@masterthesis{Vieten, type = {Bachelor Thesis}, author = {Vieten, Stefan}, title = {Antimikrobielle Wirkung von Nanosilberzus{\"a}tzen in Epoxidharzbeschichtungen}, school = {Hochschule Rhein-Waal}, abstract = {In dieser Arbeit wurden Nanosilberpartikel (folgend: Ag-NP) in eine Epoxidharzmatrix eingearbeitet und die antimikrobielle Wirkung der nanosilberhaltigen Epoxidharz Glasrepliken am Wachstum von Bacillus subtilis und Saccharomyces cerevisiae untersucht. Ag-NP sind bekannt f{\"u}r ihre antimikrobielle Wirkung (Sotiriou \& Pratsinis, 2010). Eine funktionale Oberfl{\"a}che mit Ag-NP reduziert durch ihren antibakteriellen und antifungalen Charakter das Wachstum von Bakterien und Pilzen (Plachkov, 2006). B. subtilis verdeutlicht als Bakterium die antibakteriellen Eigenschaften der Ag-NP und S. cerevisiae als Hefepilz die antifungalen Eigenschaften der Ag-NP. Die antimikrobielle Wirksamkeit von Ag-NP ist weitgehend bekannt, viele Publikationen verdeutlichen die keimreduzierende Wirkung von Ag-NP oder Silber-Ionen. Der Grundlegende Unterschied dieser Arbeit zu vielen Publikationen {\"u}ber Ag-NP ist die Integrierung der Nanopartikel in eine Polymermatrix. Die Nanopartikel werden also in die Epoxidharzmatrix integriert und liegen nicht nur oberfl{\"a}chlich als Beschichtung vor. Die Integration von antimikrobiellen Additiven in eine Polymerstruktur hat gegen{\"u}ber einer antimikrobiellen Beschichtung den Vorteil der Langlebigkeit und damit auch der Langzeitwirkung (Huppmann, 2014). Antimikrobielle Polymere k{\"o}nnen besonders f{\"u}r die Lebensmittelindustrie interessant sein. In der Lebensmittelindustrie ist die Besiedlung von Werkstoffoberfl{\"a}chen bekannt und wird in definierten Zeitintervallen durch Reinigungsmaßnahmen reduziert (Huppmann, 2014). Der Einsatz von antimikrobiellen Werkstoffen w{\"u}rde die mikrobiologische Kontamination stark reduzieren und k{\"o}nnte somit die Kosten f{\"u}r Reinigungsmaßnahmen verringern. Die hergestellten Epoxidharz Glasrepliken zeigten auf das Wachstum von B. subtilis ab einer Ag-NP-Konzentration von 20,35 μg/g eine Reduktion um eine Log10-Stufe, und ab einer Ag-NP-Konzentration von 40,53 μg/g eine Reduktion um zwei Log10-Stufen. Die Epoxidharz Glasrepliken mit 40,53 μg/g Ag-NP reduzierten die Keimzahl von B. subtilis um 97,98 \%. Auf das Wachstum von S. cerevisiae zeigten die hergestellten Epoxidharz Glasrepliken ab einer Ag-NP-Konzentration von 9,1 μg/g eine Reduktion um eine Log10-Stufe. Die h{\"o}chste der getesteten Ag-NP-Konzentrationen mit 40,53 μg/g zeigte auch eine Keimreduktion um eine Log10-Stufe. Jedoch bedeutet die Reduktion der Epoxidharz Glasreplik mit 40,53 μg/g Ag-NP eine Keimreduktion von S. cerevisiae um 94,52 \%. Die Ergebnisse zeigen ein resistenteres Verhalten von S. cerevisiae gegen {\"u}ber B. subtilis.}, language = {de} } @masterthesis{Wens, type = {Bachelor Thesis}, author = {Wens, Jasmin}, title = {Transport von fluoreszierenden Proteinen mittels dreischaligen Calciumphosphat-Nanopartikeln in eukaryotische Zellen}, school = {Hochschule Rhein-Waal}, abstract = {F{\"u}r die Transfektionsexperimente mit Calciumphoshat-Nanopartikel wurden erfolgreich die Proteine exprimiert, gereinigt und durch eine SDS-PAGE {\"u}berpr{\"u}ft. Die ben{\"o}tigten Plasmide wurden ebenfalls hergestellt und erfolgreich mit einer Testrestriktion {\"u}berpr{\"u}ft. Calciumphosphat-Nanopartikel wurden durch Pr{\"a}zipitation der Calcium- und Phosphat-L{\"o}sungen synthetisiert, mit Proteinen (Tandem, mRFP1, eGFP) und deren entsprechenden DNA beladen und in HeLa-Zellen transfiziert. Fast die gesamte eingesetzte Menge der Proteine und Dreiviertel der eingesetzten DNA wurden nach der Synthese auf den Partikeln detektiert. Die Partikel waren durchschnittlich 100 nm groß, {\"u}berwiegend monodispers, sph{\"a}risch und durch die Funktionalisierung mit dem Polymer (PEI) positiv geladen. Die Calciumphosphat-Nanopartikel waren im Allgemeinen nicht toxisch, allerdings verringerte sich die Viabilit{\"a}t der Zellen bei Erh{\"o}hung der Partikelkonzentration und l{\"a}ngerer Inkubationsdauer. Beim Einsatz der Partikelkonzentration, die f{\"u}r die Transfektionsexperimente verwendet wurden, ergab sich keine bedeutende Toxizit{\"a}t im Vergleich zur Verwendung von Lipofectamin mit Biomolek{\"u}len. Die Transfektion, der mit DNA- und Proteinen-beladenen Calciumphosphat- Nanopartikeln in HeLa-Zellen, konnte mit Fluoreszenz- und Konfokalmikroskopie best{\"a}tigt werden. Die Proteine sind punktuell in den Zellen erkennbar und die bestimmte Transfektionseffizienz deutet auf einen Abbau der Proteine im Laufe der Zeit. Die DNA hingegen, musste zun{\"a}chst zum fluoreszierenden Protein umgesetzt werden und verbreitete sich anschließend cytosolisch in der Zelle. Durch den Fluoreszenzverlust des eGFP im sauren Millieu, welches mit einem in vitro Fluoreszenztest bewiesen wurde, konnte mit einer konfokalmikroskopischer Untersuchung der transfizierten Zellen eine Lokalisation der Protein-Partikel in den Lysosomen festgestellt werden. Lipofectamin ist ein effizientes Transportreagenz f{\"u}r Nukleins{\"a}uren, allerdings k{\"o}nnen dadurch keine Proteine in die Zellen transportiert werden.}, language = {de} } @masterthesis{Paschen, type = {Bachelor Thesis}, author = {Paschen, Blanca}, title = {Differences in root morphology of modern wheat and barley varieties and their wild ancestors}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:1383-opus4-1948}, school = {Hochschule Rhein-Waal}, pages = {67}, abstract = {Sustainable agriculture requires plants which are able to absorb water and nutrients more efficiently to avoid losses and to reduce negative effects on the environment. Root traits are vitally important to fulfill these aims. Therefore, it is important to better understand root morphology of common cereals, such as wheat (Triticum aestivum L.) and barley (Hordeum vulgare L.) and their wild relatives. Wild wheat and barley relatives have a superior root system and thus may provide a valuable biological resource for breeding stress tolerant cereals in the future. The objectives of this research were to characterize the variability of root traits among modern wheat and barley cultivars and their wild forms. Fifteen wheat and nine barley cultivars and wild forms were grown under optimal growth conditions without addition of nutrients in a greenhouse experiment. Cultivars and wild forms showed a high genetic variation in root morphology, as well as in shoot traits. Cultivars were divided into three domestication categories: wild forms, old cultivars and modern cultivars. A high variability while comparing cultivars at domestication level showed that it is a 4 weak predictor for root traits. A deep and large root system, high root length density and a high root to shoot ratio were identified as being beneficial traits for efficient nutrient and water uptake. T. aestivum var. tschermakianum, Aegilops cylindrica, H. vulgare hexastichon and H. lagunculiforme had highest values for these traits.}, language = {en} } @masterthesis{Wildt, type = {Bachelor Thesis}, author = {Wildt, Viktor}, title = {Formulation of Π-Π Stacking Stabilized Polymeric Micelles Co-loaded with Chemotherapeutics and Corticosteroids}, school = {Hochschule Rhein-Waal}, abstract = {Cancer is a complex and lethal disease, based on uncontrolled and malignant growths. Conventional therapies like radiation therapy, surgery and chemotherapy are used to treat cancer. However, and despite being one of the most employed ones, many chemotherapeutic drugs show several drawbacks, such as. low solubility, side-effects, and low accumulation within the cancerous tissue. Drug delivery systems like polymeric micelles can be employed to overcome these problems. Additionally, due to the heterogeneity of the tumour microenvironment, the consistency of these nano-therapies varies. Which can be traced back to heterogeneity in the efficiency of the enhanced permeability and retention effect. Therefore, corticosteroids are also used in conjunction with chemotherapeutics to increase the nanoparticle accumulation within the cancerous tissue. mPEG-bp(HPMA-Bz) based Π-Π stacking stabilized polymeric micelles have shown great potential for encapsulating paclitaxel, one of the leading anticancer drugs. Furthermore, preliminary studies show potential for co-loading these micelles with corticosteroids like dexamethasone and paclitaxel. Based on these premises, this work focused on exploring the first steps towards the manufacturing process of the ΠΠ stacking mPEG-b-p(HPMA-Bz) based micelles to set up the basis for future clinical transition. This was done by introducing continuous production via microfluidics and increasing the shelf-life via either cold chain or lyophilization. Results showed that microfluidics can reproduce the physicochemical properties and drug retention capabilities of Π-Π stacking polymeric micelles loaded with paclitaxel. Furthermore, the preliminary evaluation pointed that the characteristics of these polymeric micelles might be able to be tuned by increasing the flow rate of the aqueous and organic phase and the polymer concentration. Besides, the cold chain procedure can be used to preserve the micelles with minor changes to the physicochemical properties of the polymeric micelles, when PEG2k (5 wt\%) is added. A framework for further studies on the lyophilization has been established and a mixture of PEG2k and sucrose has been able to reduce the size increase after lyophilization from 10.2-fold to 1.2-fold. Even though it is not optimized, these results set the framework for the manufacturing and storage of Π-Π mPEG-b-p(HPMA-Bz) based polymeric micelles.}, language = {de} } @masterthesis{Ruiz, type = {Bachelor Thesis}, author = {Ruiz, Yudit}, title = {Investigation of Self-Healing in Fruit Epidermis with Atomic Force Microscopy}, school = {Hochschule Rhein-Waal}, abstract = {Different advanced microscopy techniques, mainly atomic force microscopy and scanning electron microscopy are used to inspect damage healing on fruit epidermis using squash - Cucurbita pepo L. - as prime specimen. The approach and methods used followed instructions reported by comparable projects studying epicuticular wax regeneration with SEM and AFM. However, novel detailed and instructive information was collected and reported on how to perform tasks involving certain degrees of technical difficulty, such as using AFM to find a particular location on a sample that is, by definition, thousands of times larger than the target focal zone. A non-reported system was used to trace and cut out the damages on the fruit surface. The manipulation and lithography mode of the AFM JPK software is known to work to trace micro-scale designs on hard surfaces such as CDs but we prove it can also be used on soft and very irregular surfaces such as that of C. pepo - to a certain extent. A total of 19 scratches and one round-shaped damage were cut and optical information was collected through time with AFM. All relevant parameters were measured with the JPKs built-in measuring tool and information was collected and later plotted on excel spreadsheets. Damage sealing was found to happen for all cases and for almost all different parameters -length, depth, width. The characteristics of all cases reported are unique - follow up times vary from minutes to hours and other features such as initial damage size and the force applied for its creation are different. However, damage sealing did not seem to correlate with any of these. Samples cut from specimens several days after purchase or simply from specimens with a rough, dry surface seemed to progress much more slowly than those coming from fresh-looking samples. The focus of the study was the fruit cuticle (stiff polymeric film covering the outer surface of all higher plants). To make sure that the processes of healing observed actually correspond to this part a) wax was removed in all of the samples and b) the cuticle of our model fruit was measured with light microscopy, showing that its thickness is much higher than the deepest of our AFM scratches. This way we aimed to prove that the regeneration observed represents actual cellulose regrowth and cellular activity healing the cutin layer. Progress is observed in all cases, which is a good sign. However, wax is known to regenerate immediately after removal in experiments with leaves. The fact that some of our damages seal within the first 10 minutes of observation may be an indication that wax is filling the scratch instead of other biological activity. Further research is needed to clarify the nature of this process.}, language = {en} }