TY - THES A1 - Achtsnicht, Stefan T1 - Multiplex-Magnetdetektion von superparamagnetischen Beads zur Identifizierung von Trinkwasserkontaminationen N2 - Die qualitative und quantitative Detektion von Zielsubstanzen innerhalb einer wässrigen Probe ist für viele Fragestellungen von Interesse, etwa bei der Detektion von Kontaminationen in Trinkwasser in Krisensituationen. Hierbei ist es nicht nur wichtig, dass Pathogene möglichst sensitiv detektiert werden können, sondern auch, dass die Analyse schnell erfolgt, um Betroffenen im Katastrophenfall zügig sicheres Trinkwasser zu Verfügung stellen zu können. Da bei einem solchen Szenario nicht von einer in der Nähe 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 möglich ist. Dabei werden die MBs mit Hilfe von primären Antikörpern an die Zielsubstanz gebunden und mit sekundären Antikörpern an die Poren-Oberfläche eines Polyethylen-Filters fixiert (Sandwich-Immunoassay). So kann die Quantifizierung der Zielsubstanz auf eine magnetische Messung der immobilisierten MB-Marker zurückgeführt 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 Handheldgerät realisiert wurde. Zusätzlich 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 Möglichkeit zur Sensitivitätssteigerung ist die magnetische Aufkonzentration, indem vor der magnetischen Analyse eine Separation der MBs aus einem größeren Probenvolumen mittels magnetischem Feldgradienten durchgeführt 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 Ansätze entwickelt und getestet, die einen solchen multiparametrischen magnetischen Immunoassay ermöglichen. Einerseits wurde eine räumliche Separation der Bindungsbereiche für verschiedene Zielsubstanzen realisiert, die sequentiell ausgewertet werden können. Andererseits wurde die Unterscheidung von verschiedenen Zielsubstanzen anhand der Charakteristika der an sie gebundenen, verschieden funktionalisierten MB-Typen untersucht. Für eine solche Unterscheidung wurde zum einen die Anregefrequenz der magnetischen Frequenzmischtechnik während 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 binären Mischung zweier verschiedener MB-Typen als gradueller Übergang der Verläufe der beiden reinen MB-Lösungen ergibt. Eine weitere Analysemethode für einen multiparametrischen Immunoassay besteht darin, ein zusätzliches einstellbares statisches magnetisches Offsetfeld zu verwenden. Hierfür 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 für MBs mit unterschiedlichen magnetischen Partikelmomenten möglich 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. N2 - The qualitative and quantitative detection of target substances in an aqueous sample is of interest for many questions, for example in the detection of contaminations in drinking water in crisis situations. It is not only important that pathogens can be detected with highest possible sensitivity, but also that the analysis is carried out quickly so that safe drinking water can be provided in the event of a disaster. During such a scenario one cannot rely on a functioning laboratory infrastructure nearby. Therefore it is important that the measurement can be carried out directly on site. Within the scope of this work, it was investigated whether such a quick analysis can be performed using superparamagnetic beads (MBs) and the magnetic frequency mixing technique. The MBs are bound to the target substance with the aid of primary antibodies and fixed to the pore surfaces of a polyethylene filter with secondary antibodies (sandwich immunoassay). The quantification of the target substance can thus be traced back to a magnetic measurement of the immobilized MB markers. The magnetic frequency mixing technique is based on the excitation of the sample with magnetic fields of two different frequencies. The mixing frequencies generated due to the non-linear shape of the magnetization of the superparamagnetic MBs are typically analyzed using a two-stage Lock-in detection (analog demodulation), which was implemented in a magnetic reader as a handheld device. In addition to this technique, the principle of direct digitization of the entire response signal with subsequent Fourier analysis of the generated mixing frequencies was experimentally implemented in order to simultaneously record the amplitudes and phases of several mixing frequencies. One possibility for increasing the sensitivity is magnetic concentration. In that case, the MBs are separated from a larger sample volume by means of a magnetic field gradient before the magnetic analysis. To characterize various commercial MBs with regard to their magnetic separability, a setup for measuring their magnetophoretic mobility was implemented and their velocities in the gradient field were measured with an optical microscope.Often, a sample has to be examined not only for a single target substance, but for several different pathogens simultaneously. Various approaches have been developed and tested which enable such a multiparametric magnetic immunoassay. On the one hand, a spatial separation of the binding areas for different target substances was realized, which can be evaluated sequentially. On the other hand, a distinction among different target substances based on the magnetic characteristics of their attached different MB types was examined. For this discrimination, the excitation frequency of the magnetic frequency mixing technology was varied during measurement. It is shown that different MB types can be distinguished from one another based on the phase of their frequency mixing signals. The signal curve of a binary mixture of two different MB types is obtained as a gradual transition of the curves of the two pure MB solutions. Another method of analysis for a multiparametric immunoassay is based on an additional adjustable static magnetic offset field. For this purpose, several setups based on permanent magnets and electromagnets were simulated, designed and characterized. The simulations show that a distinction based on this method is possible for MBs with different magnetic particle moments. As a direct application of the developed magnetic reader in conjunction with digital demodulation, a magnetic assay against the B subunit of cholera toxin in drinking water was demonstrated, and a low detection limit of 0.2 ng/ml was achieved. KW - Choleratoxin B KW - Trinkwassersicherheit KW - cholera toxin B KW - drinking water safety KW - magnetic frequency mixing technique Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.18154/RWTH-2020-12052 N1 - Dissertation, RWTH Aachen University, 2020 ER - TY - RPRT A1 - Artmann, Gerhard T1 - HPBioforce: Integrierte und automatisierte Screening Plattform eines 96-Well-Hochdurchsatz-Testsystems zur funktionellen Kraftmessung an einige um dicken Zell- und Gewebeschichten für die Arzneimittelforschung : gemeinsamer Abschlussbericht der FH Aachen, Hitec Zang GmbH, IKFE Mainz, IKFE Berlin und der Dr. Gerhard Schmidt GmbH zum InnoNet-Projekt ... ; Programm "Förderung von innovativen Netzwerken" (InnoNet) des Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) ; Laufzeit: 01.05.2007 bis 31.12.2010 Y1 - 2011 U6 - http://dx.doi.org/10.2314/GBV:68757076X N1 - Förderkennzeichen BMWi 16IN0536. - Verbund-Nr. 01056220 PB - Technische Informationsbibliothek u. Universitätsbibliothek CY - Aachen [u.a.] ER - TY - RPRT A1 - Artmann, Gerhard T1 - FhprofUnd EasyBioforce Abschlussbericht : Miniaturisierte, integrierte und automatisierte Screening Plattform eines 36-Well-Hochdurchsatz-Testsystems zur funktionellen Kraftmessung an Zell- und Gewebeschichten für die Arzneimittelforschung : Laufzeit des Vorhabens: 01.03.2007 - 31.12.2010 Y1 - 2011 U6 - http://dx.doi.org/10.2314/GBV:782964621 N1 - Förderkennzeichen BMBF 1760X07 PB - Technische Informationsbibliothek u. Universitätsbibliothek CY - Aachen ER - TY - RPRT A1 - Artmann, Gerhard T1 - Escherichia Coli Infektion und Zellschädigung - Wie perfekt wirken Antibiotika? : Abschlussbericht zum Projekt 1703701 Y1 - 2004 U6 - http://dx.doi.org/10.2314/GBV:482527137 PB - Technische Informationsbibliothek u. Universitätsbibliothek CY - Jülich ER - TY - RPRT A1 - Artmann, Gerhard T1 - Plant mutant scanner : Hochdurchsatzscanner zur Charakterisierung von Pflanzenmutanten. Abschlussbericht ; FHprofUnd ; PhytoScan ; Laufzeit des Vorhabens: 01.07.2008 - 30.06.2011 Y1 - 2011 U6 - http://dx.doi.org/10.2314/GBV:747569150 N1 - Förderkennzeichen BMBF 1736X08 PB - Technische Informationsbibliothek u. Universitätsbibliothek CY - Aachen ER - TY - RPRT A1 - Artmann, Gerhard A1 - Bäumler, H. T1 - Pharmamikrocontainer mit designgesteuerter Permeabilität als Transporter für ausgewählte Pharmaka. Ein Gemeinschaftsprojekt im Forschungsschwerpunkt "Celluar Engineering" [Laufzeit: 01.09.2000 - 28.02.2002] Y1 - 2002 PB - FH Aachen CY - Jülich ER - TY - JOUR A1 - Bergmann, Sandra A1 - Demuth, Bastian A1 - Sander, Volker T1 - A Web Framework for Workflow Submission and Monitoring via UNICORE 6 based on Distributable Scientific Workflow Templates JF - UNICORE Summit 2011 : proceedings, 7-8 July 2011, Torun, Poland / Mathilde Romberg ... (Eds.) Y1 - 2011 SN - 9783893367504 N1 - UNICORE Summit ; (2011 ; 2011.07.07-08 ; Torun) ; Schriften des Forschungszentrums Jülich IAS Series 9 SP - 45 EP - 50 PB - Forschungszentrum Jülich CY - Jülich ER - TY - RPRT A1 - Blandford, Daniel A1 - Dachwald, Bernd A1 - Digel, Ilya A1 - Espe, Clemens A1 - Feldmann, Marco A1 - Francke, Gero A1 - Hiecke, Hannah A1 - Kowalski, Julia A1 - Lindner, Peter A1 - Plescher, Engelbert A1 - Schöngarth, Sarah T1 - Enceladus Explorer : Schlussbericht — Version: 1.0 Y1 - 2015 U6 - http://dx.doi.org/10.2314/GBV:86319950X N1 - Förderkennzeichen BMWi 50NA1206 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - JOUR A1 - Buniatyan, V. A1 - Huck, Christina A1 - Poghossian, Arshak A1 - Aroutiounian, V. M. A1 - Schöning, Michael Josef T1 - BaxSr1-x TiO3/pc-Si heterojunction capacitance JF - Armenian journal of physics Y1 - 2013 SN - 1829-1171 VL - 6 IS - 4 SP - 188 EP - 197 PB - National Academy of Sciences of Armenia CY - Yerevan ER - TY - JOUR A1 - Buniatyan, V. A1 - Huck, Christina A1 - Poghossian, Arshak A1 - Aroutiounian, V. M. A1 - Schöning, Michael Josef T1 - BaxSr1-x TiO3/pc-Si heterojunction JF - Armenian journal of physics Y1 - 2013 SN - 1829-1171 VL - 6 IS - 4 SP - 177 EP - 187 PB - National Academy of Sciences of Armenia CY - Yerevan ER - TY - JOUR A1 - Bäcker, Matthias A1 - Schusser, Sebastian A1 - Poghossian, Arshak A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Degradationsverhalten bioabbaubarer Polymere : siliziumbasierte Sensorik zur Überwachung JF - GIT Labor-Fachzeitschrift Y1 - 2013 SN - 0016-3538 SP - 32 EP - 33 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Digel, Ilya A1 - Dachwald, Bernd A1 - Artmann, Gerhard A1 - Linder, Peter A1 - Funke, O. T1 - A concept of a probe for particle analysis and life detection in icy environments Y1 - 2009 N1 - International workshop “Europa lander: science goals and experiments”, Space Research Institute (IKI), Moscow, Russia 9-13 February 2009 SP - 1 EP - 24 ER - TY - RPRT A1 - Digel, Ilya A1 - Kayser, Peter T1 - VirEx - Eliminierung von Quarantäne relevanten Viroiden aus Kulturpflanzen Abschlussbericht des Projektes KMU-innovativ-12: Teilprojekt 3 Y1 - 2017 U6 - http://dx.doi.org/10.2314/GBV:1012136345 N1 - Druck-Ausgabe: Schlussbericht für das BMBF-Forschungsvorhaben "VirEx - Eliminierung von Quarantäne relevanten Viroiden aus Kulturpflanzen" Förderkennzeichen BMBF 031A400C PB - Institut für Bioengineering (IfB) der FH Aachen CY - Aachen ER - TY - RPRT A1 - Göll, Fabian A1 - Braunstein, Björn A1 - Albracht, Kirsten T1 - Lernende roboterassistierte Systeme für das neuromuskuläre Training - RoSylerNT; Teilvorhaben: Entwicklung eines neuromuskuloskelettalen Modells als Basis für die Interaktionsfähigkeiten autonomer Assistenzsysteme KW - Robotik KW - Rehabilitationsmedizin KW - Neuromuskuläres System KW - Rehabilitatives Training KW - Trainingsgerät Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.2314/KXP:1855318741 N1 - Förderkennzeichen BMBF 16SV7853 Schlussbericht der Deutschen Sporthochschule Köln für das Vorhaben RoSylerNT Laufzeit: 01.08.2017-31.07.2021 PB - Deutsche Sporthochschule Köln CY - Köln ER - TY - JOUR A1 - Keutmann, Sabine A1 - Staat, Manfred A1 - Laack, Walter van T1 - Untersuchung der thermischen Auswirkung von therapeutischem Ultraschall N2 - Zusammenfassung: In der Orthopädie zählt der therapeutische Ultraschall als Mittel zur Prävention und Therapiebegleitung. Er hat mechanische, thermische und physiko-chemische Auswirkungen auf den menschlichen Körper. Um mehr Erkenntnisse über die thermischen Auswirkungen zu erlangen, wurden Versuche an einem Hydrogel-Phantom und an Probanden durchgeführt. Dabei entstand eine signifikante Erwärmung des Gewebes, welche beim Probandenversuch an der Oberfläche und beim Hydrogelversuch in der Tiefe gemessen wurde. Summary: In orthopaedics, therapeutic ultrasound is a tool of prevention and therapy support. It has mechanical, thermal and physico-chemical effects on the human body. Tests with a hydrogel phantom and with human probands have been performed in order to obtain more knowledge about their thermal effects. Both tests measured temperature increases in cell tissue, on the surface with the human proband test and in depth with the hydrogel phantom test. T2 - Research about the thermal effects of therapeutic ultrasound Y1 - 2018 SN - 2193-5793 SN - 2193-5785 (Druckausgabe) VL - 7 IS - 10 SP - 518 EP - 522 PB - Deutscher Ärzte-Verl. CY - Köln ER - TY - JOUR A1 - Kotliar, Konstantin A1 - Lanzl, Ines M. T1 - Can vascular function be assessed by the interpretation of retinal vascular diameter changes? JF - Investigative Ophthalmology & Visual Science, IOVS. 52 (2011), H. 1 Y1 - 2011 SN - 0146-0404 SP - 635 EP - 636 PB - ARVO CY - Rockville, Md. ER - TY - JOUR A1 - Laack, Walter van T1 - The genetic code should be seen as a positioning code JF - British journal of arts and social sciences. Vol. 14 (2013), No. 1 Y1 - 2013 SN - 2046-9578 SP - 93 EP - 97 ER - TY - JOUR A1 - Sagymbay, Altynay A1 - G.E., Nusupbaeva A1 - N.Zh, Tleumbetova A1 - A.S., Mutalieva A1 - Nurpeisova, Ainur A1 - D.B., Jussupova A1 - Digel, Ilya T1 - Molecular genetics features of the epidemic season 2017-2018 on the influenza in Kazakhstan JF - Eurasian Journal of Ecology Y1 - 2019 SN - 2617-7358 VL - 58 IS - 1 SP - 50 EP - 60 ER - TY - JOUR A1 - Schwabedal, Justus T. C. A1 - Sippel, Daniel A1 - Brandt, Moritz D. A1 - Bialonski, Stephan T1 - Automated Classification of Sleep Stages and EEG Artifacts in Mice with Deep Learning N2 - Sleep scoring is a necessary and time-consuming task in sleep studies. In animal models (such as mice) or in humans, automating this tedious process promises to facilitate long-term studies and to promote sleep biology as a data-driven f ield. We introduce a deep neural network model that is able to predict different states of consciousness (Wake, Non-REM, REM) in mice from EEG and EMG recordings with excellent scoring results for out-of-sample data. Predictions are made on epochs of 4 seconds length, and epochs are classified as artifactfree or not. The model architecture draws on recent advances in deep learning and in convolutional neural networks research. In contrast to previous approaches towards automated sleep scoring, our model does not rely on manually defined features of the data but learns predictive features automatically. We expect deep learning models like ours to become widely applied in different fields, automating many repetitive cognitive tasks that were previously difficult to tackle. Y1 - 2018 U6 - http://dx.doi.org/10.48550/arXiv.1809.08443 ER - TY - JOUR A1 - Stulpe, Werner T1 - From the attempt of certain classical reformulations of quantum mechanics to quasi-probability representations JF - Journal of mathematical physics N2 - The concept of an injective affine embedding of the quantum states into a set of classical states, i.e., into the set of the probability measures on some measurable space, as well as its relation to statistically complete observables is revisited, and its limitation in view of a classical reformulation of the statistical scheme of quantum mechanics is discussed. In particular, on the basis of a theorem concerning a non-denseness property of a set of coexistent effects, it is shown that an injective classical embedding of the quantum states cannot be supplemented by an at least approximate classical description of the quantum mechanical effects. As an alternative approach, the concept of quasi-probability representations of quantum mechanics is considered. Y1 - 2013 U6 - http://dx.doi.org/10.1063/1.4861939 SN - 1089-7658 (Online) SN - 0022-2488 (Print) VL - 55 IS - 1 PB - American Institute of Physics ER -