TY - CONF A1 - Visileanu, Emilia A1 - Catalin Grosu, Marian A1 - Tiberiu Miclea, Paul A1 - Altmann, Korinna A1 - Brossell, Dirk T1 - Methods for the collection and characterization of airborne particles in the textile industry N2 - Airborne particulate matter is one of the main air pollutants. Their impact on mortality, and the occurrence of pulmonary and cardiovascular complications, have been the subject of numerous studies. Airborne particles are complex mixtures of organic and inorganic substances from different sources of particle emissions. Particulate Matter (PM) particles are classified according to their aerodynamic diameter expressed in µm and can vary from coarse (PM 10) to fine (less than PM 2.5). These diameter considerations are fundamental because they condition the penetration of particles into the bronchopulmonary system and the body. In recent years, there has been an interest in so-called “ultra-fine” particles, with a diameter of 0.1 µm (or 100 nm), or PM 0.1. They are nanoparticles and their impact on human health is not yet clear.With more than 1.5 million employees, textiles and clothing is a diverse sector that plays an important role in the European manufacturing industry, producing a turnover of €162 billion.An important component of the solid particles that generate air pollution in the textile industry is microplastics (MP) and nano plastics (NP), which also include microfibers (<5mm) and nanofibers (<100 nm), respectively. The particles released into the air during fiber and yarn processing range from 1 µg/m3 to 50 µg/m3.The paper presents the results of the determination of indoor and outdoor air concentration levels in textile companies, to identify the areas with the highest concentration level, by using an online recording system such as the Laser Aerosol Spectrometer MINI LAS model 11-E. The total concentration level TSP (µg/m3), the fractions PM 10(µg/m3), PM 2.5(µg/m3), PM1(µg/m3), as well as the total number of particles TC (1/l), were shown. It was noted that TSP is approximately at the same level both indoors and outdoors, but the fractions of PM10, PM2.5, and PM1 have much higher values indoors than outdoors with possible consequences on workers' health.The next step was the collection of fibers, namely micro and nano plastic particles from the vicinity of the workplaces of polyester, polyamide, and polypropylene fibers processing units in the textile industry in Romania, to obtain a sufficient quantity for laboratory analysis to determine the size and shape of the particles as well as their chemical composition. Two types of pumps were used, differentiated by their operating parameters: TECORA SKYPOST with airflow of 38 l/min and GILAIRPLUS with airflow 2l/min. Filters made of different materials with different diameters and pore sizes were used, namely: quartz filters (ø 47 mm, and ø 37 mm) on a TECORA SKYPOST type pump, polycarbonate nucleopore coated with a gold membrane (ø 25 mm) and silica filter (ø 9 mm) on GILAIRPLUS type pump.Using descriptive statistics, the calculation of correlation coefficients highlighted a strong correlation between the variables: "Collected mass/ Air concentration" and "Collected mass/ Air volume" for all diameters of the filters.The highest collected particle volume, determined by weighing the filters before and after collection, was obtained with the quartz filters (ø 47 mm) at an airflow of 38 l/min. The particles collected (polyester, polyamide, polypropylene) in the first stage were analyzed by SEM and thermogravimetric and it was found that the quartz filters absorbed the particles inside, with very few remaining on the surface. Thus no known methods can be used to perform analysis for particles collected on quartz filters. The number of particles on the filters was insufficient for analysis either because of the collection parameters used or because of the loss of particles during transport. As a result, in the next step, the use of 9 mm Si filters using the GILAIRPLUS pump at an airflow rate of 2l/min was chosen.To improve the transport conditions and avoid the loss of the particles and keep them on the surface of the filters, two methods were applied:- after weighing the filters were reintroduced into the collection pump holder;- a filtration system for airborne micro-nano plastics was designed and manufactured to selectively collect and transport PM10 and PM1 particles collected on SI filters.In both cases, SEM, Raman mapping, and GS-MS microscopy were used for analysis.Several times more PM10 than PM1 (74.5µg compared to 12.5 µg) was found. In all cases, both particles and fibers showed the same Raman fingerprint.The GS-MS analyses showed some contamination of the workspaces with particles other than the processed fibers. The presence of non-notifiable substances was also observed.The most viable filters are Si filters with a pore size of 10 microns to 1 micron and the use of the selected collection and transport filter system. In the following a filter system will be applied for collection on Au membrane-coated polycarbonate filters. T2 - 5th International Conference on Human Systems Engineering and Design: Future Trends and Applications (IHSED 2023) KW - Microplastics KW - Textiles PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-624442 DO - https://doi.org/10.54941/ahfe1004132 VL - 112 SP - 212 EP - 223 PB - AHFE International AN - OPUS4-62444 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Ecke, Alexander T1 - Integrated Diagnostics of Pharmaceutical Contaminants in Water Supply and Management Systems N2 - The contamination of drinking water with pharmaceuticals represents a severe health risk. In order to monitor the drinking water quality continuously and enable quick countermeasures in case of contamination, novel sensors are required. Here, immunoanalytical methods based on the binding of the analyte to highly selective antibodies can be helpful. In this work, magnetic bead-based immunoassays (MBBAs) have been developed for the detection of two relevant contaminants of drinking water: diclofenac (DCF) and amoxicillin (AMX). In case of the latter, not only the parent drug is of interest in the risk assessment but also its hydrolysis products (HPs). In a comprehensive study, the influence of external factors and intrinsic properties of the water on the rate of hydrolysis was investigated. As the hydrolysis of AMX further impacts the recognition by the antibody, a strategy to analyze samples with unknown hydrolysis degree of AMX was established employing the enzyme β-lactamase in sample preparation. For both analytes, the MBBAs enable the fast quantification with results obtained in less than one hour which represents a major improvement over conventional immunoassays like the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Compared to the respective ELISAs with the same antibodies, the MBBAs further exhibit improved analytical parameters such as a broader measurement range and lower limits of detection. Due to the magnetic properties of the beads that serve as a platform for the assays, they are suitable for the mobile and automated detection at the point-of-care. An integrated diagnostic system was designed in which electrochemical detection with chronoamperometry on a microfluidic chip allows for further miniaturization of the system to enable monitoring of the drinking water quality online in water supply pipes at waterworks. N2 - Die Kontamination von Trinkwasser mit Arzneimitteln stellt eine ernste Gesundheitsgefahr dar. Um die Trinkwasserqualität kontinuierlich überwachen und im Falle einer Verunreinigung zeitnah reagieren zu können, sind neuartige Sensoren erforderlich. Hier können immunanalytische Methoden, die auf der Bindung des Analyten an hochselektive Antikörper beruhen, hilfreich sein. In dieser Arbeit wurden magnetpartikelbasierte Immunoassays (MBBAs) für zwei relevante Kontaminanten des Trinkwassers entwickelt: Diclofenac (DCF) und Amoxicillin (AMX). Bei letzterem erwiesen sich neben der Ausgangsverbindung auch dessen Hydrolyseprodukte (HPs) als relevant für die Gefährdungsbeurteilung. In einer umfassenden Studie wurde der Einfluss von externen Faktoren und intrinsischen Eigenschaften des Wassers auf die Hydrolysegeschwindigkeit untersucht. Da die Hydrolyse von AMX auch die Erkennung durch den Antikörper beeinflusst, wurde eine Strategie zur Analyse von Proben mit unbekanntem Hydrolysegrad von AMX unter Verwendung des Enzyms β-Lactamase in der Probenvorbereitung entwickelt. Für beide Analyten ermöglichen die MBBAs eine schnelle Quantifizierung mit Ergebnissen in weniger als einer Stunde, was eine wesentliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Immunoassays wie dem Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) darstellt. Im Vergleich zu den entsprechenden ELISAs mit denselben Antikörpern weisen die MBBAs zudem verbesserte analytische Parameter auf, wie einen breiteren Messbereich und niedrigere Nachweisgrenzen. Aufgrund der magnetischen Eigenschaften der Partikel, die als Plattform für die Assays dienen, eignen sie sich für den mobilen und automatisierten Einsatz vor Ort. Ein integriertes Diagnosesystem, bei dem die elektrochemische Detektion mittels Chronoamperometrie auf einem mikrofluidischen Chip eine weitere Miniaturisierung des Systems ermöglicht, wurde entworfen, um die Überwachung der Trinkwasserqualität online in Wasserwerken zu ermöglichen. KW - Antibiotics KW - Immunoassay KW - Amoxicillin KW - Diclofenac KW - Biosensor KW - Antibodies PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-591901 DO - https://doi.org/10.18452/25853 SP - 1 EP - 129 CY - Berlin AN - OPUS4-59190 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - INPR A1 - Weller, Michael G. T1 - The mystery of homochirality on earth N2 - Homochirality is an obvious feature of life on Earth. On the other hand, extraterrestrial samples contain largely racemic compounds. The same is true for any common organic synthesis. Therefore, it has been a perplexing puzzle for decades how these racemates could have formed enantiomerically enriched fractions as a basis for the origin of homochiral life forms. Numerous hypotheses have been put forward as to how preferentially homochiral molecules could have formed and accumulated on Earth. In this article, it is shown that homochirality of the abiotic organic pool at the time of formation of the first self-replicating molecules is not necessary and not even probable. It is proposed to abandon the notion of a molecular ensemble and to focus on the level of individual molecules. Although the formation of the first self-replicating, most likely homochiral molecule is a seemingly improbable event, on a closer look, it is almost inevitable that homochiral molecules have formed simply on a statistical basis. In this case, the non-selective leap to homochirality would be one of the first steps in chemical evolution directly out of a racemic “ocean”. Moreover, most studies focus on the chirality of the primordial monomers with respect to an asymmetric carbon atom. However, any polymer with a minimal size that allows folding to a secondary structure, would spontaneously lead to asymmetric higher structures (conformations). Most of the functions of these polymers would be influenced by this inherently asymmetric folding. To summarize, simple and universal mechanisms may have led to homochiral self-replicating systems in the context of chemical evolution. A homochiral monomer pool is deemed unnecessary and probably never existed on primordial Earth. N2 - Homochiralität ist ein offenkundiges Merkmal des Lebens auf der Erde. Andererseits enthalten extraterrestrische Proben überwiegend racemische Verbindungen. Das Gleiche gilt für jede gängige organische Synthese. Daher war es seit Jahrzehnten ein Rätsel, wie diese Racemate enantiomerenangereicherte Fraktionen als Grundlage für den Ursprung homochiraler Lebensformen bilden konnten. Es wurden zahlreiche Hypothesen darüber formuliert, wie sich bevorzugt homochirale Moleküle auf der Erde gebildet und angereichert haben könnten. In diesem Artikel wird gezeigt, dass die Homochiralität des abiotischen organischen Pools zum Zeitpunkt der Bildung der ersten selbstreplizierenden Moleküle nicht notwendig und nicht einmal wahrscheinlich ist. Es wird vorgeschlagen, die Vorstellung eines molekularen Ensembles aufzugeben und sich auf die Ebene der einzelnen Moleküle zu konzentrieren. Obwohl die Bildung des ersten selbstreplizierenden, vermutlich homochiralen Moleküls ein scheinbar unwahrscheinliches Ereignis ist, ist es bei näherer Betrachtung fast unvermeidlich, dass sich homochirale Moleküle einfach auf statistischer Basis gebildet haben. In diesem Fall wäre der nicht-selektive Sprung zur Homochiralität einer der ersten Schritte der chemischen Evolution direkt aus einem racemischen "Ozean" heraus. Außerdem konzentrieren sich die meisten Studien auf die Chiralität der ursprünglichen Monomere in Bezug auf ein asymmetrisches Kohlenstoffatom. Jedes Polymer mit einer Mindestgröße, die eine Faltung zu einer Sekundärstruktur ermöglicht, würde jedoch spontan zu asymmetrischen höheren Strukturen (Konformationen) führen. Die meisten Funktionen dieser Polymere würden durch diese inhärent asymmetrische Faltung beeinflusst. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass einfache und universelle Mechanismen zu homochiralen selbstreplizierenden Systemen im Rahmen der chemischen Evolution geführt haben könnten. Ein homochiraler Monomerpool wird als unnötig erachtet und hat daher wahrscheinlich auf der Urerde auch nie existiert. KW - Chemical evolution KW - Abiogenesis KW - Chirality KW - Amino acids KW - Peptides KW - Folding chirality PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-598462 DO - https://doi.org/10.20944/preprints202401.1939.v1 SN - 2310-287X SP - 1 EP - 12 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-59846 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schroeder, Barbara T1 - Selektive und irreversible Immobilisierung von Antikörpern N2 - Das Ziel dieser Arbeit war es, die Vernetzung (Crosslinking) zwischen Protein G und einem Antikörper so durchzuführen, dass es zu keiner Modifikation der Antigen-Bindungsstelle des Antikörpers kommt. Zudem wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Immunoassay entwickelt, mithilfe dessen zwanzig verschiedene Crosslinker in Hinblick auf ihre Fähigkeit Protein G zu funktionalisieren, untersucht werden konnten. Es konnten fünf Reagenzien identifiziert werden, die eine Derivatisierung von Protein G sowie eine anschließende Immobilisierung des Antikörpers auf dem Protein ermöglichen. Des Weiteren wurde gezeigt, dass mithilfe dieses Verfahrens sowohl die Immunpräzipitation als auch die massenspektrometrische Identifizierung und Charakterisierung von Proteinkomplexen erleichtert und verbessert werden kann. KW - Antikörper KW - Orientierte Immobilisierung KW - Protein A KW - Protein G KW - Linker KW - Crosslinker KW - IgG KW - Immunglobulin KW - Glutaraldehyd KW - 1,3-Butadiendiepoxid KW - NHS-Iodacetamid-Crosslinker SIAB KW - Succinimidyl(4-iodacetyl)aminobenzoat (SIAB) KW - Sulfo-SIAB KW - SIAB KW - SIA KW - SBAP PY - 2017 SP - 1 EP - 172 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54537 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Canning, S. A1 - Voskuil, J. A1 - Weller, Michael G. T1 - An author and reviewer in conversation – reproducibility and antibody validation N2 - A recent Opinion Article by Jan Voskuil (JV), Aeonian Biotech, discussed the challenges in validation of research antibodies. It was openly peer reviewed by Michael Weller (MW), Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), Germany. In this blog, both discuss these challenges, the reproducibility crisis and open data. DA - 19 May, 2017 KW - Antibodies KW - Monoclonal KW - Antibody ID KW - Quality control KW - Open data KW - Reproducibility KW - Peer review PY - 2017 UR - https://blog.f1000.com/2017/05/19/an-author-and-reviewer-in-conversation-reproducibility-and-antibody-validation SN - 2051-9796 SP - 1 EP - 5 PB - F1000 Research Ltd. CY - London AN - OPUS4-40310 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Paul, Martin T1 - Microarrays for the screening of monoclonal antibodies from supernatants N2 - In this thesis a protocol based on a direct competitive and non-competitive immunoassay using the microarray format was developed to screen emulated hybridoma supernatants against the drug carbamazepine (CBZ). As support, epoxy slides were manufactured by coating microscope glass slides with epoxy silanes. The manufactured epoxy slides showed similar capacity for protein immobilization as commercially available NEXTERION slides, but showed a higher autofluorescence background. On the epoxy slides, protein A, Cys-A, G and Cys-G were immobilized as antibody capturing coating. It could be shown that the Cys-tag considerably increased the immobilization of all compared proteins, especially of protein G. Protein Cys-G immobilized at pH 8-9 was considered the most suitable protein for antibody immobilization due to good spot uniformity and a high binding capacity for IgG. Additionally, in immobilization experiments it could be shown, that 10-500 fold excess of bovine IgG, introduced by two different fetal bovine serum (FBS) products, showed no significant competition on the immobilization of mice or goat IgG on protein Cys-G. To examine the captured antibodies for affinity to CBZ, the CBZ-TOTA-DY654 tracer was custom synthesized. It could be demonstrated, that the tracer antibody interaction was competitive with the tracer precursor, CBZ-TOTA-NH2 and CBZ. Furthermore, the synthesized tracer was also successfully used by externals to evaluate CBZ affine hybriodoma cells in flow cytometry. In the simulated screening, five antibodies with known affinity to CBZ were diluted in a cell culture medium. The screening method allowed to differentiate between affine antibodies (IC50 < 20 µg/ml) and unaffine antibodies (IC50 > 20 µg/ml), when concentrations of 0.1 µg/ml IgG or greater have been used. Of five applied antibodies, all highly affine clones (CE2 and B3212M) were reported as positives while no false-positive samples were observed. The screening included competitive, with around 89500 fold excess of CBZ, and non-competitive tracer incubation on different segments of the same chip, which resulted in total signal suppression on the competitive segment. The screening was performed in 20 hours, only a few nanoliters, of each simulated supernatant, were consumed in the screening process, furthermore in the method standard 96 well MTPs were used and no cleanroom facilities were required. KW - Carbamazepine KW - Microscopic slides KW - Protein A cys KW - Competition KW - Epoxy silanes KW - Supernatant KW - Antibody immobilization PY - 2017 SP - 1 EP - 96 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54645 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Völzke, Jule Lexa T1 - Herstellung und Charakterisierung Antigen-beschichteter Nanopartikel als Analoga von Virus-like Particles (VLP) N2 - In dieser Arbeit wurden drei verschiedene Nanomaterialien auf ihre Bindungsfähigkeit zu Proteinen untersucht. Zu Beginn standen dabei die Herstellung stabiler Dispersionen der einzelnen Nanopartikel und die Stabilität der gebildeten Konjugate im Vordergrund. Der Nachweis einer erfolgreichen Konjugatbildung, sprich der Beschichtung von Nanopartikel mit Proteinen, wurde sowohl qualitativ mittels DLS-Messungen als auch über quantitative Protein-Bestimmungen erbracht. Für die Quantifizierung konnten verschiedene Methoden eingesetzt werden. Neben der klassischen Vorgehensweise, welche indirekt über die Quantifizierung von ungebundenem Protein im Überstand erfolgt, konnten ihm Rahmen dieser Arbeit verschiedene direkte Bestimmungsmethoden entwickelt werden. So wurden mittels kolorimetrischer Tests, wie dem BCA-Assay und dem Bradford-Assay, Nanodiamantdispersionen mit Hilfe einer Korrekturwellenlänge vermessen und quantifiziert. Ebenso zum Einsatz kam die Methode der Aminosäureanalytik, welche aufgrund ihrer guten Rückführbarkeit auf Aminosäurestandards Ergebnisse mit hoher Richtigkeit generieren kann und ebenso die Detektion kleiner Proteinmengen möglich macht. Nach den erfolgten quantitativen Betrachtungen wurden die Protein-beschichteten Nanopartikel auf ihre Anwendbarkeit als Analoga von Virus-like Particles (VLP) bei einer Immunisierung zur Gewinnung von polyklonalen Antikörpern gegen humanes Ceruloplasmin in Kaninchen überprüft. Es konnte mittels ELISA gezeigt werden, dass die Konjugate erfolgreich für die Herstellung von Antikörpern eingesetzt werden können und im zeitlichen Verlauf einer Immunisierung eine Steigerung des Antikörper-Titers zu erreichen ist. KW - DLS KW - Dynamische Lichtstreuung KW - Aluminiumoxid KW - Nanodiamant KW - Gold-Nanopartikel KW - BSA KW - Albumin KW - Protein G KW - Ceruloplasmin KW - Immunpräzipitation KW - Ultraschall KW - BCA KW - Bradford-Assay KW - AAAA KW - Aromatische Aminosäureanalytik KW - ICP-MS KW - NaCl-Methode PY - 2018 SP - 1 EP - 107 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54625 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Taube, Peter T1 - Development of columns based on glass monoliths for affinity chromatography N2 - The aim of this work was the preparation of a novel stationary monolithic phase for affinity chromatography and HPLC-applications. Therefore, we have chosen porous glass filters that are available with different pore sizes as raw materials to prepare monolithic columns. We purchased VitraPOR 4 (10-16 μm pore size) and VitraPOR 5 (1.0-1.6 μm pore size) monolithic glass filters. The physical properties of these glass filters were characterized. The surface area, pore size distribution and the porosity were determined using mercury intrusion porosimetry and BET. These glass filters only exhibit flow through pores and therefore show no bimodal pore size distribution in the mercury intrusion curves. Due to their low permeability, the applied filters that exhibit an inner diameter of 8.0 mm and a length of 15.0±0.1 mm could be operated at flow rates more than 10 ml/min. High flow rates are favorable for fast separation experiments. KW - Monolith KW - Affinity chromatography KW - Affinity extraction KW - Borosilicate glass KW - Sintered KW - Surface area KW - Flow rate KW - VitraPOR KW - Pressure KW - Protein A KW - Dynamic binding capacity KW - Protein A cys KW - Column regeneration KW - Performance comparison PY - 2017 SP - 1 EP - 102 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54564 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Gabler, Mariella T1 - Development of an affinity-based method for the site-selective synthesis of antibody-drug-conjugates N2 - For the site-selective synthesis of ADCs, a variety of obstacles must be overcome. Those include designing bifunctional affinity peptides with reasonably low 𝐾𝑑-values that couple to the mAb in a site-selective manner. These peptides should also include a functional group that links the payload to the mAb under mild conditions without adversely affecting it. The bioconjugation between peptide and antibody and the linker between peptide and payload must be stable and durable to provide safety when used for medical purposes. The usage of metals and organic solvents should be minimized. Within the project, new types of functionalized affinity peptides were designed, and their affinity towards the Fc-fragment was determined. KW - Antibody drug conjugate KW - ADC KW - Human antibody KW - Peptide KW - Linker KW - Toxin KW - Payload KW - Monomethyl Auristatin E KW - MMAE KW - DM1 KW - Click chemistry KW - Copper-catalyzed KW - SDS-PAGE KW - HPLC KW - Trastuzumab KW - Herceptin KW - SPR KW - MALDI-TOF-MS KW - Mertansine KW - Site-selective bioconjugation KW - Affinity PY - 2021 SP - 1 EP - 100 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54519 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Schwaar, Timm T1 - Entwicklung von multidimensionalen Hochdurchsatzmethoden zur Analyse von Partikel-basierten Peptidbibliotheken N2 - Gegenwärtig ist das Interesse und der Bedarf von Proteinbindern insbesondere in der Biotechnik und Pharmaforschung sehr groß. Kombinatorische, Partikel-basierte (One-Bead-One-Compound) Peptidbibliotheken sind eine Technik, um selektiv bindende Proteine zu identifizieren. Allerdings beinhaltet das Screening dieser Peptidbibliotheken aufwendige Schritte, wie die Separation, Sequenzierung und Charakterisierung von identifizierten Bindern. In dieser Arbeit wurde ein Chip-System entwickelt, auf dem alle Schritte eines Screenings durchgeführt werden können. Dafür wurde ein Glasobjektträger mit einem magnetisch leitenden, doppelseitigen Klebeband versehen. Die Partikel der Bibliothek wurden durch ein Sieb aufgetragen. Dies führte zu einer geordneten Immobilisierung der Partikel auf dem Chip. Über 30.000 Partikel konnten so auf einem Chip immobilisiert werden. Für die Identifizierung von selektiven Protein-bindenden Peptiden wird die immobilisierte Peptidbibliothek mit einem Fluorophor-markierten Protein inkubiert, bindende Partikel mittels Fluoreszenzscan identifiziert und die Peptidsequenz direkt auf dem Chip mittels Matrix-Assisted-Laser-Desorption/Ionization-(MALDI)-Flugzeit-(TOF)-Massenspektroskopie (MS) bestimmt. Die Durchführung einer Abbruchsequenz-Methode erlaubt die eindeutige Bestimmung der Peptidsequenzen mit einer nahezu 100 % Genauigkeit. Die entwickelte Technologie wurde in einem FLAG-Peptid-Modell validiert. Bei dem Screening wurden neue anti-FLAG-Antikörper-bindende Peptide identifiziert. Anschließend wurden in einem Screening von ca. 30.000 Partikeln IgG-bindende Peptide mit mittleren mikromolaren Dissoziationskonstanten identifiziert. Für die Identifizierung stärkerer Binder wurde eine magnetische Anreicherung entwickelt, die dem Chip-Screening vorgeschaltet werden kann. Hiermit wurden aus ca. 1 Million gescreenter Partikel, Peptide mit Dissoziationskonstanten im niedrigen mikromolaren Bereich identifiziert. N2 - The screening of one-bead-one-compound (OBOC) libraries is a well-established technique for the identification of protein-binding ligands. The demand for binders with high affinity and specificity towards various targets has surged in the biomedical and pharmaceutical field in recent years. The combinatoric peptide screening traditionally involves tedious steps such as affinity selection, bead picking, sequencing and characterization. In this thesis, a high-throughput “all-on-one chip” system is presented to avoid slow and technically complex bead picking steps. Beads of a combinatorial peptide library are immobilized on a conventional glass slide equipped with an electrically conductive tape. The beads are applied by using a precision sieve, which allows the spatially ordered immobilization of more than 30,000 beads on one slide. For the target screening, the immobilized library is subsequently incubated with a fluorophore-labeled target protein. In a fluorescence scan followed by matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI)-time of flight (TOF) mass spectrometry (MS), high-affinity binders are directly and unambiguously sequenced directly from the bead. The use of an optimized ladder sequencing approach improved the accuracy of the de-novo sequencing step to 100 %. This new technique was validated by employing a FLAG-based model system. In a first step, new peptide binders for the M2 anti-FLAG monoclonal antibody were identified. Finally, this system was utilized to screen for IgG-binding peptides. The screening of about 30.000 peptides on one chip led to the identification of peptide binders in the mid micromolar range. A magnetic enrichment technique was developed to increase the number of screened beads. By combining the magnetic enrichment strategy with the chip system, 1 million beads were screened and IgG-binders in the low micromolar range were identified. KW - Peptidbibliotheken KW - Hochdurchsatzscreening KW - Peptidsequenzierung KW - Chip-Screening PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-511649 DO - https://doi.org/10.18452/21793 SP - 1 EP - 153 PB - Humboldt-Universität CY - Berlin AN - OPUS4-51164 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Atanasova, Aleksandra T1 - Herstellung und Einsatz neuartiger Trypsin-Partikel für den enzymatischen Antikörper-Verdau N2 - In dieser Arbeit wurden zwei Trypsinvarianten, der Wildtyp (wtT) und eine thermostabile Variante (tsT), rekombinant hergestellt. Die Herstellung von Proteinen in Bakterien kann zu Fehlfaltungen und Einschlusskörperchen führen, weshalb eine geeignete Faltungsstrategie notwendig ist. In dieser Arbeit konnte eine schrittweise Vorgehensweise erfolgreich angewendet werden. Nach der Ni-NTA-Aufreinigung wurde zusätzlich eine substratspezifische Benzamidin-Aufreinigung eingesetzt, um die Aktivität zu verbessern. Außerdem wurden die rekombinanten Trypsine auf Korund immobilisiert. Korund ist ein kostengünstiges Material, das nach Silanisierung und Glutaraldehyd-Kopplung für die Bindung von Proteinen geeignet gemacht wurde. Dabei konnte gezeigt werden, dass mehr wtT als tsT gebunden wurde, was sich auch in den Kopplungsdichte widerspiegelte. Die immobilisierten Enzyme wurden in Bezug auf Aktivität, Wiederverwendbarkeit, Lagerfähigkeit und Temperaturstabilität untersucht. Beide Varianten zeigten vergleichbare Leistungen, wobei tsT bei höheren Temperaturen eine etwas bessere Stabilität aufwies. Für den Antikörperverdau wurden sowohl thermische als auch chemische Denaturierungen bei verschiedenen Temperaturen ( 37 °C und 60 °C) getestet. Die Analyse mit MALDI-TOF-MS zeigte, dass gute Werte für die Sequenzabdeckung erzielt werden konnten. Besonders die chemische Denaturierung führte zu besseren Ergebnissen mit weniger Selbstverdau. Beim Vergleich mit kommerziell immobilisiertem Crude-Trypsin zeigten die rekombinanten Varianten eine höhere Spezifität und bessere Sequenzabdeckung bei gleichzeitig geringerem Selbstverdau. Die Wiederverwendbarkeit wurde durch fünf Verdauzyklen bei 37 °C überprüft. Dabei blieb die Aktivität weitgehend stabil, auch wenn die Peakintensität in den MALDI-Spektren mit jedem Zyklus abnahm. Eine eindeutige Zuordnung der Fingerprints des Antikörpers aus einer Bibliothek von über 90 Antikörpern war trotz dessen gegeben. KW - Korund KW - Immobilisierung KW - Proteomik KW - Rekombinante Proteine KW - Thermostabile Enzyme PY - 2025 SP - 1 EP - 86 CY - Berlin AN - OPUS4-64433 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Döring, Sarah T1 - Sequence of Mus Musculus monoclonal IgG2c anti-CCMV Immunoglobulin N2 - We report the full-length nucleotide and amino acid sequences of the light (κ) and heavy chain of the IgG2c anti-CCMV monoclonal antibody (hybridoma clone BAM-CCMV-29-81), generated against Cowpea Chlorotic Mottle Virus (CCMV). Sequencing of hybridoma clone was performed using a cost-effective Sanger-based workflow that includes DNA-level subclass determination and peptide mass fingerprint confirmation. The κ-chain sequence was assigned to IGKV4-6101 / IGKJ101, while the heavy chain was assigned to IGHV2-601 / IGHD1-101 / IGHJ3*01 with IgG2c constant regions from the NOD strain. Both chains were validated against RNA Illumina sequencing, confirming 100% identity. The sequences are available in GenBank under accession numbers PX123807 (κ-chain) and PX123808 (heavy chain). KW - Antibody Sequencing KW - BAM-CCMV-29-81 KW - anti-CCMV-antibody PY - 2025 UR - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/PX123807 UR - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/PX123808 PB - National Library of Medicine CY - Bethesda AN - OPUS4-63968 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - INPR A1 - Fischer, Janina A1 - Kaufmann, Jan Ole A1 - Weller, Michael G. T1 - Simple Determination of Affinity Constants of Antibodies by Competitive Immunoassays N2 - The affinity constant, also known as the equilibrium constant, binding constant, equilibrium association constant, or the reciprocal value, the equilibrium dissociation constant (Kd), can be considered as one of the most important characteristics for any antibody-antigen pair. Many methods based on different technologies have been proposed and used to determine this value. However, since a very large number of publications and commercial datasheets do not include this nformation, significant obstacles in performing such measurements seem to exist. In other cases where such data are reported, the results have often proved to be unreliable. This situation may indicate that most of the technologies available today require a high level of expertise that does not seem to be available in many laboratories. In this paper, we present a simple approach based on standard immunoassay technology that is easy and quick to perform. It relies on the effect that the molar IC50 approaches the Kd value in the case of infinitely small concentrations of the reagent concentrations. A two-dimensional dilution of the reagents leads to an asymptotic convergence to Kd. The approach has some similarity to the well-known checkerboard titration used for the optimization of immunoassays. A well-known antibody against the FLAG peptide, clone M2, was used as a model system and the results were compared with other methods. This approach could be used in any case where a competitive assay is available or can be developed. The determination of an affinity constant should belong to the crucial parameters in any quality control of antibody-related products and assays and should be mandatory in papers using immunochemical protocols. N2 - Die Affinitätskonstante, auch bekannt als Gleichgewichtskonstante, Bindungskonstante, Gleichgewichtsassoziationskonstante oder der Kehrwert, die Gleichgewichtsdissoziationskonstante (Kd), kann als eine der wichtigsten Eigenschaften für jedes Antikörper-Antigen-Paar angesehen werden. Es wurden viele Methoden auf der Grundlage verschiedener Technologien vorgeschlagen und verwendet, um diesen Wert zu bestimmen. Da jedoch eine sehr große Anzahl von Veröffentlichungen und kommerziellen Datenblättern diese Informationen nicht enthalten, scheint es erhebliche Hindernisse bei der Durchführung solcher Messungen zu geben. In anderen Fällen, in denen solche Daten angegeben werden, haben sich die Ergebnisse oft als unzuverlässig erwiesen. Diese Situation könnte darauf hindeuten, dass die meisten der heute verfügbaren Technologien ein hohes Maß an Fachwissen erfordern, das in vielen Laboren nicht vorhanden zu sein scheint. In diesem Artikel stellen wir einen einfachen Ansatz vor, der auf der Standard-Immunoassay-Technologie basiert und einfach und schnell durchzuführen ist. Er beruht auf dem Effekt, dass sich der molare IC50-Wert dem Kd-Wert im Fall unendlich kleiner Konzentrationen der Reagenzienkonzentrationen nähert. Eine zweidimensionale Verdünnung der Reagenzien führt zu einer asymptotischen Konvergenz zu Kd. Der Ansatz weist eine gewisse Ähnlichkeit mit der bekannten Schachbrett-Titration auf, die zur Optimierung von Immunoassays verwendet wird. Ein bekannter Antikörper gegen das FLAG-Peptid, Klon M2, wurde als Modellsystem verwendet und die Ergebnisse wurden mit anderen Methoden verglichen. Dieser Ansatz kann in allen Fällen verwendet werden, in denen ein kompetitiver Test verfügbar ist oder entwickelt werden kann. Die Bestimmung einer Affinitätskonstante sollte zu den entscheidenden Parametern in jeder Qualitätskontrolle von Antikörper-bezogenen Produkten und Tests gehören und in Veröffentlichungen, die immunchemische Protokolle verwenden, obligatorisch sein. KW - ELISA KW - Microplate KW - Microtiter plate KW - IC50 KW - Test midpoint KW - Competitive immunoassay KW - Law of mass action KW - Thermodynamics KW - Equilibrium constant KW - SPR KW - Surface plasmon resonance KW - Clones KW - Interaction KW - kd value KW - ITC KW - MST PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-621298 DO - https://doi.org/10.20944/preprints202404.0996.v1 SN - 2310-287X SP - 1 EP - 11 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-62129 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lohrke, Heiko A1 - Kohlhoff, Harald A1 - Erdmann, Jessica A1 - Winkler, Nicolas P. A1 - Neumann, Patrick P. T1 - Combined GNSS/Visual Inter-Robot Tracking Method for Open-Path Gas Tomography N2 - Methane emissions are a significant environmental and safety concern, yet many gas tomography systems intended to measure them require manual alignment, reliable high-bandwidth links, or fiducials. We present a lightweight, fully autonomous framework enabling line-of-sight inter-robot Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) measurements without such constraints. A sensor robot equipped with a gimbal-mounted TDLAS unit tracks a reflector robot bearing an illuminated, color-controllable target. Coarse localization is achieved via RTK-GNSS, with vision-based fine tracking and passive time synchronization handled onboard. The system, based on off-the-shelf Pixhawk controllers and ArduPilot firmware, was validated in a 15m × 7m outdoor trial. Despite GNSS inaccuracies and deliberate occlusion by a methane-filled bag, the system retained lock, recovered from visual loss in under one second, and captured a 2800 ppm·m plume signature. These results demonstrate robust, scalable methane sensing for mobile gas tomography or standalone leak detection. Core components are released open-source to support future deployment. T2 - IEEE SENSORS 2025 CY - Vancouver, BC, Kanada DA - 19.10.2025 KW - Gas tomography KW - Tracking KW - Robot KW - Methane KW - TDLAS PY - 2025 SN - 979-8-3315-4467-6 DO - https://doi.org/10.1109/SENSORS59705.2025.11330519 SP - 1 EP - 4 PB - IEEE CY - Piscataway, NJ, USA AN - OPUS4-65615 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Abbas, Ioana M. T1 - Development of LC-MS/MS methods for the quantitative determination of hepcidin-25, a key regulator of iron metabolism N2 - Isotope-dilution liquid chromatography-tandem mass spectrometry (ID-LC-MS/MS) is emerging in the field of clinical chemistry and laboratory medicine as an alternative to immunoassays and is acknowledged as the MS “gold standard” for small biomolecule quantification. Hepcidin-25, a key iron-regulatory peptide hormone discovered in 2000, has revolutionized the understanding of iron disorders and its quantitative determination in biological samples should advance the management of iron-related pathology (diagnosis, prognosis and treatment). This study applied LC-MS/MS, using the triple quadrupole (QqQ) mass spectrometer, in a rapid and robust analytical strategy for the quantification of hepcidin-25 in human serum, to be implemented in routine laboratories. For this purpose, two sample preparation strategies and two complementary chromatographic separation conditions were investigated, where the use of acidic mobile phases (0.1% trifluoroacetic acid) was compared with a novel approach involving solvents at high pH (containing 0.1% ammonia). The application of these LC-MS/MS methods to human samples in an intra-laboratory comparison, using the same hepcidin-25 calibrators, yielded a very good correlation of the results. The LC-MS/MS employing trifluoroacetic acid-based mobile phases was selected as a highly sensitive (limit of quantification LOQ of 0.5 μg/L) and precise (coefficient of variation CV<15%) method and was recommended as a reference method candidate for hepcidin-25 quantification in real samples (in the dynamic range of 0.5-40 μg/L). One of the novel aspects of the methodology was the use of amino- and fluoro-silanized autosampler vials to reduce the interaction of the 25-residue peptide to laboratory glassware surfaces. Moreover, this LC-MS/MS method was used for an international round robin study, applying a secondary reference material as a calibrator. By determining the degree of equivalence between the results of the ten participating methodologies, the performance of the method developed in this study was found to be in the optimal range as defined by the International Consortium for Harmonization of Clinical Laboratory Results (ICHCLR). In this work, the formation of hepcidin-25 complexes with copper(II) was investigated. The first reversed-phase chromatographic separation of hepcidin-25/Cu2+ and hepcidin-25 (copper “free”) was achieved by applying mobile phases containing 0.1% of ammonia (pH 11). LC-MS/MS and high-resolution mass spectrometry (Fourier-transform ion cyclotron resonance (FTICR) MS) were applied for the mass spectrometric characterization of the formed hepcidin-25-Cu(II) species at pH values of 11 and 7.4 respectively. A new species corresponding to hepcidin-25 complexed with two copper ions was identified at high pH. KW - Copper KW - LC-MS/MS KW - Chromatography KW - Mass spectrometry KW - Metal complex KW - Metalloprotein KW - Peptide KW - Metrology KW - Reference material PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:11-110-18452/20119-6 UR - https://edoc.hu-berlin.de/handle/18452/20119?show=full DO - https://doi.org/10.18452/19358 SP - 1 EP - 156 CY - Berlin AN - OPUS4-45780 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -