@phdthesis{Achtsnicht2020,
  author    = {Achtsnicht, Stefan},
  title     = {Multiplex-Magnetdetektion von superparamagnetischen Beads zur Identifizierung von Trinkwasserkontaminationen},
  doi       = {10.18154/RWTH-2020-12052},
  pages     = {144 Seiten},
  year      = {2020},
  abstract  = {Die qualitative und quantitative Detektion von Zielsubstanzen innerhalb einer w{\"a}ssrigen Probe ist f{\"u}r viele Fragestellungen von Interesse, etwa bei der Detektion von Kontaminationen in Trinkwasser in Krisensituationen. Hierbei ist es nicht nur wichtig, dass Pathogene m{\"o}glichst sensitiv detektiert werden k{\"o}nnen, sondern auch, dass die Analyse schnell erfolgt, um Betroffenen im Katastrophenfall z{\"u}gig sicheres Trinkwasser zu Verf{\"u}gung stellen zu k{\"o}nnen. Da bei einem solchen Szenario nicht von einer in der N{\"a}he befindlichen funktionierenden Laborinfrastruktur ausgegangen werden kann, ist es wichtig, dass die Messung direkt vor Ort erfolgen kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, ob eine derartige Schnellanalytik mithilfe von superparamagnetischen Beads (MBs) und der magnetischen Frequenzmischtechnik m{\"o}glich ist. Dabei werden die MBs mit Hilfe von prim{\"a}ren Antik{\"o}rpern an die Zielsubstanz gebunden und mit sekund{\"a}ren Antik{\"o}rpern an die Poren-Oberfl{\"a}che eines Polyethylen-Filters fixiert (Sandwich-Immunoassay). So kann die Quantifizierung der Zielsubstanz auf eine magnetische Messung der immobilisierten MB-Marker zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Die magnetische Frequenzmischtechnik basiert auf der Anregung der Probe mit Magnetfeldern zweier verschiedener Frequenzen. Die durch die nichtlineare Magnetisierungsform der superparamagnetischen MBs entstehenden Mischfrequenzen werden typischerweise mithilfe einer zweistufigen Lock-in-Detektion analysiert (analoge Demodulation), die in einem Magnetreader als Handheldger{\"a}t realisiert wurde. Zus{\"a}tzlich zu dieser Technik wurde das Prinzip der direkten Digitalisierung des gesamten Antwortsignals mit anschließender Fourier-Analyse der erzeugten Mischfrequenzen experimentell umgesetzt, um die Amplituden und Phasen mehrerer Mischfrequenzen simultan zu erfassen. Eine M{\"o}glichkeit zur Sensitivit{\"a}tssteigerung ist die magnetische Aufkonzentration, indem vor der magnetischen Analyse eine Separation der MBs aus einem gr{\"o}ßeren Probenvolumen mittels magnetischem Feldgradienten durchgef{\"u}hrt wird. Zur Charakterisierung verschiedener kommerzieller MBs hinsichtlich ihrer magnetischen Separierbarkeit wurde ein Aufbau zur Messung ihrer magnetophoretischen Beweglichkeiten realisiert und ihre Geschwindigkeiten im Gradientenfeld mikroskopisch gemessen.Da eine Probe oftmals nicht nur auf eine einzige Zielsubstanz, sondern simultan auf mehrere verschiedene Pathogene hin untersucht werden soll, wurden verschiedene Ans{\"a}tze entwickelt und getestet, die einen solchen multiparametrischen magnetischen Immunoassay erm{\"o}glichen. Einerseits wurde eine r{\"a}umliche Separation der Bindungsbereiche f{\"u}r verschiedene Zielsubstanzen realisiert, die sequentiell ausgewertet werden k{\"o}nnen. Andererseits wurde die Unterscheidung von verschiedenen Zielsubstanzen anhand der Charakteristika der an sie gebundenen, verschieden funktionalisierten MB-Typen untersucht. F{\"u}r eine solche Unterscheidung wurde zum einen die Anregefrequenz der magnetischen Frequenzmischtechnik w{\"a}hrend einer Messung variiert. Damit konnte gezeigt werden, dass sich verschiedene MB-Sorten anhand der Phase ihrer Frequenzmischsignale voneinander unterscheiden lassen. Weiterhin wurde gezeigt, dass sich der Signalverlauf einer bin{\"a}ren Mischung zweier verschiedener MB-Typen als gradueller {\"U}bergang der Verl{\"a}ufe der beiden reinen MB-L{\"o}sungen ergibt. Eine weitere Analysemethode f{\"u}r einen multiparametrischen Immunoassay besteht darin, ein zus{\"a}tzliches einstellbares statisches magnetisches Offsetfeld zu verwenden. Hierf{\"u}r wurden mehrere Aufbauten auf Basis von Permanent- und Elektromagneten simuliert, konstruiert und charakterisiert. Mithilfe von Simulationen konnte gezeigt werden, dass eine auf diesem Verfahren beruhende Unterscheidung f{\"u}r MBs mit unterschiedlichen magnetischen Partikelmomenten m{\"o}glich ist. Als direkte Anwendung des hier entwickelten Magnetreaders in Zusammenspiel mit der digitalen Demodulation wurde ein magnetischer Assay gegen die B-Untereinheit des Choleratoxins in Trinkwasser mit einem niedrigen Detektionslimit von 0,2 ng/ml demonstriert.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Albracht2010,
  author    = {Albracht, Kirsten},
  title     = {Influence of mechanical properties of the leg extensor muscletendon units on running economy},
  publisher = {Deutsche Sporthochschule K{\"o}ln},
  address   = {K{\"o}ln},
  pages     = {X, 1221 Bl. : graph. Darst.},
  year      = {2010},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Artmann1988,
  author    = {Artmann, Gerhard},
  title     = {Monolayer-Photometrie zur Quantifizierung der Form und induzierter Formver{\"a}nderungen menschlicher Erythrozyten},
  pages     = {143 S. : Ill., graph. Darst.},
  year      = {1988},
  language  = {de}
}
@phdthesis{BassamAbduljabbar2015,
  author    = {Bassam Abduljabbar, Rasha},
  title     = {Physikalisch-chemische Steuerung der Proteinstabilit{\"a}t in biologischen Systemen},
  year      = {2015},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Bayer2021,
  author    = {Bayer, Robin},
  title     = {Development of a novel in-vitro vascular model for determination of physiological and pathophysiological mechanobiology},
  publisher = {Universit{\"a}t zu K{\"o}ln},
  address   = {K{\"o}ln},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:38-362212},
  pages     = {IV, 115 Seiten},
  year      = {2021},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Behbahani2011,
  author    = {Behbahani, Mehdi},
  title     = {Modeling and Simulation of Shear-Dependent Platelet Reactions in Blood Vessels and Blood-Contacting Medical Devices},
  publisher = {Verlag Dr. Hut},
  address   = {M{\"u}nchen},
  isbn      = {978-3-8439-0134-5},
  year      = {2011},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bhattarai2018,
  author    = {Bhattarai, Aroj},
  title     = {Constitutive modeling of female pelvic floor dysfunctions and reconstructive surgeries using prosthetic mesh implants},
  isbn      = {978-3-9818074-8-6},
  doi       = {10.17185/duepublico/70340},
  pages     = {192 S.},
  year      = {2018},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bronder2020,
  author    = {Bronder, Thomas},
  title     = {Label-free detection of tuberculosis DNA with capacitive field-effect biosensors},
  publisher = {Philipps-Universit{\"a}t Marburg},
  address   = {Marburg},
  doi       = {10.17192/z2021.0056},
  pages     = {X, 162 S},
  year      = {2020},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Duong2015,
  author    = {Duong, Minh Tuan},
  title     = {Hyperelastic modeling and soft-tissue growth integrated with the smoothed finite element method - SFEM},
  publisher = {RWTH Aachen University},
  pages     = {174 S.},
  year      = {2015},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Engelmann2019,
  author    = {Engelmann, Ulrich M.},
  title     = {Assessing magnetic fluid hyperthermia : magnetic relaxation simulation, modeling of nanoparticle uptake inside pancreatic tumor cells and in vitro efficacy},
  publisher = {Infinite Science Publishing},
  address   = {L{\"u}beck},
  isbn      = {978-3-945954-58-4},
  year      = {2019},
  language  = {en}
}