Experimental Performance of a Solar Air Collector with a Perforated Back Plate in New Zealand

Publishe

Experimental research on cognitive and social mechanisms of cooperation in a group of European Wolves (Canis l. lupus) and a group of German Shepherd Dogs (C. lupus familiaris) in an enclosure setting - Case Study

Kooperation spielt bei vielen Arten eine wichtige Rolle, doch über die Mechanismen ist noch vieles unbekannt. Diese Arbeit untersuchte kognitive und soziale Mechanismen des kooperativen Problemlöseverhaltens beim Wolf und beim Haushund im experimentellen Ansatz. Obwohl die Wölfe in der Testsituation nicht kooperierten, wiesen bestimmte Verhaltensmerkmale auf grundlegende Voraussetzungen zur Kooperation hin. Haushunde kooperieren bei der Futterbeschaffung, sie passen ihr Verhalten an das eines potenziellen Partners an und zeigen ein Verständnis für die Bedeutung des Partners. Es wird diskutiert, inwieweit die erfolgreiche Kooperation der Haushunde auf den Prozess der Domestikation zurückzuführen ist.Cooperation plays an important role in many species. However, much is still unknown about its mechanisms. This study analyzed cognitive and social mechanisms of cooperative problem solving behaviour in wolves and domestic dogs in an experimental setting. Although the wolves did not cooperate in the test situation, they did show some features regarded as important steps towards cooperation. Domestic dogs cooperate to obtain a food reward, they adjust their behaviour to that of a potential partner and they show an understanding of the role of the partner. It is discussed to what extent the successful cooperation of domestic dogs can be attributed to the domestication process

Entwicklung von Strategien zur Dimerisierung von Single-Domain Antikörpern (Nanobodies) sowie zu ihrer Produktion in transgenen Pflanzen (anhand eines Tumor Nekrose Faktor neutralisierenden Nanobodies)

Single-domain Antikörper oder Nanobodies besitzen aufgrund ihrer geringen Größe eine Reihe herausragender Eigenschaften, die sie in die Lage versetzen, Limitationen (z.B. Kosten, Stabilität, versteckte Epitope, Gewebegängigkeit) klassischer IgG-Antikörpertherapien zu überwinden. Zur Erweiterung ihrer Einsatzmöglichkeiten werden Antikörper häufig modifiziert und z.B. an Radionuklide oder Polyethylenglykol gekoppelt. Als neuartiger Ansatz zur gezielten Modifizierung von Nanobodies haben wir die Mikrobielle Transglutaminase (MTG) untersucht. Als Modellsystem der Modifizierung wurde die Dimerisierung mittels Ribonuklease A S-tag gewählt und am Beispiel eines Nanobodies gegen humanen Tumor Nekrose Faktor (hTNF) eine Methode zur MTG-induzierten Dimerisierung etabliert. Die dimeren Nanobodies wiesen gegenüber den monomeren Nanobodies eine um den Faktor 5 gesteigerte Aktivität auf. Auf Pflanzen basierende Expressionssysteme besitzen gegenüber klassischen Verfahren zur Produktion rekombinanter Proteine Vorteile wie Kostenersparnis, Erweiterbarkeit der Anbaufläche und etablierte Anbau- und Ernteverfahren. Die zentralen Einschränkungen wie geringe Proteinakkumulation und ineffiziente Aufreinigungsverfahren können durch Anfügen eines Elastin-ähnlichen Polypepitds (elastin-like polypeptide, ELP) überwunden werden. Die Anreicherung der rekombinanten Proteine in Pflanzen wird deutlich gesteigert und gleichzeitig ermöglicht der ELP-Anhang eine simple und effiziente Reinigungsmethode – das inverse transition cycling (ITC). Sie beruht auf reversibler Aggregation in Abhängigkeit von Temperatur und Salzkonzentration. Hier zeigen wir, dass das Anfügen eines ELP-Anhangs an den verwendeten Nanobody zu einer deutlichen Steigerung der Akkumulation auf über 2% des gesamten löslichen Proteins führt. Aktivitätstests des anhand ITC gereinigten anti-hTNFNanobody- ELP Fusionsproteins wiesen eine dem aus E. coli stammenden Nanobody vergleichbare Aktivität auf. In auf dieser Dissertation aufbauenden Experimenten verhinderten die anti-hTNF-Nanobody-ELP Fusionsproteine die Sterblichkeit im LPS/D-Gal Sepsis-modell der Maus komplett. Zudem war die Halbwertszeit des anti-hTNF-Nanobody- ELP Fusionsproteins gegenüber dem ursprünglichen Nanobody um den Faktor 20 verlängert. Die Modifizierung / Dimerisierung von Nanobodies mittels Mikrobieller Transglutaminase sowie die Expression und Aufreinigung von Nanobody-ELP Fusionsproteinen aus Pflanzen stellen interessante Weiterentwicklungen in der Nanobody-Technologie dar

Das Verhalten des Kohlenstoffdioxid-Partialdruckes während des 6-Minuten-Gehtests und in der Nacht bei Patienten mit COPD IV

COPD-Patienten sind besonders im fortgeschrittenen Krankheitsstadium durch eine Hyperkapnie bis hin zur lebensbedrohlichen CO2-Narkose gefährdet. Ein Anstieg des pCO2 kann dabei vor allem unter Belastung aufgrund der erforderlichen Atmungssteigerung sowie im Schlaf mit geringerer Ventilationstiefe auftreten. Das Verhalten von Kohlenstoffdioxid im Blut (pCO2) unter Belastung wurde bisher nur in sehr wenigen Studien evaluiert. Diaz et al. (2010) untersuchten die CO2-Produktion im 6-Minuten-Gehtest mittels mobiler Spiroergometrie bei COPD-Patienten (FEV1 = 64%Soll). Hierbei stellten sie eine Plateaubildung der CO2-Produktion zwischen der 3. und 6. Minute des Gehtests fest. Es wurden aber keine Faktoren angegeben, die mit einem besonders hohen oder schnellen CO2-Anstieg assoziiert waren. In der vorliegenden Studie wurde zum ersten Mal das pCO2-Verhalten während des 6-Minuten-Gehtests mittels kontinuierlicher, transkutaner pCO2-Bestimmung untersucht. Zudem wurde der Zusammenhang zwischen dem maximalen pCO2-Anstieg unter Belastung und den Hauptzielparametern FEV1 als Obstruktionsgrad und Residualvolumen als Grad des Emphysems evaluiert. Zusätzlich wurden orientierend mögliche Prädiktoren für das pCO2-Verhalten unter Belastung (Fettfreie Masse Index (FFMI) bzw. BMI, Umsatzparameter, weitere Lungenfunktionsparameter, Alter) untersucht. Darüber hinaus wurde der mögliche Zusammenhang zwischen dem pCO2-Verhalten unter Belastung und dem pCO2-Verhalten in Ruhe bzw. in der Nacht evaluiert. Hierfür wurden 32 Patienten des COPD-Stadiums IV (GOLD-Klassifikation) in die Studie eingeschlossen. Nach der Aufnahmediagnostik (Bodyplethysmographie mit Mundverschlussdruckmessung, Ruhe-Blutgasanalyse und Bio-Impedanz-Analyse zur Bestimmung der Körperzusammensetzung) absolvierten die Studienpatienten einen 6-Minuten-Gehtest mit kontinuierlicher transkutaner pCO2-, SpO2- sowie Pulsfrequenzbestimmung sowie mit kapillären Blutgasanalysen direkt vor und nach Gehtests. Zusätzlich wurden transkutane pCO2-Messungen im Schlaf sowie unter Ruhebedingungen durchgeführt. Mit dem SenseWear™-Armband erfolgte eine Aktivitäts- und Umsatzbestimmung. Die Gehtest-, Nacht- und Ruhemessungen sowie SenseWear™-Armband-Messung wurden nach einer Woche wiederholt. In der graphischen Darstellung der tcpCO2-Verlaufskurven des Gehtests zeigte sich eine fächerförmige Verteilung der verschiedenen tcpCO2-Kurven, wobei grob ansteigende, konstante und abfallende tcpCO2-Verläufe unterschieden werden können. Es konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem maximalen tcpCO2-Anstieg unter Belastung und den zwei Hauptzielparametern FEV1 (Obstruktionsgrad) und Residualvolumen (Grad des Emphysems) festgestellt werden. Dies lässt sich wahrscheinlich vor allem durch das Ausprägungsausmaß einer Dynamischen Überblähung während des Gehtests erklären, das abhängig ist sowohl von der Atemflusseinschränkung als auch von der Emphysemausprägung. Zudem wäre eine Atempumpschwäche aufgrund der erhöhten Belastung durch Obstruktion bzw. Emphysem denkbar, die unter körperlicher Belastung die erforderliche Atmungssteigerung nicht mehr gewährleisten kann. Darüber hinaus wurden orientierend Zusammenhänge zwischen dem pCO2-Verhalten unter Belastung und weiteren Nebenzielparametern als mögliche Prädiktoren untersucht. Hierbei zeigten sich signifikante Korrelationen mit den Umsatzparametern (v. a. MET Grundumsatz), dem Fettfreie-Masse-Index, dem BMI, dem Alter und weiteren Lungenfunktionsparametern wie Intrathorakales Gasvolumen und MEF25%. Zu der Respiratorischen Kapazität als Zeichen einer Atempumpinsuffizienz bestand keine signifikante Korrelation. Im Gehtest bestanden signifikant negative Korrelationen zwischen dem pCO2- und pO2-Verhalten, was sich am ehesten durch die Ausbildung einer Respiratorischen Globalinsuffizienz im Rahmen einer Dynamischen Überblähung oder einer Atempumperschöpfung (pCO2-Anstieg, pO2-Abfall) bzw. im Rahmen einer Bedarfshyperventilation bei einer Ventilations-Perfusions-Inhomogenität (konstanter pO2, pCO2-Abfall) erklären lässt. Zudem konnte gezeigt werden, dass zwischen dem pCO2-Verhalten unter Belastung und dem pCO2-Verhalten im Schlaf keine signifikante Korrelation besteht. Möglicherweise ist dies auf die unterschiedlichen Pathomechanismen zurückzuführen, die unter Belastung bzw. im Schlaf zu einem pCO2-Anstieg führen. Unter Belastung steht die Dynamischen Überblähung im Vordergrund (Diaz et al., 2000), wobei im Schlaf vor allem ein Ungleichgewicht zwischen der Kapazität und der Last der Atempumpe mit konsekutiver Atempumpinsuffizienz zu einem pCO2-Anstieg führt (Marrone et al., 2006)

Werkstoffkundliche Optimierung eines neuen Seitenzahnkomposits - marginale Adaptation und Verschleiß

Hintergrund und Ziele Noch immer stellen Komposite ein sehr technikintensives und -sensitives Füllungsma-terial dar. Durch ihre polymerisationsbedingte Schrumpfung und eine unzureichend antagonistisch wirkende Adhäsion an der Zahnhartsubstanz, vor allem am Dentin, kann es zu marginaler Spaltbildung kommen, die wiederum Sekundärkaries zur Folge haben kann und somit die Liegedauer der Füllung verkürzt. Das Ziel der vorliegenden In-vitro-Studie war es, ein neu entwickeltes Seitenzahnkom-posit in verschiedenen Kombinationen mit zwei neu entwickelten und zwei etablierten Universaladhäsiven unter Anwendung unterschiedlicher Ätztechniken hinsichtlich der marginalen Adaptation und des Verschleißes vor und nach thermomechanischer Dauerbelastung im Marburger Kausimulator zu untersuchen. Material und Methode An 64 extrahierten menschlichen Molaren wurden standardisierte mod-Kavitäten prä-pariert, deren mesialer Kavitätenrand apikal und deren distaler Kavitätenboden koronal der Schmelz-Zement-Grenze verlief. Sie wurden in acht Gruppen zu acht Zähnen ein-geteilt, mit Xeno Select, EA1, EA2 oder Scotchbond Universal in verschiedenen Ätz-modi vorbereitet und direkt mit den Kompositen EK1 oder EK2 nach einer simplifizier-ten Schichttechnik gefüllt. Vor und nach thermomechanischer Dauerbelastung im Mar-burger Kausimulator (2.500 Zyklen zwischen 5 und 55°C und 100.000 mal 50 N) wur-den Replikas der Probenzähne erstellt, anhand derer rasterelektronenmikroskopisch die Randqualität und mittels eines konfokalen Laserrastermikroskops die Zwei-Medien-Abrasion vermessen wurden. Die Ergebnisse wurden mit dem Kruskal-Wallis- und dem Mann-Whitney-U-Test (p < 0,05) getestet. Ergebnisse und Beobachtungen Die Werte aller Gruppen waren nicht normalverteilt (Kolmogorow-Smirnow-Test: p < 0,05). In Schmelz und Dentin wurden initial 100% spaltfreie Ränder gemessen (p > 0,05). Die thermomechanische Dauerbelastung verminderte in allen Gruppen den prozentua-len Anteil spaltfreier Ränder im Schmelz und Dentin deutlich (Wilcoxon-Rang-Test: p < 0,05). Im Schmelz war nach TMB der prozentuale Anteil spaltfreier Ränder im E&R- und SEE-Modus (89 - 92%) deutlich höher als im SE-Modus (63 - 67%). Im Dentin verminderte sich der Prozentanteil spaltfreier Ränder nach TMB auf 58 - 66% ohne statistischen Unterschied zwischen den verschiedenen Ätzmodi. Nur Scotchbond Uni-versal war in der E&R-Technik signifikant schlechter (57,2%). Die neuen Universalad-häsive im E&R- und SE-Modus zeigten einen tendenziell besseren Randschluss (aber nicht signifikant). Die beiden neuen Komposite wiesen bei gleichem Adhäsiv und gleicher Ätztechnik hinsichtlich der marginalen Adaptation keine Unterschiede auf. Der okklusale Verschleiß nach TMB betrug bei allen Gruppen ca. 40 µm. Praktische Schlussfolgerungen Unsere Untersuchungen ergaben, dass bei mod-Kompositrestaurationen nach ther-momechanischer Dauerbelastung – unabhängig von dem Komposit, dem verwendeten Universaladhäsiv bzw. dem angewandten Ätzmodus – keine Randspaltfreiheit im den-tin- oder schmelzbegrenzten Bereich der Füllung erreichbar waren. Für die Schmelzrandqualität der Universaladhäsive war die PS-Konditionierung deut-lich effektiver als die SE-Technik. Unterschiedliche Ätzmodi machten im Dentin keinen signifikanten Unterschied aus. Also ist auch bei den Universaladhäsiven der SEE-Modus der effektivste. Auch mit den weiterentwickelten Adhäsiven blieb die Dentinhaf-tung die Schwachstelle der Adhäsivtechnik. Die neuen Universaladhäsive schnitten bezüglich der Dentinrandqualität tendenziell besser als die etablierten Universaladhä-sive, gegenüber Scotchbond Universal im E&R-Modus signifikant besser ab. Die zwei verschiedenen Komposite beeinflussten die Randqualität und den okklusalen Verschleiß nicht. Der okklusale Verschleiß war gering und klinisch unbedeutend. Unter Laborbedingungen zeigte das neu entwickelte Seitenzahnkomposit in Kombina-tion mit den neuen Universaladhäsiven vielversprechende Ergebnisse hinsichtlich der marginalen Adaptation im Schmelz und im Dentin sowie hinsichtlich des Verschleißes. Diese sind mit bereits etablierten Werkstoffen vergleichbar. Nach diesen aussichtsreichen In-vitro-Daten müssen klinische Studien nun zeigen, ob die Ergebnisse auch unter den Extrembelastungen in der Mundhöhle Bestand haben

Total Synthesis of Isotopologues of Xanthohumol and its Congeners for Biological Studies

Xanthohumol [XN, (E)-6´-methoxy-3´-(3-methylbuten-2-yl)-2´,4´,4´´-trihydroxychalcone], the principal prenylated chalcone from hops, and its 2,3-dihydro- (DXN) and O6-desmethyl-2,3-dihydro- (DDXN) congeners, are of potential utility for the amelioration of metabolic syndrome; however, their complex bioactivity profiles cannot be properly studied and understood without access to appropriately produced synthetic materials. In the first part of the thesis (Chapter 2), total syntheses of five variously 2H- and 13C-labeled isotopologues of xanthohumol are described. 1,3-[13C]2-Xanthohumol was prepared by an adaptation of the known elaboration by Khupse and Erhardt in seven steps and 6% overall yield from phloroglucinol by a route incorporating a cascade Claisen-Cope rearrangement to install the 3´-prenyl moiety from a 5´-prenyl aryl ether and an aldol condensation between 1-[13C]-2´,4´-bis(benzyloxymethyloxy)-6´-methoxy-3´-(3-methylbuten-2-yl)acetophenone (14) and 1´-[13C]-4-(methoxymethyloxy)benzaldehyde. The 13C-atom in the methyl ketone was derived from 1-[13C]-acetyl chloride while that in the aryl aldehyde was derived from [13C]-iodomethane. Substitution of natural abundance iodomethane (12CH3I) for 13CH3I, 12CD3I, and 13CD3I during the Williamson ether synthesis that installs the 6´-methoxy group from the corresponding phenol enabled straightforward access to three additional XN isotopologues of +3, +5, and +6 mass units above the monoisotopic value, in addition to the +2 compound already prepared. A penta-13C-labeled XN isotopologue [(E)-2,3-[13C]2-6´-[13C]-methoxy-3´-(1,2-[13C]2-3-methylbut-2-enyl)-2´,4´,4´´-trihydroxychalcone], was similarly prepared by using 1,3-[13C]2-prenyl alcohol at the appropriate juncture in addition to the aforementioned 13C-atom containing precursors. In the second part of the thesis (Chapter 3), the exploration of two different novel approaches to DXN and DDXN that do not employ XN as a precursor is described. In the first approach, an acetophenone enolate alkylation strategy was pursued to forge the central C2-C3 bond; however, this tactic suffers from over-alkylation of the acetophenone by the 4-alkoxybenzyl bromide electrophile. For example, 1-[13C]-DDXN was synthesized in three steps and 2% yield from the previously prepared acetophenone derivative [13C]-12 by alkylation of its Li-enolate with 4-(methoxymethyloxy)benzyl bromide (33% yield mono alkylation, 9% double alkylation), Eu(fod)3 catalyzed Claisen-Cope rearrangement (44% and 28% of a cyclic ether derived from the Claisen rearrangement adduct), and acid-mediated deprotection (13% and 77% 2´O-BOM DXN). In the second approach, the conversion of the commercially available natural product phloretin [1-(2,4,6-trihydroxyphenyl)-3-(4-hydroxyphenyl)propiophenone] to DXN/DDXN was evaluated via (step-wise) 6´O-prenylation followed by Claisen-Cope rearrangement. In each case, difficulties were encountered in attempting to achieve the required level of regiocontrol within the context of selectively chemically manipulating the multifunctional phloretin molecule. It was concluded that DXN and DDXN are better accessed via the known selective hydrogenation of XN to DXN

A comparison of optical and radar measurements of mesospheric winds and tides

Optical measurements of mesospheric winds by Fabry‐Perot spectrometers, FPSs, at Mawson, 67.6°S 62.9°E, and Davis, 68.6°S 78.0°E, Antarctica are compared with similar measurements obtained using a spaced‐antenna MF radar at Davis. The FPSs observed the OH emission. Different analysis procedures, used to determine the mean wind, and amplitude and phase of the semidiurnal tide, have been compared. At these latitudes the diurnal tide is weak and the semi‐diurnal tide, although highly variable in amplitude, is usually the dominant periodicity. When comparing the amplitude and phase of the semidiurnal tide good agreement is obtained between measurements by the two instruments

Indoor Air Quality Design and Control in Low-Energy Residential Buildings, International Energy Agency, EBC Annex 68, Subtask 5 Final Report: Field measurements and case studies

IEA-EBC Annex 68: Indoor Air Quality Design and Control in Low Energy Residential Buildings investigates how to ensure that future low energy buildings are able to improve their energy performance while still providing comfortable and healthy indoor environments. More specifically, Subtask 5 of Annex 68 has dealt with generation of data for the verification of the models and strategies developed in the other Annex 68 Subtasks through controlled field tests and case study presentations

Classroom Ventilation: The Effectiveness of Preheating and Refresh Breaks: An analysis of 169 spaces at 43 schools across New Zealand

The COVID-19 pandemic has highlighted the importance of ventilation as a transmission mitigation strategy. However, there was a widely held concern that a drop in outdoor temperatures during winter may impact thermal comfort in the context of naturally ventilated classrooms. This concern has not been widely investigated by peer-reviewed empirical studies (Sutherland et al., 2022b). The aim of the Ministry’s ventilation monitoring initiative was to assess ventilation performance and thermal comfort by continuously measuring indoor CO2 levels, air temperature, and relative humidity in classrooms during winter, without obstructing teaching activities. A total of 43 schools, which represent a broad mix of property attributes and located across the 6 Climate Zones in New Zealand, were selected for the monitoring initiative. The CO2 monitors were deployed in about 4-6 pre-selected and representative spaces in each school. Data was retrieved from 213 spaces; of these, 44 spaces were excluded, because the initiative concentrated on teaching environments (classrooms) and those spaces were categorised as non-teaching environments (e.g., staff rooms, meeting rooms, etc.). From the 213 spaces, the data from 169 teaching spaces retrieved for the period 23 May to 26 August 2022 were analysed to ascertain the impacts of inferred human behaviours considered to be able to improve natural ventilation and detected from features of CO2 and temperature data. This analysis does not (and did not intend to) corroborate independent observation of behaviours