http://www.tu-ilmenau.de

Logo TU Ilmenau


INHALTE

Studienabschlussarbeiten

Anzahl der Treffer: 37
Erstellt: Fri, 17 Jan 2020 23:12:31 +0100 in 0.0329 sec


Ehrhardt, Florian;
Etablierung einer Selektionsplattform im 96-Well-Format zur Erzeugung von Saccharomyces cerevisiae-Mutanten mittels EMS und MNNG mit anschließender Charakterisierung hinsichtlich Glutathion und oxidativem Stress. - 108 S.. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Dieser Masterarbeit beschäftigte sich mit der Erzeugung, Selektion und Charakterisierung hinsichtlich des Wachstumsverhaltens, intrazellulären Glutathion sowie dem oxidativem Stress-Level von Saccharomyces cerevisiae-Mutanten. Der ausgewählte Wirts-Stamm wurde mit Hilfe der chemischen Agenzien MNNG und EMS mutiert und über verschiedene Selektionsdrücke in verschiedenen Konzentrationsbereichen selektiert. Die anschließende Charakterisierung der genannten Parameter erfolgte im 96-Well-Format, um eine möglichst große Anzahl an Mutanten untersuchen zu können. Mit den erfolgten Maßnahmen konnten Mutanten erzeugt werde, die bei vergleichbarem Wachstumsverhalten (BTS-Vergleich nach 72 h: Wirts-Stamm: 14,24 g/l; erzeugte Mutante Cerulenin III E-5: 15,66 g/l) eine gesteigerte GSH-Konzentration (relative GSH-Konzentration nach 72 h: Wirts-Stamm: 0,467; Mutante Cerulenin III E-5: 0,525) im Vergleich zum Wirts-Stamm aufwiesen. Dies entsprach einer Steigerung der relativen GSH-Konzentration der Mutante Cerulenin III E-5 um 12,4 % im Vergleich zum Wirt-Stamm und bedeutete somit die höchste erreichte Steigerung. Durch die ermittelten Korrelationskoeffizienten von 0,97 bzw. 0,95 nach 48 h bzw. 72 h konnte im Rahmen dieser Arbeit eine signifikante Korrelation zwischen der intrazellulären GSH-Konzentration und dem oxidativen Stress-Level der Mutanten gezeigt werden.



Lenke, Steffen;
Entwicklung eines kompakten Messaufbaus und -verfahrens für die Ermittlung von Dosis/Wirkungs-Funktionen an schwermetall-toleranten Bakterien in Mikrofluidsegmenten mittels SERS-Charakterisierung. - 140 S.. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

In der vorliegenden Masterarbeit wurden nach Validierung des vorhandenen Raman-Kompaktaufbaus der Firma Raman Systems Inc. Änderungen und Modifikationen vorgenommen, um diesen für Raman- und SERS-Messungen im segmentierten Fluss zu optimieren. Ziel sollte es sein, von Mikroorganismen gebildete Sekundärmetabolite, wie z.B. Antibiotika, aufgrund von effektorspezifischen Konzentrationsänderung im SERS-Spektrum zu detektieren und im Idealfall zu identifizieren. Zu diesem Zweck wurden für den SERS-Effekt benötigte Polyacrylamid-Sensorpartikel in verschiedenen Größen hergestellt und sowohl innen als auch außen mit Silber verstärkt. Es wurde eine ideale Silberkonzentration ermittelt, welche den SERS-Verstärkungseffekt maximiert und somit bestmögliche Signale liefert. Es konnten unter anderem SERS-Spektren von Modellanalyten, Zellen, sowie Antibiotika aufgenommen und die minimal mit diesem Aufbau möglichen Detektionsschwellen ermittelt werden. Nach mehreren Optimierungen des Kompaktaufbaus war es anschließend möglich, Raman-Signale im segmentierten Fluss aufzunehmen. Während Testmessungen die problemlose Trennung von Analyt- und Trägerphase sowie die Durchführbarkeit eines Konzentrationsgradienten im segmentierten Fluss aufzeigten, war die Applizierung der silberverstärkten Sensorpartikel in den mikrofluidischen Aufbau nicht möglich, da aufgrund von Sedimentation und Aggregation der Partikel innerhalb der Spritze sowie im Schlauchsystem selbst, keine reproduzierbare Möglichkeit der Messung von SERS-Spektren offenlegte. Weiterhin wurden die Anforderungen an ein neues Raman-Kompaktsystem aufgezeigt und mit aktuell verfügbaren Kompaktsystemen verglichen, wodurch die hier durchgeführten Messergebnisse verbessert und eventuell einige der aufgetretenen Probleme gelöst werden könnten. Alle der hier aufgezeigten und durchgeführten Verbesserungen und Modifikationen lassen sich problemlos auf ein neues Raman-Kompaktsystem übertragen und sorgen damit für eine allgemeine Optimierungsmöglichkeit von handelsüblichen Raman-Kompaktgeräten, um diese für spezielle Aufgaben im mikrofluidischem Forschungsbereich zu etablieren.



Bokeloh, Frank;
Design and fabrication of a microfluidic platform for raman spectroscopy based cell diagnostics. - 91 S.. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Lab-on-a-Chip Technologien haben aufgrund ihres Potentials für schnelle und kontrollierte Handhabung kleiner Probenmengen ein großes wissenschaftliches Interesse erlangt. Speziell für Anwendungen in der medizinischen Diagnostik bietet diese Technologie vielversprechende Möglichkeiten. Verschiedenste Strategien wurden entwickelt um Flüssigkeiten im mikrofluidischen System zu transportieren. Dazu gehören Druck betriebene Techniken, Elektroosmose oder auch Methoden die Kapillarkräfte nutzen. Eine weitere Technik bieten zentrifugal betriebene Plattformen (Lab-on-a-disc). In dem vorliegenden Bericht werden zwei Lab-on-a-disc Strategien vorgestellt, um potentielle pathogene Mikroorganismen an definierten Stellen im Chip einzufangen und damit für Raman Messungen zugänglich zu machen. Die erste Strategie nutzt einen Array bestehend aus V-förmigen Mikrostrukturen, in denen die Bakterien aus wässriger Lösung angereichert werden. Bei der zweiten Methode wurden die Bakterien auf einer Filtermembran aufgefangen. Auf diese Membran wurde zusätzlich eine Gitterstruktur aus einem SU-8 Polymer aufgebracht, so dass die Bakterien an bestimmten, wohl definierten Stellen aufkonzentriert wurden. Durch die Verwendung von Glasfenstern über der Fangstruktur, konnten sowohl in den V-förmigen Mikrostrukturen, als auch auf den Membranen mit Gitterstruktur die gefangenen Bakterien mittels Raman-Spektroskopie charakterisiert werden. Außerdem ermöglichen beide Strategien zusätzliche Inkubationsschritte mit Antibiotika und Waschschritte, ohne die eingefangenen Mikroorganismen zu verlieren.



Jin, Jing;
Automatisierung magnetpartikelbasierter Immunoassays auf zentrifugal-mikrofluidischem Lab-on-a-Chip System. - 115 S.. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die vorliegende Arbeit beschäftigte sich mit der Automatisierung magnetpartikelbasierter Immunoassays zum Nachweis von Sepsis bei Neugeborenen auf einem zentrifugal-mikrofluidischen Lab-on-a-Chip System. Ausgangspunkt war ein bestehender magnetpartikelbasierter CRP Assay, der manuell auf einer 96-Wells-Mikrotiterplatte etabliert wurde. Zur Realisierung der Automatisierung wurde in den Vorarbeiten am IMTEK bereits eine Foliendisk (ELISA-Disk I) hergestellt, auf der jedoch noch kein CRP Assay experimentell erprobt wurde. Auf der Foliendisk können sämtliche Immunoreagenzien, sowie die Probe einpipettiert und inkubiert werden. Mit dem Prozessierungsgerät LabDisk Player kann die Durchführung eines magnetpartikelbasierten ELISAs auf der Foliendisk automatisiert werden. In den Vorarbeiten gab es zwei wesentliche Probleme auf der ELISA-Disk I. Ein Problem war die Kreuzkontamination zwischen den Kammern. Ein weiteres Problem war der Beadtransport. Die Effizienz des Beadtransports über einen Durchlauf von mehreren Kammern zu Beginn der Arbeit war fast 0%. Mit dem Ziel einer zuverlässigen mikrofluidischen Funktionsweise und der Optimierung des Beadtransports wurden in dieser Arbeit zwei Disklayouts (ELISA-Disk II und one step ELISA-Disk) mit geänderten Strukturen zur Automatisierung des CRP-Assays entwickelt. Bei der ELISA-Disk II und der one step ELISA-Disk wurden zwei Pinning-Kanten im Luftspalt zwischen den Kammern erstellt, um die Kreuzkontamination zu vermeiden. Die Optimierung des Beadtransports erfolgt durch Beschichtung der Disk und Erhöhung der Beadmenge. Auf der mit Blockpuffer beschichteten ELISA-Disk II erreicht die Transporteffizienz 90% über mehreren Kammern mit 2 myl Dynabeads® M-280 und 8 myl Dynabeads® M-450. Durch Entwicklung eines one step ELISAs konnten die Assayschritte reduziert und die Ablaufzeit deutlich verkürzt werden. In dieser Arbeit wurde ein automatisierter CRP Immunoassay im pathophysiologischen Konzentrationsbereich (0,33 - 81 ng/ml) von Neugeborenensepsis auf einer zentrifugal-mikrofluidischen LabDisk etabliert. Aktuell können auf einer one step ELISA-Disk drei Proben parallel untersucht werden. Da zum Zeitpunkt der Arbeit im LabDisk Player noch keine Absorptionsmessung zur Verfügung stand, wurden nach der Prozessierung die Partikel mit Waschpuffer aus der Disk in die Mikrotiterplatte überführt, wo die enzymatische Reaktion und Detektion stattfindet. Die Prozessierung einer Probe erfolgt binnen 20 Minuten. Die gesamte Ablaufzeit für drei Proben auf einer Disk beträgt 40 Minuten. Es bleibt zu zeigen, dass die Absorptionsmessung auf dem LabDisk Player umgesetzt werden kann. Weiter sollten noch weitere magnetische Partikel alternativer Hersteller getestet werden, um den Beadtransport auf 100% zu optimieren.



Thiele, Matthias;
Aufbau und Optimierung einer kontinuierlichen mikrofluidischen Durchflusssynthese von Silberseedpartikeln zur Generierung anisotroper Silbernanoprismen für die Bioanalytik. - 86 S.. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die Arbeit zielt auf die Umsetzung der klassischen Batchmethode zur kontinuierlichen mikrofluidischen Synthese von Silberprismen. Dabei konnte ein fluidisches System etabliert werden, welches unter den Vorteilen der Mikroreaktionstechnik die Qualität, die Ausbeute und die Prozessstabilität der Partikelherstellung gewährleistet und sogar verbessert. Die entstandenen Nanopartikel dienen als Grundlage für bioanalytische Nachweisverfahren und wurden mit konventionellen, im Batch hergestellten Partikeln verglichen um den Einflus der Synthesemethode festzustellen.



Budden, Matthias;
Entwicklung und Charakterisierung eines neuartigen Aktuatorprinzips zur aktiven Tropfenmanipulation über elektrische Felder für die digitale Mikrofluidik. - 127 S.. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Im Zuge zunehmender Miniaturisierung in nahezu allen Bereichen von Wissenschaft und Technik ist es ein wichtiges Ziel der Mikrosystemtechnik, ein möglichst leistungsfähiges und vielseitig einsetzbares Chiplabor zu entwickeln. Hier ist zur Realisierung voneinander abgegrenzter Mikroreaktionsräume die tropfenbasierte Mikrofluidik besonders vielversprechend. Für automatisierte Vielparameteranalysen und -synthesen auf Chipebene sind Techniken erforderlich, die es erlauben, Flüssigkeitssegmente zu ihrem Bestimmungsort zu transportieren, sie mit anderen Kompartimenten zu vereinigen oder größere Segmente zu zerteilen. Ganz besonders wichtig aber ist die Möglichkeit einer gezielten Ansteuerung einzelner Segmente, die z.B. ein Sortieren der Reaktionsräume nach beliebigen Kriterien möglich macht. In dieser Arbeit wurde zunächst ein System entwickelt, dass eine schnelle und zuverlässige Aktuation einzelner Segmente innerhalb eines Mikrofluidikchips mit integrierten Elektroden über elektrische Felder ermöglicht. Die Segmente werden dazu in einem Mikrokanal zunächst optisch detektiert. Es wurde eine Software entwickelt, die das optische Signal in Echtzeit auswertet und über die Steuerung eines Hochspannungsmoduls eine Rückkopplung auf die Segmente erlaubt. Über Änderungen des elektrischen Feldes und seiner Polarität können die Segmente an einer Y-Kanalkreuzung reproduzierbar in den gewünschten Kanal gelenkt werden. Nach einer Optimierung der für die Aktuation günstigen Parameter konnte gezeigt werden, dass über dieses System Information in der Anordnung von Segmenten gespeichert werden kann. Mit Hilfe weiterer Experimente wurde der Schaltmechanismus besser charakterisiert. Es kann jetzt ausgeschlossen werden, dass rein elektrostatische, dielektrophoretische oder durch Elektrobenetzung hervorgerufene Kräfte für den Schalteffekt verantwortlich sind. Ein Modellexperiment mit frei fallenden Segmenten ermöglichte die Messung charakteristischer Relaxationszeiten und weiterer für die Aktuation wichtiger Parameter. Unterstützt durch Simulationen des elektrischen Feldes wird ein Modell vorgeschlagen, dass einige der beobachteten Effekte erklären kann. Es beschreibt die Tropfenbewegung über die temporäre Induktion einer Nettoladung an der Tropfengrenzfläche und anschließende elektrostatische Ablenkung. Zur Klärung aller Effekte, sind weitere Untersuchungen nötig.



Paulo, Julia;
Untersuchung des Einflusses von Leukozyten bei der Quantifizierung tumorassoziierter Transkripte nach Separation von zirkulierenden Tumorzellen. - 75 S.. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Zirkulierende Tumorzellen bekommen immer mehr eine größere klinische Relevanz in der Prognose des Mamakarzinoms. Mit Hilfe der Kombination von immunmagnetischer Anreicherung und Multiplex-RT-PCR können CTC`s aus Vollblut isoliert und tumorspezifische Transkripte quantifiziert werden. Problematisch bei der Separation der CTC`s ist die Mitisolierung von kernhaltigen Blutzellen. Durch eine Charakterisierung und Quantifizierung der isolierten kernhaltigen Blutzellen soll der Einfluss dieser Zellen auf die Quantifizierung der tumorassoziierenden Transkripte untersucht werden.



Zink, Jan;
Konzeption und Umsetzung von miniaturisierten Teilmodulen zur dezentralen Detektion von zirkulierenden Tumorzellen. - 72 S.. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Entwicklung und Optimierung einer fluidischen Kartusche für die magnetische Zellseparation von CTC's mit anschließender DNA-Isolierung. Außerdem wurden verschiedene Konzepte zur Etablierung eines LOC-Thermocyclers geprüft. Damit soll die Amplifikation von spezifischen Nukleinsäure-Markern aus den separierten CTC's möglich sein. Des Weiteren wurde getestet, ob es möglich ist PCR-nachgeschaltete Prozesse in die PCR-Chipkartusche zu integrieren.



Goldhan, Juliane;
Untersuchung der Coffein-Kompatibilität bei der Anwendung von Antibiotika mittels Mikrofluidtechnik. - 128 S.. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Das Ziel dieser Bachelorarbeit bestand in der Untersuchung der Coffein-Kompatibilität bei der Anwendung von Antibiotika mit Hilfe der Technik der mikrosegmentierten Flüsse. Es sollten sowohl mögliche synergistische als auch antagonistische bzw. additive Effekte untersucht werden. Dabei wurde der Modellorganismus Escherichia coli ins Mikrofluidsystem eingebracht und in nur wenige Mikro- bis Nanoliter großen Fluidsegmenten kultiviert. Es wurden mehrdimensionale Konzentrationsfelder erzeugt, um neben den Einzelwirkungen verschiedener Chemikalien und Medikamente auch die Kombinationswirkung binärer bzw. ternärer Konzentrationsgemische zu untersuchen. Um eine Aussage über kritische Dosen in Abhängigkeit zur jeweiligen Coffein-Konzentration treffen zu können, wurden mehrere Versuche mit Escherichia coli im synthetischen Medium und mit verschiedenen Wirkstoffkombinationen durchgeführt. Durch die Integration eines optimierten Mikrodurchflussfotometers und -fluorimeters war ein kontinuierliches Monitoring der Segmente zu unterschiedlichen Kultivierungszeitpunkten möglich. Es konnten somit Datensätze zur Einzel- und Kombinationswirkung binärer bzw. ternärer Gemische gewonnen werden, welche wichtige Informationen über den Einfluss von Coffein auf die Wirkung verschiedener Arzneistoffe lieferten. Es ergaben sich gut reproduzierbare Dosis-Wirkungs-Beziehungen und in Bezug auf die Kombinationsscreenings sowohl antagonistische, als auch synergistische Effekte. Einige Substanzen beeinflussten sich in ihrer Wirkung gegenseitig nicht, während andere Substanzen es starke Abhängigkeiten aufwiesen.



Eisenhuth, Susanne;
Fluoreszenzbasierte Charakterisierung von zellulärem Scherstress in Chipsystemen unter Flussbedingungen. - 71 S.. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Die Kultivierung von eukaryotischen Zellen in der klassischen Zellkultur ist meist aufwändig, fehleranfällig und beruht auf statischen Messprinzipien. Die automatisierte Kultivierung von Zellen in mikrofluidischen Chipsystemen bietet eine Möglichkeit der Optimierung, da sie automatisierbar ist, eine bessere Kontrolle der Kultivierungsbedingungen bietet und dynamische Analyseanwendungen erlaubt. In der Arbeit wurde ein inkubatorunabhängiges, durchflussbasiertes Chipsystem entwickelt, welches mit einem Heizelement arbeitet und ohne CO2-Begasung eine stabile und sterile Wachstumsumgebung für die Zellen gewährleistet. Mit diesem System war das online Monitoring von im Chip, unter Flussbedingungen kultivierten Zellen vereinfacht möglich. Die in mikrofluidischen Chipsystemen wirkende Scherbelastung auf Zellen, welche zu zellulärem Stress und metabolischen und morphologischen Veränderungen führen kann, wird seit längerem intensiv untersucht. Hierbei hat sich gezeigt, dass der wirkende Scherstress über Veränderungen der Membranviskosität vermittelt wird. Aus diesem Grund wurde mit Hilfe von FCVJ, einem molekularen Rotor und viskositätssensitiven Fluorophor, welches eine hohe Affinität zu Zellmembranen aufweist, versucht den wirkenden Scherstress zu charakterisieren. Hierfür wurden zum einen die viskositätsabhängigen Eigenschaften von FCVJ untersucht. Zum anderen wurden Durchflussversuche im Chip an FCVJ-gefärbten Zellen gemacht. Die Viskositätsabhängigkeit der Fluoreszenzquantenausbeute von FCVJ konnte bestätigt werden, ebenso wie scherbedingte Änderungen der Membranviskosität von Zellen. Es konnte gezeigt werden, dass sich FCVJ als Werkzeug für Untersuchungen der Scherbelastung in mikrofluidischen Zellkultivierungs- und Testsystemen eignet.