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Organisationseinheit der BAM
In biological fluids, proteins associate with nanoparticles, leading to a protein 'corona' defining the biological identity of the particle. However, a comprehensive knowledge of particle-guided protein fingerprints and their dependence on nanomaterial properties is incomplete. We studied the long-lived ('hard') blood plasma derived corona on monodispersed amorphous silica nanoparticles differing in size (20, 30, and 100 nm). Employing label-free liquid chromatography mass spectrometry, one- and two-dimensional gel electrophoresis, and immunoblotting the composition of the protein corona was analyzed not only qualitatively but also quantitatively. Detected proteins were bioinformatically classified according to their physicochemical and biological properties. Binding of the 125 identified proteins did not simply reflect their relative abundance in the plasma but revealed an enrichment of specific lipoproteins as well as proteins involved in coagulation and the complement pathway. In contrast, immunoglobulins and acute phase response proteins displayed a lower affinity for the particles. Protein decoration of the negatively charged particles did not correlate with protein size or charge, demonstrating that electrostatic effects alone are not the major driving force regulating the nanoparticle–protein interaction. Remarkably, even differences in particle size of only 10 nm significantly determined the nanoparticle corona, although no clear correlation with particle surface volume, protein size, or charge was evident. Particle size quantitatively influenced the particles decoration with 37% of all identified proteins, including (patho)biologically relevant candidates. We demonstrate the complexity of the plasma corona and its still unresolved physicochemical regulation, which need to be considered in nanobioscience in the future.
Accurate and precise isotope ratio measurements of heavy elements are playing an increasinglyimportant role in modern analytical sciences and have numerous applications. Today, isotope ratio measurements are typically performed with two principal techniques: thermal ionization mass spectrometry (TIMS) and multiple collector-inductively coupled plasma mass spectrometry (MC-ICP-MS). To obtain accurate results by mass spectrometry, isotopic certified reference materials (iCRMs) are needed for mass bias correction and for the validation of the method used for analysis.Thus, it is of paramount importance to achieve measurement comparability of all data reported, and to assess measurement capability of each CRM producer/National Metrology Institute (NMI). Therefore, the international comparison (CCQM-P213) was performed to assess the analytical capabilities of NMIs for the accurate determination of copper isotope ratio delta values in high purity materials. The study was proposed by the coordinating laboratories, National Research Council Canada (NRC), National Institute of Standards and Technology (NIST), Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) and Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), as an activity of the Isotope Ratio Working Group (IRWG) of the Consultative Committee for Amount of Substance - Metrology in Chemistry and Biology (CCQM). Participants included six NMIs and one designated institute (DI) from the six countries. Although no measurement method was prescribed by the coordinating laboratories, MC-ICP-MS with either standard-sample bracketing (SSB) or combined SSB with internal normalization (C-SSBIN) models for mass bias correction were recommended. Results obtained from the six NMIs and one DI were in good agreement.
Lichtbogenbasierte Schweißverfahren wie das Metallschutzgasschweißen (MSG) zählen zu den Standardverfahren der Fügetechnik und werden in vielen Industriebereichen automatisiert unter Verwendung von Industrierobotern eingesetzt. Dabei können Schweißnahtabweichungen auftreten, die aus Änderungen der Prozessrandbedingungen und der hohen Prozessdynamik resultieren. Hier ist die Kontrolle von Schmelzbad- und Schweißnahtgeometrie für die Sicherung der Nahtqualität bedeutsam. Durch den Einsatz optischer Sensorsysteme können mit hoher zeitlicher Auflösung in-situ Informationen des Prozesszustands ermittelt werden. Dabei stellen die rauen Prozessbedingungen und die hohe Strahlungsintensität des Lichtbogens eine Herausforderung für die optischen Komponenten dar. Forschungsarbeiten am Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik der RWTH Aachen haben gezeigt, dass durch den Einsatz einer HDR-Kamera in Kombination mit einer strukturierten Laserbelichtung gezielt geometrische Informationen des Lichtbogens und des Schmelzbads aus den Prozessaufnahmen gewonnen werden können. In dieser Arbeit wird eine parallele Schweißnaht- und Schmelzbadbeobachtung durchgeführt, wobei geometrische Informationen durch die Anwendung von Bildverarbeitungsalgorithmen extrahiert werden. Dabei wird ein nachlaufendes Sensorsystem eingesetzt, welches aus einer HDR-Kamera und einer Laserbeleuchtung besteht. Es werden diffraktive optische Elemente (DOE) zur Erzeugung von verschiedenen Laserprojektionsmustern verwendet, um sowohl eine unidirektionale als auch eine multidirektionale Prozessbeobachtung durchführen zu können. Aus den geometrischen Informationen werden Kenngrößen berechnet, anhand derer der Prozesszustand beurteilt werden kann. Es zeigt sich, dass anhand der Kenngrößenverläufe Abweichungen in der Schweiß- und Schmelzbadgeometrie und Positionierungsfehler des Roboters identifiziert werden können.