TY - GEN A1 - Roth, J. A1 - Tippkötter, Nils T1 - New Approach for Enzymatic Hydrolysis of Lignocellulose with Selective Diffusion Separation of the Monosaccharide Products T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material plays an important role in the classical biorefinery approach. Apart from the pretreatment of the raw material, hydrolysis is the basis for the conversion of the cellulose and hemicellulose fraction into fermentable sugars. After hydrolysis, usually a solid-liquid separation takes place, in order to separate the residual plant material from the sugar-rich fraction, which can be subsequently used in a fermentation step. In order to factor out the separation step, the usage of in alginate immobilized crude cellulose fiber beads (CFBs) were evaluated. Pretreated cellulose fibers are incorporated in an alginate matrix together with the relevant enzymes. In doing so, sugars diffuse trough the alginate matrix, allowing a simplified delivery into the surrounding fluid. This again reduces product inhibition of the glucose on the enzyme catalysts. By means of standardized bead production the hydrolysis in lab scale was possible. First results show that liberation of glucose and xylose is possible, allowing a maximum total sugar yield of 75 %. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201650301 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2016 und 32. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2016, 12. - 15. September 2016, Eurogress Aachen VL - 88 IS - 9 SP - 1237 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Capitain, C. A1 - Hering, T. A1 - Tippkötter, Nils T1 - Enzymatische Polymerisation von Ligninmodellkomponenten und Organosolv-Lignin mit aromatischen Aminosäuren T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Die stoffliche Nutzung von Lignin aus Bioraffinerien ist ein wichtiger Bestandteil für den Wertschöpfungsprozess von nachwachsenden, pflanzlichen Rohstoffen. Lignin zählt zu den wenigen erneuerbaren Quellen für phenolische Bestandteile, wird aber derzeit meist nur thermisch verwertet. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Funktionalisierung von Lignin zur Verbesserung der Adhäsionseigenschaften. Als funktionelle Gruppe wird die aromatische Aminosäure L-DOPA verwendet, die charakteristisch für die Adhäsionskraft von Muscheln ist. Lignin ist ein geeignetes Stützgerüst, da es ein Polymer ist, das durch enzymkatalysierte Polymerisation gebildet wird. Essenziell für die Entwicklung ist ein besseres Verständnis über die Bildung von Lignin-Polymeren und deren verschiedene Eigenschaften. Um die Einflussfaktoren auf Kettenlänge und Polymerisationseffizienz zu untersuchen, werden zurzeit sowohl Ligninmodellkomponenten (LMK) als auch gelöstes Organosolv-Lignin verwendet. Laufende Untersuchungen werden zeigen, ob sich die enzymatische Polymerisationsreaktion auf ein gelöstes Ligninpolymer aus einem Organosolv-Aufschluss übertragen lässt. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201650374 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2016 und 32. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2016, 12. - 15. September 2016, Eurogress Aachen VL - 88 IS - 9 SP - 1236 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - CHAP A1 - Tippkötter, Nils ED - Kaltschmidt, Martin T1 - Grundlagen der bio-chemischen Umwandlung T2 - Energie aus Biomasse : Grundlagen, Techniken und Verfahren Y1 - 2016 SN - 978-3-662-47437-2 (Print) SN - 978-3-662-47438-9 (Online) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-47438-9 SP - 1447 EP - 1500 PB - Springer Vieweg CY - Berlin ; Heidelberg ET - 3., aktualisierte, erweiterte Auflage ER - TY - JOUR A1 - Albanna, Walid A1 - Conzen, Catharina A1 - Weiss, Miriam A1 - Clusmann, Hans A1 - Fuest, Matthias A1 - Mueller, Marguerite A1 - Brockmann, Marc Alexander A1 - Vilser, Walthard A1 - Schmidt-Trucksäss, Arno A1 - Hoellig, Anke A1 - Seiz, Marcel A1 - Thomé, Claudius A1 - Kotliar, Konstantin A1 - Schubert, Gerrit Alexander T1 - Retinal Vessel Analysis (RVA) in the context of subarachnoid hemorrhage: A proof of concept study JF - PLoS ONE N2 - Background Timely detection of impending delayed cerebral ischemia after subarachnoid hemorrhage (SAH) is essential to improve outcome, but poses a diagnostic challenge. Retinal vessels as an embryological part of the intracranial vasculature are easily accessible for analysis and may hold the key to a new and non-invasive monitoring technique. This investigation aims to determine the feasibility of standardized retinal vessel analysis (RVA) in the context of SAH. Methods In a prospective pilot study, we performed RVA in six patients awake and cooperative with SAH in the acute phase (day 2–14) and eight patients at the time of follow-up (mean 4.6±1.7months after SAH), and included 33 age-matched healthy controls. Data was acquired using a manoeuvrable Dynamic Vessel Analyzer (Imedos Systems UG, Jena) for examination of retinal vessel dimension and neurovascular coupling. Results Image quality was satisfactory in the majority of cases (93.3%). In the acute phase after SAH, retinal arteries were significantly dilated when compared to the control group (124.2±4.3MU vs 110.9±11.4MU, p<0.01), a difference that persisted to a lesser extent in the later stage of the disease (122.7±17.2MU, p<0.05). Testing for neurovascular coupling showed a trend towards impaired primary vasodilation and secondary vasoconstriction (p = 0.08, p = 0.09 resp.) initially and partial recovery at the time of follow-up, indicating a relative improvement in a time-dependent fashion. Conclusion RVA is technically feasible in patients with SAH and can detect fluctuations in vessel diameter and autoregulation even in less severely affected patients. Preliminary data suggests potential for RVA as a new and non-invasive tool for advanced SAH monitoring, but clinical relevance and prognostic value will have to be determined in a larger cohort. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1371/journal.pone.0158781 SN - 1932-6203 VL - 11 IS - 7 PB - PLOS CY - San Francisco ER - TY - GEN A1 - Kuthan, K. A1 - Al-Kaidy, Huschyar A1 - Tippkötter, Nils T1 - Tropfenbasierte Enzymreaktionen auf Glasoberflächen im μL-Maßstab mit ortsaufgelöster pL-Dosierung der Reaktanden T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Mit der Entwicklung wässriger Tropfen, die mit einer schützenden Hülle magnetisierbarer, hydrophober Partikel umgeben sind, ergeben sich neue Möglichkeiten im Bereich der Mikrofluidik. So können die Tropfen als flüssige Mikroreaktoren eingesetzt werden. Der wässrige Kern dieser Mikroreaktoren besteht aus einer Substratlösung für enzymatische Umsetzungen. Durch Bewegen der Mikroreaktoren können diese über immobilisierten Enzymen positioniert werden, um so einen enzymatischen Umsatz innerhalb der Mikroreaktoren zu realisieren. Hierfür wurde eine neue Mikroreaktorplattform-Technologie etabliert. Die Mikroreaktoren können aufgrund ihrer magnetisierbaren Hüllenpartikel über elektromagnetische Spulen bewegt werden. Die Bewegung erfolgt dabei mit einer automatisierten Aktuatorplattform, bestehend aus einer 3x3 Doppelspulenmatrix mit Magnetkernen. Als modellhaftes Reaktionssystem wird eine Enzymkaskade eingesetzt, die sich aus einer b-Glucosidase, Glucose-Oxidase und Meerrettichperoxidase zusammensetzt. Primär untersuchte Substrate sind Fluorescein-di-b-D-glucopyranoside, und 1-(3,7-Dihydroxy-10H-phenoxazin-10-yl)-ethanon, bei deren Umsatz fluoreszierende Produkte entstehen. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201650117 N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2016 und 32. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2016, 12. - 15. September 2016, Eurogress Aachen VL - 88 IS - 9 SP - 1336 EP - 1337 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Murib, M. S. A1 - Yeap, W. S. A1 - Eurlings, Y. A1 - Grinsven, B. van A1 - Boyen, H.-G. A1 - Conings, B. A1 - Michiels, L. A1 - Ameloot, Marcel A1 - Carleer, R. A1 - Warmer, J. A1 - Kaul, P. A1 - Haenen, K. A1 - Schöning, Michael Josef A1 - Ceuninck, W. de A1 - Wagner, P. T1 - Heat-transfer based characterization of DNA on synthetic sapphire chips JF - Sensors and Actuators B: Chemical N2 - In this study, we show that synthetic sapphire (Al₂O₃), an established implant material, can also serve as a platform material for biosensors comparable to nanocrystalline diamond. Sapphire chips, beads, and powder were first modified with (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES), followed by succinic anhydride (SA), and finally single-stranded probe DNA was EDC coupled to the functionalized layer. The presence of the APTES-SA layer on sapphire powders was confirmed by thermogravimetric analyis and Fourier-transform infrared spectroscopy. Using planar sapphire chips as substrates and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) as surface-sensitive tool, the sequence of individual layers was analyzed with respect to their chemical state, enabling the quantification of areal densities of the involved molecular units. Fluorescence microscopy was used to demonstrate the hybridization of fluorescently tagged target DNA to the probe DNA, including denaturation- and re-hybridization experiments. Due to its high thermal conductivity, synthetic sapphire is especially suitable as a chip material for the heat-transfer method, which was employed to distinguish complementary- and non-complementary DNA duplexes containing single-nucleotide polymorphisms. These results indicate that it is possible to detect mutations electronically with a chemically resilient and electrically insulating chip material. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.02.027 SN - 0925-4005 VL - 230 IS - 230 SP - 260 EP - 271 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - GEN A1 - Engel, M. A1 - Tippkötter, Nils T1 - Einfluss eines Phenazin-Mediators und elektrischen Potenzials auf die Aceton-Butanol-Ethanol-Fermentation T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - In den letzten Jahren haben nachhaltige, biotechnologische Prozesse zunehmend an Bedeutung gewonnen. Die Aceton-Butanol-Ethanol-Fermentation (ABE-Fermentation) mit dem anaeroben Bakterium Clostridium acetobutylicum zur Gewinnung von Biobutanol könnte in diesem Zusammenhang eine Möglichkeit der nachhaltigen Kraftstoffproduktion darstellen. In dieser Arbeit wird der Einfluss zusätzlich verfügbarer Elektronen durch den Einsatz des Phenazin-Farbstoffs Neutralrot als Redoxmediator sowie das Anlegen eines elektrischen Potenzials während der ABE-Fermentation untersucht. Es wird gezeigt, dass das Neutralrot keinen Einfluss auf die Leerlaufspannung von ca. 500 mV vs. Ag/AgCl während der Fermentation hat. Der Mediator bewirkt allerdings eine frühere Butanolbildung sowie höhere Butanolkonzentrationen. Wird zudem die Mediatorkonzentration von 125 mM auf 250 mM angehoben, wird dabei auch die maximale Butanolkonzentration um 36 % ± 1,8 % innerhalb von28 Stunden gesteigert. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201650105 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2016 und 32. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2016, 12. - 15. September 2016, Eurogress Aachen VL - 88 IS - 9 SP - 1254 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - CHAP A1 - Stephan, Achim A1 - Heuermann, Holger A1 - Prantner, Michael T1 - Cutting human tissue with novel atmospheric-pressure microwave plasma jet T2 - 46th European Microwave Conference (EuMC) Y1 - 2016 SN - 978-2-87487-043-9 U6 - https://doi.org/10.1109/EuMC.2016.7824490 SP - 902 EP - 905 PB - IEEE ER - TY - CHAP A1 - Streit, Wilfried T1 - Kalkulation T2 - Zahlentafeln für den Baubetrieb N2 - Das Kapitel behandelt die Kosten- und Preisermittlung, die Kostenvorgabe und Kostenkontrolle. Der Angebotspreis wird aufgeschlüsselt in die Einzelkosten der Teilleistungen, die Baustellengemeinkosten, die Allgemeinen Geschäftskosten und einen Zuschlag für Wagnis und Gewinn. Auf der Basis der Angebotskalkulation werden die Vorgaben für die Kostenkontrolle entwickelt. Y1 - 2016 SN - 978-3-658-02838-1 (Online) SN - 978-3-658-02837-4 (Print) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-02838-1_13 SP - 1391 EP - 1501 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ET - 9., überarb. und aktual. Aufl. ER - TY - JOUR A1 - Goßmann, Matthias A1 - Frotscher, Ralf A1 - Linder, Peter A1 - Bayer, Robin A1 - Epple, U. A1 - Staat, Manfred A1 - Temiz Artmann, Aysegül A1 - Artmann, Gerhard T1 - Mechano-pharmacological characterization of cardiomyocytes derived from human induced pluripotent stem cells JF - Cellular physiology and biochemistry N2 - Background/Aims: Common systems for the quantification of cellular contraction rely on animal-based models, complex experimental setups or indirect approaches. The herein presented CellDrum technology for testing mechanical tension of cellular monolayers and thin tissue constructs has the potential to scale-up mechanical testing towards medium-throughput analyses. Using hiPS-Cardiac Myocytes (hiPS-CMs) it represents a new perspective of drug testing and brings us closer to personalized drug medication. Methods: In the present study, monolayers of self-beating hiPS-CMs were grown on ultra-thin circular silicone membranes and deflect under the weight of the culture medium. Rhythmic contractions of the hiPS-CMs induced variations of the membrane deflection. The recorded contraction-relaxation-cycles were analyzed with respect to their amplitudes, durations, time integrals and frequencies. Besides unstimulated force and tensile stress, we investigated the effects of agonists and antagonists acting on Ca²⁺ channels (S-Bay K8644/verapamil) and Na⁺ channels (veratridine/lidocaine). Results: The measured data and simulations for pharmacologically unstimulated contraction resembled findings in native human heart tissue, while the pharmacological dose-response curves were highly accurate and consistent with reference data. Conclusion: We conclude that the combination of the CellDrum with hiPS-CMs offers a fast, facile and precise system for pharmacological, toxicological studies and offers new preclinical basic research potential. KW - Inotropic compounds KW - Pharmacology KW - Ion channels KW - CellDrum KW - Heart tissue culture KW - Induced pluripotent stem cells KW - Cardiac myocytes Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1159/000443124 SN - 1421-9778 (Online) SN - 1015-8987 (Print) VL - 38 IS - 3 SP - 1182 EP - 1198 PB - Karger CY - Basel ER -