Entwicklung einer Prozedur zur Bestimmung von Quecksilber in der Gasphase mit Silbernanopartikel unterstützter TRFA

Die Salze von Quecksilber und Arsen wurden früher häufig verwendet, um Ausstellungsstücke, Exponate, Herbarien und Gemälde vor Schäden zu schützen. Zumeist wurde für die Konservierung HgCl2 verwendet. Im Laufe der Zeit wird dieses Salz jedoch durch bakterielle Aktivitäten zu Hg0 reduziert und wird im gasförmigen Zustand abgegeben. Quecksilber ist im gasförmigen Zustand sehr giftig für den Menschen, daher müssen in Archiven und Museen entsprechende Kontrollen durchgeführt werden, um Mitarbeiter und Besucher nicht zu gefährden. Mehrere Arbeitsgruppen haben Quecksilber in der Luft und im Staub nachgewiesen. Ziel dieser Arbeit ist eine effiziente, mikroanalytische Methode für die TotalreflektionsRöntgenFluoreszenzAnalyse (TRFA) zu entwickeln, die keinen zusätzlichen Aufbau benötigt und in vielen Laboren bereits zur Verfügung steht. Eine Anreicherung des Quecksilbers erfolgt mittels Silbernanopartikeln (AgNPs). In einem Teil der Arbeit werden Analysen von selbst hergestellten und erworbenen AgNPs vorgestellt. Geringe Größen der Nanopartikel wirken sich positiv auf die Menge an gesammeltem Quecksilber aus. Die Größenbestimmung mittels UVVis ergaben eine Größe von 4 - 7 nm. Hinzu kamen weitere Größenbestimmung mittels TEM (8 ± 4 nm) und XRD (13 - 39 nm). Letztere zeigten, dass neben kleinen Partikeln auch größere Partikel in der Suspension vorhanden sind. Es zeigten sich große Vorteile, dass die Probenträger vor der Quecksilber-Exposition gewaschen werden. Auf gewaschenen Probenträgern amalgamierten 60% mehr Quecksilber, als auf den Ungewaschenen. Neben den selbst hergestellten AgNPs sind kommerzielle AgNPs (10 nm und 100 nm) eingesetzt worden. Hier zeigte sich erneut, dass die Größe der Nanopartikel einen entscheidenden Einfluss auf die Quecksilberaufnahme hat. Die 10 nm AgNPs haben im Vergleich zu den 100 nm 6,9-mal mehr Quecksilber aufgenommen. Mittels eines internen Ga-Standards (gelöst in HNO3) sollte eine Quantifizierung erfolgen, jedoch bilden sich bei Absenkung des pH-Wertes Silberkristalle, welche eine Amalgamierung erschweren. Alternativ wurden weitere interne Standards untersucht, welche einen neutralen oder basischen pH-Wert aufweisen. Mikro-RFAUntersuchgen ergaben, dass bei einem Cr(IV)-Standard keine homogene Verteilung gegeben ist, allerdings zeigten TRFA-Untersuchungen trotzdem eine gute Eignung. Die Quantifizierung erfolgte über eine Kalibrierung mit Hg-Konzentrationen, die in einem Kontrollraum hergestellt wurden, sodass die Methode in einer Feldstudie getestet werden konnte. Mittels der entwickelten Methode konnte in mehreren belasteten Räumen Quecksilber nachgewiesen werden, z.B. auf einem Dachboden 0,0014 mg/m³ (Standardabweichung: 0,0025 mg/m³).Mercury compounds like HgCl2 were often used to protect cultural heritage specimens e.g. herbaria and paintings from damage. Over time, Hg0 is formed by bacterial activity and released into the air. Accordingly, access to archives may need to be controlled because of the hazard originating from high Hg gas phase concentration. Other workgroups determinated mercury in the air and dust. The aim is to develop a reliable and accurate procedure to analyze airborne Hg using Total Reflection X-ray fluorescence (TXRF); a small footprint and efficient microanalytical tool already available in many laboratories. The airborne mercury was enriched from the gas phase on silver nanoparticles (AgNPs) prepared directly on TXRF carriers. In one part of the thesis, analyzes of self-made and commercial AgNPs are presented. Small sizes of the nanoparticles have a positive effect on the amount of collected mercury. The size determination using UV-Vis showed a size of 4 - 7 nm. In addition, there was further size determination using TEM (8 ± 4 nm) and XRD (13 - 39 nm). XRD showed that in addition to small particles, larger particles are also present in the suspension. There were great advantages in washing the sample carriers prior to exposure to mercury. 60% more mercury was amalgamated on washed carriers than on the unwashed ones. Besides the self-made AgNPs, commercial AgNPs (10 nm and 100 nm) have also been used. The commercial AgNPs have shown that the size of the nanoparticles have a decisive influence on the mercury uptake. The 10 nm AgNPs absorbed 6.9 times more mercury compared to the 100 nm. Calibration in TXRF is usually achieved using an internal standard (IS). However, acidic IS solutions like gallium (3% HNO3) led to the formation of large Ag crystals and a rather poor reproducibility was observed for Ag determination. Alternative standard solutions having basic to neutral pH were therefore tested. Micro-X-ray fluorescence studies on the spatial distribution of Ag and Cr in AgNP deposits with Cr(VI) IS showed a significant inhomogeneity on a larger length scale. However, TXRF studies nevertheless showed suitability. The calibration was performed with a defined concentration of gas phase mercury in a controlled atmosphere. The method can be tested in field studies. With the developed method, mercury was detected in several contaminated rooms, e.g. 0.0014 mg/m³ (standard deviation: 0.0025 mg/m³)

Die Selbstbeschränkung des religiösen Subjekts. Überlegungen und empirische Befunde zu den Grenzen religiöser Individualisierungsprozesse

Esoterische Uberzeugungen und Ansatze der Lebensbewaltigung sind heute selbstverstandlicher Teil der Alltagskultur. Beobachtet werden sie nicht nur bei Menschen, die sich auserhalb der Kirchen religios verorten, sondern immer wieder auch bei Kirchenmitgliedern. Dieses Phanomen hat viel Aufmerksamkeit gefunden und teils zur Erwartung einer rapiden Ausbreitung moderner individualisierungsprozesse gefuhrt. Mogliche Grenzen derselben, etwa im Kontext exklusivistischer Religiositat, haben dagegen kaum Beachtung gefunden. Sie sind Gegenstand der vorliegenden explorativen Studie. Nach Vorüberlegungen zu den Konzepten individualistischer und exklusivistischer Religiositat geht diese anhand von zwei Untersuchungsstrangen der Frage nach dem Zusammenhang zwischen einer Zugehorigkeit zu einer spezifischen Glaubensgemeinschaft und der individuellen Haltung gegenuber Esoterik nach: Einerseits werden die Positionen verschiedener Glaubensgemeinschaften (Neuapostolische Kirche, Pfingstler, Zeugen Jehovas, romisch-katholische Kirche, evangelische Kirche) gegenuber Esoterik komparativ untersucht. Andererseits werden die personlichen Haltungen von Anhangern und Mitgliedern der Gemeinschaften gegenuber verschiedenen esoterischen Uberzeugungen und Praktiken verglichen. Erwartungsgemas ergeben beide Untersuchungsstrange Unterschiede zwischen den Gruppen, die sich im Wesentlichen entsprechen. Vergleiche zwischen den Gruppen und mit ALLBUS 2002-Daten fur Westdeutschland bestatigen u.a. die Erwartung einer hohen Ablehnung von Esoterik unter Zeugen Jehovas und Pfingstlern und damit auch die Grenzen moderner Individualisierungsprozesse. Erganzende korrelative Analysen zum Verhaltnis von Zentralitat der Religiositat sowie Gottesbild und Haltung gegenuber Esoterik ergeben schwache, jedoch durchweg konsistente Zusammenhänge

Organic batteries with ascorbic acid and the slightly different lemon battery

Über die sogenannte Zitronenbatterie ist in der Vergangenheit schon viel geschrieben worden. Sie funktioniert nicht gut, und die chemischen Reaktionen sind komplex. Mit der Ascorbinsäure der Zitrone lässt sich allerdings eine wirksame organische Batterie konstruieren. In diesem Artikel werden Versuche zu organischen Batterien präsentiert, die mit Ascorbinsäure und deren Alltagsprodukte betrieben werden können. (DIPF/Orig.)Numerous scientific papers have been published concerning the lemon battery, albeit it exhibits complex electrochemical reactions and a limited functionality. The ascorbic acid of the lemon can be used nevertheless to construct an effective Organic Battery. In this article experiments linked with Organic Batteries are presented, which can be operated with ascorbic acid and everyday life materials. (DIPF/Orig.

Применение высоконапорных полимерных труб "Anaconda" на нефтегазовых промыслах в климатических условиях заполярья

Сокращение аварийных ситуаций и повышение эксплуатационной надежности трубопроводов - главная задача инженеров и проектировщиков. В результате, остро стоит вопрос о необходимости строительства промысловых трубопроводов с учётом прокладки в условиях вечной мерзлоты и коррозионного износа. Необходимость предусматривать в проекте развития высокой скорости коррозии и разрушающего воздействия грунтов заполярного круга- факторы, влияющие на безотказную работу трубопровода. Обсуждается вопрос о возможности применения высоконапорных полимерных труб "Anaconda" на промысловых нефтегазопроводах в климатических условиях заполярья и их роли в повышения эксплуатационной надежности трубопроводов

Lemon battery again. A clarification

Über die elektrochemischen Vorgänge in der sogenannten Zitronenbatterie mit Zink- bzw. Eisenelektroden und Kupferelektroden wird seit Jahrzehnten diskutiert. In diesem Artikel werden Versuche aufgezeigt, dass bei einer Eisen-Kupfer-Zelle nur die Reduktion des Luftsauerstoffs möglich ist, während bei einer Zink-Kupfer-Zelle unter bestimmten Bedingungen auch eine Reduktion von Wasserstoff-Ionen erfolgen kann. Auch dazu wird in diesem Artikel ein Versuchsaufbau der Zitronenbatterie in einer sauerstofffreien Atmosphäre vorgestellt. In weiteren Untersuchungen wird mit Hilfe der Totalreflexions-Röntgenfluoreszenzanalyse ebenso die Korrosionsgeschwindigkeit der Sauerstoffkorrosion des Kupfers in der Zitronensäure ermittelt und diskutiert. (DIPF/Orig.)The electrochemical processes taking place in the so called lemon battery using zinc-, iron and copper electrodes have been an issue of interest and discussion for decades. In this paper we demonstrate that only the reduction of oxygen is possible if one applies an iron-copper cell whereas the reduction of hydrogen is possible under specific conditions using a zinc-copper cell. For that purpose an experimental setup for the lemon battery in an oxygen-free atmosphere is presented. Furthermore, the speed of the oxygen corrosion of copper in the lemon battery is determined via Total Reflection X-Ray Fluorescence (TXRF) and discussed. (DIPF/Orig.

Adult Osteosclerotic Metaphyseal Dysplasia With Progressive Osteonecrosis of the Jaws and Abnormal Bone Resorption Pattern Due to a LRRK1 Splice Site Mutation

Osteosclerotic metaphyseal dysplasia (OSMD) is a rare autosomal recessive sclerosing skeletal dysplasia. We report on a 34-year-old patient with sandwich vertebrae, platyspondyly, osteosclerosis of the tubular bones, pathologic fractures, and anemia. In the third decade, he developed osteonecrosis of the jaws, which was progressive in spite of repeated surgical treatment over a period of 11 years. An iliac crest bone biopsy revealed the presence of hypermineralized cartilage remnants, large multinucleated osteoclasts with abnormal morphology, and inadequate bone resorption typical for osteoclast-rich osteopetrosis. After exclusion of mutations in TCIRG1 and CLCN7 we performed trio-based exome sequencing. The novel homozygous splice-site mutation c.261G>A in the gene LRRK1 was found and co-segregated with the phenotype in the family. cDNA sequencing showed nearly complete skipping of exon 3 leading to a frameshift (p.Ala34Profs*33). Osteoclasts differentiated from the patient's peripheral blood monocytes were extremely large. Instead of resorption pits these cells were only capable of superficial erosion. Phosphorylation of L-plastin at position Ser5 was strongly reduced in patient-derived osteoclasts showing a loss of function of the mutated LRRK1 kinase protein. Our analysis indicates a strong overlap of LRRK1-related OSMD with other forms of intermediate osteopetrosis, but an exceptional abnormality of osteoclast resorption. Like in other osteoclast pathologies an increased risk for progressive osteonecrosis of the jaws should be considered in OSMD, an intermediate form of osteopetrosis

Engineering the rRNA decoding site of eukaryotic cytosolic ribosomes in bacteria

Structural and genetic studies on prokaryotic ribosomes have provided important insights into fundamental aspects of protein synthesis and translational control and its interaction with ribosomal drugs. Comparable mechanistic studies in eukaryotes are mainly hampered by the absence of both high-resolution crystal structures and efficient genetic models. To study the interaction of aminoglycoside antibiotics with selected eukaryotic ribosomes, we replaced the bacterial drug binding site in 16S rRNA with its eukaryotic counterpart, resulting in bacterial hybrid ribosomes with a fully functional eukaryotic rRNA decoding site. Cell-free translation assays demonstrated that hybrid ribosomes carrying the rRNA decoding site of higher eukaryotes show pronounced resistance to aminoglycoside antibiotics, equivalent to that of rabbit reticulocyte ribosomes, while the decoding sites of parasitic protozoa show distinctive drug susceptibility. Our findings suggest that phylogenetically variable components of the ribosome, other than the rRNA-binding site, do not affect aminoglycoside susceptibility of the protein-synthesis machinery. The activities of the hybrid ribosomes indicate that helix 44 of the rRNA decoding site behaves as an autonomous domain, which can be exchanged between ribosomes of different phylogenetic domains for study of function

Deutschland auf dem Weg zur Klimaneutralität 2045 - Szenarien und Pfade im Modellvergleich (Zusammenfassung)

Erstmals stellt die vorliegende Szenarienanalyse für Deutschland konkreteTransformationspfade zur Klimaneutralität 2045 auf der Basis eines umfassenden Modellvergleichs vor. Das Besondere an dieser Studie des Ariadne-Projektes ist, dass sechs Gesamtsystem- und Sek-tormodelle in einer Studie integriert wurden, die sich in ihren jeweiligen Stärken ergänzen: Für spezifische Fragestellungen wurde jeweils dasjenige Modell als Leitmodell hervorgehoben, welches die entsprechenden Aspekte am genauesten abbildet. Weitere Modelle wurden genutzt, um Auswirkungen der Transformation auf Umweltschutzgüter und die Verteilung der Kosten auf verschiedene Einkommensgruppen zu analysieren.Dieser breit gefächerte Ansatz ermöglicht es, die Implikationen der Energiewende robust und im Detail zu beschreiben

Whole-genome sequencing for drug resistance profile prediction in Mycobacterium tuberculosis

Whole-genome sequencing allows rapid detection of drug-resistant; Mycobacterium tuberculosis; isolates. However, the availability of high-quality data linking quantitative phenotypic drug susceptibility testing (DST) and genomic data have thus far been limited. We determined drug resistance profiles of 176 genetically diverse clinical; M. tuberculosis; isolates from the Democratic Republic of the Congo, Ivory Coast, Peru, Thailand, and Switzerland by quantitative phenotypic DST for 11 antituberculous drugs using the BD Bactec MGIT 960 system and 7H10 agar dilution to generate a cross-validated phenotypic DST readout. We compared DST results with predicted drug resistance profiles inferred by whole-genome sequencing. Classification of strains by the two phenotypic DST methods into resistotype/wild-type populations was concordant in 73 to 99% of cases, depending on the drug. Our data suggest that the established critical concentration (5 mg/liter) for ethambutol resistance (MGIT 960 system) is too high and misclassifies strains as susceptible, unlike 7H10 agar dilution. Increased minimal inhibitory concentrations were explained by mutations identified by whole-genome sequencing. Using whole-genome sequences, we were able to predict quantitative drug resistance levels for the majority of drug resistance mutations. Predicting quantitative levels of drug resistance by whole-genome sequencing was partially limited due to incompletely understood drug resistance mechanisms. The overall sensitivity and specificity of whole-genome-based DST were 86.8% and 94.5%, respectively. Despite some limitations, whole-genome sequencing has the potential to infer resistance profiles without the need for time-consuming phenotypic methods