Automatisiertes Western Blotting im Hochdurchsatz: Charakterisierung des Differenzierungszustandes von zonierten Hepatozyten

Die Leber ist das zentrale Stoffwechselorgan aller Wirbeltiere. Die kleinste funktionelle Einheit der Leber stellt das von periportaler (PP) nach perizentraler (PZ) Seite blutdurchflossene Leberläppchen (Lobulus) mit seinen metabolisch aktiven Hepatozyten dar. Obwohl die Hepatozyten morphologisch nicht unterscheidbar sind, sind ihre Enzymausstattungen und damit ihre Aufgaben entlang der Porto-Zentral-Achse divergent, weshalb der Begriff der metabolischen Zonierung geprägt wurde. Systematische Studien zur Untersuchung der Zonierung beruhten bis dato lediglich auf RNA-Expressionsanalysen der verschiedenen Bereiche des Leberläppchens. Um detaillierte Unterschiede in den funktionellen Eigenschaften der Hepatozyten zu erfassen, wurde in dieser Arbeit eine weitreichende Analyse des Proteoms von PZ und PP Hepatozyten durchgeführt. Diese beinhaltete die Analyse von posttanslationalen Modifikationen wodurch zentrale regulatorische Mechanismen in der Zellen abgebildet werden konnten. Um diese breite Abdeckung zu erreichen wurde neben der (1) Massenspektrometrie (MS) in einem Full-MS Ansatz sowie einer (2) MS-basierten Immunoaffintätsanalyse (3) das antikörperbasierte hochdurchsatz Western Blot System DigiWest eingesetzt. Eine Weiterentwicklung stellt die in dieser Arbeit etablierte und als (4) LiquiWest bezeichnete Technologie dar. Sie beruht auf dem DigiWest, besitzt jedoch durch zahlreiche Optimierungen sowie Automatisierungslösungen bei gleichbleibender Datenqualität und signifikant reduzierter Eingriffszeit eine erhöhte Reproduzierbarkeit sowie einen 5-fach höheren Durchsatz. Mit Hilfe der genannten Technologien konnten zonierte Hepatozyten auf ihre Proteinexpression hin detailliert analysiert werden. Von den insgesamt über 2000 detektierten Proteinen sowie deren Modifikationen wurden 120 als differenziell exprimiert detektiert. Dabei zeigten Stoffwechselvorgänge wie oxidoreduktive Prozesse, die Gluconeogenese, der Aminosäureabbau aber auch regulatorische Prozesse wie der MAP-Kinase- und der TGF-beta Signalweg eine signifikant periportale Zonierung. Dahingegen waren die Glycolyse, der Citratzyklus, der Purin- und Fremdstoffmetabolismus und vor allem der Wnt-Signalweg perizentral ausgeprägt. Um den Einfluss der Kultivierung auf den Differenzierungszustand von Hepatozyten zu beleuchten, wurde eine neue, schonende und gleichzeitig spezifische Trennmethode eingesetzt. Die Trennung nutzte die charakteristische Expression der Glutaminsynthetase (GS) in PZ Hepatozyten und erlaubte in einer gentechnisch veränderten Maus durch Reportergenexpression die Anreicherung von GS positiven (GS+) oder GS negativen (GS-) Zellen. Durch kontrollierte Zugabe von Wnt-Agonisten wurde ein in vivo naher Zustand in der Kultur eingestellt. Bei der Analyse von über 100 Proteinen aus verschiedenen Signalwegen zeigte sich trotz dieser Kulturbedingungen eine Dedifferenzierung über mehrere Tage hinweg

Compact and Highly Efficient 2.5 MHz SiC Electronic Ballast for Inductively Coupled UV Lamps

Inductively coupled UV lamps require a high-frequency alternating current for ignition and efficient operation. In this work, we present a switch-mode half-bridge inverter, with SiC-MOSFETs, which achieves a conversion efficiency from the DC-Link to a 2.5 MHz alternating current of 95% at 750W lamp power, including auxiliary power for the gate drivers and the controller. Furthermore, the paper describes an algorithm for the active power measurement of a 2.5 MHz voltage and current signal with an oscilloscope, averaging in the frequency domain and spectral distinction of the active power at the switching frequency

Control of a SiC 2.5 MHz resonant full-bridge inverter for inductively driven plasma

The electronic ballast of an inductively driven plasma faces a mostly inductive, variable load impedance. The SiC full-bridge inverter uses the inductive behavior to achieve zero-voltage-switching and a switching frequency of 2.5 MHz, at 3.9 kVA and 764W in the plasma. The control is realized on a modern, small TI Piccolo microcontroller with a high-resolution PWM module and compensates for the variable load impedance. We present design and experimental results of a 2.5 MHz inverter for inductively driven plasma without the need for a large FPGA controller

Increasing the templating effect on a bulk insulator surface: from a kinetically trapped to a thermodynamically more stable structure

Molecular self-assembly, governed by the subtle balance between intermolecular and molecule-surface interactions, is generally associated with the thermodynamic ground state, while the competition between kinetics and thermodynamics during its formation is often neglected. Here, we present a simple model system of a benzoic acid derivative on a bulk insulator surface. Combining high-resolution noncontact atomic force microscopy experiments and density functional theory, we characterize the structure and the thermodynamic stability of a set of temperature-dependent molecular phases formed by 2,5-dihydroxybenzoic acid molecules, self-assembled on the insulating calcite (10.4) surface. We demonstrate that a striped phase forms before the thermodynamically favored dense phase, indicating a kinetically trapped state. Our theoretical analysis elucidates that this striped-to-dense phase transition is associated with a distinct change in the chemical interactions involved in the two phases. The striped phase is characterized by a balance between molecule-molecule and molecule-substrate interactions, reminiscent of the molecular bulk. In contrast, the dense phase is formed by upright standing molecules that strongly anchor to the surface with a comparatively little influence of the intermolecular interactions, i.e., in the latter case the substrate acts as a template for the molecular structure. The kinetic trapping stems from a relatively strong intermolecular interaction between molecules in the striped phase that need to be broken before the substrate-templated dense phase can be formed. Thus, our results provide molecular level insights into two qualitatively different bonding motifs of a simple organic molecule on a bulk insulator surface. This understanding is mandatory for obtaining predictive power in the rational design of molecular structures on insulating surfaces. © 2016 American Chemical Society

Time-Resolved Measurement of Interatomic Coulombic Decay in Ne_2

The lifetime of interatomic Coulombic decay (ICD) [L. S. Cederbaum et al., Phys. Rev. Lett. 79, 4778 (1997)] in Ne_2 is determined via an extreme ultraviolet pump-probe experiment at the Free-Electron Laser in Hamburg. The pump pulse creates a 2s inner-shell vacancy in one of the two Ne atoms, whereupon the ionized dimer undergoes ICD resulting in a repulsive Ne^{+}(2p^{-1}) - Ne^{+}(2p^{-1}) state, which is probed with a second pulse, removing a further electron. The yield of coincident Ne^{+} - Ne^{2+} pairs is recorded as a function of the pump-probe delay, allowing us to deduce the ICD lifetime of the Ne_{2}^{+}(2s^{-1}) state to be (150 +/- 50) fs in agreement with quantum calculations.Comment: 5 pages, 3 figures, accepted by PRL on July 11th, 201

Supporting decision making process with "Ideal" software agents: what do business executives want?

According to Simon’s (1977) decision making theory, intelligence is the first and most important phase in the decision making process. With the escalation of information resources available to business executives, it is becoming imperative to explore the potential and challenges of using agent-based systems to support the intelligence phase of decision-making. This research examines UK executives’ perceptions of using agent-based support systems and the criteria for design and development of their “ideal” intelligent software agents. The study adopted an inductive approach using focus groups to generate a preliminary set of design criteria of “ideal” agents. It then followed a deductive approach using semi-structured interviews to validate and enhance the criteria. This qualitative research has generated unique insights into executives’ perceptions of the design and use of agent-based support systems. The systematic content analysis of qualitative data led to the proposal and validation of design criteria at three levels. The findings revealed the most desirable criteria for agent based support systems from the end users’ point view. The design criteria can be used not only to guide intelligent agent system design but also system evaluation