Switchable valley filter based on a graphene pp-nn junction in a magnetic field

Low-energy excitations in graphene exhibit relativistic properties due to the linear dispersion relation close to the Dirac points in the first Brillouin zone. Two of the Dirac points located at opposite corners of the first Brillouin zone can be chosen as inequivalent, representing a new valley degree of freedom, in addition to the charge and spin of an electron. Using the valley degree of freedom to encode information has attracted significant interest, both theoretically and experimentally, and gave rise to the field of valleytronics. We study a graphene $p$-$n$ junction in a uniform out-of-plane magnetic field as a platform to generate and controllably manipulate the valley polarization of electrons. We show that by tuning the external potential giving rise to the $p$-$n$ junction we can switch the current from one valley polarization to the other. We also consider the effect of different types of edge terminations and present a setup, where we can partition an incoming valley-unpolarized current into two branches of valley-polarized currents. The branching ratio can be chosen by changing the location of the $p$-$n$ junction using a gate.Comment: 8 pages, 7 figure

Intestinale neuronale Dysplasie TypB: Wie verstehen wir sie heute?

Zusammenfassung: Die intestinale neuronale Dysplasie TypB (INDB) stellt eine Anomalie des Plexus submucosus dar, die sich in einer sichtbaren Vermehrung von Riesenganglien äußert und mit einer typischerweise milden chronischen Obstipationssymptomatik einhergehen kann. Die Diagnose einer INDB ist eine morphologische Diagnose und beruht auf einem gesteigerten Anteil von Riesenganglien im Plexus submucosus in Abhängigkeit vom Alter des Patienten. Nach gegenwärtigem Erkenntnisstand kommen Riesenganglien bis zum Ende des 1.Lebensjahres physiologisch vermehrt vor, sodass die Diagnose einer INDB erst nach Ablauf des 1.Lebensjahres gestellt werden sollte. Die INDB kann isoliert vorkommen und findet sich gehäuft in Assoziation mit dem M.Hirschsprung. Häufig bessert sich die Obstipationssymptomatik bei Patienten mit INDB bis zum 4.Lebensjahr unter konservativer Therapie spontan. Bei persistierender schwerer Obstipation kann selten eine chirurgische Resektion notwendig werden. Die Pathogenese der INDB ist nicht geklärt und die Ätiologie unbekannt. Weitere Studien bei Patienten und Tiermodellen sind daher dringend angesag

Konventionelle histologische Diagnostik in der Koloproktologie

Zusammenfassung: Die histologische Diagnostik mit formalinfixiertem und in Paraffin eingebettetem Gewebe hat mit der Einführung immunhistochemischer Methoden in der Koloproktologie große Fortschritte gebracht. In den letzten Jahren haben sich die routinemäßige Durchführung einer S100-Reaktion, einer Cathepsin-D-Reaktion und einer Pikro-Siriusrot-Färbung für die Diagnose einer Hypoganglionose des Plexus myentericus sowie einer Desmose der Muscularis propria bewährt. In speziellen Fällen ist für die Darstellung von Cajal-Zellen eine CD117-Reaktion erforderlich. Im Gegensatz dazu ist beim ultrakurzen M.Hirschsprung, einer Aganglionose des Analrings, des M.corrugator cutis ani oder des Sphincter internus die diagnostisch entscheidende Acetylcholinesterase-Reaktion durch keine immunhistochemische Methode ersetzbar. Immunhistochemie, klassische histologische Färbungen und Enzymhistochemie stellen somit komplementäre histopathologische Untersuchungstechniken dar. Im Gegensatz zur Immunhistochemie bedarf die Enzymhistochemie nativer Kryostatschnitte zur Beurteilung der Aktivität eines Enzyms. Biopsieentnahme und Transport zur beurteilenden Pathologie müssen daher besonders gut organisiert sei

Hypoganglionose als Ursache chronischer Obstipation

Zusammenfassung: Die mit einer chronischen therapieresistenten Obstipation verbundene Hypoganglionose macht 3-5% der bioptisch abzuklärenden gastrointestinalen Innervationsstörungen im Kindes- und Erwachsenenalter aus. Sie kann wie der M.Hirschsprung zu einem Megakolon führen und muss als wichtige Differenzialdiagnose berücksichtigt werden. Es lassen sich 3Hauptformen der Hypoganglionose unterscheiden: Die kongenitale hypoplastische Hypoganglionose tritt vorwiegend beim klassischen M.Hirschsprung proximal des aganglionären Segments auf. Sie zeigt kleine zellarme Ganglien mit großen interganglionären Abständen. Die oligoneuronale dysganglionäre Hypoganglionose manifestiert sich im Kindesalter und ist charakterisiert durch eine zunächst normale Zahl hypoplastischer Nervenzellen normal großer Ganglien des Plexus myentericus. Diese Form der Hypoganglionose kann progressiv verlaufen und in eine atrophische Hypoganglionose münden, die im Erwachsenenalter ein der Hirschsprung-assoziierten hypoplastischen Hypoganglionose ähnliches morphologisches Bild zeigt. Alle Formen äußern sich in einer verminderten Acetylcholinesterase-Aktivität der Nervenfasern der Muscularis propria. Über die Ätiologie der Hypoganglionose ist wenig bekannt: Bei den Hirschsprung assoziierten Formen sind vereinzelt Mutationen im RET- und GDNF-Gen nachgewiesen worden. Im heterozygoten GDNF+/--Tiermodell führt die GDNF-Mutation zur Hypoganglionose, was bei der isolierten Hypoganglionose des Menschen noch zu belegen is

Morphologisches Bild der aplastischen und atrophischen Desmose des Darms

Zusammenfassung: Neben dem enteralen Nervensystem, den interstitiellen Cajal-Zellen und der glatten Muskulatur kommt dem kollagenfaserigen Gerüst der muskulären Darmwand eine wesentliche Bedeutung bei der gerichteten Peristaltik zu. Das partielle oder komplette Fehlen des kollagenfaserigen Bewegungsgerüstes der Muscularis propria in Darmresektaten bei Patienten mit chronischer Obstipation ist als "Desmose" beschrieben worden. Dabei lassen sich 2Hauptformen der Desmose unterscheiden: Bei der seltenen kongenitalen (primären) aplastischen Desmose des Kindes ist das sehnenartige Kollagenfasergerüst der muskulären Darmwand nicht angelegt. Sie ist für das Microkolon-Megazystis-Syndrom charakteristisch und geht mit einer Aperistaltik einher. Die häufigere atrophische (sekundäre) Desmose des Erwachsenen ist meist inkomplett ausgebildet und mit einem hypoperistaltischen Syndrom verbunden. Ätiologie und Pathogenese der Desmose sind noch weitgehend unbekannt. Die atrophische Desmose kann nach abgelaufenen Entzündungen vorkommen. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um Pathogenese, Ätiologie und funktionelle Bedeutung besser zu verstehe

The Effect of High Dose Total Body Irradiation on ACTH, Corticosterone, and Catecholamines in the Rat

Total body irradiation (TBI) or partial body irradiation is a distinct risk of accidental, wartime, or terrorist events. Total body irradiation is also used as conditioning therapy before hematopoietic stem cell transplantation. This therapy can result in injury to multiple tissues and might result in death as a result of multiorgan failure. The hypothalamic–pituitary–adrenal (HPA) axis could play a causative role in those injuries, in addition to being activated under conditions of stress. In a rat model of TBI, we have established that radiation nephropathy is a significant lethal complication, which is caused by hypertension and uremia. The current study assessed HPA axis function in rats undergoing TBI. Using a head-shielded model of TBI, we found an enhanced response to corticotropin-releasing hormone (CRH) in vitro in pituitaries from irradiated compared with nonirradiated rats at both 8 and 70 days after 10-Gy single fraction TBI. At 70, but not 8 days, plasma adrenocorticotrophic hormone (ACTH) and corticosterone levels were increased significantly in irradiated compared with nonirradiated rats. Plasma aldosterone was not affected by TBI at either time point, whereas plasma renin activity was decreased in irradiated rats at 8 days. Basal and stimulated adrenal steroid synthesis in vitro was not affected by TBI. In addition, plasma epinephrine was decreased at 70 days after TBI. The hypothalamic expression of CRH messenger RNA (mRNA) and hippocampal expression of glucocorticoid receptor mRNA were unchanged by irradiation. We conclude that the hypertension of radiation nephropathy is not aldosterone or catecholamine-dependent but that there is an abscopal activation of the HPA axis after 10 Gy TBI. This activation was attributable at least partially to enhanced pituitary ACTH production

ZwanzigJahre diagnostisches Hirschsprung-Kompetenzzentrum in Basel

Zusammenfassung: Hintergrund: In vorliegendem Bericht werden die in 20 Jahren gesammelten Erfahrungen des Basler Hirschsprung-Kompetenzzentrums zusammengestellt. Methodik: Zwischen 1987 und 2006 wurden 19.365 Rektumschleimhautbiopsien untersucht. Die Biopsien stammten von 6615 Kindern mit chronischer Obstipation im Alter von einer Woche bis zu 4Jahren. Die Biopsien wurden in Lehrkrankenhäusern in ganz Deutschland gewonnen und auf Trockeneis per Intercity-Kurierdienst nach Basel transportiert. Das gefrorene Gewebe wurde im Kryostaten in Serienschnitten verarbeitet. An den Biopsien wurden enzymhistochemische Reaktionen durchgeführt. Ergebnis: Insgesamt wurden in 20Jahren 935 Morbus-Hirschsprung-Fälle (14%) diagnostiziert (769 klassische Hirschsprung-Erkrankungen, 68 totale Aganglionosen des Kolons, 98 ultrakurze Hirschsprung-Erkrankungen). Im Interesse einer Qualitätssicherung wurden alle Befunde durch einen zweiten unabhängigen Untersucher beurteilt. Es gab keine falsch-positiven oder falsch-negativen Diagnosen. Die Schnittpräparate waren innerhalb von 2h nach Erhalt auswertbar. Eine Acetylcholinesterase-Reaktion diente der Darstellung der Nervenfasern, die bei Vorliegen eines Hirschsprungs charakteristisch erhöht ist. Succinat- und Lactat-Dehydrogenase sowie Nitroxid-Synthetase ermöglichten eine elektive Nervenzellfärbung des Plexus submucosus und dienten als zweite Bestätigung einer Aganglionose. Schlussfolgerung: Von 100 chronisch obstipierten Kindern hatten im Mittel 12 eine Hirschsprung-Erkrankung. 2% der Kinder wiesen eine totale Kolonaganglionose oder einen ultrakurzen Hirschsprung auf. Die enzymhistochemische Hirschsprung-Diagnostik erwies sich als 100% zuverlässig und zeitsparen

Snake states and their symmetries in graphene

Snake states are open trajectories for charged particles propagating in two dimensions under the influence of a spatially varying perpendicular magnetic field. In the quantum limit they are protected edge modes that separate topologically inequivalent ground states and can also occur when the particle density rather than the field is made nonuniform. We examine the correspondence of snake trajectories in single-layer graphene in the quantum limit for two families of domain walls: (a) a uniform doped carrier density in an antisymmetric field profile and (b) antisymmetric carrier distribution in a uniform field. These families support different internal symmetries but the same pattern of boundary and interface currents. We demonstrate that these physically different situations are gauge equivalent when rewritten in a Nambu doubled formulation of the two limiting problems. Using gauge transformations in particle-hole space to connect these problems, we map the protected interfacial modes to the Bogoliubov quasiparticles of an interfacial one-dimensional p-wave paired state. A variational model is introduced to interpret the interfacial solutions of both domain wall problems