Liquid cooled micro-scale gradient system for magnetic resonance

Schaltbare magnetische Feldgradientspulen sind ein geeignetes Werkzeug für die Modulation der Kernspinpräzession in der gepulsten Kernspinresonanzspektroskopie und Bildgebung. Die Magnetresonanztomographie von mikroskopischen Proben benötigt starke, schnell schaltbare Magnetfeldgradienten, um diffusionsbedingte Artefakte zu unterdrücken, Suszeptibilitätseffekte abzuschwächen und um die Messzeit zu verkürzen. Verschiedene Techniken können eingesetzt werden, um eine hohe Gradientenintensität zu erreichen, wie zum Beispiel die Erhöhung der Stromstärke oder die Steigerung der Windungsdichte der Feldspule. Ein weiterer, geeigneter technischer Ansatz besteht darin, die Gradientenspulen näher an der Probe zu platzieren. Als Konsequenz wird aber die durch die Joule-Erwärmung verursachte Wärmeentwicklung zu einem zentralen Problem. In dieser Arbeit wird ein neuartiges Design, ein Mikroherstellungsprozess und eine Kernspin-Evaluierung eines Feldgradientenchips präsentiert. Die Gradientenspulen wurden besonders hoch miniaturisiert und durch den Einsatz von verbesserten und neuartigen Strukturierungsverfahren entwickelt. Zuerst wird ein Fertigungsverfahren zur Herstellung einer kompakten Hochfrequenzspule vorgestellt. Durch den Einsatz einer maskenlosen Rückseitenlithographie konnte die Prozesskomplexität reduziert werden. Dieses Verfahren wurde durch Tintenstrahldruck mit Nanopartikeln realisiert, wobei die gedruckten Strukturen selbst als lithographische Maske für die Herstellung einer galvanischen Form dienen. Somit werden die Seitenwände der galvanischen Form durch die gedruckte Seed-Schicht optimal selbst ausgerichtet. Dies ermöglichte eine anisotrope Galvanisierung, um eine höhere elektrische Leitfähigkeit der gedruckten Leiterbahnen zu erzielen. Aus den Erkenntnissen der ausgearbeiteten Herstellungsprozesse wurde ein optimiertes Spulendesign für ein-axiale sowie drei-axiale linearen Gradientenchips entwickelt. Die einachsige lineare $z$-Gradientenspule wurde mit der Stream-Function-Methode berechnet, wobei die Optimierung darauf abgestimmt wurde, eine minimale Verlustleistung zu erzielen. Die Gradientenspulen wurden auf zwei Doppellagen implementiert, die mittels Cu-Galvanik in Kombination mit fotodefinierbaren Trockenfilm-Laminaten aufgebracht wurden. Bei dem hier vorgestellten Herstellungsverfahren diente die erste Metallisierungschicht gleichzeitig dazu, Widerstands-Temperaturdetektoren zu integrieren. Um niederohmige Spulen zu realisieren wurde der Galvanisierungsprozess soweit angepasst, um eine hohe Schichtdicke zu erzielen. Die Chipstruktur beinhaltet ein aktives Kühlsystem, um dem Aufheizen der Spulen entgegenzuwirken. Thermographische Aufnahmen in Kombination mit den eingebetteten Temperatursensoren ermöglichen es, die Erhitzung der Spule zu analysieren, um die Strombelastbarkeit zu ermitteln. Die Gradientenspule wurde mit einer Hochfrequenz-Mikrospule in einer Flip-Chip-Konfiguration zusammengebaut, und mit diesem Aufbau wurde ein eindimensionales Kernspinexperiment durchgeführt. Es wurde eine Gradienteneffizienz von 3.15 $T\,m^{−1}\,A^{−1}$ bei einer Profillänge von 1.2 $mm$ erreicht

Host cell invasion by apicomplexan parasites: the junction conundrum

No abstract available

Schaffung einer Datenbasis zur Erfassung der Mengen von in Deutschland wiederverwendeten Produkten : Zwischenbericht

Im Rahmen des Projektes werden mögliche Bewertungsmaßstäbe für die Erfolgsmessung von Abfallvermeidungsmaßnahmen vertiefend analysiert und bewertet sowie ein passendes Set an Indikatoren erarbeitet und ein geeignetes Daten-Erfassungskonzeptes entwickelt. Bezogen auf das Datenerfassungskonzept gibt es im Bereich Wiederverwendung (WV) erhebliche Datenlücken zu den tatsächlich wiederverwendeten Mengen gebrauchter Produkte. Der vorliegende Zwischenbericht enthält die Ergebnisse einer ersten Datenerhebung auf Basis einer Befragung der 400 Wiederverwendungseinrichtungen in Deutschland. Ergänzend wurde das Potential der aus Online-Angeboten gewinnbaren Gebrauchtprodukte zur WV recherchiert

Multipath-assisted maximum-likelihood indoor positioning using UWB signals

Multipath-assisted indoor positioning (using ultrawideband signals) exploits the geometric information contained in deterministic multipath components. With the help of a-priori available floorplan information, robust localization can be achieved, even in absence of a line-of-sight connection between anchor and agent. In a recent work, the Cramér-Rao lower bound has been derived for the position estimation variance using a channel model which explicitly takes into account diffuse multipath as a stochastic noise process in addition to the deterministic multipath components. In this paper, we adapt this model for position estimation via a measurement likelihood function and evaluate the performance for real channel measurements. Performance results confirm the applicability of this approach. A position accuracy better than 2.5 cm has been obtained in 90% of the estimates using only one active anchor at a bandwidth of 2GHz and robustness against non-line-of-sight situations has been demonstrated

Two essential light chains regulate the MyoA lever arm to promote Toxoplasma gliding motility

Key to the virulence of apicomplexan parasites is their ability to move through tissue and to invade and egress from host cells. Apicomplexan motility requires the activity of the glideosome, a multicomponent molecular motor composed of a type XIV myosin, MyoA. Here we identify a novel glideosome component, essential light chain 2 (ELC2), and functionally characterize the two essential light chains (ELC1 and ELC2) of MyoA in Toxoplasma. We show that these proteins are functionally redundant but are important for invasion, egress, and motility. Molecular simulations of the MyoA lever arm identify a role for Ca2+ in promoting intermolecular contacts between the ELCs and the adjacent MLC1 light chain to stabilize this domain. Using point mutations predicted to ablate either the interaction with Ca2+ or the interface between the two light chains, we demonstrate their contribution to the quality, displacement, and speed of gliding Toxoplasma parasites. Our work therefore delineates the importance of the MyoA lever arm and highlights a mechanism by which this domain could be stabilized in order to promote invasion, egress, and gliding motility in apicomplexan parasites

Implementation and Validation of a High Accuracy UAV-Photogrammetry Based Rail Track Inspection System

The regular inspection of the crane tracks of storage cranes at the Container Terminal Altenwerder (CTA), Hamburg requires high accuracy of measurements to determine its position. The allowed tolerances are in the range of 10 mm in the XY plane on a track length of 300 m. The traditional semi-automatic surveying methods are slow and require the interruption of the activities in the storage blocks. The research project AeroInspekt proposed a fully automatic measurement of the position of the tracks using UAV-based photogrammetry. In this paper, the results of the test campaign, carried out in June 2020, were presented where different cameras (150 mm and 80 mm telelens) and flight speeds (1.1 m/s and 1.9 m/s) at a 35 m flying height were performed. Furthermore, an automated rail delineation in the derived surface model was developed and evaluated with ground reference measurements. The results show that the required accuracy of the rail position with an RMSE of 3 mm in XY plane and 8 mm in altitude can be achieved with comparatively less disruption of regular block activities

Conditional U1 gene silencing in Toxoplasma gondii

The functional characterisation of essential genes in apicomplexan parasites, such as Toxoplasma gondii or Plasmodium falciparum, relies on conditional mutagenesis systems. Here we present a novel strategy based on U1 snRNP-mediated gene silencing. U1 snRNP is critical in pre-mRNA splicing by defining the exon-intron boundaries. When a U1 recognition site is placed into the 3’-terminal exon or adjacent to the termination codon, pre-mRNA is cleaved at the 3’-end and degraded, leading to an efficient knockdown of the gene of interest (GOI). Here we describe a simple method that combines endogenous tagging with DiCre-mediated positioning of U1 recognition sites adjacent to the termination codon of the GOI which leads to a conditional knockdown of the GOI upon rapamycin-induction. Specific knockdown mutants of the reporter gene GFP and several endogenous genes of T. gondii including the clathrin heavy chain gene 1 (chc1), the vacuolar protein sorting gene 26 (vps26), and the dynamin-related protein C gene (drpC) were silenced using this approach and demonstrate the potential of this technology. We also discuss advantages and disadvantages of this method in comparison to other technologies in more detail

Dual-polarization VCSEL-based optical frequency comb generation

Poster of: 2015 European Conference on Lasers and Electro-Optics/European Quantum Electronics Conference (CLEO/EUROPE-EQEC 2015)Optical Frequency Comb Generators (OFCG) based on Cost of the Shelf (COTS) laser diodes (LDs) are interesting systems for many applications as they offer compactness and cost efficiency. However, the optical frequency span and the coherence of the modes is still a limiting factor when comparing to combs based on other laser technologies. Among LDs, Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSELs) under Gain Switching (GS) regime [1] produce record combs in terms of energy efficiency and mode coherence. GS is a well-known nonlinear technique to directly generate OFCGs from LDs

Formin-2 drives polymerisation of actin filaments enabling segregation of apicoplasts and cytokinesis in Plasmodium falciparum

Plasmodium falciparum actin, apart from its role in erythrocyte invasion, is implicated in endocytosis, cytokinesis and inheritance of the chloroplast-like organelle - the apicoplast. However, the inability to visualise filamentous actin (F-actin) dynamics, a limitation we recently overcame for Toxoplasma (Periz et al, 2017), restricted characterisation of both F-actin and actin regulatory proteins. Here, we expressed and validated actin-binding chromobodies as F-actin-sensors in Plasmodium falciparum and characterised in-vivo actin dynamics. F-actin could be chemically modulated, and genetically disrupted upon conditionally deleting actin-1. In a comparative approach, we demonstrate that Formin-2, a predicted nucleator of F-actin, is responsible for apicoplast inheritance in both Plasmodium and Toxoplasma, and additionally mediates efficient cytokinesis in Plasmodium. Finally, time-averaged local intensity measurements of F-actin in Toxoplasma conditional mutants revealed molecular determinants of spatiotemporally regulated F-actin flow. Together, our data indicate that Formin-2 is the primary F-actin nucleator during apicomplexan intracellular growth, mediating multiple essential functions

HCV Innate Immune Responses

Hepatitis C virus (HCV) establishes a persistent infection in more than 70% of infected individuals. This striking ability to evade the powerful innate immune system results from viral interference occurring at several levels of the interferon (IFN) system. There is strong evidence from cell culture experiments that HCV can inhibit the induction of IFNβ by cleaving important proteins in the virus sensory pathways of cells such as MAVS and TRIF. There is also evidence that HCV interferes with IFNα signaling through the Jak-STAT pathway, and that HCV proteins target IFN effector systems such as protein kinase R (PKR). These in vitro findings will have to be confirmed in clinical trials investigating the molecular mechanisms of HCV interference with the innate immune system in liver samples