TY - JOUR A1 - Fa, X. A1 - Lin, Sh. A1 - Yang, J. A1 - Shen, Ch. A1 - Liu, Y. A1 - Gong, Y. A1 - Qin, A. A1 - Ou, Jun A1 - Resch-Genger, Ute T1 - −808 nm-activated Ca2+ doped up-conversion nanoparticles that release no inducing liver cancer cell (HepG2) apoptosis N2 - Anear-infrared (NIR) light-triggered release method for nitric oxide (NO) was developed utilizing core/shell NaYF4: Tm/Yb/Ca@NaGdF4:Nd/Yb up-conversion nanoparticles (UCNPs) bearing a mesoporous silica (mSiO2) shell loaded with theNOdonor S-nitroso-N-acetyl-DL-penicillamine (SNAP). To avoid overheating in biological samples, Nd3+ was chosen as a sensitizer, Yb3+ ions as the bridging sensitizer, andTm3+ ions as UV-emissive activator while co-doping with Ca2+ was done to enhance the luminescence of the activatorTm3+.NOrelease from SNAP was triggered by an NIR-UV up-conversion process, initiated by 808nmlight absorbed by the Nd3+ ions.NOrelease was confirmed by the Griess method. Under 808nmirradiation, the viability of the liver cancer cell line HepG2 significantly decreased with increasing UCNPs@mSiO2-SNAP concentration. For a UCNPs@mSiO2-SNAP concentration of 200 μgml−1, the cell survival probability was 47%. These results demonstrate that UCNPs@mSiO2-SNAP can induce the release of apoptosis-inducingNOby NIR irradiation. KW - Nano KW - Nanomaterial KW - Upconversion nanoparticle KW - Lanthanide KW - Photoluminescence KW - Quantum yield KW - Photophysics KW - Lifetime KW - Sensor KW - Excitation power density KW - Brightness KW - NIR KW - Mechanism KW - Triggered KW - Release KW - Cell KW - PDT KW - Dye KW - Therapy KW - Surface KW - Coating PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1088/2050-6120/ac5524 VL - 10 IS - 2 SP - 1 EP - 9 PB - IOP Publishing AN - OPUS4-54842 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Hartfiel, Reni T1 - Zweistufiges Screening von One-Bead-One-Peptide-Bibliotheken linearer & cyclischer Peptide gegen Pflanzenviren N2 - In der Masterarbeit wurde ein Screening gegen den CCMV mit einer linearen Peptidbibliothek entwickelt, wobei zwei lineare Binder identifiziert wurden. Das resynthetisierte Peptid wurde auf seine Bindungseigenschaften mittels ELISA und MST untersucht. Aufgrund eines Aminosäurefehlers in der selbst durchgeführten Resynthese des Peptids sind die Ergebnisse nicht vollständig übertragbar. Um eine umsetzbare Cyclusgröße für die Peptidbibliothek zu finden, wurden Ringgrößen mit sechs bis acht Aminosäuren untersucht. Da keiner der gewählten Ringgrößen bevorzugt war, wurde die Ringgröße aus acht Aminosäuren für die Peptidbibliothek gewählt. Der Ringschluss wurde durch die Bildung einer Disulfidbrücke erreicht. Dadurch war die Alkylierung der vorhandenen Thiolgruppe in den Abbruchsequenzen notwendig. Neben den etablierten Alkylierungsreagenzien Iodessigsäure, Iodacetamid und Acrylamid wurden zwei Epoxide mituntersucht. Hierbei konnte nur bei Acrylamid und Propylenoxid eine vollständige Alkylierung beobachtet werden. Eine synthetische Peptidbibliothek aus zehn Aminosäuren pro Kopplungsschritt und einer Peptidlänge von acht Aminosäuren wurde erfolgreich nach der Split-and-Mix-Synthese hergestellt. Neben den kanonischen Aminosäuren wurde die synthetische Aminosäure 3-(3-Pyridyl)-alanin in die Peptidbibliothek mit eingebaut. Peptidsequenzen aus der cyclische Peptidbibliothek konnte mittels MALDI-TOF-MS identifiziert werden. Es konnte außerdem gezeigt werden, dass synthetische Aminosäuren mit proteinogenen Aminosäuren erfolgreich übersetzt werden. Anschließend wurde das entwickelte Screening auf eine cyclische Peptidbibliothek übertragen. Dabei konnte kein Binder identifiziert werden, da zu viele Nebenreaktionen auftraten. Ein alternativer Ringschluss über die Seitenketten von Lysin und Cystein wurden mit ortho-Phthaldialdehyd und 2,4,6-Trichloro-1,3,5-triazin (Cyanurchlorid) untersucht. Beide Bedingungen wiesen keinen erfolgreichen Ringschluss auf. Obwohl der Ringschluss über die Seitenketten von Lysin und Cystein nicht erfolgreich war, sollte ein Austausch von Cystein angestrebt werden, so dass kein freies Cystein in den Abbruchsequenzen vorhanden ist und die Alkylierung überflüssig wäre. Der Ringschluss durch Verwendung anderer Seitenketten bietet einen vielseitigen Ansatz. KW - CCMV KW - Pflanzenvirus KW - Peptidbibliothek KW - Peptid-Aptamer KW - Alkylierung KW - Cyclisierung KW - MALDI-TOF-MS KW - Fluoreszenz KW - Chip KW - Sequenzierung KW - Peptid-Synthese PY - 2022 SP - 1 EP - 81 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54501 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Balderas-Xicohtencatl, R. A1 - Villajos Collado, José Antonio A1 - Casabán, J. A1 - Wong, D. A1 - Maiwald, Michael A1 - Hirscher, M. T1 - ZIF‑8 Pellets as a Robust Material for Hydrogen Cryo-Adsorption Tanks N2 - Cryoadsorption on the inner surface of porous materials is a promising solution for safe, fast, and reversible hydrogen storage. Within the class of highly porous metal−organic frameworks, zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs) show high thermal, chemical, and mechanical stability. In this study, we selected ZIF-8 synthesized mechanochemically by twin-screw extrusion as powder and pellets. The hydrogen storage capacity at 77 K and up to 100 bar has been analyzed in two laboratories applying three different measurement setups showing a high reproducibility. Pelletizing ZIF-8 increases the packing density close to the corresponding value for a single crystal without loss of porosity, resulting in an improved volumetric hydrogen storage capacity close to the upper limit for a single crystal. The high volumetric uptake combined with a low and constant heat of adsorption provides ca. 31 g of usable hydrogen per liter of pellet assuming a temperature−pressure swing adsorption process between 77 K − 100 bar and 117 K − 5 bar. Cycling experiments do not indicate any degradation in storage capacity. The excellent stability during preparation, handling, and operation of ZIF-8 pellets demonstrates its potential as a robust adsorbent material for technical application in pilot- and full-scale adsorption vessel prototypes. KW - Hydrogen adsorption storage KW - Metal−organic frameworks KW - ZIF-8 KW - Cryoadsorption KW - Hydrogen Storage KW - MefHySto PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-569473 DO - https://doi.org/10.1021/acsaem.2c03719 SN - 2574-0962 SP - 1 EP - 8 PB - ACS Publications CY - Washington DC AN - OPUS4-56947 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rühle, Bastian A1 - Krumrey, Julian Frederic A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan T1 - Workflow towards automated segmentation of agglomerated, non‑spherical particles from electron microscopy images using artificial neural networks N2 - We present a workflow for obtaining fully trained artificial neural networks that can perform automatic particle segmentations of agglomerated, non-spherical nanoparticles from scanning electron microscopy images “from scratch”, without the need for large training data sets of manually annotated images. The whole process only requires about 15 minutes of hands-on time by a user and can typically be finished within less than 12 hours when training on a single graphics card (GPU). After training, SEM image analysis can be carried out by the artificial neural network within seconds. This is achieved by using unsupervised learning for most of the training dataset generation, making heavy use of generative adversarial networks and especially unpaired image-to-image translation via cycle-consistent adversarial networks. We compare the segmentation masks obtained with our suggested workflow qualitatively and quantitatively to state-of-the-art methods using various metrics. Finally, we used the segmentation masks for automatically extracting particle size distributions from the SEM images of TiO2 particles, which were in excellent agreement with particle size distributions obtained manually but could be obtained in a fraction of the time. KW - Electron microscopy KW - Neural networks KW - Artificial intelligence KW - Image segmentation KW - Automated image analysis PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-522454 DO - https://doi.org/10.1038/s41598-021-84287-6 VL - 11 IS - 1 SP - 4942 PB - Springer Nature AN - OPUS4-52245 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Winckelmann, Alexander T1 - Why do I have to charge my phone twice a day? N2 - Aging Mechanisms of Lithium Batteries: How can we make batteries more durable and more sustainable in the future? Lithium batteries are particularly susceptible to ageing processes. During each charging and discharging process in an electric battery, lithium ions are deposited in the electrodes of the cell like in the pores of a sponge. Over time, however, fractures and cracks occur in the filigree structures. The result: more and more lithium ions no longer fit into the hollow spaces of the „sponge“, instead they accumulate in heaps around the electrodes and hinder the movement of other ions. The performance of the battery decreases. We present our new project, in which we are developing a fast and cost-effective method with which companies that produce lithium batteries can already assess the ageing behaviour of their batteries in the laboratory. T2 - Berlin Science Week 2022 CY - Online meeting DA - 10.11.2022 KW - Lithium Ion Batteries KW - Aging Mechanisms PY - 2022 UR - https://berlinscienceweek.com/de/event/why-do-i-have-to-charge-my-phone-twice-a-day/ UR - https://www.youtube.com/watch?v=bF7bQTY49rQ AN - OPUS4-56245 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tavernaro, Isabella T1 - Where Do We Stand – Quantifying Amino Groups on Silica (Nano)Particles N2 - Industry and regulators are increasingly requesting validated and standardized measurement protocols to support the manufacturing, quality control, and safe use of engineered nanomaterials. Addressing a remaining gap in method development and standardization for nanomaterial characterization, we investigated in a bilateral comparison various methods commonly used for surface functional group quantification, like quantitative nuclear magnetic resonance (qNMR) spectroscopy, x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and optical assays. These results demonstrate not only an influence of the size and synthesis methods on the number of surface functional groups for differently sized commercial and in-house synthesized silica nanoparticles but also on their functionality. T2 - Kickoff-Meeting SMURFnano CY - Berlin, Germany DA - 09.07.2024 KW - Nano KW - Particles KW - Silica KW - Synthesis KW - Quantification KW - Functional groups KW - Quality assurance KW - Reference material KW - Interlaboratory comparison KW - Method KW - Uncertainty KW - Sensor KW - Surface analysis PY - 2024 AN - OPUS4-62164 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lisec, Jan T1 - When drowning in data - start swimming N2 - A presentation on the subject of Automatic Data Processing Skills in Chemistry to Enhance Scientific Research. T2 - 7th PhD Seminar of the German Working Group for Analytical Spectroscopy (DAAS) in the GDCh Division of Analytical Chemistry CY - Berlin, Germany DA - 15.11.2023 KW - Data KW - Automation KW - Programming PY - 2023 AN - OPUS4-58902 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Abad Andrade, Carlos Enrique T1 - What does GD-OES reveal about the aging and manufacturing processes of lithium-ion batteries? N2 - Glow-Discharge Optical Emission Spectroscopy (GD-OES), a powerful analytical technique, sheds light on the two critical aspects of lithium-ion batteries (LIBs): manufacturing and aging 1, 2. We optimized cell production in manufacturing by adjusting parameters, including cathode doping, electrolyte concentration, and pressing force. GD-OES provided in-depth elemental composition and homogeneity analysis, which is crucial for identifying optimal manufacturing conditions. These findings were validated by electrochemical impedance spectroscopy, confirming the quality of the manufactured batteries. Shifting the focus to aging, we use GD-OES for fluorine depth profiling, a key element in understanding polymer and electrolyte degradation. However, fluorine presents analytical challenges. We addressed this by substituting argon with a neon:argon mixture, which significantly enhanced fluorine detection sensitivity. This advancement not only improves accuracy but also holds the potential to guide sustainable and cost-efficient manufacturing strategies. Through its versatility, GD-OES has proven to be a powerful tool for not only optimizing LIB manufacturing processes but also gaining deeper insights into their aging mechanisms. This research extends beyond academic interest, offering tangible benefits for the industry by translating into improved battery quality, extended lifespan, and overall performance. T2 - The 6th International Glow Discharge Spectroscopy Symposium CY - Liverpool, United Kingdom DA - 21.04.2024 KW - GD-OES KW - Depth profiles KW - Lithium KW - Battery KW - Fluorine KW - Aging KW - Manufacturing KW - Glow-discharge PY - 2024 AN - OPUS4-59945 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schneider, Rudolf T1 - Wasserdiagnose durch die Verwendung von Markern N2 - Die Überwachung des gesamten Wasserkreislaufs auf Mikroverunreinigungen ist aus gesundheitlicher und ökologischer Hinsicht wünschenswert und gewinnt durch den Klimawandel und das zunehmende Erfordernis der Wiederverwendung des Brauchwassers weiter an Bedeutung. Die schnellen und kostengünstigen antikörperbasierten Methoden („Immunoassays“) können helfen, Informationslücken zu schließen und kürzere Reaktionszeiten zu ermöglichen. Von Labormethoden über tragbare Analysengeräte bis hin zu Online-Sensoren sind viele Formate möglich (u. a. ELISA, Abb. 1). Es muss zudem die Bereitstellung der notwendigen, hochqualitativen Antikörper gewährleistet werden. Da aber gilt „1 Analyt – 1 Antikörper“, ist die Herstellung eines Konsenses bezüglich der vordringlich zu bestimmenden Indikatoren/Marker notwendig. Auch die Normung der Verfahren ist parallel in Angriff zu nehmen. KW - Antikörper KW - Immunoassay KW - Abwasser KW - ELISA PY - 2025 UR - https://analyticalscience.wiley.com/content/article-do/wasserdiagnose-durch-die-verwendung-von-markern VL - 2025 IS - 1 SP - 1 EP - 4 PB - WILEY CY - Hoboken, NJ, USA AN - OPUS4-63508 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Meermann, Björn T1 - Von Elementspezies, Isotope und Zellen oder: wie kommt man eigentlich von Westfalen nach Berlin N2 - Im Rahmen des Vortrages werden die Möglichkeiten der Elementanalytik an Applikationsbeispielen aus Umwelt und life-sciences aufgezeigt. Hierbei kommen ICP-MS Kopplungstechniken, stabile Isotope und Einzellen- und Partikelanalytik (sc-/sp-ICP-ToF-MS) zum Einsatz. T2 - DAAS PhD Seminar CY - Online meeting DA - 20.09.2021 KW - Elementspezies & Isotope KW - ICP-MS & HR-CS-GFMAS KW - Kopplungstechniken PY - 2021 AN - OPUS4-53378 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -