TY - JOUR A1 - Fischer, J.L. A1 - Lutomski, C.A. A1 - El-Baba, T.J. A1 - Siriwardena-Mahanama, B.N. A1 - Weidner, Steffen A1 - Falkenhagen, Jana A1 - Allen, M. J. A1 - Trimpin, S. T1 - Matrix-assisted ionization-ion mobility spectrometry-mass spectrometry: Selective analysis of a europium-PEG complex in a crude mixture N2 - The analytical utility of a new and simple to use ionization method, matrix-assisted ionization (MAI), coupled with ion mobility spectrometry (IMS) and mass spectrometry (MS) is used to characterize a 2-armed europium(III)-containing poly(ethylene glycol) (Eu-PEG) complex directly from a crude sample. MAI was used with the matrix 1,2-dicyanobenzene, which affords low chemical background relative to matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) and electrospray ionization (ESI). MAI provides high ion abundance of desired products in comparison to ESI and MALDI. Inductively coupled plasma-MS measurements were used to estimate a maximum of 10% of the crude sample by mass was the 2-arm Eu-PEG complex, supporting evidence of selective ionization of Eu-PEG complexes using the new MAI matrix, 1,2-dicyanobenzene. Multiply charged ions formed in MAI enhance the IMS gas-phase separation, especially relative to the singly charged ions observed with MALDI. Individual components are cleanly separated and readily identified, allowing characterization of the 2-arm Eu-PEG conjugate from a mixture of the 1-arm Eu-PEG complex and unreacted starting materials. Size-exclusion chromatography, liquid chromatography at critical conditions, MALDI-MS, ESI-MS, and ESI-IMS-MS had difficulties with this analysis, or failed. KW - Matrix-assisted ionization ion mobility spectrometry mass spectrometry KW - Europium KW - Poly(ethylene glycol) KW - Size-exclusion chromatography KW - Liquid chromatography at critical conditions KW - Electrospray ionization KW - Matrix-assisted laser desorption/ionization KW - Inductively coupled plasma-mass spectrometry KW - ESI KW - MALDI KW - SEC PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1007/s13361-015-1233-8 SN - 1044-0305 VL - 26 IS - 12 SP - 2086 EP - 2095 PB - Elsevier CY - New York, NY AN - OPUS4-35283 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schneider, Ronald A1 - Fischer, J. A1 - Bügler, M. A1 - Nowak, M. A1 - Thöns, S. A1 - Borrmann, A. A1 - Straub, D. T1 - Assessing and updating the reliability of concrete bridges subjected to spatial deterioration - principles and software implementation N2 - Inspection and maintenance of concrete bridges is a major cost factor in transportation infrastructure, and there is significant potential for using information gained during inspection to update predictive models of the performance and reliability of such structures. In this context, this paper presents an approach for assessing and updating the reliability of prestressed concrete bridges subjected to chloride-induced reinforcement corrosion. The system deterioration state is determined based on a Dynamic Bayesian Network (DBN) model that considers the spatial variability of the corrosion process. The overall system reliability is computed by means of a probabilistic structural model coupled with the deterioration model. Inspection data are included in the system reliability calculation through Bayesian updating on the basis of the DBN model. As proof of concept, a software prototype is developed to implement the method presented here. The software prototype is applied to a typical highway bridge and the influence of inspection information on the system deterioration state and the structural reliability is quantified taking into account the spatial correlation of the corrosion process. This work is a step towards developing a software tool that can be used by engineering practitioners to perform reliability assessments of ageing concrete bridges and update their reliability with inspection and monitoring data. KW - Structural reliability KW - Dynamic Bayesian Networks KW - Spatial deterioration KW - Inspection KW - Monitoring general KW - Analysis and design methods KW - Reinforcement KW - Corrosion KW - Prestressed concrete PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1002/suco.201500014 SN - 1464-4177 VL - 16 IS - 3 SP - 356 EP - 365 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-34336 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Schneider, Ronald A1 - Fischer, J. A1 - Straub, D. A1 - Thöns, S. A1 - Bügler, M. A1 - Borrmann, A. T1 - Intelligente Bauwerke - Prototyp zur Ermittlung der Schadens- und Zustandsentwicklung für Elemente des Brückenmodells N2 - Dieser Bericht beschreibt ein Systemmodell für eine integrale Ermittlung und Prognose der Schadens- und Zustandsentwicklung der Elemente eines Brückensystems unter Berücksichtigung von Ergebnissen aus Inspektionen und Überwachung. Das Systemmodell wurde anhand eines ausgesuchten Spannbetonüberbaus in einzelliger Kastenbauweise entwickelt. Es besteht aus zwei integralen Teilmodellen: ein Modell zur Beschreibung des Systemschädigungszustandes und ein Modell zur Beschreibung der Standsicherheit. Für die Modellierung des stochastischen Systemschädigungszustandes eines Brückensystems werden dynamische Bayes'sche Netze (DBN) vorgeschlagen. Dieser Ansatz ermöglicht es, alle relevanten Schädigungsprozesse und deren stochastische Abhängigkeiten zu berücksichtigen. Ein wesentlicher Vorteil dieses Ansatzes ist es, dass DBN ideal dafür geeignet sind, Bayes'sche Aktualisierungen auf Grundlage von Informationen aus Inspektionen und Überwachungsmaßnahme auf eine effiziente und robuste Art und Weise durchzuführen. Der DBN-Ansatz ist deshalb für die Entwicklung von Software für das Erhaltungsmanagement von alternden Brückenbauwerken, die vom Benutzer keine vertieften Kenntnisse der Zuverlässigkeitstheorie verlangt, ideal geeignet. Für die Modellierung der Standsicherheit eines alternden Kastenträgers wird vereinfachend Biegeversagen des globalen Längssystems betrachtet. Zur Berechnung der maximalen Traglast eines Kastenträgers infolge des Systemschädigungszustandes wird ein plastisch-plastisches Verfahren eingesetzt, wobei die Beanspruchungen mittels der Fließgelenktheorie unter Ausnutzung der plastischen Beanspruchbarkeit der Querschnitte des Kastenträgers ermittelt werden. Ein Kastenträger versagt, wenn sich durch die Ausbildung einer ausreichend großen Anzahl von Fließgelenken eine kinematische Kette ausbildet. Dieser Modellierungsansatz berücksichtigt Redundanzen, die sich aus der plastischen Beanspruchbarkeit der Querschnitte und der statischen Unbestimmtheit eines Kastenträgers ergeben. Zum Nachweis der praktischen Einsetzbarkeit des entwickelten Systemmodells wurde ein Software-Prototyp entwickelt, der eine intuitiv benutzbare graphische Benutzeroberfläche (Front-End) mit einem Berechnungskern (Back-End) koppelt. Die aktuelle Version des Software-Prototyps implementiert ein Modell der chloridinduzierten Bewehrungskorrosion und ein Tragwerksmodell, welches das Verfahrens der stetigen Laststeigerung zur Bestimmung der maximalen Traglast des Kastenträgers auf der Grundlage eines Finite-Elemente-Modells umsetzt. Zur Durchführung von Bayes'schen Aktualisierungen des Systemschädigungszustandes auf der Grundlage des DBN-Modells implementiert der Prototyp den Likelihood-Weighting-Algorithmus. Die entwickelte Architektur des Prototyps ermöglicht eine Erweiterung der Software um weitere Schädigungsprozesse. Der entwickelte Software-Prototyp ermöglicht Benutzern ohne vertiefte Kenntnisse der Zuverlässigkeitstheorie eine Berechnung des Einflusses von Bauwerksinformationen auf den Systemschädigungszustand und die Tragsicherheit eines Kastenträgers. Auf dieser Grundlage können effiziente Inspektions- und Überwachungsmaßnahmen identifiziert und das Erhaltungsmanagement optimiert werden. KW - Bridge KW - Condition survey KW - Damage KW - Deterioration KW - Development KW - Digital model KW - Durability KW - Engineering structure KW - Expert system KW - Forecast KW - Germany KW - Propability KW - Prototype KW - Reinforced concrete KW - Research report KW - Software KW - Stability KW - Stochastic process PY - 2015 UR - http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2015/1615/ SN - 978-3-95606-190-5 SN - 0943-9293 VL - 117 SP - 1 EP - 74 PB - Carl Schünemann Verlag GmbH CY - Bergisch Gladbach AN - OPUS4-35193 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kormunda, M. A1 - Fischer, Daniel A1 - Hertwig, Andreas A1 - Beck, Uwe A1 - Sebik, M. A1 - Pavlik, J. A1 - Esser, N. T1 - Deposition and characterization of single magnetron deposited Fe:SnOx coatings N2 - Coatings deposited by magnetron co-sputtering from a single RF magnetron with a ceramic SnO2 target with iron inset in argon plasma were studied. The mass spectra of the process identified Sn+ and SnO+ species as the dominant species sputtered from the target, but no SnO2+ species were detected. The dominant positive ions in argon plasma are Ar+ species. The only detected negative ions were O-. Sputtered neutral tin related species were not detected. Iron related species were also not detected because their concentration is below the detection limit. The concentration of iron dopant in the tin oxide coatings was controlled by the RF bias applied on the substrate holder while the discharge pressure also has some influence. The iron concentration was in the range from 0.9 at.% up to 19 at.% increasing with the substrate bias while the sheet resistivity decreases. The stoichiometry ratio of O/(Sn + Fe) in the coatings increased from 1.7 up to 2 in dependence on the substrate bias from floating bias (- 5 V) up to - 120 V of RF self-bias, respectively. The tin in the coatings was mainly bonded in Sn4 + state and iron was mainly in Fe2 + state when other tin bonding states were detected only in a small amounts. Iron bonding states in contrary to elemental compositions of the coatings were not influenced by the RF bias applied on the substrate. The coatings showed high transparency in the visible spectral range. However, an increased metallic behavior could be detected by using a higher RF bias for the deposition. The X-ray diffraction patterns and electron microscopy pictures made on the coatings confirmed the presence of an amorphous phase. KW - Metal oxides KW - Transparent conductive oxides (TCO) KW - Magnetron KW - Optical properties KW - Ellipsometry KW - XPS characterzation PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1016/j.tsf.2015.11.009 SN - 0040-6090 VL - 595 IS - Part A SP - 200 EP - 208 PB - Elsevier B.V. CY - Amsterdam AN - OPUS4-35281 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Nehls, Irene A1 - Schallschmidt, Kristin A1 - Becker, Roland A1 - Fischer-Tenhagen, C. A1 - Johnen, D. A1 - Leschber, G. A1 - Frese, S. A1 - Neudecker, J. A1 - Walles, T. ED - Schüler, C. ED - Püschel, K. T1 - BIOAIR - Ein interdisziplinäres Projekt zur Bestimmung von Krebsmarkern in der Atemluft N2 - Wie viele Forschergruppen, haben auch wir uns das langfristige Ziel gesetzt, einen Beitrag bei der Beantwortung der Frage zu leisten, was Hunde riechen, wenn sie Krebs erschnüffeln. Dabei sollen die Hunde nicht nur anzeigen, ob eine Atemluftprobe positiv oder negativ ist, sondern sie sollen auch aktiv eingebunden werden in den systematischen Suchprozess nach detektierbaren Biomarkern. So ist geplant, dass mittels eines präparativen Fraktionssammlers definierte Schnitte des Gaschromatogramms einzeln oder in möglichen Kombinationen auf das Adsorbervlies gebracht werden, um im Hundetraining eingesetzt zu werden. In analoger Weise könnte auch mit spezifischen Kandidatensubstanzen verfahren werden. PY - 2015 SN - 978-3-8300-8763-2 N1 - Serientitel: Forschungsergebnisse aus dem Institut für Rechtsmedizin der Universität Hamburg – Series title: Forschungsergebnisse aus dem Institut für Rechtsmedizin der Universität Hamburg VL - 30 SP - 93 EP - 101 PB - Dr. Kovac AN - OPUS4-33165 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald A1 - Thöns, S. A1 - Fischer, J. A1 - Bügler, M. A1 - Borrmann, A. A1 - Straub, D. T1 - A software prototype for assessing the reliability of a concrete bridge superstructure subjected to chloride-induced reinforcement corrosion N2 - A software prototype is developed for assessing and updating the reliability of single-cell prestressed concrete box girders subjected to chloride-induced reinforcement corrosion. The underlying system model consists of two integrated sub-models: a condition model for predicting the deterioration state of the box girder and a structural model for evaluating the overall system reliability. The condition model is based on a dynamic Bayesian network (DBN) model which considers the spatial variation of the corrosion process. Inspection data are included in the calculation of the system reliability through Bayesian updating on the basis of the DBN model. To demonstrate the effect of partial inspections, the software prototype is applied to a case study of a typical highway bridge with six spans. The case study illustrates that it is possible to infer the condition of uninspected parts of the structure due to the spatial correlation of the corrosion process. T2 - IALCCE 2014 - 4th International symposium on life-cycle civil engineering CY - Tokyo, Japan DA - 16.11.2014 PY - 2015 SN - 978-1-138-00120-6 SP - 846 EP - 853 PB - Taylor & Francis CY - London AN - OPUS4-32220 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schallschmidt, Kristin A1 - Becker, Roland A1 - Zwaka, H. A1 - Menzel, R. A1 - Johnen, D. A1 - Fischer-Tenhagen, C. A1 - Rolff, J. A1 - Nehls, Irene T1 - In vitro cultured lung cancer cells are not suitable for animal-based breath biomarker detection N2 - In vitro cultured lung cancer cell lines were investigated regarding the possible identification of volatile organic compounds as potential biomarkers. Gas samples from the headspace of pure culture medium and from the cultures of human lung adenocarcinoma cell lines A549 and Lu7466 were exposed to polypropylene fleece in order to absorb odour components. Sniffer dogs were trained with loaded fleeces of both cell lines, and honey bees were trained with fleeces exposed to A549. Afterwards, their ability to distinguish between cell-free culture medium odour and lung cancer cell odour was tested. Neither bees nor dogs were able to discriminate between odours from the cancer cell cultures and the pure culture medium. Solid phase micro extraction followed by gas chromatography with mass selective detection produced profiles of volatiles from the headspace offered to the animals. The profiles from the cell lines were largely similar; distinct differences were based on the decrease of volatile culture medium components due to the cells' metabolic activity. In summary, cultured lung cancer cell lines do not produce any biomarkers recognizable by animals or gas chromatographic analysis. KW - A549 KW - Honey bees KW - Odour discrimination task KW - Sniffer dogs KW - Solid phase microextraction KW - Volatile organic compounds KW - Volatilome PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1088/1752-7155/9/2/027103 SN - 1752-7155 SN - 1752-7163 VL - 9 IS - 2 SP - 027103-1 EP - 027103-10 PB - IOP CY - Bristol AN - OPUS4-34161 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -