TY - JOUR T1 - Dimensionen 1-2020: Magazin der FH Aachen University of Applied Sciences - Bibliotheken im 21. Jahrhundert N2 - 04| Wissen stirbt nicht aus 12| Mathe ist sexy! 15| „Bei Grün bitte mit Abstand eintreten“ 16| Maschinenbau — mehr als nur Metall 17| Brasilianischer Doktorand der zweiten Generation 18| Aus Alt mach Neu 20| Virtuelle Verleihung 21| Ehrenvolle Auszeichnung 22| Mit Regenjacke und Gummistiefeln 24| Ein Herz aus Beton 27| Wissenstransfer für die Automobilindustrie 28| Mission zum Mond 30| Eine Brücke, die sich selbst überwacht 32| Licht an — Kanal frei 34| Ein Tropfen auf den heißen Stein 36| Ist ein Studium das Richtige für mich? 38| Himmelblau und Feuerrot 41| Kopfnuss 41| Impressum 42| Mit Leichtigkeit und Transparenz 46| Dialektik des Stillstands T3 - Dimensionen - Magazin der FH Aachen University of Applied Sciences - 2020, 1 Y1 - 2020 CY - Aachen ER - TY - GEN T1 - Ordnung zur Aufhebung der Prüfungsordnung für die Masterstudiengänge „Energiewirtschaft & Informatik“ (3 Semester) und „Energiewirtschaft & Informatik“ (4 Semester) vom 4. Mai 2016 (FH-Mitteilung Nr. 59/2016) Fachbereich Energietechnik Fachbereich Medizintechnik und Technomathematik an der Fachhochschule Aachen : vom 16. Januar 2020 T3 - FH-Mitteilungen - 1/2020 KW - Amtliche Mitteilung KW - Aufhebungsordnung KW - Prüfungsordnung KW - Master KW - Energiewirtschaft & Informatik Y1 - 2020 ER - TY - GEN T1 - Verwaltungs- und Benutzungsordnung des Solar-Instituts Jülich (SIJ) : vom 27. Januar 2020 T3 - FH-Mitteilungen - 2/2020 KW - Amtliche Mitteilung KW - Verwaltungs- und Benutzungsordnung KW - Solar-Institut Jülich KW - SIJ Y1 - 2020 ER - TY - GEN T1 - Verwaltungs- und Benutzungsordnung des Solar-Instituts Jülich (SIJ) vom 27. Januar 2020 : berichtigt durch Bekanntmachung vom 18. März 2020 (FH-Mitteilung Nr. 27/2020) T3 - FH-Mitteilungen - 2b/2020 KW - Amtliche Mitteilung KW - Verwaltungs- und Benutzungsordnung KW - Solar-Institut Jülich KW - SIJ KW - berichtigt Y1 - 2020 ER - TY - JOUR A1 - Abel, Alexander A1 - Kahmann, Stephanie Lucina A1 - Mellon, Stephen A1 - Staat, Manfred A1 - Jung, Alexander T1 - An open-source tool for the validation of finite element models using three-dimensional full-field measurements JF - Medical Engineering & Physics N2 - Three-dimensional (3D) full-field measurements provide a comprehensive and accurate validation of finite element (FE) models. For the validation, the result of the model and measurements are compared based on two respective point-sets and this requires the point-sets to be registered in one coordinate system. Point-set registration is a non-convex optimization problem that has widely been solved by the ordinary iterative closest point algorithm. However, this approach necessitates a good initialization without which it easily returns a local optimum, i.e. an erroneous registration. The globally optimal iterative closest point (Go-ICP) algorithm has overcome this drawback and forms the basis for the presented open-source tool that can be used for the validation of FE models using 3D full-field measurements. The capability of the tool is demonstrated using an application example from the field of biomechanics. Methodological problems that arise in real-world data and the respective implemented solution approaches are discussed. Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.medengphy.2019.10.015 SN - 1350-4533 VL - 77 SP - 125 EP - 129 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - 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 - CHAP A1 - Adams, Moritz A1 - Losekamm, Martin J. A1 - Czupalla, Markus T1 - Development of the Thermal Control System for the RadMap Telescope Experiment on the International Space Station T2 - International Conference on Environmental Systems Y1 - 2020 N1 - The proceedings for the 2020 International Conference on Environmental Systems, ICES-2020-179 SP - 1 EP - 10 ER - TY - JOUR A1 - Akimbekov, Nuraly A1 - Qiao, Xiaohui A1 - Digel, Ilya A1 - Abdieva, Gulzhamal A1 - Ualieva, Perizat A1 - Zhubanova, Azhar T1 - The effect of leonardite-derived amendments on soil microbiome structure and potato yield JF - Agriculture N2 - Humic substances originating from various organic matters can ameliorate soil properties, stimulate plant growth, and improve nutrient uptake. Due to the low calorific heating value, leonardite is rather unsuitable as fuel. However, it may serve as a potential source of humic substances. This study was aimed at characterizing the leonardite-based soil amendments and examining the effect of their application on the soil microbial community, as well as on potato growth and tuber yield. A high yield (71.1%) of humic acid (LHA) from leonardite has been demonstrated. Parental leonardite (PL) and LHA were applied to soil prior to potato cultivation. The 16S rRNA sequencing of soil samples revealed distinct relationships between microbial community composition and the application of leonardite-based soil amendments. Potato tubers were planted in pots in greenhouse conditions. The tubers were harvested at the mature stage for the determination of growth and yield parameters. The results demonstrated that the LHA treatments had a significant effect on increasing potato growth (54.9%) and tuber yield (66.4%) when compared to the control. The findings highlight the importance of amending leonardite-based humic products for maintaining the biogeochemical stability of soils, for keeping their healthy microbial community structure, and for increasing the agronomic productivity of potato plants. Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.3390/agriculture10050147 VL - 10 IS - Art. 147 SP - 1 EP - 17 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Akimbekov, Nuraly S. A1 - Digel, Ilya A1 - Sherelkhan, Dinara K. A1 - Lutfor, Afzalunnessa B. A1 - Razzaque, Mohammed S. T1 - Vitamin D and the Host-Gut Microbiome: A Brief Overview JF - Acta Histochemica et Cytochemica N2 - There is a growing body of evidence for the effects of vitamin D on intestinal host-microbiome interactions related to gut dysbiosis and bowel inflammation. This brief review highlights the potential links between vitamin D and gut health, emphasizing the role of vitamin D in microbiological and immunological mechanisms of inflammatory bowel diseases. A comprehensive literature search was carried out in PubMed and Google Scholar using combinations of keywords “vitamin D,” “intestines,” “gut microflora,” “bowel inflammation”. Only articles published in English and related to the study topic are included in the review. We discuss how vitamin D (a) modulates intestinal microbiome function, (b) controls antimicrobial peptide expression, and (c) has a protective effect on epithelial barriers in the gut mucosa. Vitamin D and its nuclear receptor (VDR) regulate intestinal barrier integrity, and control innate and adaptive immunity in the gut. Metabolites from the gut microbiota may also regulate expression of VDR, while vitamin D may influence the gut microbiota and exert anti-inflammatory and immune-modulating effects. The underlying mechanism of vitamin D in the pathogenesis of bowel diseases is not fully understood, but maintaining an optimal vitamin D status appears to be beneficial for gut health. Future studies will shed light on the molecular mechanisms through which vitamin D and VDR interactions affect intestinal mucosal immunity, pathogen invasion, symbiont colonization, and antimicrobial peptide expression. Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.1267/ahc.20011 SN - 1347-5800 VL - 53 IS - 3 SP - 33 EP - 42 PB - Japan Society of Histochemistry and Cytochemistry CY - Osaka ER - TY - CHAP A1 - Akimbekov, Nuraly A1 - Zhanadilovna, Abdieva G. A1 - Ualieva, Perizat S. A1 - Abaihanovna, Zhusipova D. A1 - Digel, Ilya A1 - Savitskaya, Irina S. A1 - Zhubanova, Azhar Achmet T1 - Functionalization of Carbon Based Wound Dressings with Antimicrobial Phytoextracts for Bioactive Treatment of Septic Wounds T2 - Carbon Nanomaterials in Biomedicine and the Environment N2 - The treatment of septic wounds with curative dressings based on biocomposites containing sage and marigold phytoextracts was effective in in vitro and in vivo experiments. These dressings caused the purification of the wound surface from purulent-necrotic masses three days earlier than in the other experimental groups. The consequence of an increase in incidents of severe course of the wound and the observed tendency to increase the number of adverse effects is the development of long-term recurrent wound processes. To treat purulent wounds, the following tactics were used: The purulent wounds of animals were covered with the examined wound dressing, and then the next day samples were taken, the procedure was performed once in 2 days. To obtain the active nanostructured sorbents such as carbonized rice husks, they are functionalized with biologically active components possessing antimicrobial, anti-inflammatory, antitoxic, immunomodulating, antiallergic and other types of properties. Y1 - 2020 SN - 978-981-4800-27-3 U6 - http://dx.doi.org/10.1201/9780429428647-11 SP - 211 EP - 228 PB - Jenny Stanford Publishing CY - Singapore ER -