility. Furthermore, we discuss a recently developed mitotane nanoformulation that led us to propose a novel approach to mitotane therapy, where intravenous delivery supplements the standard oral administration. With this article, we combine the current state of knowledge as a single piece of information about the various problems associated with the use of mitotane tablets, and herein we postulate the development of a new injectable mitotane formulation, which can potentially circumvent the major problems associated to mitotane's poor water solubility. KW - Mitotane KW - cancer KW - adrenal gland Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-270476 SN - 2107-0180 VL - 46 IS - 5 ER - TY - THES A1 - Lapuente, Juan M. T1 - The Chimpanzees of the Comoé National Park, Ivory Coast. Status, distribution, ecology and behavior T1 - Die Schimpansen im Comoé Nationalpark, Elfenbeinküste. Status, Verbreitung, Ökologie und Verhalten N2 - Although wild chimpanzees (Pan troglodytes) have been studied intensely for more than 50 years, there are still many aspects of their ecology and behavior that are not well understood. Every time that a new population of chimpanzees has been studied, new behaviors and unknown aspects of their ecology have been discovered. All this accumulated knowledge is helping us to piece together a model of how could last human and chimpanzee common ancestors have lived and behaved between seven and five million years ago. Comoé chimpanzees had never been studied in depth, until we started our research in October 2014, only a few censuses had been realized. The last surveys prior our work, stated that the population was so decimated that was probably functionally extinct. When we started this research, we had to begin with a new intensive survey, using new methods, to ascertain the real status and distribution of the chimpanzees living in Comoé National Park (CNP). During the last five years, we have realized a deep study aiming to know more about their ecology and behavior. We combined transects and reconnaissance marches (recces) with the use of camera traps, for the first time in CNP, obtaining a wealth of data that is not fully comprised in this dissertation. With this research, we determined that there is a sustainable continuous population of Western chimpanzees (Pan troglodytes verus) in CNP and the adjacent area of Mont Tingui, to the West, with a minimum of 127 weaned chimpanzees living in our main 900 km2 study area, SW of CNP. We found that this population is formed by a minimum of eight different chimpanzee communities, of which we studied seven, four of them more in detail. These chimpanzees spent much more time in the forest than in the savanna habitats. We also found that Comoé chimpanzees consumed at least 58 different food items in their dit, which they obtained both from forest and savanna habitats. Another finding was that insectivory had an important role in their diet, with at least four species of ants, three of termites and some beetle larvae. These chimpanzees also hunted at least three species of monkeys and maybe rodents and duikers and occasionally consumed the big land snails of genus Achatina. We found that, during the fruit scarcity period in the late rainy season, they intensely consumed the cambium of Ceiba pentandra, as fallback food, much more than the bark or cambium of any other tree species. Another interesting finding was that all the chimpanzees in the studied area realized this particular bark-peeling behavior and had been repeatedly peeling the trees of this species for years. This did not increase tree mortality and the damage caused to the trees was healed in two years, not reducing the growth, thus being a sustainable use of the trees. We found that Comoé chimpanzees produced and used a great variety of tools, mainly from wooden materials, but also from stone and herbaceous vegetation. Their tool repertory included stick tools to dip for Dorylus burmeisteri ants, to fish for Camponotus and Crematogaster ants, to dip for honey, mainly from Meliponini stingless bees, but sometimes from honey bees (Apis mellifera). It also included the use of stick tools to fish termites of Macrotermes subhyalinus and Odontotermes majus (TFTs), to dip for water from tree holes and investigatory probes for multiple purposes. Additionally, these chimpanzees used leaf-sponges to drink from tree holes and to collect clayish water from salt-licks. They also used stones to hit the buttresses of trees during displays, the so called accumulative stone throwing behavior and probably used stones as hammers, to crack open hard-shelled Strichnos spinosa and Afraegle paniculata fruits and Achatina snails. The chimpanzees also used objects that are not generally accepted as animal tools, for being attached to the substrate, with different purposes: they drummed buttresses of trees with hands and/or feet to produce sound during male displays and they pounded open hard-shelled fruits, Achatina snails and Cubitermes termite mounds on stone or root anvils. We finally measured the stick tools and found significant differences between them suggesting that they were specialized tools made specifically for every purpose. We studied more in detail the differences between apparently similar tools, the honey dipping tools and the water dipping tools, often with brushes made at their tips to collect the fluids. These last tools were exclusive from Comoé and have not been described at any other site. We found that total length, diameter and brush length were significantly different, suggesting that they were specialized tools. We concluded that Comoé chimpanzees had a particular culture, different from those of other populations of Western chimpanzees across Africa. Efficient protection, further research and permanent presence of research teams are required to avoid that this unique population and its culture disappears by the poaching pressure and maybe by the collateral effects of climate change. N2 - Obwohl wild lebende Schimpansen (Pan troglodytes) seit mehr als 50 Jahren intensiv untersucht werden, gibt es noch zahlreiche Aspekte ihrer Ökologie und ihres Verhaltens, die nicht gut verstanden werden. Jedes Mal, wenn eine neue Population von Schimpansen studiert wurde, wurden neue Verhaltensweisen und unbekannte Aspekte ihrer Ökologie entdeckt. All dieses gesammelte Wissen hilft uns, ein Modell zu erstellen, wie lange die gemeinsamen Vorfahren von Menschen und Schimpansen vor sieben bis fünf Millionen Jahren gelebt und sich verhalten haben könnten. Als wir im Oktober 2014 mit unserer Forschung begannen waren die Comoé-Schimpansen, bis auf einige Populations-Zensus von Schimpansen in der Elfenbeinküste, noch nie eingehend untersucht worden. Die letzte Zählung bevor unsere Arbeit began ergab, dass die Schimansenpopulation so stark dezimiert war, dass sie als funktionell ausgestorben erarchtet werden konnte. Zum Beginn unserer Forschung, führten wir zuerst mit neusten Methoden einen neuen detailierten Zensus durch, um den tatsächlichen Status und die Verteilung der im Comoé-Nationalpark (CNP) lebenden Schimpansen zu ermitteln. In den folgenden fünf Jahren haben wir zudem eine umfassende Studie durchgeführt, um mehr über ihre Ökologie und ihr Verhalten zu erfahren. Wir haben im CNP erstmals systematische Transekte und Datenerhebungen mittels Kamerafallen kombiniert, um eine Fülle von Erkenntnissen zu erhalten, die in dieser Dissertation nicht vollständig enthalten sind. Wir stellten fest, dass es in CNP und dem westlich angrenzenden Gebiet des Mont Tingui nach wie vor eine nachhaltige und kontinuierliche Population westlicher Schimpansen (Pan troglodytes verus) existiert, wobei mindestens 131 adulte (entwöhnte) Schimpansen in unserem 900 km² großen Hauptuntersuchungsgebiet südwestlich des CNP leben. Diese Population besteht aus mindestens acht verschiedenen Schimpansengruppen, von denen wir sieben untersuchten, vier davon genauer. Wir konnten zeigen dass diese Schimpansen deutlich mehr Zeit im Wald als in den angrenzenden Savannenhabitaten verbringen. Wir stellten fest, dass Comoé- Schimpansen mindestens 58 verschiedene Futtermittel aus Wald- als auch aus Savannenhabitaten nutzen. Zudem spielt der Konsum von Insekten, bestelhend aus mindestens vier Ameisen-, drei Termiten- und verschiedenene Käferlarven eine wichtige Rolle in ihrem Ernährungsreportoire. Die Comoé-Schimpansen jagen zudem mindestens drei Affena sowie möglicherweise Nagetiere und Duiker, und fraßen gelegentlich die großen Schnecken der Gattung Achatina. Wir fanden heraus, dass sie den typischen Mangel an reifen Fuechten in der \späten Regenzeit durch den intensiven Konsum der Rinde (Kambium) von Ceiba pentandra kompensieren. Alle Schimpansen im untersuchten Gebiet zeigten dieses besondere Verhalten, bei dem sie die Rinde von Ceiba Bäumen schälen. Wir konnte zeigen, dass die Schimpansen diese Bäume seit Jahren wiederholt geschält hatten, was offenbar den Bäumen keinen nachhaltigen Schaden zugefügte. Innerhalb von zwei Jahren ware die Schäden geheilt and das Wachstum nicht verringert, was schlussfolgern lässt dass die Nutzung der Baumrinde nachhaltig ist. Wir fanden heraus, dass Comoé-Schimpansen eine Vielzahl von Werkzeugen aus Vegetation aber auch Steinen herstellten und verwendeten. Das Werkzeugrepertoire umfasste Stöckchen zur Gewinning von on Ameisen der Art Dorylus burmeisteri, sowie Ameisen der Gattungen Camponotus und Crematogaster, aber auch von Bienenhonig produziert von der stachellosen Gattung Melipoa sowie von Apis mellifera. Die Schimpansen nutzen ausserdem Pflanzenwerkzeuge zum Termitenfischen von Macrotermes subhyalinus und Odontotermes majus, um an das Wasser in Baumvertiefungen zu gelangen, sowie für diverse andere Untersuchungszwecke. Zusätzlich verwenden die Comoé-Schimpansen Blattschwämme, um aus Baumlöchern zu trinken und lehmiges Wasser von den Salzlecken zu sammeln. Im Rahmen ihres Imponierverhaltens schleuden sie Steine an die Brettwurzeln spezieller grosser Bäume, ein neu entdecktes Verhalten das als akkumulatives Steinerfen bezeichnet wird. Es ist wahrscheinlich dass sie Steine auch als Hammerwerkzeuge nutzen, um hartschalige Früchte wie Strichnos spinosa und Afraegle paniculata sowie grosse Landschnecken aufzubrechen. Die Schimpansen verwenden Gegenstände auch in anderen Zusammenhängen, die nicht unbedingt als Werkzeuggebrauch definiert werden können: Sie trommlen im Rahmen vom männlichen Imponierverhalten laut mit Händen und Füßen auf die Brettwurzeln von Bäumen, und zerschmettern harte Früchte, Schneckenhäuser und Cubitermes-Termitenhügel auf Ambossen aus Gestein oder Wurzeln. Wir haben signifikante Unterschiede beim Vermessen der Stabwerkzeuge festgestellt, was darauf hindeutet, dass es sich um Spezialwerkzeuge handelt, die speziell für verschiedene Zwecke hergestellt werden. Wir haben insbesondere die Unterschiede zwischen scheinbar ähnlichen Pinselwerkzeugen für den Konsum von Flüssigkeiten (H zu verhindern, sowie die möglichen Nebeneffekte des Klimawandels zu dokumentieren.onig, Wasser) genauer untersucht. Diese Pinselwerkzeuge der Comoé-Schimpansen sind offenbar einzigartig und bislang nicht in der Literatur beschrieben. Gesamtlänge, Durchmesser und Bürstenlänge weichen je nach Verwendungszweck der Pinsel erheblich voneinander ab, was darauf hindeutet, dass es sich um Spezialwerkzeuge handelt. Wir schlussfolgern, dass die Kultur der Comoé-Schimpansen einzigartig innerhalb der der westlichen Schimpansen ist. Um diese einzigartige Population von Schimpansen effektiv zu schützen benötigt es weitere Forschung sowie die ständige Präsenz von Forschungsteams, um Wilderei KW - Chimpanzee KW - ecology KW - distribution KW - behavior KW - Comoé National Park KW - tool-use KW - primate KW - tool KW - diet KW - habitat KW - Parc National de la Comoé KW - Schimpanse KW - Verhalten Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-223180 ER - TY - JOUR A1 - Shityakov, Sergey A1 - Hayashi, Kentaro A1 - Störk, Stefan A1 - Scheper, Verena A1 - Lenarz, Thomas A1 - Förster, Carola Y. T1 - The conspicuous link between ear, brain and heart − Could neurotrophin-treatment of age-related hearing loss help prevent Alzheimer's disease and associated amyloid cardiomyopathy? JF - Biomolecules N2 - Alzheimer's disease (AD), the most common cause of dementia in the elderly, is a neurodegenerative disorder associated with neurovascular dysfunction and cognitive decline. While the deposition of amyloid β peptide (Aβ) and the formation of neurofibrillary tangles (NFTs) are the pathological hallmarks of AD-affected brains, the majority of cases exhibits a combination of comorbidities that ultimately lead to multi-organ failure. Of particular interest, it can be demonstrated that Aβ pathology is present in the hearts of patients with AD, while the formation of NFT in the auditory system can be detected much earlier than the onset of symptoms. Progressive hearing impairment may beget social isolation and accelerate cognitive decline and increase the risk of developing dementia. The current review discusses the concept of a brain–ear–heart axis by which Aβ and NFT inhibition could be achieved through targeted supplementation of neurotrophic factors to the cochlea and the brain. Such amyloid inhibition might also indirectly affect amyloid accumulation in the heart, thus reducing the risk of developing AD-associated amyloid cardiomyopathy and cardiovascular disease. KW - Alzheimer's disease KW - amyloid cardiomyopathy KW - heart failure KW - age-related hearing loss KW - neurotrophins KW - blood–brain barrier KW - blood–labyrinth barrier KW - spiral ganglion neuron KW - BDNF KW - GDNF Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-241084 SN - 2218-273X VL - 11 IS - 6 ER - TY - JOUR A1 - Zapf, Ludwig A1 - Finze, Maik T1 - The crystal structure of poly[(μ \(_3\)-imidazolato-κ \(^3\) N:N:N′)(tetrahydrofuran- κ \(^1\) O)lithium(I)], C\(_7\)H\(_{11}\)LiN\(_2\)O JF - Zeitschrift für Kristallographie - New Crystal Structures N2 - C\(_7\)H\(_{11}\)LiN\(_2\)O, monoclinic, P2\(_1\)/c (no. 14), a = 8.9067(1) angstrom, b = 8.6975(1) angstrom, c = 10.2398(1) angstrom, beta = 101.900(3)degrees, V = 770.491(15) angstrom(3), Z = 4, R-gt (F) = 0.0338, wR(ref) (F\(^2\)) = 0.0925, T = 100 K. KW - acid sphingomyelinase KW - antidepressants KW - major depression KW - regulatory T cells KW - sphingolipids Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-260745 VL - 236 IS - 5 ER - TY - JOUR A1 - Staab, Torsten E. M. A1 - Lotter, Frank A1 - Mühle, Uwe A1 - Elsayed, Mohamed A1 - Petschke, Danny A1 - Schubert, Thomas A1 - Ibrahim, Alaa M. A1 - Krause-Rehberg, Reinhard A1 - Kieback, Bernd T1 - The decomposition process in high-purity Al-1.7 at.% Cu alloys with trace elements: preservation of quenched-in vacancies by In, Sn and Pb influencing the ​θ′formation JF - Journal of Materials Science N2 - Aluminium-copper alloys of the 2xxx type receive their excellent mechanical properties by the formation of copper-rich precipitates during hardening. Size, distribution and crystal structure of the formed precipitates determine the final strength of those alloys. Adding traces of certain elements, which bind to vacancies, significantly influences the decomposition behaviour, i.e. the diffusion of the copper atoms. For high-purity ternary alloys (Al-1.7 at.% Cu-X), we investigate the interaction of copper and trace element atoms (X=In, Sn, and Pb) with quenched-in vacancies by Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy (PALS). By employing Vickers microhardness, Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Small Angle X-Ray Scattering (SAXS) we obtain a comprehensive picture of the decomposition process: opposite to predicted binding energies to vacancies by ab-initio calculations we find during ageing at room and elevated temperature a more retarded clustering of copper in the presence of In rather than for Sn additions, while Pb, having the highest predicted binding to vacancies, shows nearly no retarding effect compared to pure Al-Cu. If the latter would be due to a limited solubility of lead, it had to be below 2 ppm. Transmission Electron Microscopy (TEM) as imaging method complements our findings. Annealing the quenched Al-1.7 at.% Cu-X-alloys containing 100 ppm In or Sn at 150∘C leads to finely distributed θ′-precipitates on the nanoscale, since due to the trace additions the formation temperature of θ′ is lowered by more than 100∘C. According to TEM small agglomerates of trace elements (In, Sn) may support the early nucleation for the θ′-precipitates. KW - Aluminium-copper KW - alloys KW - trace elements Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-269103 SN - 1573-4803 VL - 56 IS - 14 ER -