TY - CHAP A1 - Pijanowska, Dorota G. A1 - Remiszewska, Elzbieta T1 - pH-based detection of phenylalnine by potentiometric and colorimetric methods N2 - In this paper, methods of sample preparation for potentiometric measurement of phenylalanine are presented. Basing on the spectrophotometric measurements of phenylalanine, the concentrations of reagents of the enzymatic reaction (10 mM L-Phe, 0,4 mM NAD+, 2U L-PheDH) were determined. Then, the absorption spectrum of the reaction product, NADH, was monitored (maximum peak at 340 nm). The results obtained by the spectrophotometric method were compared with the results obtained by the colourimetry, using pH indicators. The above-mentioned two methods will be used as references for potentiometric measurements of phenylalanine concentration. KW - Biosensor KW - Phenylalanine determination KW - enzymatic methods KW - pH-based biosensing Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:a96-opus-1536 ER - TY - JOUR A1 - Oliveira, Danilo A. A1 - Molinnus, Denise A1 - Beging, Stefan A1 - Siqueira Jr, José R. A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Biosensor Based on Self-Assembled Films of Graphene Oxide and Polyaniline Using a Field-Effect Device Platform JF - physica status solidi (a) applications and materials science N2 - A new functionalization method to modify capacitive electrolyte–insulator–semiconductor (EIS) structures with nanofilms is presented. Layers of polyallylamine hydrochloride (PAH) and graphene oxide (GO) with the compound polyaniline:poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid) (PANI:PAAMPSA) are deposited onto a p-Si/SiO2 chip using the layer-by-layer technique (LbL). Two different enzymes (urease and penicillinase) are separately immobilized on top of a five-bilayer stack of the PAH:GO/PANI:PAAMPSA-modified EIS chip, forming a biosensor for detection of urea and penicillin, respectively. Electrochemical characterization is performed by constant capacitance (ConCap) measurements, and the film morphology is characterized by atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM). An increase in the average sensitivity of the modified biosensors (EIS–nanofilm–enzyme) of around 15% is found in relation to sensors, only carrying the enzyme but without the nanofilm (EIS–enzyme). In this sense, the nanofilm acts as a stable bioreceptor onto the EIS chip improving the output signal in terms of sensitivity and stability. KW - capacitive electrolyte–insulator–semiconductor sensors KW - graphene oxide KW - layer-by-layer technique KW - nanomaterials KW - polyaniline Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1002/pssa.202000747 SN - 1862-6319 N1 - Corresponding author: José R. Siqueira Jr & Michael J. Schöning VL - 218 IS - 13 SP - 1 EP - 9 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - CHAP A1 - O\'Heras, Carlos A1 - Digel, Ilya A1 - Temiz Artmann, Aysegül T1 - Nanostructured carbon-based column for LPS/protein adsorption : [abstract] N2 - The absence of a general method for endotoxin removal from liquid interfaces gives an opportunity to find new methods and materials to overcome this gap. Activated nanostructured carbon is a promising material that showed good adsorption properties due to its vast pore network and high surface area. The aim of this study is to find the adsorption rates for a carboneous material produced at different temperatures, as well as to reveal possible differences between the performance of the material for each of the adsorbates used during the study (hemoglobin, serum albumin and lipopolysaccharide, LPS). KW - Kohlenstofffaser KW - Adsorption KW - Lipopolysaccharide KW - aktivierte nanostrukturierte Kohlenstofffaser KW - lipopolysaccharides KW - activated nanostructured carbon Y1 - 2009 ER - TY - CHAP A1 - Näther, Niko A1 - Juárez, Leon M. A1 - Emmerich, Rüdiger A1 - Berger, Jörg A1 - Friedrich, Peter A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Detection of hydrogen peroxide (H2O2) at exposed temperatures for industrial processes N2 - An H2O2 sensor for the application in industrial sterilisation processes has been developed. Therefore, automated sterilisation equipment at laboratory scale has been constructed using parts from industrial sterilisation facilities. In addition, a software tool has been developed for the control of the sterilisation equipment at laboratory scale. First measurements with the developed sensor set-up as part of the sterilisation equipment have been performed and the sensor has been physically characterised by optical microscopy and SEM. KW - Biosensor KW - Gas sensor KW - hydrogen peroxide KW - sterilisation KW - catalytic decomposition Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:a96-opus-1418 ER - TY - RPRT A1 - Nagl, Manfred A1 - Kraft, Bodo T1 - Graphbasierte Werkzeuge zur Unterstützung des konzeptuellen Gebäude-Entwurfs : Bericht über den 2. Förderzeitraum des Schwerpunktprogramms : DFG-Schwerpunktprogramm 1103 : Vernetzt-kooperative Planungsprozesse im Konstruktiven Ingenieurbau. - Auch unter dem Titel: Neue Software-Werkzeuge zur Unterstützung des konzeptuellen Gebäudeentwurfs N2 - Der konstruktive Entwurf wird in derzeitigen CAD-Systemen gut unterstützt, nicht aber der konzeptuelle Gebäude-Entwurf. Dieser abstrahiert von konstruktiven Elementen wie Linie, Wand oder Decke, um auf die Konzepte, d.h. die eigentlichen Funktionen, heraus zu arbeiten. Diese abstraktere, funktionale Sichtweise auf ein Gebäude ist während der frühen Entwurfsphase essentiell, um Struktur und Organisation des gesamten Gebäudes zu erfassen. Bereits in dieser Phase muss Fachwissen (z. B. rechtliche, ökonomische und technische Bestimmungen) berücksichtigt werden. Im Rahmen des vorliegenden Projekts werden Software-Werkzeuge integriert in industrielle CAD-Systeme entwickelt, die den konzeptuellen Gebäude-Entwurf ermöglichen und diesen gegen Fachwissen prüfen. Das Projekt ist in zwei Teile gegliedert. Im Top-Down-Ansatz werden Datenstrukturen und Methoden zur Strukturierung, Repräsentation und Evaluation von gebäudespezifischem Fachwissen erarbeitet. Dieser Teil baut auf den graphbasierten Werkzeugen PROGRES und UPGRADE des Lehrstuhls auf. Der Bottom-Up-Ansatz ist industriell orientiert und hat zum Ziel, das kommerzielle CAD-System ArchiCAD zu erweitern. Hierbei soll der frühe, konzeptuelle Gebäude-Entwurf in einem CAD-System ermöglicht werden. Der Entwurf kann darüber hinaus gegen das definierte Fachwissen geprüft werden. Im Rahmen des graphbasierten Top-Down-Ansatzes wurde zunächst eine neue Spezifikationsmethode für die Sprache PROGRES entwickelt. Das PROGRES-System erlaubt die Spezifikation von Werkzeugen in deklarativer Form. Üblicherweise wird domänenspezifisches Fachwissen in der PROGRES-Spezifikation codiert, das daraus generierte visuelle Werkzeug stellt dann die entsprechende Funktionalität zur Verfügung. Mit dieser Methode sind am Lehrstuhl für Informatik III Werkzeuge für verschie-dene Anwendungsdomänen entstanden. In unserem Fall versetzen wir einen Domänen-Experten, z. B. einen erfahrenen Architekten, in die Lage, Fachwissen zur Laufzeit einzugeben, dieses zu evaluieren, abzuändern oder zu ergänzen. Im Rahmen der bisherigen Arbeit wurde dazu eine parametrisierte PROGRES-Spezifikation und zwei darauf aufbauende Werkzeuge entwickelt, welche die dynamische Eingabe von gebäude-technisch relevantem Fachwissen erlauben und einen graphbasierten, konzeptuellen Gebäude-Entwurf ermöglichen. In diesem konzeptuellen Gebäude-Entwurf wird von Raumgrößen und Positionen abstrahiert, um die funktionale Struktur eines Gebäudes zu beschreiben. Das Fachwissen kann von einem Architekten visuell definiert werden. Es können semantische Einheiten, im einfachsten Fall Räume, nach verschiedenen Kriterien kategorisiert und klassifiziert werden. Mit Hilfe von Attributen und Relationen können die semantischen Einheiten präziser beschrieben und in Beziehung zueinander gesetzt werden. Die in PROGRES spezifizierten Konsistenz-Analysen erlauben die Prüfung eines graphbasierten konzeptuellen Gebäude-Entwurfs gegen das dynamisch eingefügte Fachwissen. Im zweiten Teil des Forschungsprojekts, dem Bottom-Up-Ansatz, wird das CAD-System ArchiCAD erweitert, um den integrierten konzeptuellen Gebäude-Entwurf zu ermöglichen. Der Architekt erhält dazu neue Entwurfselemente, die Raumobjekte, welche die relevanten semantischen Einheiten während der frühen Entwurfsphase repräsentieren. Mit Hilfe der Raumobjekte kann der Architekt in ArchiCAD den Grundriss und das Raumprogramm eines Gebäudes entwerfen, ohne von konstruktiven Details in seiner Kreativität eingeschränkt zu werden. Die Arbeitsweise mit Raumobjekten entspricht dem informellen konzeptuellen Entwurf auf einer Papierskizze und ist daher für den Architekten intuitiv und einfach zu verwenden. Durch die Integration in ArchiCAD ergibt sich eine weitere Unterstützung: Das im Top-Down-Ansatz spezifizierte Fach-wissen wird verwendet, um den konzeptuellen Gebäude-Entwurf des Architekten auf Regelverletzungen zu überprüfen. Entwurfsfehler werden angezeigt. Zum Abschluss des konzeptuellen Gebäude-Entwurfs mit Raumobjekten wird durch ein weiteres neu entwickeltes Werkzeug eine initiale Wandstruktur automatisch erzeugt, die als Grundlage für die folgenden konstruktiven Entwurfsphasen dient. Alle beschriebenen Erwei-terungen sind in ArchiCAD integriert, sie sind für den Architekten daher leicht zu erlernen und einfach zu bedienen. KW - CAD KW - CAD KW - Bauingenieurwesen KW - CAD KW - civil engineering Y1 - 2004 ER - TY - JOUR A1 - Molinnus, Denise A1 - Janus, Kevin Alexander A1 - Fang, Anyelina C. A1 - Drinic, Aleksander A1 - Achtsnicht, Stefan A1 - Köpf, Marius A1 - Keusgen, Michael A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Thick-film carbon electrode deposited onto a biodegradable fibroin substrate for biosensing applications JF - Physica status solidi (a) N2 - This study addresses a proof-of-concept experiment with a biocompatible screen-printed carbon electrode deposited onto a biocompatible and biodegradable substrate, which is made of fibroin, a protein derived from silk of the Bombyx mori silkworm. To demonstrate the sensor performance, the carbon electrode is functionalized as a glucose biosensor with the enzyme glucose oxidase and encapsulated with a silicone rubber to ensure biocompatibility of the contact wires. The carbon electrode is fabricated by means of thick-film technology including a curing step to solidify the carbon paste. The influence of the curing temperature and curing time on the electrode morphology is analyzed via scanning electron microscopy. The electrochemical characterization of the glucose biosensor is performed by amperometric/voltammetric measurements of different glucose concentrations in phosphate buffer. Herein, systematic studies at applied potentials from 500 to 1200 mV to the carbon working electrode (vs the Ag/AgCl reference electrode) allow to determine the optimal working potential. Additionally, the influence of the curing parameters on the glucose sensitivity is examined over a time period of up to 361 days. The sensor shows a negligible cross-sensitivity toward ascorbic acid, noradrenaline, and adrenaline. The developed biocompatible biosensor is highly promising for future in vivo and epidermal applications. KW - biocompatible materials KW - biodegradable electronic devices KW - biosensors KW - carbon electrodes KW - glucose Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1002/pssa.202200100 SN - 1862-6319 N1 - Corresponding author: Michael J. Schöning VL - 219 IS - 23 SP - 1 EP - 9 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Molinnus, Denise A1 - Iken, Heiko A1 - Johnen, Anna Lynn A1 - Richstein, Benjamin A1 - Hellmich, Lena A1 - Poghossian, Arshak A1 - Knoch, Joachim A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Miniaturized pH-Sensitive Field-Effect Capacitors with Ultrathin Ta₂O₅ Films Prepared by Atomic Layer Deposition JF - physica status solidi (a) applications and materials science N2 - Miniaturized electrolyte–insulator–semiconductor capacitors (EISCAPs) with ultrathin gate insulators have been studied in terms of their pH-sensitive sensor characteristics: three different EISCAP systems consisting of Al–p-Si–Ta2O5(5 nm), Al–p-Si–Si3N4(1 or 2 nm)–Ta2O5 (5 nm), and Al–p-Si–SiO2(3.6 nm)–Ta2O5(5 nm) layer structures are characterized in buffer solution with different pH values by means of capacitance–voltage and constant capacitance method. The SiO2 and Si3N4 gate insulators are deposited by rapid thermal oxidation and rapid thermal nitridation, respectively, whereas the Ta2O5 film is prepared by atomic layer deposition. All EISCAP systems have a clear pH response, favoring the stacked gate insulators SiO2–Ta2O5 when considering the overall sensor characteristics, while the Si3N4(1 nm)–Ta2O5 stack delivers the largest accumulation capacitance (due to the lower equivalent oxide thickness) and a higher steepness in the slope of the capacitance–voltage curve among the studied stacked gate insulator systems. KW - atomic layer deposition KW - capacitive field-effect sensors KW - pH sensors KW - ultrathin gate insulators Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1002/pssa.202100660 SN - 1862-6319 N1 - Corresponding author: Michael J. Schöning VL - 219 IS - 8 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - CHAP A1 - Mirmohseni, Abdolreza A1 - Rostamizadeh, Kobra T1 - Quartz crystal nanobalance in conjunction with principal component analysis for identification of volatile organic compounds N2 - Quartz crystal nanobalance (QCN) sensors are considered as powerful masssensitive sensors to determine materials in the sub-nanogram level. In this study, a single piezoelectric quartz crystal nanobalance modified with polystyrene was employed to detect benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX compounds). The frequency shift of the QCN sensor was found to be linear against the BTEX compound concentrations in the range about 1-45 mg l-1. The correlation coefficients for benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene were 0.991, 0.9977, 0.9946 and 0.9971, respectively. The principal component analysis was also utilized to process the frequency response data of the single piezoelectric crystal at different times, considering to the different adsorption-desorption dynamics of BTEX compounds. Using principal component analysis, it was found that over 90% of the data variance could still be explained by use of two principal components (PC1 and PC2). Subsequently, the successful identification of benzene and toluene was possible through the principal component analysis of the transient responses of the polystyrene modified QCN sensor. The results showed that the polystyrene-modified QCN had favorable identification and quantification performances for the BTEX compounds. KW - Biosensor KW - Quartz crystal nanobalance (QCN) KW - BTEX compounds KW - principal component Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:a96-opus-1434 ER - TY - CHAP A1 - Mansurov, Zulkhair A1 - Zhubanova, Azhar A. A1 - Digel, Ilya A1 - Artmann, Gerhard A1 - Temiz Artmann, Aysegül A1 - Savitskaja, Irina S. A1 - Kozhalakova, A. A. A1 - Kistaubaeva, Aida S. T1 - The sorption of LPS toxic shock by nanoparticles on base of carbonized vegetable raw materials N2 - Immobilization of lactobacillus on high temperature carbonizated vegetable raw material (rice husk, grape stones) increases their physiological activity and the quantity of the antibacterial metabolits, that consequently lead to increase of the antagonistic activity of lactobacillus. It is implies that the use of the nanosorbents for the attachment of the probiotical microorganisms are highly perspective for decision the important problems, such as the probiotical preparations delivery to the right address and their attachment to intestines mucosa with the following detoxication of gastro-intestinal tract and the normalization of it’s microecology. Besides that, thus, the received carbonizated nanoparticles have peculiar properties – ability to sorption of LPS toxical shock and, hence, to the detoxication of LPS. KW - Kohlenstofffaser KW - Lipopolysaccharide KW - nanostrukturierte carbonisierte Pflanzenteile KW - lipopolysaccharides KW - nanostructured carbonized plant parts Y1 - 2008 ER - TY - JOUR A1 - Levers, A. A1 - Staat, Manfred A1 - Laack, Walter van T1 - Analyse der Langzeitwirkung der MBST® KernspinResonanzTherapie bei Gonarthrose T1 - Analysis of the Long-term Effect of the MBST® Nuclear Magnetic Resonance Therapy on Gonarthrosis N2 - Originalausgabe: Orthopädische Praxis Jg. 47. 2011 H. 11; S. 536-543. Mit freundlicher Genehmigung des Verlags Zusammenfassung: Auf der Basis von Patientenabfragen mittels Fragebogen zum Schmerzempfinden und zur Einschränkung bei Aktivitäten des alltäglichen Lebens wird die Langzeitwirkung der MBST® KernspinResonanz-Therapie bei Gonarthrose untersucht. An der Studie nahmen 39 Patienten teil, bei denen die Therapie bis zu vier Jahre zurückliegt. Neben einer Gesamtbetrachtung wird der Erfolg auch in Abhängigkeit von Alter, Geschlecht und sportlicher Aktivität analysiert. Insgesamt weist die Studie auf eine anhaltende Verbesserung des Gesundheitszustands mit zum Teil deutlicher Schmerzlinderung auch noch nach vier Jahren hin, jedoch mit einer leichten Schmerzzunahme gegen Ende des Untersuchungszeitraums von vier Jahren. Eine tendenziell positivere Wirkung bei Frauen, älteren Menschen oder auch sportlich nicht-aktiven Patienten lässt auf eine mögliche Beeinflussung des Erfolgs der Therapie durch (Über-)Belastung im Alltag schließen. Ein zusätzlich positiver Effekt der Therapie auf die Knochendichte ist ebenfalls denkbar, dies bleibt jedoch offen. N2 - Original edition: Orthopädische Praxis Vol. 47. 2011 Issue 11; P. 536-543. On the friendly authority of the publisher. Abstract: Based upon a questionnaire for patient-queries regarding pain-sensation and activity-restrictions during everyday task, the long-term effect of MBST® nuclear magnetic resonance therapy is studied in osteoarthritis of the knee. 39 patients, whose therapy dates back up to four years, participated in the study. In addition to an overall view, the success of this therapy is also analyzed regarding age, gender and physical activities. Overall, the study pointed out a sustained improvement in the patients´ local health-status with a significant pain-relief even after four years, but also with a slight increase in pain towards the end of that four-year period. There tends to be more positive effect on women, on elderly of also on even non-sports-active patients which suggest a possible influence by daily (over)-stressing on the success of the therapy. An additional positive effect of the therapy on bone density is also conceivable, however, this remains open. KW - Kniegelenkarthrose KW - Gonarthrose KW - MBST KW - Arthosetherapie KW - gonarthrosis KW - MBST KW - arthrosis therapy Y1 - 2011 ER -