Fluorometrische Gesamtkeimzahlbestimmung mit Tetrazoliumsalzen. - Ilmenau. - 64 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020
In dieser Arbeit wurde mit Hilfe des Tetrazoliumsalzes 5-Cyano-2,3-ditolyl tetrazoliumchlorid (CTC) eine Nachweismethode für Bakterien entwickelt.
Selektive Detektion von Hepatozyten und Sinusoidalen Leberendothelzellen in einem Zellsheetlayersystem durch Antikörper-basierte Immunfluoreszenz. - Ilmenau : Universitätsbibliothek. - 1 Online-Ressource (IV, 36 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
Humane primäre Hepatozyten werden häufig zur Untersuchung von Arzneimitteltoxizitäten, Arzneimittel-Clearance und Arzneimittel-Wechselwirkungen verwendet. Aufgrund der schnellen Dedifferenzierung der Zellen in zweidimensionalen Kulturen geht der Leberphänotyp und die Leberfunktion verloren und eine langfristige Kultivierung ist nicht möglich. Aus diesem Grund werden häufig 3D- Zellkultursysteme verwendet, die die in vivo Leberphysiologie besser imitieren können. In der Arbeitsgruppe wurde ein Zellsheetlayersystem (CSL) entwickelt, welche Leberläppchen nachahmen und mit Hepatozyten und sinuosidalen Leberendothelzellen besiedelt werden können. Die Herstellung erfolgt durch die 3D-[my]-contact-printing-Methode. Das Kultivieren von Zellen in diesen dreidimensionalen Strukturen kann zu phänotypischen und funktionellen Verbesserungen bei den kokultivierten Zelltypen führen. Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war die Entwicklung einer Antikörper-basierten Immunfluoreszenzdetektionsmethode, durch die Hepatozyten und sinuosidale Leberendothelzellen (LSECs) auf einem Zell-Sheet-Layer-System (cell-sheet-layer, CSL) durch Farbstoff-markierte Antikörper und Laserscanningmikroskopie selektiv detektiert werden können. Dies dient zur besseren Charakterisierung des Zellsheetlayer-Kokultursystems. Zu diesem Zweck wurden primäre upcyte® Hepatozyten (pHeps) und primäre upcyte® LSECs verwendet, welche aufgrund gentechnischer Modifikationen länger proliferieren können. Mit der 3D-[my]-contact-printing-Methode wurden Zellsheetlayer hergestellt. Verschiedene Antikörper (AK)-Kombinationen wurden getestet und die Immunfluoreszenzdetektionsmethode konnte erfolgreich mit einem monoklonalem anti-Albumin-AK zur Detektion der Hepatozyten sowie einem monoklonalem anti CD31-AK zur Detektion der LSECs in einer 2D-Kokultur etabliert werden. Zuvor konnte gezeigt werden, dass die selektive Detektion der Hepatozyten und LSECs mit folgenden AK-Kombinationen nicht möglich war: polyklonaler anti Albumin AK (Heps)/ monoklonaler anti CD31-AK (LSECs) und monoklonaler anti AAT-1-AK (Heps)/ monoklonaler anti CD31-AK (LSECs). Der Grund hierfür waren jeweils unspezifische Bindungen der AK an beide Zelltypen. Die Ergebnisse zeigen, dass bei der selektiven Detektion von verschiedenen Zelltypen in einem Kokultursystem auf Unspezifität der verwendeten AK geachtet werden muss und die spezifischen Antigene sorgfältig ausgewählt werden müssen.
https://doi.org/10.22032/dbt.40534
Einfluss einer wiederholten Acetaminophen-Applikation auf humane upcyte® Hepatozyten in einer 2D-Langzeit-Zellkultur. - Ilmenau. - 39 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
Die toxische Wirkung von Acetaminophen basiert auf dem Metaboliten N-Acetyl-p-benzochinonimin, welcher bei der Oxidation von Acetaminophen in einer Phase-I-Reaktion über das CYP450-Enzymsystem gebildet wird. Das Ziel der Arbeit bestand darin, die Auswirkungen wiederholter Acetaminophen-Applikationen auf humane upcyte® Hepatozyten über einen Zeitraum von 31 Tagen aufzuzeigen. Insbesondere sollten die Effekte physiologisch relevanter Acetaminophen-Konzentrationen (50 [my]M, 100 [my]M, 250 [my]M) mit höheren potenziell toxischen Acetaminophen-Konzentrationen (2 mM, 5 mM) auf humane upcyte® Zellen verglichen werden. Hierzu wurde täglich die Zellfunktion in Hinblick auf die Albumin-Sekretion und die LDH-Sekretion als Maß für die Acetaminophen induzierte Hepatotoxizität aus den Medium-Überständen bestimmt. Zudem sollte die Eignung der upcyte® Hepatozyten für Toxizitätsstudien dieser Art getestet werden. Durch die wiederholten Applikationen physiologisch relevanter Acetaminophen-Konzentrationen auf die upcyte® Hepatozyten konnte über den Inkubationszeitraum eine Steigerung der Zellfunktionalität in Hinblick auf die Albumin-Sekretion gezeigt werden. Im Gegensatz dazu führen hohe Konzentrationen (2 mM und 5 mM) zu einer starken Einschränkung der Zellfunktionalität. Entstandene Zellschädigungen durch die APAP-Applikationen zeigten sich im LDH-Assay reversibel. Die verwendeten upcyte® Hepatozyten wiesen eine lange Lebensdauer auf, wodurch die Langzeitkultur ermöglicht wurde.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
Strahlentherapie zur Behandlung von Hirntumoren bei Kindern führt oft zu Hirnverletzungen, die Langzeitnebenwirkungen wie die Minderung der Neurokognition verursachen können. Zum Verständnis des Mechanismus der Neurotoxizität und zum Vergleich der Effekte verschiedener Therapiemethoden ist es notwendig ein Brain Radiation Assay zu etablieren. Engineered cerebral organoids (enCORs) eignen sich als in vitro Modelle, da sie hochkomplexe Strukturen und diverse Hirnregionen aufweisen. Allerdings, weisen enCORs hinsichtlich ihrer Form und Größe Heterogenität auf. In dieser Studie wurden Scaffolds aus biokompatiblen Polymeren hergestellt und/oder hinsichtlich der Kultivierungseigenschaften der enCORs untersucht. Die Scaffolds wurden verwendet um enCORs aus der humanen embryonalen Stammzelllinie H9 zu generieren. Der zweite Ansatz zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit der enCORs bestand aus der Vereinheitlichung von embryoid bodies durch Kultivierung auf elektrogesponnenem Poly-[Epsilon]-caprolacton Meshs, welche durch Liverani bereitgestellt wurden. Die generierten enCORs wurden hinsichtlich ihrer Morphologie, Größe und Genexpression untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die enCORs, welche etablierte Protokolle generiert wurden, eine geringere Heterogenität aufwiesen im Vergleich zu den enCORs, die in den betrachteten Scaffolds generiert wurden. Die Kultivierung der H9 Zellen auf dem elektrogesponnem Poly-[Epsilon]-caprolacton Mesh führte nicht zur Bildung von embryoid bodies.
Design und Herstellung von DNA-Modulen als Bausteine zur kombinatorischen Synthese einer Textmitteilung auf Nukleinsäureebene. - Ilmenau. - 99 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, ein Konzept zum Designen von einzelsträngigen DNA-Oligomeren zu entwickeln, um aus diesen nach einigen wenigen Arbeitsschritten Texte in einer Abfolge von DNA-Basen eines DNA-Doppelstrangs zu codieren. Diese DNA-Konstrukte sollen als funktionale Markierung an Gegenständen aller Art angebracht werden und produktspezifische Informationen codieren. Zur Überprüfung der Umsetzbarkeit wurde ein exemplarischer Satz an Oligomeren designt und verschiedene Versuche zur Synthese durchgeführt. Das gewünschte Produkt konnte nicht synthetisiert werden, da die Oligomere aufgrund ihres Designs über längere Zeit instabil wurden und so hauptsächlich unerwünschte Nebenprodukte und Abbauprodukte auftraten.
Fibronektin- und Tenascin-C-Expression bei Fn-ED-A-Defizienz im Maus knockout-Modell. - Ilmenau. - 55 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
Die pulmonale Hypertonie (PH) ist ein klinisch und ätiologisch heterogenes Krankheitsbild, welches durch einen pulmonalarteriellen Druck von ≥ 25 mmHg definiert wird. Während der Progression kommt es zum Umbau der pulmonalvaskulären und myokardialen Gefäßstrukturen. Vor diesem Hintergrund sollte in einem Mausmodell der Einfluss von ED-A+-Fn auf die Progression der pulmonalen Hypertonie untersucht werden. Als Versuchsmodell wurde die PH mittels Monocrotalin in EDA-knockout und C57BL/6 Mäusen induziert. Im Anschluss sollte mittels histologischer, immunhistochemischer und molekularbiologsicher Analysen die Reexpression der onkofetalen Splicevariaten ED-A+-Fn und B+-TnC sowie zusätzlich von ASMA, COL3A1 und CD31 als Marker des pulmonalvaskulären und myokardialen Remodellings durchgeführt werden. Die MCT-induzierten Tiere zeigten einen erhöhter RVPsys und gesundheitliche Beeinträchtigung gegenüber den Kontrollen. Diese Folgeerscheinungen aufgrund der PH zeigten sich auch in einer ausgeprägten Schädigung in der Lunge. Zwischen den beiden MCT-Gruppen konnten Unterschiede in der Progression der Krankheit festgestellt werden, da alle Befunde in den C57BL/6 erkrankten Tieren schwerwiegender ausgeprägt waren als in den EDA-knockout Mäusen. In der durchgeführten Immunhistochemie konnte die Reexpression der onkofetalen Splicevarianten ED-A+-Fn und B+-TnC in den in den MCT-induzierten C57BL/6 Mäusen aufgezeigt werden. ED-A+-Fn dagegen konnte in keinem knockout-Tier nachgewiesen werden, was für das erfolgreiche Ausschalten des ED-A+-Fn Gens spricht. Für ASMA und COL3A1 konnte im Vergleich zwischen den Kontrollen und den MCT-induzierten Tieren eine gesteigerte Expression im Myokard der erkrankten Tiere nachgewiesen werden, wobei generell mehr Antigendeposition in den C57BL/6 als den EDA-knockout Mäusen vorlag. CD31 konnte in den erkrankten Tieren im Gegensatz zu den Kontrollen detektiert werden. Ein Unterschied zwischen den beiden MCT-induzierten Gruppen konnte nicht festgestellt werden. Die Isolation von RNA, aber auch DNA und Protein aus einer sehr kleinen Gewebeprobe konnte in qualitativer und quantitativ ausreichender Menge erfolgreich durchgeführt werden, so dass diese Methode für nachfolgende Versuche im Labor für mögliche Genexpressionsana-lysen angewandt werden kann. Die aus dieser Arbeit gewonnene Erkenntnis, dass das Fehlen von ED-A+-Fn die Ausbildung und gegebenenfalls auch die Progression der PH vermindert, spricht für eine wesentliche Rolle des ECM-Moleküls in der Pathologie der Erkrankung .Es ist zu erwarten, dass das Tiermodell der MCT-induzierten EDA-knockout Maus einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der Pathologie der Krankheit leistet sowie die Basis für neue Therapieoptionen bietet.
Design, synthesis and evaluation of photoswitching properties of homologous dimeric Donor acceptor Stenhouse adducts. - Ilmenau. - 41 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
Das Donor-Acceptor-Stenhouse-Adduct (DASA), eine neue Klasse von photochromen Molekülen, die sowohl ihre Farbe als auch ihre physikalischen Eigenschaften wie Polarität und Löslichkeit bei Einwirkung von sichtbarem Licht verändern können, hat in letzter Zeit immer mehr Aufmerksamkeit auf die Entwicklung intelligenter Materialien und Medikamente gelenkt. Bisher werden fast alle Arten von DASA-Derivaten durch Ringöffnungsreaktion mit aktiviertem Furan nur auf einer Seite des DASA-Vorläufers hergestellt. In der vorliegenden Arbeit wird die Synthetische Methode zur Herstellung eines doppelt aktivierten Furankerns für die Durchführung einer Doppelseitigen Ringöffnungsreaktion mit Donor Aminen und zur Herstellung eines dimeren Donor-akzeptor-Stenhouse-Adducts entwickelt. Basierend auf der Standardmethode zur Synthese des Alkin-funktionalisierten DASA-Vorläufers und der Kupfer(I)-katalysierten Azid-Alkin-Cycloaddition(CuAAC) wurden zwei Synthesestrategien entwickelt, um die Synthese des dimeren DASA-Vorläufers zu realisieren. Das resultierende Molekül wurde unter Verwendung von analytischen Standardtechniken gereinigt und vollständig charakterisiert. Dieser dimere DASA-Vorläufer zeigte die Fähigkeit, mit Donor Aminen zu reagieren, und führte wie alle DASA-Derivate einen Farbwechsel sowie eine photoschaltbare Eigenschaft unter Bestrahlung mit sichtbarem Licht durch. Außerdem, es werden in dieser Arbeit auch dimere DASA-Vorläufer mit unterschiedlichen Längen von Linkeralkylketten synthetisiert. Das Ergebnis dieser Studie bietet eine neue synthetische Route der neuartigen Derivate von DASA.
PCR basierte Methode zur kombinatorischen Synthese von dsDNA Konstrukten. - Ilmenau. - 36 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war es, eine PCR basierte Methode zu erarbeiten, welche gezielt ssDNA Primer zu einem dsDNA Konstrukt verbindet. Dazu wurden speziell für das Projekt Gene Module Combinatorics geplante Primer Bibliotheken verwendet, wie TATA, bei der die Primer vielfältig verbunden werden können und MM und LK bei der die Primer nur zu einem Konstrukt verknüpft werden können. Es konnte eine erfolgreiche Methode für die Bibliotheken MM und LK gefunden werden, wobei spezielle Primer zur Amplifikation des Produkts notwendig sind. Bei den TATA Primern konnten die geplanten Produkte nicht nachgewiesen werden und Nebenprodukte verhindert werden. Letzteres ist durch das Design der Verknüpfungsregion der Primer bedingt, welches zu Wiederholungen bestimmter Sequenzen im Konstrukt führt. Im Rahmen weiterer Forschungen sollte untersucht werden, ob speziell designte forward und reverse Primer das Zielprodukt nachweisen können und den Einfluss von Nebenprodukten verringern können.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019
In der vorliegenden Arbeit wurde die Aufskalierung der 2-Photonen-Polymerisation anhand abstrahierter sinusoidaler Strukturen mit Materialien aus der Mikrosystemtechnik und der Biomedizintechnik erprobt. Mit speziell angefertigten Substraten aus SU-8, SUEX TDFS und UDMA wurde eine konkrete Anwendung für DLW-Erzeugnisse geschaffen. Es wurde eine Strategie entwickelt, die die CAD/CAM-Programmierung hochkomplexer Strukturen für die experimentelle 2PP-Anlage zugänglich macht. Es konnten passende Parametersätze für erfolgreiches direktes Laserschreiben für alle eingesetzten Materialien ermittelt werden.
Synthese, Funktionalisierung und Charakterisierung lichtempfindlicher Donor-Acceptor Stenhouse Adducts und deren Verknüpfung mit Polycarbonatoberflächen. - Ilmenau. - 49 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019
Donor-Acceptor Stenhouse Adducts (DASAs) sind eine neue Klasse photochromer Moleküle, deren Photoisomerisation durch sichtbares Licht initiiert wird. Diese Stoffe verändern unter Lichteinwirkung sowohl ihre Farbe als auch ihre Polarität und damit ihr Löslichkeitsverhalten enorm, weshalb sie von großem Interesse für die organische Photochemie sowie die Materialchemie sind. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Synthesestrategie standardisiert zur Funktionalisierung von aktivierten Furanen, welche DASA-Vorläufer sind, mit verschiedenen Molekülen über eine Triazol-Verknüpfung. Mit dieser Strategie wurden zunächst aktivierte Furane durch Kondensation von Furfural mit Barbitursäurederivaten, die einen Alkinrest enthalten, synthetisiert. Anschließend wurden diese durch Kupfer(I)-katalysierte Azid-Alkin-Cycloaddition (CuAAC) mit verschiedenen Aziden, einschließlich eines Biomolekül-Azids, verbunden. Die erhaltenen Moleküle wurden isoliert und unter Verwendung von Standard-Analysetechniken vollständig charakterisiert. Diese neuartigen aktivierten Furane konnten als DASAs an aminofunktionalisierte Polycarbonatoberflächen gebunden werden. Dabei wurde die Beladungskapazität des Polymers mit DASAs bestimmt, die photolithographische Strukturierbarkeit der Oberfläche demonstriert sowie die Benetzungseigenschaften der so gebildeten Materialoberflächen untersucht. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind nützlich, um bioaktive, auf äußere Reize reagierende Materialoberflächen zu entwickeln, auf denen die Zelladhäsion durch sichtbares Licht beeinflusst werden kann.