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INHALTE

Monographien

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Erstellt: Fri, 21 Feb 2020 23:10:59 +0100 in 0.0600 sec


Köhler, Michael;
Entropie-Wende. - Ilmenau : Technische Universität Ilmenau, Universitätsbibliothek/ilmedia, 2019. - 1 Online-Ressource (V, 118 Seiten).
https://doi.org/10.22032/dbt.39378
Weber, Thomas;
Development and evaluation of a process to isolate picolitre compartments of a microfluidic bioassay to search for new microbial compounds. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2019. - 1 Online-Ressource (xii, 122 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019

Verglichen mit etablierten industriellen Hochdurchsatz-Anlagen entwickelten sich mikrofluidische, emulsionsbasierte Tropfensysteme in den letzten Jahren zu einer günstigen Alternative. Jedoch ist es derzeit nicht möglich, einzelne Tropfen im Pikoliter-Volumenbereich aus einer Vielzahl anderer Proben für anschließende Analysen zu isolieren. Diese Arbeit präsentiert ein Verfahren, um Tropfen mittels fluidischer Kanalstrukturen zu isolieren und über einen Brechungsindex-Sensor zu detektieren. Das erzeugte Signal ermöglicht eine automatisierte Einzelablage von Tropfen in adressierbare Kompartimente, wie beispielsweise in Petrischalen oder Mikrotiterplatten. Ergebnisse zeigen eine effektive Extraktion einzelner Tropfenfraktionen. Dennoch bedarf es einer kontinuierlichen Überwachung von Prozessparametern wie Flussrate und Tropfendurchsatz, um eine Trennung der einzelnen Tropfen zu gewährleisten. Gleichwohl bietet dieses online-Verfahren eine Möglichkeit, allgemeine Laborprotokolle und Analysetechniken mit Tropfenbasierter Mikrofluidik zu vereinen.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2019000143
Köhler, Michael;
Mobile microspies : particles for sensing and communication. - Singapore : Pan Stanford Publishing, 2019. - xii, 183 Seiten. ISBN 978-981-4800-14-3
- Includes bibliographical references and index

Lenk, Claudia;
Role of coupling conditions for pattern formation in excitable media : study of atrial fibrillation mechanisms and oscillator arrays in the Belousov-Zhabotinsky reaction. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2017. - 1 Online-Ressource (xxii, 175 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Übergang zwischen regulären und irregulären Mustern in Reaktions-Diffusions (RD)-Systemen. Hierbei lag der Fokus der Untersuchung auf der Rolle der Kopplungsbedingungen zwischen mehreren Oszillatoren für das Auftreten des Übergangs und der Systemspezifität der zugrundeliegenden Mechanismen. Zwei RD-Systeme wurden hierfür gewählt: (i) das Herz im Vorhofflimmer(VF)-zustand und (ii) die Belousov-Zhabotinsky-Reaktion (BZR). Numerische Simulationen dieser Systeme basierten auf einem Standard-RD-Modell, dem Fitzhugh-Nagumo-Modell, und verschiedenen systemspezifischen Modellen. Ergebnisse der Simulationen wurden mit selbstdurchgeführten Experimenten der BZR auf Silikatgelen sowie mit Literaturdaten zu medizinischen Studien des VF verglichen. Zwei Mechanismen für den Übergang zu irregulären Mustern wurden studiert. Der erste, von mir vorgeschlagene Mechanismus basiert auf der Wechselwirkung zweier aktiver Quellen, welche räumlich separiert sind. In Abhängigkeit des Frequenzverhältnisses der Quellen konnten verschiedene Typen von irregulären Mustern identifiziert werden: ein generischer Typ und drei weitere Typen, welche nur im allgemeinen oder den systemspezifischen Modellen auftraten. Der vorgeschlagene Mechanismus kann das episodische Auftreten von VF erklären, indem Änderungen einer Quellenfrequenz das System in den Zustand irregulärer Muster bringen. Dieser neue Mechanismus ist nicht nur für VF sondern auch für RD-Systeme (BZR, Nervenzellen) relevant. Der zweite untersuchte Mechanismus basiert auf der diffusiven Kopplung vieler Oszillatoren. In dieser Arbeit wurden irreguläre Muster im Bereich schwacher Kopplung gefunden, für welche als Ursache einerseits die reduzierte Kohärenz zwischen den gekoppelten Oszillatoren identifiziert wurde und andererseits die aufgrund der Kopplung veränderte Dynamik im Falle von anregbaren Einheiten. Ein weiterer Typ irregulärer Muster wird durch das Aufbrechen von Wellenfronten an den Oszillatoren verursacht. Der Einfluss der Größe, Form und Kopplungsstärke auf das Auftreten der irregulären Muster wurde untersucht sowie die Eigenschaften der Muster. Aufgrund der Generalität der identifizierten Mechanismen sind diese auch für andere chemische und biologische RD-Systeme wie PEM-Brennstoffzellen oder Herz-, Nerven- oder Bauchspeicheldrüsenzellen von Bedeutung.



http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017000238
Köhler, Michael
Jahresbericht 2016 und Abschlussbericht für das Forschungsvorhaben: Neue Syntheseleistungen durch Kopplung mikroorganismischer und Metallnanopartikel-katalysierter Prozesse in der Mikroreaktionstechnik (Projekt "BactoCat") im Förderprogramm "IKT 2010 - Forschung für Innovationen" des BMBF. - Ilmenau : TU Ilmenau, Institut für Chemie und Biotechnik, Fachgebiet Physikalische Chemie/ Mikroreaktionstechnik I. - 1 Online-Ressource (42 Seiten, 2,9 MB). - Förderkennzeichen BMBF 031A161A. - Verbund-Nummer 01134586

https://edocs.tib.eu/files/e01fb17/891011463.pdf
Köhler, Michael
Special issue: 8th CBM Workshop on Chemical and Biological Micro Laboratory Technologies. - Weinheim : Wiley-VCH, 2015. - Seite 1113-1153. . - (Chemical engineering & technology. - volume 38, no. 7 (July 2015)) - Datum und Ort des Workshops: 25.-27. Februar 2014 in Elgersburg

Visaveliya, Nikunjkumar;
Microfluidic synthesis and assembly of multi-scale polymer composite particles towards sensoric and labeling applications, 2015. - Online-Ressource (PDF-Datei: XIX, 151 S., 79,17 MB). Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2015

Polymer Nano- und Mikropartikel unterschiedlicher Größe, Form und Zusammensetzung sind in verschiedenen Bereichen wie Biomedizin und Nanotechnologie von großem Interesse. Eine der größten Herausforderungen bei der Synthese von Mehrkomponentenpartikeln sind die Reproduzierbarkeit und Monodispersität der Partikel mit gut definierten Oberflächen- und physikochemischen Eigenschaften in einer minimalen Anzahl von Prozeßschritten. Die erfolgreiche Umsetzung dieser Kriterien für Mehrskalenpolymerpartikel für sensorische und markierende Anwendungen wird in dieser Arbeit vorgestellt. Zur Erzeugung von Polymerpartikeln im Nanometerbereich wurde eine mikrofluidische T-Struktur aus Polyetheretherketon (PEEK) mit verschieden strukturierten Siliziumelementen eingesetzt. Mit diesem Aufbau wurden sphärische, elliptische, hantelförmige, kettenförmige, blumenartige und verzweigte Polymerpartikel sowie verschiedene Fluoreszenzpartikel definierter Größen hergestellt. Weiterhin wurden homogene und heterogene Nanoassemblies durch Einstellung entgegengesetzter Oberflächenladungen generiert. Für Polymerpartikel im Mikrometerbereich wurden die Siliziumelemente im mikrofluidischen Aufbau oberflächenmodifiziert, um größenkontrolliert hydrophobe und hydrophile Mikrogelpartikel für Fluoreszenzmarkierungen und SERS-Anwendungen herzustellen. Die erzeugten SERS-Sensorpartikel konnten erfolgreich in einem Mikrodurchfluss-Ramanmesssystem eingesetzt werden. Eine Mehrfachverwendung der Sensorpartikel wurde durch Waschschritte ermöglicht.Die erhaltenen Polymerpartikel wurden durch Rasterelektronenmikroskopie (SEM), dynamischer Lichtstreuung (DLS), Zetapotenzialbestimmung, Fluoreszenzmikroskopie, Fluoreszenz-Spektroskopie, oberflächenverstärkter Raman-Spektroskopie (SERS) sowie UV/VIS-Spektroskopie charakterisiert.



http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=26992
Cao, Jialan;
Mikrofluidisches System mit integrierter Multisensorik für mehrdimensionale Screenings in der miniatorisierten Umwelttoxikologie, 2015. - Online-Ressource. Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2015

Die globale Belastung der Umwelt mit Schadstoffen stellt ein Problem sowohl für Mensch als auch für Ökosysteme dar. Schadstoffe kommen in der Umwelt selten einzeln, sondern meist in komplexen Gemischen vor. Deshalb nimmt die Diskussion über die Kombinationswirkung von Schadstoffen einen immer größeren Stellenwert ein. Die Größe des mehrdimensionalen Parameterfeldes erschwert die Anwendung toxikologischer Standardmethoden und macht die Einführungen neuer Screeningmethoden notwendig. Der Einsatz der Mikrosystemtechnik im Bereich der Biotechnologie bietet erhebliche Vorteile bezüglich Miniaturisierung und Automatisierung verglichen mit herkömmlichen Verfahren. Das Ziel des Promotionsvorhabens bestand in der Entwicklung eines kompakten, automatisierten Fluidhandling- und Messsystems mit integrierter Multisensorik unter Anwendung des Prinzips mikrosegmentierter Flüsse zur Charakterisierung hochaufgelöster Dosis-Wirkungs-Beziehungen für die Einzel- sowie Kombinationswirkung von Umweltschadstoffen.Mit den entwickelten Labor- und Kompaktsystemen konnten zwei-, drei- und fünfdimensionale Konzentrationsfelder in Mikrofluidsegmenten erzeugt werden. Die Wirkungen verschiedener Schadstoffkombinationen auf Darmbakterium Escherichia coli, Grünalge Chlorella vulgaris, Bodenbakterien Streptomyces tendae F4, Streptomyces acidiscabies E13, Psychrobacillus psychrodurans UrPLO1 und Vertebraten-Zelllinien IPC-81 wurden erfolgreich untersucht. Durch die Integration von pO2-sensitiven Nanobeads in die Mikrofluidsegmente gelang die interaktionsfreie Auslese des segmentinternen pO2-Wertes während der Zeit- sowie konzentrationsabhängigen Kultivierung der schwermetalltoleranten Bakterienstämmen Streptomyces acidiscabies E13 und Psychrobacillus psychrodurans UrPLO1 in Mikrofluidsegmenten.Mit den entwickelten Systemen konnten zahlreiche binäre- und ternäre Gemische aus verschiedenen Organismen modellhaft untersucht werden. Es konnten Datensätze zu hochaufgelösten Einzelwirkungs- und Kombinationsscreenings der Verbindungsklassen Phenole, ionische Flüssigkeiten, Schwermetalle, Antibiotika, Herbizide, Fungizide, Medikamente (ACE Hemmer und CSE Hemmer), Ernährungsbestandteile und Metallnanopartikel anhand der Endpunkte Wachstum, Autofluoreszenz sowie der Änderung der Lumineszenzintensität von pO2 sensitiven Nanobeads mittels eines 2 Kanal Mikrodurchflussfluorimeters und eines 4 Kanal Mikrodurchflussphotometers gewonnen werden. Sowohl aus hochaufgelösten Einzelwirkungsscreenings als auch aus mehrdimensionalen Screenings der Mikrofluidsegmente konnten neue Erkenntnisse gewonnen werden. Die Versuchsergebnisse demonstrieren bereits die Einsatzfähigkeit der Kompaktanordnung und das große Potential der tropfenbasierten Mikrofluidik für toxikologische Multiparameter-Screenings. Das entwickelte System bildet eine wichtige Grundlage für ein marktfähiges Kompaktgerät in der miniaturisierten Ökotoxikologie.



http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=25986
Knauer, Andrea;
Einstellung der physikalischen Eigenschaften von zusammengesetzten oder formanisotropen Edelmetallnanopartikeln während der Synthese in Mikrofluidsegmentsequenzen, 2014. - Online-Ressource (PDF-Datei: XVI, 207 S., 12,16 MB). Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2014

Gegenstand dieser Arbeit war die Entwicklung eines mikrofluidischen Mehrstufenverfahrens zur Synthese verschiedener Edelmetallnanopartikelsysteme. Die, den experimentellen Untersuchungen zugrundeliegende, Fragestellung forderte eine Aussage über die Vorteilhaftigkeit der gewählten mikrofluidischen Syntheseführung auf die Ensembleeigenschaften der untersuchten Edelmetallnanopartikelsysteme. Ein hohes Potential zur kontrollierten Erzeugung homogener Nanopartikelsysteme weist die, bereits aus früheren Arbeiten als vorteilhaft bekannte, kontinuierliche Prozessführung unter Mikrodurchflussbedingungen auf. Es soll nun festgestellt werden, ob unter Anwendung der Mikrofluidsegmenttechnik eine weitere, signifikante Verbesserung Qualität der verschiedenen Produktpartikel - sowohl bei homogener Keimbildung als auch durch gezielt einstellbare Metallabscheidung bei heterogener Keimbildung - hinsichtlich der Teilchengrößenverteilung, der Formausbeute und, daraus resultierend, der optischen Eigenschaften, erreicht werden kann. Zum Nachweis der Eignung des tropfenbasierten Mikrodurchflussverfahrens für die Synthese sowie zur Einstellung der physikalischen Eigenschaften von Nanomaterialien wurden drei nanopartikuläre Stoffsysteme ausgewählt, die neben interessanten optischen, elektronischen und chemischen Eigenschaften deutliche Unterschiede bezüglich der Zusammensetzung, der Form oder der Kristallstruktur aufweisen. Bei der Wahl der Nanopartikelsysteme wurde berücksichtigt, dass aus den Synthesen potentiell interessante Materialien für weitere Grundlagenforschung, beispielsweise in Bereichen der heterogenen Katalyse, der Sensorik oder der Bioanalytik resultieren. Vor diesem Hintergrund wurden Silbernanodreiecksprismen, Gold/Silber-Kern/Doppelhüllen-Nanopartikel sowie einkristalline Goldnanokuben als Modellsysteme ausgewählt. Mit diesen Experimenten gelang es, zu zeigen, dass die physikalischen Eigenschaften verschiedener Nanopartikelsysteme mithilfe der Mikrofluidsegmenttechnik exakt adressiert werden können. Weiterhin konnten die Teilchengrößenverteilungen der untersuchten Nanopartikelsysteme reduziert und darauf basierend schmalere Absorptionsbanden in optischer Spektroskopie gemessen werden. Als Ergebnis der Arbeit resultieren optimierte, reproduzierbare Syntheseprotokolle für segmentbasierte Mikrodurchflussverfahren, welche für Silbernanodreiecksprismen, Gold/Silber-Kern/Doppelhüllen-Nanopartikel und Goldnanokuben mit regelmäßiger Kristallstruktur die präzise Einstellung der physikalischen Eigenschaften ermöglichen.



http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=25530