TY - RPRT A1 - Bhattarai, Aroj A1 - Frotscher, Ralf A1 - Durong, Minh Tuán A1 - Staat, Manfred T1 - Schlussbericht zu BINGO. Optimierung des Systems Netzimplantat-Beckenboden zur therapeutischen Gewebeverstärkung nach der Integraltheorie. Y1 - 2016 N1 - Förderkennzeichen BMBF 03FH073PX2 CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Schorn, Christian A1 - Weis, Fabian A1 - Anthrakidis, Anette A1 - Schwarzer, Klemens A1 - Schmitz, Mark A1 - Herrmann, Ulf T1 - Entwicklung und Bewertung eines Parabolrinnenkollektors zur Prozesswärmebereitstellung T2 - 26. Symposium Thermische Solarenergie, 20.-22.04.2016 in Bad Staffelstein Y1 - 2016 N1 - 26. OTTI Symposium Thermische Solarenergie SP - 1 EP - 13 ER - TY - GEN A1 - Kuthan, K. A1 - Al-Kaidy, H. 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 - 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 - Hering, T. A1 - Ulber, Roland A1 - Tippkötter, Nils T1 - Antimikrobielle Oberflächenmodifikation durch Mikropartikel T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Die Ausbildung von Biofilmen in technischen Anlagen, wie z. B. Kühlkreisläufen, Wasseraufbereitungssystemen und Bioreaktoren, führen zu Materialschäden (Biofouling) und stark erhöhtem Energieaufwand. Im Rahmen der aktuellen Forschungsarbeiten erfolgen aktive sowie passive Bio-Modifikationen auf funktionalisierten magnetischen Mikropartikelober-flächen. Um die verschiedenen funktionalisierten magnetischen Mikropartikel zu analysieren und ihre antimikrobielle Wirkung zu testen, wird der Einsatz einer 3D-gedruckten, magnetischen Plattform für ein Fluoreszenz-basiertes Screening-System untersucht. Für den Oberflächenschutz wurden verschiedene, antimikrobiell funktionalisierte Partikelkombinationen mit dem Mikroorganismus Escherichia coli GFPmut2 in Bezug auf aktiven Oberflächenschutz verglichen. Um die antimikrobielle Oberflächeneffekte von synergistischen Kombinationen unterschiedlich funktionalisierter Partikel zu bestimmen, werden Oberflächen einem Magnetfeld ausgesetzt, das die Mikropartikel als definierte Schicht auf ihnen zurück hält. Diese modifizierten Oberflächen können sowohl durch Fluoreszenzspektroskopie als auch -mikroskopie analysiert werden. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201650084 N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2016 und 32. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2016, 12. - 15. September 2016, Eurogress Aachen VL - 88 IS - 9 SP - 1302 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Wulfhorst, H. A1 - Merseburg, J. A1 - Tippkötter, Nils T1 - Batteriekomponenten aus nachwachsenden Rohstoffen T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - In diesem Beitrag geht es um die Integration von Stoffströmen einer Lignocellulose-Bioraffinerie in Verfahren zur Batterieherstellung. Pflanzliche Reststoffe aus der Biokraftstoffherstellung wie Lignin sollen zur Herstellung neuer Batteriematerialien verwendet werden. Hierbei wird das Lignin als Matrix für die vorgraphitischen C-haltigen Einlagerungsverbindungen in den Elektroden genutzt. Die Si-C-Komposite werden durch das Einbetten von Si in eine Ligninmatrix mit anschließender Carbonisierung hergestellt. Das Lignin hierfür wird durch die sequentielle hydrothermale Vorbehandlung von Buchenholz bei variablen Bedingungen gewonnen und mit Si-Nanopartikel sowie als Referenz ohne Si-Nanopartikel gefällt. Die Ergebnisse zeigen, dass die sequenzielle Vorbehandlung höhere Ausbeuten im Vergleich zum LHW- oder Organosolv-Aufschluss liefert. Um eine Anode herzustellen, wurde das resultierende Si–C-Kompositmaterial carbonisiert, auf einen Stromsammler aufgetragen und elektro-chemisch charakterisiert. Der Einfluss der Vorbehandlungsschritte auf den Herstellungsprozess und die ökonomische Bewertung des untersuchten Bioraffinerie-Prozesses wurde mithilfe eines Stoffstrommodells analysiert. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201650333 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 - 1234 EP - 1235 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Gamgami, Farid A1 - Czupalla, Markus A1 - Garcia, Antonio A1 - Agnolon, David T1 - From planetary transits to spacecraft design: achieving PLATO’s pointing performance T2 - A7. Symposium on technological Requirement for future space astronomy and solar-system science missions N2 - In the last decades, several hundred exoplanets could be detected thanks to space-based observatories, namely CNES’ COROT and NASA’s Kepler. To expand this quest ESA plans to launch CHEOPS as the f irst small class mission in the cosmic visions program (S1) and PLATO as the 3rd medium class mission, so called M3 . PLATO’s primary objective is the detection of Earth like Exoplanets orbiting solar type stars in the habitable zone and characterisation of their bulk properties. This is possible by precise lightcurve measurement via 34 cameras. That said it becomes obvious that accurate pointing is key to achieve the required signal to noise ratio for positive transit detection. The paper will start with a comprehensive overview of PLATO’s mission objectives and mission architecture. Hereafter, special focus will be devoted to PLATO’s pointing requirements. Understanding the very nature of PLATO’s pointing requirements is essential to derive a design baseline to achieve the required performance. The PLATO frequency domain is of particular interest, ranging from 40 mHz to 3 Hz. Due to the very different time-scales involved, the spectral pointing requirement is decomposed into a high frequency part dominated by the attitude control system and the low frequency part dominated by the thermo-elastic properties of the spacecraft’s configuration. Both pose stringent constraints on the overall design as well as technology properties to comply with the derived requirements and thus assure a successful mission. Y1 - 2016 N1 - 67th International Astronautical Congress, 26. - 30. September 2016, Guadalajara, Mexico 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 - 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 - 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 - TY - JOUR A1 - Bialonski, Stephan A1 - Caron, David A. A1 - Schloen, Julia A1 - Feudel, Ulrike A1 - Kantz, Holger A1 - Moorthi, Stefanie D. T1 - Phytoplankton dynamics in the Southern California Bight indicate a complex mixture of transport and biology JF - Journal of Plankton Research N2 - The stimulation and dominance of potentially harmful phytoplankton taxa at a given locale and time are determined by local environmental conditions as well as by transport to or from neighboring regions. The present study investigated the occurrence of common harmful algal bloom (HAB) taxa within the Southern California Bight, using cross-correlation functions to determine potential dependencies between HAB taxa and environmental factors, and potential links to algal transport via local hydrography and currents. A simulation study, in which Lagrangian particles were released, was used to assess travel times due to advection by prevailing ocean currents in the bight. Our results indicate that transport of some taxa may be an important mechanism for the expansion of their distributions into other regions, which was supported by mean travel times derived from our simulation study and other literature on ocean currents in the Southern California Bight. In other cases, however, phytoplankton dynamics were rather linked to local environmental conditions, including coastal upwelling events. Overall, our study shows that complex current patterns in the Southern California Bight may contribute significantly to the formation and expansion of HABs in addition to local environmental factors determining the spatiotemporal dynamics of phytoplankton blooms. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1093/plankt/fbv122 SN - 1464-3774 VL - 38 IS - 4 SP - 1077 EP - 1091 PB - Oxford University Press CY - Oxford ER - TY - JOUR A1 - Neu, Eugen A1 - Janser, Frank A1 - Khatibi, Akbar A. A1 - Braun, Carsten A1 - Orifici, Adrian C. T1 - Operational Modal Analysis of a wing excited by transonic flow JF - Aerospace Science and Technology N2 - Operational Modal Analysis (OMA) is a promising candidate for flutter testing and Structural Health Monitoring (SHM) of aircraft wings that are passively excited by wind loads. However, no studies have been published where OMA is tested in transonic flows, which is the dominant condition for large civil aircraft and is characterized by complex and unique aerodynamic phenomena. We use data from the HIRENASD large-scale wind tunnel experiment to automatically extract modal parameters from an ambiently excited wing operated in the transonic regime using two OMA methods: Stochastic Subspace Identification (SSI) and Frequency Domain Decomposition (FDD). The system response is evaluated based on accelerometer measurements. The excitation is investigated from surface pressure measurements. The forcing function is shown to be non-white, non-stationary and contaminated by narrow-banded transonic disturbances. All these properties violate fundamental OMA assumptions about the forcing function. Despite this, all physical modes in the investigated frequency range were successfully identified, and in addition transonic pressure waves were identified as physical modes as well. The SSI method showed superior identification capabilities for the investigated case. The investigation shows that complex transonic flows can interfere with OMA. This can make existing approaches for modal tracking unsuitable for their application to aircraft wings operated in the transonic flight regime. Approaches to separate the true physical modes from the transonic disturbances are discussed. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ast.2015.11.032 SN - 1270-9638 VL - 49 SP - 73 EP - 79 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Ngamga, Eulalie Joelle A1 - Bialonski, Stephan A1 - Marwan, Norbert A1 - Kurths, Jürgen A1 - Geier, Christian A1 - Lehnertz, Klaus T1 - Evaluation of selected recurrence measures in discriminating pre-ictal and inter-ictal periods from epileptic EEG data JF - Physics Letters A N2 - We investigate the suitability of selected measures of complexity based on recurrence quantification analysis and recurrence networks for an identification of pre-seizure states in multi-day, multi-channel, invasive electroencephalographic recordings from five epilepsy patients. We employ several statistical techniques to avoid spurious findings due to various influencing factors and due to multiple comparisons and observe precursory structures in three patients. Our findings indicate a high congruence among measures in identifying seizure precursors and emphasize the current notion of seizure generation in large-scale epileptic networks. A final judgment of the suitability for field studies, however, requires evaluation on a larger database. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1016/j.physleta.2016.02.024 SN - 0375-9601 VL - 380 IS - 16 SP - 1419 EP - 1425 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Valero, Daniel A1 - Bung, Daniel Bernhard A1 - Crookston, B. M. A1 - Matos, J. ED - Crookston, B. ED - Tullis, B. T1 - Numerical investigation of USBR type III stilling basin performance downstream of smooth and stepped spillways BT - Session 1: Hydraulic structures T2 - Hydraulic Structures and Water System Management. 6th IAHR International Symposium on Hydraulic Structures, Portland, OR, 27-30 June 2016 Y1 - 2016 SN - 978-1-884575-75-4 U6 - https://doi.org/10.15142/T340628160853 SP - 635 EP - 646 ER - TY - CHAP A1 - Poghossian, Arshak A1 - Bronder, Thomas A1 - Scheja, S. A1 - Wu, Chunsheng A1 - Metzger-Boddien, C. A1 - Keusgen, M. A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Label-free Electrostatic Detection of DNA Amplification by PCR Using Capacitive Field-effect Devices T2 - Procedia Engineering N2 - A capacitive field-effect EIS (electrolyte-insulator-semiconductor) sensor modified with a positively charged weak polyelectrolyte of poly(allylamine hydrochloride) (PAH)/single-stranded probe DNA (ssDNA) bilayer has been used for a label-free electrostatic detection of pathogen-specific DNA amplification via polymerase chain reaction (PCR). The sensor is able to distinguish between positive and negative PCR solutions, to detect the existence of target DNA amplicons in PCR samples and thus, can be used as tool for a quick verification of DNA amplification and the successful PCR process. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.11.512 SN - 1877-7058 N1 - Proceedings of the 30th anniversary Eurosensors Conference – Eurosensors 2016, 4-7. Sepember 2016, Budapest, Hungary VL - Vol. 168 SP - 514 EP - 517 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Wu, Chunsheng A1 - Poghossian, Arshak A1 - Bronder, Thomas A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Sensing of double-stranded DNA molecules by their intrinsic molecular charge using the light-addressable potentiometric sensor JF - Sensors and Actuators B: Chemical N2 - A multi-spot light-addressable potentiometric sensor (LAPS), which belongs to the family of semiconductor field-effect devices, was applied for label-free detection of double-stranded deoxyribonucleic acid (dsDNA) molecules by their intrinsic molecular charge. To reduce the distance between the DNA charge and sensor surface and thus, to enhance the electrostatic coupling between the dsDNA molecules and the LAPS, the negatively charged dsDNA molecules were electrostatically adsorbed onto the gate surface of the LAPS covered with a positively charged weak polyelectrolyte layer of PAH (poly(allylamine hydrochloride)). The surface potential changes in each spot of the LAPS, induced by the layer-by-layer adsorption of a PAH/dsDNA bilayer, were recorded by means of photocurrent-voltage and constant-photocurrent measurements. In addition, the surface morphology of the gate surface before and after consecutive electrostatic adsorption of PAH and dsDNA layers was studied by atomic force microscopy measurements. Moreover, fluorescence microscopy was used to verify the successful adsorption of dsDNA molecules onto the PAH-modified LAPS surface. A high sensor signal of 25 mV was registered after adsorption of 10 nM dsDNA molecules. The lower detection limit is down to 0.1 nM dsDNA. The obtained results demonstrate that the PAH-modified LAPS device provides a convenient and rapid platform for the direct label-free electrical detection of in-solution hybridized dsDNA molecules. KW - Layer-by-layer adsorption KW - Poly(allylamine hydrochloride) KW - Label-free detection KW - DNA biosensor KW - LAPS KW - Field effect Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.02.004 SN - 0925-4005 IS - 229 SP - 506 EP - 512 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Bialonski, Stephan T1 - Are interaction clusters in epileptic networks predictive of seizures? T2 - Epilepsy: The Intersection of Neurosciences, Biology, Mathematics, Engineering, and Physics Y1 - 2016 SN - 978-143983886-0 SP - 349 EP - 355 PB - CRC Press ER -