ChemieXtra 1-2/2013 by SIGWERB GmbH

1–2 / 2013

Januar – Februar 2013

FACHBERICHTE · MESSEN · NEWS

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR DIE CHEMIE- UND LABORBRANCHE

Gib Viren keine Chance! Sichere Dekontamination von Reinräumen und Sicherheitswerkbänken mit H2O2

Gemeinsam immer einen Schritt voraus

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EDITORIAL

Gesichter Der Vorstandsvorsitzende von Novartis, Daniel

Sonderangebote und Neuheiten regelmäßig ...

Vasella, ist zurückgetreten. Kurz vor Drucklegung erreichte uns diese Nachricht, die so aktuell war, dass wir auch nur auf unserer Internetseite darüber berichtet haben. In einer monatlich erscheinenden Fachzeitschrift wie CHEMIEXTRA wäre sie bei Auslieferung schon hoffnungslos überaltert gewesen. Doch warum ist gerade das eine Schlagzeile für die Tagespresse? Ein Rücktritt – mehr nicht!? Wie wohl kaum ein anderer vor ihm hat Vasella Novartis geprägt und ins Licht der Öffentlichkeit gerückt. Mögen es strategische Entscheidungen, Diskussionen über Saläre in der Pharmaindustrie oder sein Einsatz für den Standort Schweiz gewesen sein – Vasella war das bekannte Gesicht hinter Novartis, vielleicht sogar hinter der Schweizerischen Pharmaindustrie als Ganzes. Sehr oft wurde über ihn geschrieben, berichtet und sein Foto abgedruckt. So war

... in den

es die Person Vasella, die in der Schweizer Bevölkerung aufgrund der Medien fast besser bekannt war als seine Firma. Doch Personen – Menschen – stehen immer hinter Entscheidungen, sei es in der Politik, in der Wirtschaft oder einfach im Alltag. Auch in der Chemie und in der Forschung sind es Menschen, die etwas bewegen, die neugierig sind, die den Dingen auf den Grund gehen, Ideen entwickeln und sich Nächte im Labor um die Ohren schlagen. Oder die einfach nur

GÜNSTIGMAILINGS ... auch in den Bereichen Life Science und Chemikalien!

die Rädchen am Laufen halten. Meistens liest man ihre Namen nur in einer ihrer Publikationen, mit etwas Glück findet man sie auf einer Webseite. Doch fast immer wird nur das fachliche Ergebnis gewürdigt, selten die Personen dahinter. Deshalb beginnen wir in dieser ersten Ausgabe im neuen Jahr, die Menschen mehr ins Licht zu rücken. Wir werden in Zukunft nicht nur über wissenschaftliche Ergebnisse berichten, sondern bei den Kontakten auch Fotos der Wissenschaftler veröffentlichen. Ihre Gesichter sollen wahrgenommen werden.

Ich wünsche Ihnen viel Spass beim Lesen der neuen Ausgabe.

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Sabine Goldhahn Laborbedarf - Life Science - Chemikalien ROTH AG Fabrikmattenweg 12 - 4144 Arlesheim Tel: 061/712 11 60 - Fax: 061/712 20 21 info@carlroth.ch - www.carlroth.ch

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I N H A LT S V E R Z E I C H N I S

CHEMIE

Metall stärkt Doppelbindung

Chemiker hinterfragen ein etabliertes Modell, das katalytische Prozesse erklärt. Ob Margarine, Kunstdünger oder Plastikbecher: Bei der Herstellung vieler Produkte spielt das chemische Prinzip der Katalyse eine wichtige Rolle. Ein Katalysator sorgt im Produktionsprozess dafür, dass bestimmte Reaktionen überhaupt erst ablaufen. Erst dadurch lassen sich Polyethylen und andere Kunststoffe fabrizieren oder Pflanzenöl zu Margarine härten.

NEWS

BIOWISSENSCHAFTEN

FORSCHUNGSWELT Auf dem Weg zum dreidimensionalen Proteinatlas

Damit Proteine ihre Funktionen in einer Zelle erfüllen können, müssen sie zur richtigen Zeit am richtigen Ort sein und mit bestimmten Partnern interagieren. Dazu lagern sie sich zu Komplexen zusammen, die nicht selten aus mehreren Dutzend Proteinen bestehen. Nun kann die räumliche Anordnung von Proteinen mit der Kryo-Elektronentomographie (Kryo-ET) untersuchen werden.

Antibiotika gezielt mit Nanoreaktoren freisetzen

28 Chemiker der Universität Basel haben Nanokugeln entwickelt, die das häufig eingesetzte Antibiotikum Cephalexin herstellen und lokal freisetzen können. Wenn es gelingt, solche Nanoreaktoren in medizinische Implantate einzubauen, dann liessen sich gezielt bakterielle Infektionen bekämpfen, ohne dass der Wirkstoff über den ganzen Körper verteilt wird.

NEWS

IMPRESSUM

Die Fachzeitschrift für die Chemie- und Laborbranche

150 Jahre Bayer

In diesem Jahr feiert der Bayer-Konzern sein 150-jähriges Jubiläum. Angefangen als kleine, innovative Farbenfabrik, ist Bayer heute ein Weltkonzern mit über 110 000 Mitarbeitern. Sein wohl bekanntestes Produkt, das Aspirin, ist schon 1899 auf den Markt gekommen.

Herausgeber/Verlag SIGWERB GmbH Unter Altstadt 10 CH-6301 Zug Telefon +41 (0)41 711 61 11 info@sigwerb.com www.sigwerb.com Anzeigenverkaufsleitung Thomas Füglistaler

Erscheinungsweise 10 × jährlich Jahrgang 3. Jahrgang (2013) Druckauflage 12000 Exemplare ISSN-Nummer 1664-6770 Internet www.chemiextra.com Geschäftsleiter Andreas A. Keller

BERICHTE ÜBER FIRMEN

Anzeigenverkauf SIGImedia AG Jörg Signer Pfaffacherweg 189 Postfach 19 CH-5246 Scherz Telefon +41 (0)56 619 52 52 Telefax +41 (0)56 619 52 50 info@sigimedia.ch Chefredaktion GOLDHAHN SCIENCE AND NEWS GmbH Dr. Sabine Goldhahn (sago) Bündtenweg 2 CH-4323 Wallbach Telefon +41 (0)61 861 10 11 redaktion@sigwerb.com

Produktion Sprüngli Druck AG Dorfmattenstrasse 28 CH-5612 Villmergen Telefon +41 (0)56 619 53 53 Telefax +41 (0)56 619 53 00 info@spruenglidruck.ch www.spruenglidruck.ch Abonnemente Telefon +41 (0)41 711 61 11 info@sigwerb.com www.chemiextra.com Jahresabonnement Schweiz: CHF 38.00 (inkl. Porto/MwSt.) Jahresabonnement Ausland: CHF 58.00 (inkl. Porto) Copyright Zur Veröffentlichung angenommene Originalartikel gehen in das ausschliessliche Verlagsrecht der SIGWERB GmbH über. Nachdruck, fotomechanische Vervielfältigung, Einspeicherung in Datenverarbeitungsanlagen und Wiedergabe durch elektronische Medien, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlags. Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haftung übernommen. Copyright 2013 by SIGWERB GmbH, CH-6301 Zug

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I N H A LT S V E R Z E I C H N I S

LABOR

WERKSTOFFE Poren mit viel Platz

MEDIZIN/PHARMA Alte Antipsychotika neu entdeckt

Bei den bereits seit Jahrzehnten bekannten Antipsychotika Mepazin und Thioridazin haben Wissenschaftler eine neue, unerwartete Wirkung gegen Krebs entdeckt. Sie hemmen die Protease MALT1 und entfalten damit eine neue, spezifische Antitumorwirkung in einer hochmalignen Untergruppe von diffus grosszelligen B-Zell-Lymphomen.

ERNÄHRUNG 113 Jahre in der Flasche

UMWELT Wie kalt wird ein Winter in zwei Jahren? 44

Wie gut sind die weltweit wichtigsten Klimamodelle geeignet, um die Wetterbedingungen für das kommende Jahr oder gar Jahrzehnt vorherzusagen? Eine neue Studie zeigt: Der Weg zu verlässlichen regionalen Vorhersagen auf saisonalen und dekadischen Zeitskalen ist noch weit.

Vor einigen Jahren haben Experten der Schweizerischen Forschungsanstalt Agroscope in über hundertjährigem Wein einen neuen Hefestamm entdeckt. Heute trägt dieser Fund dazu bei, finanzielle Einbussen von der Schweizer Weinbranche abzuwenden. Auch bei Destillaten und der Flaschengärung von Sekt und Champagner wurde die «Dornröschen»-Hefe bereits erfolgreich eingesetzt, um neue Produkte von hoher Qualität zu kreieren.

VERANSTALTUNGEN

PANORAMA

PRODUKTE

LIEFERANTEN VERZEICHNIS

Die sichere Biodekontamination von Reinräumen und Sicherheitswerkbänken ist mit konventionellen Methoden wie der Wischdesinfektion oder der Formaldehybegasung sehr unbefriedigend gelöst. Deshalb findet die saubere Alternative mit Wasserstoffperoxyd (H2O2) rasch Eingang in vielen Bereichen der Pharma, Biotechnologie, Tierhaltung und Krankenhaus. Die Dekontamination mittels H2O2 gilt als sehr sicher und lässt sich mit einem Total Kill von bis 106 Sporen von Geobacillus Stearothermophilus nachweisen. 1–2/2013

FACHBERICHTE · MESSEN · NEWS

Januar – Februar 2013

Gib Viren keine Chance!

1–2 / 2013

ZUM TITELBILD

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR DIE CHEMIE- UND LABORBRANCHE

Gib Viren keine Chance! Sichere Dekontamination von Reinräumen und Sicherheitswerkbänken mit H2O2

Gemeinsam immer einen Schritt voraus

SKAN AG Binningerstrasse 116 CH-4123 Allschwil Telefon +41 (0)61 485 44 44 Telefax +41 (0)61 485 44 45 info@skan.ch www.skan.ch 3

CHEMIE

Neue Erkenntnisse zum Dewar-Chatt-Duncanson-Modell

Metall stärkt Doppelbindung Würzburger Chemiker hinterfragen ein etabliertes Modell, das katalytische Prozesse erklärt. Ob Margarine, Kunstdünger oder Plastikbecher: Bei der Herstellung vieler Produkte spielt das chemische Prinzip der Katalyse eine wichtige Rolle. Ein Katalysator sorgt im Produktionsprozess dafür, dass bestimmte Reaktionen überhaupt erst ablaufen. Erst dadurch lassen sich Polyethylen und andere Kunststoffe fabrizieren oder Pflanzenöl zu Margarine härten.

Bild: Alexander Damme/Universität Würzburg

se damit und macht sie bereit für die gewünschte Reaktion.

Etabliertes Modell auf den Kopf gestellt

Die Doppelbindung zwischen zwei Bor-Atomen (grün) wird durch den Einfluss von Platin (orange) gestärkt: Vereinfacht dargestellte Struktur des Platin-Diborenyl-Komplexes.

Bild: Robert Emmerich/Universität Würzburg

Um aus flüssigem Pflanzenöl ein streichfähiges Fett zu machen, müssen Bindungen in Wasserstoff-Molekülen (H2) gebrochen werden. Dafür sorgt ein metallhaltiger Katalysator. Das Metallatom schiebt Elektronen in die Bindungen, destabilisiert die-

Ein Metall gibt Elektronen und schwächt damit Bindungen: Chemiker kennen dieses Prinzip seit 1953 als «Dewar-Chatt-Duncanson-Modell». Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen aber, dass die Elektronen eines Metalls eine Bindung auch stärken können – zumindest wenn es sich um eine Doppelbindung zwischen zwei Bor-Atomen handelt. Das berichten Forscher um Holger Braunschweig vom Institut für Anorganische Chemie der Universität Würzburg jetzt im Journal «Nature Chemistry». In einer Doppelbindung zwischen zwei BorAtomen ist noch Platz für genau zwei zusätzliche Elektronen. Würde man dieses «freie π-Orbital» mit Elektronen füllen, müsste die Bindung stärker werden. Von dieser Überlegung gingen die Chemiker Rian Dewhurst und Alfredo Vargas aus. Sie modellierten ihre Idee am Computer und fanden sie – zunächst rein theoretisch – bestätigt.

Experimenteller Nachweis Die Theorie war nun in der Praxis zu bestätigen. Alexander Damme hatte einen dazu passenden Platin-Diborenyl-Komplex synthetisiert. Kernstück des Komplexes sind zwei Bor-Atome, die durch eine einfache Bindung verknüpft sind und sich sehr nahe bei einem Platin-Atom befinden. Die Würzburger Chemiker Alexander Damme, Rian Dewhurst und Alfredo Vargas vor einer Apparatur zur Einkristall-Röntgenstrukturanalyse.

Damme arbeitete folgendes Verfahren aus: Er zwang dem Komplex zusätzliche Elektronen auf, sodass eine Bor-Bor-Doppel-

bindung entstand. Dem etablierten Modell zufolge hätte sich diese Doppelbindung durch den Einfluss des Platins eigentlich schwächer ausbilden müssen als eine «gewöhnliche» Bor-Bor-Doppelbindung. Tatsächlich aber war die Bindung stärker. Das zeigte sich bei der Einkristall-Röntgenstrukturanalyse des Materials. Mit dieser Technik lässt sich der Abstand zwischen Atomen eines Moleküls feststellen. Je näher sie einander sind, umso stärker ist die Bindung. Die zwei durch eine Doppelbindung verbundenen Bor-Atome stehen sich in der Gegenwart von Platin deutlich näher als ohne Metall. Zwar gilt das ursprüngliche «Dewar-ChattDuncanson-Modells» weiterhin für Kohlenstoff-Verbindungen, doch stellen die neueren Forschungsergebnisse eine Ergänzung für Bor-Verbindungen dar. Quelle: Uni Würzburg Originalpublikation A Damme, R D Dewhurst, A Vargas, H Braunschweig, «Bond-strengthening π backdonation in a transition-metal π-diborene complex», Nat Chem 5, 115–121 (2013)

Kontakt Prof. Holger Braunschweig Institut für Anorganische Chemie der Universität Würzburg Deutschland h.braunschweig@uni-wuerzburg.de www.anorganik.chemie.uni-wuerzburg.de/ Braunschweig/

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CHEMIE

Solarenergie ermöglicht Nutzung erneuerbarer Energien

Licht und Luft Eine stärkere Nutzung von erneuerbaren Energiequellen, allen voran Sonnenlicht, und eine möglichst CO2-neutrale industrielle Produktion sind aus bekannten Gründen wünschenswert. Beides wäre möglich, wenn sich CO2 als Rohstoff in einem durch Sonnenenergie angetriebenen System nutzen liesse. Japanische Wissenschaftler stellen jetzt einen Ansatz für ein solches Verfahren vor, das auf einem ähnlichen Prinzip wie die natürliche Fotosynthese beruht.

Moleküls. Eine der Möglichkeiten, diese Hürde zu nehmen, ist es, sehr energiereiche Moleküle als Reaktionspartner für CO2 einzusetzen. Grüne Pflanzen machen mit ihrer Fotosynthese vor, wie so etwas geht. Der fotosynthetische Prozess setzt sich aus zwei Teilschritten zusammen, den Lichtreaktionen und den Dunkelreaktionen. Während der Lichtreaktionen fängt das Fotosynthesesystem Fotonen ein und speichert deren Energie in Form von energiereichen chemischen Verbindungen. Diese gespeicherte Energie kann anschliessend genutzt werden, um die Dunkelreaktionen anzutreiben, bei denen CO2 als Kohlenstoffquelle für die Synthese komplexer Zuckermoleküle genutzt wird.

Bild: Maren Bessler / pixelio.de

Nach dem gleichen Prinzip haben die Forscher um Masahiro Murakami von der Universität Kyoto ihr Verfahren konzipiert. Auch hier besteht der erste Schritt aus einer lichtgetriebenen Reaktion. Der Ausgangsstoff, ein α-Methylaminoketon, kann durch Einwirkung von ultraviolettem Licht in eine sehr energiereiche Verbindung umgewandelt werden.

Natürliche Energiegewinnung durch Nutzung der Photosynthese

Die Verwendung von Kohlendioxid als Kohlenstoffquelle könnte eine attraktive Option sein, um den Verbrauch fossiler Rohstoffe zu reduzieren und gleichzeitig die CO2Bilanz von chemischen Produkten zu verbessern. Das grösste Hindernis auf dem Weg dahin ist die hohe Stabilität des Kohlendioxid1–2/2013

Wie die Forscher herausfanden, funktioniert das auch mit Sonnenlicht: In einer innermolekularen Umlagerung mit Ringschluss entsteht ein Molekül, das einen Vierring aus drei Kohlenstoffatomen und einem Stickstoffatom enthält. Ein solcher Ring steht unter hoher Spannung und ist entsprechend reaktiv. Diese Lichtreaktion wurde mit einer «Dunkelreaktion» gekoppelt: In Anwesenheit einer Base fängt die erhaltene hochenergetische Verbindung im folgenden lichtunabhängigen Schritt ein CO2Molekül ein. Dabei entsteht ein zyklischer aminosubstituierter Kohlensäurediester, der

als Zwischenprodukt für chemische Synthesen nützlich sein könnte. Das Bestechende an diesem Reaktionsschema: Die Methode ist denkbar einfach. Diffuses Sonnenlicht an wolkigen Tagen reicht aus, um sie ausreichend anzutreiben. Der zweite Schritt kann im selben Reaktionsgefäss durch Zugeben der Base und Erwärmen auf 60 Grad Celsius in Gang gesetzt werden. Die Ausbeute liegt bei 83 Prozent. Zudem ist das Verfahren sehr variabel, als Ausgangsstoff können viele verschiedene α-Methylaminoketone eingesetzt werden. Quelle: Angewandte Chemie Originalpublikation N Ishida, Y Shimamoto, M Murakami, «Solar-Driven Incorporation of Carbon Dioxide into α-Amino Ketones», Angew Chem, 124(47), 11920–11922 (2012)

Kontakt Prof. Masahiro Murakami Department of Synthetic Chemistry and Biological Chemistry Graduate School of Engineering Kyoto University, Japan murakami@sbchem.kyoto-u.ac.jp www.sbchem.kyoto-u.ac.jp/ murakami-lab/

CHEMIE

Grundlegende molekulare Eigenschaften über Milliarden von Jahren erhalten

Physikalische Konstante besteht Alkoholtest

Kugel-Stab-Modell des Methanol Moleküls

In einer weit entfernten Galaxie analysierten die Forscher das Spektrum des einfachsten Vertreters aus der Stoffgruppe der Alkohole. Ergebnis: Moleküle und molekulare Materie weisen heute mit hoher Genauigkeit dieselben Eigenschaften auf wie vor sieben Milliarden Jahren. Insbesondere das Massenverhältnis von Protonen und Elektronen hat sich demnach in diesem Zeitraum um maximal hunderttausendstel Prozent geändert. Fundamentalen Naturkonstanten wie dem Proton-zu-Elektron-Massenverhältnis können Physiker nur durch Messungen näher kommen. Zwar ergeben alle erdgebundenen Experimente für dieses Verhältnis den selben Wert. Trotzdem wäre es theoretisch möglich, dass die Konstante sich in verschiedenen Regionen des Universums oder zu unterschiedlichen Zeiten in dessen Geschichte verändert hat. Um solche Abweichungen nachzuweisen, eignet sich das Methanol-Molekül als Messfühler. Eine Änderung des Proton-zu-ElektronMassenverhältnisses wäre anhand einer deutlichen Frequenzverschiebung im Radiospektrum dieses Moleküls erkennbar. Erst kürzlich hat eine Gruppe an der VUUniversität Amsterdam herausgefunden, welche Eigenschaft das Methanol zu einem solch empfindlichen Messfühler macht: 6

Letztendlich handelt es sich dabei um einen Quantentunnel-Effekt, der zustande kommt, wenn die interne Rotation des Moleküls beeinträchtigt ist. Dieser Effekt führt zu sehr hohen Werten für die EmpfindlichkeitsKoeffizienten der entsprechenden Spektrallinien, die sich alle einzeln berechnen lassen. «Dadurch wird nun das Methanol-Molekül ein idealer Testkandidat, um eine mögliche zeitliche Veränderung des Proton-zu-Elektron-Massenverhältnisses zu entdecken», sagt Wim Ubachs von der VU-Universität Amsterdam. «Deshalb haben wir vorgeschlagen, nach Linienstrahlung von Methanol im fernen Universum zu suchen, um die Struktur der so gefundenen Moleküle mit der des Methanols in der heutigen Zeit in Laborexperimenten zu vergleichen.» Das Team beobachtete eine Galaxie, in der bereits eine Reihe verschiedener Moleküle

beobachtet worden waren. Die Galaxie, die in der Sichtlinie zu einer intensiv strahlenden Radioquelle namens PKS1830-211 steht, ist etwa sieben Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Mit ihrem Suchprogramm zielten die Wissenschaftler auf vier verschiedene Linienübergänge im Radiospektrum des Methanol-Moleküls. Mithilfe des 100-Meter-Radioteleskops in Effelsberg konnten sie auch tatsächlich alle vier Linien entdecken. «Als optische Astronomin war es für mich eine interessante Erfahrung, Beobachtungen bei so grossen Wellenlängen durchzuführen, wie sie im Radiobereich auftreten», sagt Julija Bagdonaite, Doktorandin an der VU-Universität Amsterdam und Erstautorin der Veröffentlichung. «Das Methanol-Molekül hat diese Radiowellen bereits vor sieben Milliarden Jahren absorbiert, und die Wellen haben seinen Fingerabdruck aus ferner Ver-

Bild: MPIfR/Fotograf: Peter Sondermann, VisCom/City-Luftbilder

Bild: Wikipedia

Das Massenverhältnis von Protonen zu Elektronen gilt zu Recht als Naturkonstante, wie neueste radioastronomische Beobachtungen einer fernen Galaxie gezeigt haben. Mit dem 100-Meter-Radioteleskop im deutschen Effelsberg haben Wissenschaftler der VU-Universität Amsterdam und des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn Absorptionslinien des Moleküls Methanol bei einer Reihe von charakteristischen Frequenzen gemessen.

Luftbild des Radio-Observatoriums im deutschen Effelsberg mit dem 100-Meter-Radioteleskop. Mit diesem Teleskop führten die Forscher spektroskopische Beobachtungen des MethanolMoleküls in Richtung der weit entfernten Galaxie PKS1830-211 durch.

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Bild: MPIfR/Norbert Junkes

CHEMIE

Das 100-m-Teleskop aus der Nähe

gangenheit auf ihrem Weg zur Erde mit sich getragen.» Aus einer Analyse der Quantenstruktur des Methanol-Moleküls leiteten die Forscher ab, dass sich zwei von dessen Spektrallinien, die sie bei Frequenzen um 25 GHz

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beobachten, kaum von einer Änderung des Proton-zu-Elektron-Massenverhältnisses beeinflussen liessen. Die anderen beiden Linien reagieren viel empfindlicher auf eine Modifikation dieses Parameters. «Die Quelle, die wir untersucht haben, ist von unseren Beobachtungsobjekten mit Abstand am besten geeignet, um die Gültigkeit unserer lokalen Physik auch in weit entfernten exotischen Umgebungen zu untersuchen», sagt Christian Henkel vom MaxPlanck-Institut für Radioastronomie. «Es wäre phantastisch, wenn wir noch mehr Quellen dieser Art finden könnten, mit denen wir noch weiter in die Vergangenheit schauen könnten.» Bei der Auswertung der Daten bezogen die Wissenschaftler auch systematische Effekte der Beobachtungen mit ein und kamen so zu folgendem Ergebnis: Das Massenverhältnis von Proton und Elektron hat sich im Lauf der vergangenen sieben Milliarden Jahre um einen Faktor von maximal 10 -7 geändert und gilt damit zu Recht als Naturkonstante. Dieses Ergebnis kann durchaus so interpretiert werden, dass die Struktur der molekularen Materie, wie aus spektralen Beobachtungen abgeleitet, sehr genau mit derjenigen vor sieben Milliarden Jahren übereinstimmt. Mögliche Abweichungen betragen nur ein hunderttausendstel Prozent oder sogar weniger.

Eine Abweichung hätte in der Welt der Physiker wohl für Aufruhr gesorgt: «Wenn wir tatsächlich Abweichungen in dieser fundamentalen Konstante finden würden, dann hätten wir ein Problem mit unserem Verständnis der Grundlagen der Physik», schliesst Karl Menten, Direktor am MaxPlanck-Institut für Radioastronomie. «Vor allem wäre damit Einsteins Äquivalenzprinzip verletzt, das Herzstück der Allgemeinen Relativitätstheorie.» Quelle: Max-Planck-Gesellschaft Originalpublikation J Bagdonaite, P Jansen, C Henkel, HL Bethlem, KM Menten, W Ubachs, «A Stringent Limit on a Drifting Proton-to-Electron Mass Ratio from Alcohol in the Early Universe», Science 339(6115), 46–48(2013)

Kontakt Dr. Christian Henkel Max-Planck-Institut für Radioastronomie Bonn Deutschland chenkel@mpifr-bonn.mpg.de www.mpg.de/de

CHEMIE

Hocheffiziente p-Typ-Farbstoffsolarzelle mit Cobalt-Elektrolyten

Mehr Leistung für Solarzellen

Bilder: Wiley-VCH/adapted by Sebastian Wagner

Ein deutsch-australisches Forscherteam berichtet von deutlicher Effizienzsteigerung von p-Typ-Farbstoffsolarzellen. Die höhere Leistungsfähigkeit wird durch Verwendung eines neuartigen Cobaltkomplexes als Elektrolyt gewährleistet. Dieser verringert die Energieverluste, die durch die Regeneration der fotoaktiven Substanz entstehen, deutlich. Gegenüber der immer noch sehr teuren Fotovoltaik gewinnt die Variante der Farbstoffsolarzellen damit an Bedeutung.

Tris(ethylendiamin)cobalt(II)/(III)

Bei Farbstoffsolarzellen fängt statt eines Halbleitermaterials ein Farbstoff das Licht ein. Besonders vielversprechend scheinen Tandem-Zellen aus einer konventionellen n-Typ- und einer «inversen» p-Typ-Farbstoffsolarzelle. Das australisch-deutsche Team berichtet in der Zeitschrift «Angewandte Chemie» jetzt über eine deutliche Steigerung des Wirkungsgrades bei p-Typ-Farbstoffsolarzellen durch Verwendung eines Elektrolyten auf Basis des Komplexes Tris(ethylendiamin)cobalt(II)/(III). Konventionelle n-Typ-Farbstoffsolarzellen arbeiten mit einer so genannten Fotoanode, einer positiven Elektrode, die mit einem n-Halbleiter, zum Beispiel Titandioxid (TiO2), und einem Farbstoff beschichtet ist. Trifft Licht darauf, werden die Farbstoffmoleküle angeregt und setzen Elektronen, also negative Ladungen (daher das «n» in der Bezeichnung), frei und «injizieren» sie in den n-Halbleiter. Ein sogenannter Redoxmedia-

Der in den getesteten Zellen verwendete organische Farbstoff PMI-6T-TPA

Co-Produktion: p-Typ-Farbstoffsolarzellen (p-DSCs) mit Elektrolyten auf [Co(en) 3 ] 2+/3+ -Basis ergeben einen Wirkungsgrad der Energieumwandlung von 1,3 Prozent und Leerlaufspannungen bis 709 Millivolt bei der Bestrahlung mit simuliertem Sonnenlicht. Die erhöhte Fotospannung folgt aus dem höheren negativen Redoxpotential von [Co(en) 3 ] 2+/3+ im Vergleich zu üblichen Vermittlern.

tor, der als Bestandteil des Elektrolyten zwischen den Elektroden frei beweglich ist, regeneriert den Farbstoff, das heisst er versorgt ihn wieder mit Elektronen, die von der Gegenelektrode stammen. Beim p-Typ läuft der Prozess genau entgegengesetzt: Ein spezieller Farbstoff und ein p-Halbleiter befinden sich auf einer Fotokathode. Der durch Licht angeregte Farbstoff «saugt» Elektronen aus dem Valenzband des p-Halbleiters, zum Beispiel Nickeloxid (NiO), heraus. Es wird also quasi ein «Elektronenloch», eine positive Ladung (daher «p-Typ»), vom Farbstoff übertragen. Der Redoxmediator nimmt dem Farbstoff die Elektronen wieder ab und gibt sie an die Gegenanode weiter. Eine vielversprechender Ansatz, um die Leistung von fotovoltaischen Zellen zu stei-

gern, ist die Kombination einer n- und einer p-Typ-Farbstoffsolarzelle zu einer TandemZelle. Trotz einiger Fortschritte liegen die p-Typen in ihren Leistungsdaten aber immer noch deutlich hinter ihren n-Gegenstücken. Einem internationalen Team aus Wissenschaftlern um Udo Bach und Leone Spiccia von der Monash University und der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (Australien) sowie der Universität Ulm ist nun eine weitere deutliche Verbesserung der Effizienz von p-TypZellen geglückt, indem sie einen anderen Redoxmediator gewählt haben. Das üblicherweise eingesetzte System aus Iodid (I -) und Triiodid (I3-) haben die Forscher um Bach und Spiccia durch den bekannten Cobalt-Komplex, Tris(ethylen1–2/2013

Zahl des Monats

8000

Kilowattstunden Strom pro Jahr sollen ab 2014 durch Farbstoffsolarzellen am Swiss Tech Convention Center in Lausanne produziert werden. Dieser Prototyp stellt die erste Anwendung dieser Technologie an einem öffentlichen Gebäude dar. Die Architekten Richter – Dahl Rocha et Associés entwarfen für das neue Konferenzzentrum der EPFL Lausanne eine Fassade mit integrierten 300 m2 Farbstoffsolarzellen. Diese sind zwar noch nicht so leistungsfähig wie herkömmliche Siliziumsolarzellen, stellen aber eine zukunftsträchtige Alternative zu diesen dar, da sie deutlich günstiger in der Herstellung sind. Es bedarf weder teurer Werkstoffe noch energieintensiver Fertigungsprozesse. Die von Michael Grätzel an der EPFL entwickelten Zellen haben ausserdem einen guten Wirkungsgrad bei diffusem Licht. Das Arrangement der orange und rot gefärbten Elemente wurde von der Lausanner Künstlerin Catherine Bolle gestaltet und dient neben der Stromproduktion auch der Temperaturregulierung im Gebäude. Quelle: EPFL

diamin)cobalt(II)/(III) ersetzt, bei dem das Cobalt zwischen den Oxidationsstufen +2 und +3 wechseln kann. Der Vorteil dieses Systems: Sein Redoxpotential liegt wesentlich niedriger. Aus diesem Grund ist die Leerlaufspannung, ein entscheidender Kennwert für Solarzellen, doppelt so hoch. Gleichzeitig ist die treibende Kraft hoch genug, um eine rasche und effiziente Regeneration des verwendeten Farbstoffs zu gewährleisten. Zellen auf dieser Basis erreichen eine Energieumwandlungseffizienz von 1,3 Prozent, während die bisherigen Systeme maximal 0,41 Prozent erreichten. Auch bei diffusem Sonnenlicht bedeckter Tage zeigt die p-Typ-Farbstoffsolarzelle mit dem Cobalt-basierten Redoxmediator vielversprechende Leistungsdaten.

Originalpublikation S Powar et al., «Highly Efficient p-Type Dye-Sensitized Solar Cells based on Tris(1,2-diaminoethane)Cobalt(II)/(III) Electrolytes», Angew Chem 52(2), 602–605 (2013)

Kontakt Prof. Udo Bach Department of Materials Engineering Monash University, Clayton/Victoria Australien udo.bach@monash.edu www.udobach.com

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CHEMIE

Vom fauligen Pilz zum Therapeutikum?

Nassfäule bei Pilzen aufgeklärt

Bilder: Wiley-VCH

Nassfäule verursacht hohe Schäden in der Landwirtschaft, indem sie Obst, Gemüse und Kulturpilze in matschigen Brei verwandelt. Mithilfe bildgebender Massenspektrometrie sowie genetischer und bioinformatischer Methoden («Genome Mining») haben deutsche Forscher nun die Substanz entdeckt, mit der die Bakterien die Pilze zersetzen. Wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift «Angewandte Chemie» berichten, könnte die Jagaricin genannte Substanz auch für die Entwicklung neuer Antimykotika hilfreich sein.

Anblick eines Champignons vor der Infizierung mit Janthinobacterium agaricidamnosum und 72 Stunden später

DISCOVER NEW SOLUTIONS FOR LIQUID CHROMATOGRAPHY

Ein mit Nassfäule befallener Champignon entwickelt typische Flecken, später wird der Pilz regelrecht aufgelöst. Bei Zuchtchampignons ist der Erreger inzwischen als Janthinobacterium agaricidamnosum identifiziert. Um die Pathobiologie des Erregers

Geissbrunnenweg 14 · CH-4452 Itingen BL Tel. 061 971 83 44 · Fax 061 971 83 45 E-Mail: info@sebio.ch · www.sebio.ch

besser zu verstehen und Angriffspunkte für Gegenmassnahmen zu finden, wollte das Team um Christian Hertweck vom LeibnizInstitut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie in Jena wissen, welche bakterielle Verbindung dem Geschehen zugrunde liegt. Wenn die Nassfäule-Bakterien ein Mittel produzieren, das Ständerpilze angreift, so eine weitere Überlegung, könnte dieses auch gegen bestimmte Er-

reger gefährlicher Infektionen bei Menschen, nämlich mikrobielle Pilze, helfen. Die Herausforderung bestand darin, nach einer unbekannten Substanz zu suchen, die die Bakterien nicht unter Standard-Kulturbedingungen produzieren, sondern erst, wenn sie einen Pilz befallen. Hertweck und seine Kollegen nutzten eine als «Genome Mining» bezeichnete Methode: Sie sequenzierten das Genom des Bakteriums, durchsuchten es nach einschlägigen Biosynthesegenen und machten mithilfe bioinformatischer Methoden Voraussagen über die zu erwartenden Metabolit-Strukturen. Um die Produktion von Virulenz-Faktoren anzuregen, infizierten sie Scheiben von Champignons mit dem Bakterium und untersuchten die entstandenen fauligen Stellen mithilfe bildgebender Massenspektrometrie. Dabei wird von der zu analysierenden Fläche Punkt für Punkt ein Massenspektrum aufgenommen. So konnte darin ein Signal identifiziert werden, das nur auf befallenen Stellen auftritt. Die Forscher fanden einen als jag be-

Massenspektrometrie-Bild eines mit Janthinobacterium agaricidamnosum beimpften Pilzfruchtkörpers: Die getrocknete Pilzscheibe (links) weist eine bakteriell induzierte, faulige Läsur (Vergrösserung rechts) auf.

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CHEMIE

terreus wirksam ist, drei Erreger von Pilzerkrankungen beim Menschen. Somit könnte der Stoff vielleicht einen Ansatz für ein neues Antimykotikum bieten. Quelle: Angewandte Chemie

Jagaricin – ein möglicher Ansatz für die Entwicklung neuer Antimykotika?

zeichneten DNA-Abschnitt, der für den Biosyntheseapparat des gesuchten Stoffes kodiert. Durch Zugabe von Pilzstückchen und ein spezielles Nährmedium gelang es dann, die zugehörige Verbindung auch in flüssiger Zellkultur in grösserer Menge zu gewinnen und zu isolieren. Die Struktur von Jagaricin – so wurde die Verbindung getauft – konnte mithilfe physikochemischer Analysen, chemischer Derivatisierung und Bioinformatik vollständig

aufgeklärt werden. Es handelt sich um ein neuartiges Lipopeptid mit ungewöhnlicher Struktur. Reines Jagaricin rief bei Pilzen die Symptome der Nassfäule hervor. Die Forscher konnten somit zeigen, dass Jagaricin am Infektionsprozess der Nassfäule beteiligt ist. Vermutlich wirken zudem degradierende Enzyme auf den Prozess mit ein. Des Weiteren stellten die Wissenschaftler fest, dass Jagaricin gegen Candida albicans, Aspergillus fumigatus und Aspergillus

Originalpublikation K Graupner et al., «Imaging Mass Spectrometry and Genome Mining Reveal Highly Antifungal Virulence Factor of Mushroom Soft Rot Pathogen», Angew Chem, 51(52), 13173–13177 (2012) Kontakt Prof. Christian Hertweck Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie (Hans Knöll Institut) Jena, Deutschland Christian.Hertweck@hki-jena.de www.hki-jena.de

CHEMIE

Light-emitting properties of silicon can be studied with ordered nanocrystal arrays

A bright future for silicon

Monomeric form of hydrogen silsesquioxane (HSQ) which was used as the starting material to produce the silicon nanocrystals.

Bulk silicon is used in a wide range of applications, mainly in the electronics industry, but it is a weak light absorber and an extremely poor light emitter, so it is not suitable for uses that require light emission. These properties change when the crystal shrinks to the nanoscale. Si quantum dots can exhibit very bright visible luminescence with size-tunable color, which makes them interesting for the fabrication of light-emitting diodes (LEDs) – or even as a possible laser source. During the last years there has been great interest in understanding these unique properties and using them to create new technologies. However, most of the applications require arrays of nanocrystals, and although there have been efforts to fabricate them, the collections of silicon quantum dots obtained to date have been disordered, usually with a significant size distribution. Korgel and co-workers have now developed a new chemical method that allows them to obtain monodisperse silicon particles in the exact size range needed for nanoscale properties, such as bright light emission. «We have 12

made the first ordered arrays, or superlattices, of nanoscale silicon crystals. These collections of tiny silicon crystals are self-assembled – much in the same way that macromolecules self-assemble in living organisms«, Korgel says. »This is necessary because the dimensions are far too small to be obtained using conventional means like the lithographic patterning techniques used to make integrated circuits», he adds. The scientists also found Self distribution of the silicon nanocrystals occurred after that the new silicon nanocrys- size-selective precipitation. Grazing-incidence small-angle tal superlattices are much X-ray scattering (GISAXS) pattern from a silicon nanocrystal superlattice. The pattern indexes to a face-centered cubic more thermally stable than super-lattice structure. The circles and squares highlight other types of nanocrystal su- spots associated with specific orientations of super-lattice perlattices reported before. domains parallel to the substrate: (001) SL and (111) SL , resKorgel’s team synthesized sili- pectively, which are also indicated in the transmission-electron microscope (TEM) exposure on the upper left. con nanocrystals by thermal decomposition of hydrogen silsesquioxane (H8Si8O12), followed by etch- Reference ing with hydrogen fluoride (HF), reaction Y Yu, C Bosoy, C Hessel, D Smilgies, with 1-dodecene (C12H24), and size-selec- B Korgel, tive precipitation of the obtained nanopar- «Silicon Nanocrystal Superlattices», ticles. The quantum dots were then dis- ChemPhysChem, persed in chloroform and finally drop cast. 14(1), 84–87 (2013) Two known techniques – called transmission electron microscopy (TEM) and grazing-incidence small-angle X-ray scattering Contact (GISAXS) – were applied to study the orProf. Brian A. Korgel dering of the nanocrystals. «Because the Department of Chemical order in these arrangements can influence Engineering the properties of the nanomaterials, silicon Texas Materials Institute quantum dot superlattices provide a new and Center for Nanoplayground for understanding and manipuand Molecular Science and Technology lating the properties of silicon in new and The University of Texas at Austin, USA unique ways», Korgel says. korgel@che.utexas.edu www.che.utexas.edu/korgel-group/ Source: ChemPhysChem 1–2/2013

Source: Brian Korgel/University of Texas

Source: Sebastian Wagner

US scientists at the University of Texas at Austin and Cornell University have fabricated the first ordered arrays of silicon nanocrystals reported to date. The researchers developed a new chemical method to generate tiny silicon crystals – or quantum dots – with precisely controlled size and then relied on nature to organize them into regular structures. The new self-assembled arrays could help researchers exploit the promising light-emitting properties of one of the most commercially important semiconductors.

NEWS LABORAPPARATE

Wir vertreten:

schungsgruppe, welche die Phänomene der Attosekundenspektroskopie als erste entdeckte. An der ETH treibt Wörner das junge Forschungsgebiet mit sechs Doktoranden und einem Post-Doc weiter voran. Erst vor kurzem erhielt Wörner einen «ERC Starting Grant», mit dem der Europäische Forschungsrat vielversprechende Wissenschaftstalente mit bis zu zwei Millionen Schweizer Franken unterstützt. Der RuzickaPreis krönte somit ein ausgesprochen erfolgreiches Jahr in der jungen Forscherkarriere. Für Wörner bedeutet der Preis eine grosse Ehre, die ihm unerwartet früh zuteilwurde. «Ich sehe den Preis als Ermutigung und als Bestätigung dafür, dass wir auf dem richtigen Weg sind», sagt er und will das Preisgeld direkt in ein neues Experiment investieren. Der Ruzicka-Preis wird durch Gelder aus der schweizerischen chemischen Industrie ermöglicht und ist neben dem WernerPreis der bedeutendste Schweizer Preis für Nachwuchsförderung in der Chemie. Quelle: ETHZ

ERC Starting Grant 2012 verliehen Die Professorin Cristina Nevado Blázquez vom Institut für Organische Chemie der Universität Zürich wurde mit dem Starting Grant 2012 des European Research Council (ERC) ausgezeichnet. Mit dem ihr zugesprochenen Forschungsgeld von 1,5 Millionen Euro wird sie ihr Forschungsteam ausbauen. Ende November erhielt sie zusätzlich den WernerPreis 2013, der jährlich von der Schweizerischen Chemischen Gesellschaft vergeben wird. Die 10 000 Franken Preisgeld teilt sie sich mit Clément Mazet von der Universität Genf. 1–2/2013

Der Geldsegen kommt gerade recht: Drei Arbeitsgruppen im Team von Cristina Nevado Blázquez können nun verstärkt ihre Projekte vorantreiben. Sie befassen sich mit unterschiedlichen Fragestellungen, die jedoch aufeinander aufbauen und ineinandergreifen. Eine Arbeitsgruppe untersucht die Entwicklung neuer Reaktionen, die durch Gold-Komplexe entstehen, wobei deren Einsatz. in der Synthese von Molekülen, die biologisch aktiv sind, von besonderem Interesse ist. Eine zweite Gruppe untersucht die

Synthese komplexer Naturstoffe, meist marinen Ursprungs. Ziel ist es, die biologischen Eigenschaften dieser Verbindungen zu erkunden, die nur in kleinen Mengen aus ihren natürlichen Quellen isoliert werden können. Die dritte Gruppe arbeitet im Team zusammen mit Professor Amedeo Caflisch vom Biochemischen Institut der Universität Zürich. Sie wollen die chemischen Mechanismen, die hinter der Entstehung bestimmter Krebsarten stecken, aufschlüsseln. Quelle: Universität Zürich

Beratung

präzisen Versuchsaufbau: Die Forschenden wählen ein Molekül aus und regen die Elektronen mit einem sehr kurzen ultravioletten Laserpuls zur Bewegung an. Ein zweiter intensiver Infrarot-Laserpuls entfernt ein Elektron aus dem Molekül, beschleunigt es und führt es wieder zurück ins Molekül. Bei diesem Prozess wird ein Attosekundenpuls emittiert, der eine Momentaufnahme der Elektronenverteilung im Molekül enthält. «Durch die zeitliche Verzögerung zwischen den beiden Laserpulsen erhalten wir Informationen über die elektronische Struktur des Moleküls, die man wie einen Film aneinanderreihen kann», erklärt Wörner. Die Wissenschaftler arbeiten in grossen Vakuumkammern, da die Laserpulse sonst von der Luft sofort absorbiert würden. Das Labor an der ETH Zürich hat der 31-Jährige in den letzten zwei Jahren selber aufgebaut. Das dafür notwendige Knowhow hat er sich in seinem PostDoc-Aufenthalt zwischen 2007 und 2010 in Kanada angeeignet. Dort arbeitete er mit der For-

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Produkte

Der mit 10 000 Schweizer Franken dotierte Ruzicka-Preis wurde im Dezember 2012 an Hans Jakob Wörner vom Laboratorium für Physikalische Chemie der ETH Zürich verliehen. Wörner erhielt den mit 10 000 Schweizer Franken dotierten Nachwuchspreis für die Entwicklung neuer Methoden, mit denen die Bewegung von Elektronen gemessen werden kann. Bis vor wenigen Jahren schien es unmöglich, die Elektronenbewegungen zu beobachten, weil sie in einer unvorstellbar kurzen Zeitspanne im Bereich von Attosekunden (1 as = 10-18 s) stattfinden. Einen ersten Durchbruch auf dem Gebiet der Photochemie erzielte der Forscher bereits 2011. Mit Methoden der Attosekundenspektroskopie, einer neuartigen Lasertechnologie, gelang es ihm, die Bewegung von Elektronen während einer chemischen Reaktion zu verfolgen. Kurze Zeit später entwickelte er die Methode so weiter, dass er die Moleküle vor der Messung im Raum fixieren und so noch detailliertere Aufnahmen liefern konnte. Die Messungen folgen einem

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Kundendienst

Ruzicka-Preis für Messung der Elektronendynamik vergeben

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BIOWISSENSCHAFTEN

Lokale Bekämpfung von Bakterien

Antibiotika gezielt mit Nanoreaktoren freisetzen

Polymersomen sind kugelförmige Strukturen mit einer Grösse im Nanobereich. Sie bestehen aus einer künstlichen Membran, die einen Hohlraum umschliesst. Um diese Hülle für kleine Moleküle durchlässig zu machen, hat die Gruppe um den Basler Chemiker Wolfgang Meier Proteine eingebaut und die Membran so mit winzigen Kanälen ausgestattet. Damit konnten die Forschenden einen Nanoreaktor herstellen, in dessen Innern sich ein Enzym einschliessen lässt. Dort ist das Enzym vor Abbau geschützt und durch die poröse Hülle für Substrate zugänglich. In der vorliegenden Arbeit kapselten die Forscher das Enzym Penicillinacylase in die Polymerkugel ein. Penicillinacylase beschleunigt die Synthese zweier inaktiver Stoffe zu Cephalexin, einem Antibiotikum, mit dem bakterielle Infektionen oft behandelt werden. In Versuchen konnten die

Ein Guter Tipp

쎲 Laborchemikalien 쎲 Bioanalytik 쎲 Chromatographie 쎲 Filtration

Nach dem Einsetzen von Implantaten – zum Beispiel Zahnimplantaten oder künstlichen Gelenken – führen bakterielle Infektionen nicht Der Nanoreaktor als Katalysator: Die nicht aktiven Vorstufen selten zu Komplikationen, (gelb, grün) reagieren mithilfe des eingekapselten Enzyms zu die sich nur schwer behan- einer antibiotisch wirksamen Verbindung (rot), die aus dem Nanoreaktor austritt. deln lassen. Meist werden diese Infektionen durch oral verabreichte Weg, um Antibiotika örtlich begrenzt einzuAntibiotika behandelt. Das hat den Nachteil, setzen. Zwar blieben die oral verabreichten dass der Wirkstoff über den ganzen Körper inaktiven Vorstufen weiterhin im gesamten verteilt wird und an anderer Stelle womög- Körper verteilt, doch würden sie erst durch lich eine unbeabsichtigte Wirkung entfaltet. die Nanoreaktoren an der gewünschten StelBei vermehrter Anwendung von Antibiotika le zum aktiven Wirkstoff umgesetzt. steigt zudem die Wahrscheinlichkeit von Quelle: Universität Basel Resistenzbildungen. In der modernen Materialforschung werden deshalb Ansätze Originalpublikation verfolgt, um antibiotische Komponenten K Langowska, CG Palivan, W Meier, direkt in Materialien oder Beschichtungen «Polymer nanoreactors shown to produce einzubauen. and release antibiotics locally» Chem Commun 49, 128–130 (2013)

Nanoreaktoren in der Implantationsmedizin Industriestrasse 7 CH-5522 Tägerig Tel. 056 481 70 60 Fax 056 481 70 68 www.egtchemie.ch

Chemiker zeigen, dass die Ausgangsstoffe durch die Membran eindringen, mithilfe des Enzyms miteinander reagieren und die produzierten Antibiotika durch die poröse Hülle des Nanoreaktors wieder austreten. Das Resultat: Das Wachstum eines Testbakteriums wurde in Gegenwart des Nanoreaktors erfolgreich unterdrückt.

Polymere Nanoreaktoren bilden einen vielversprechenden Ansatz, um die Dosis von Medikamenten zu reduzieren, ohne dass sich die Effizienz der Wirkstoffe verschlechtert. Gelänge es, Implantate mit Nanoreaktoren zu beschichten, wäre das ein eleganter

Kontakt Prof. Wolfgang Meier Departement Chemie Universität Basel Schweiz wolfgang.meier@unibas.ch www.chemie.unibas.ch/~meier/

1–2/2013

Bild: Chemical Communications; http://dx.doi.org/10.1039/C2CC36345C

Chemiker der Universität Basel haben Nanokugeln entwickelt, die das häufig eingesetzte Antibiotikum Cephalexin herstellen und lokal freisetzen können. Wenn man solche Nanoreaktoren in medizinische Implantate einbauen könnte, dann liessen sich gezielt bakterielle Infektionen bekämpfen, ohne dass der Wirkstoff über den ganzen Körper verteilt wird. Dies berichten die Forschenden im Fachjournal «Chemical Communications».

BIOWISSENSCHAFTEN

Hochkomplexe Datenbanken und Suchmaschinen erleichtern dem Forscher die Arbeit

Text Mining – mehr als nur Literatursuche Kein seriöser Forscher geht heute an eine wissenschaftliche Fragestellung ohne vorherige Literatursuche. Die wissenschaftlichen Fachartikel stellen die gesammelten Fakten des jeweiligen Fachgebietes in kondensierter Form dar. Gleichzeitig bilden sie den grundlegenden Informationskanal, um neue Ergebnisse öffentlich zu verbreiten, Hypothesen anzutesten und Kontroversen in der Forschungsgemeinschaft zu etablieren. Der Umfang an neuen Publikationen wächst ständig, und für den gezielten Zugriff auf Wissen und Informationen werden zunehmend Computerprogramme entwickelt, die mitdenken und sogar fragenspezifische Lösungen anbieten.

Sabine Goldhahn Die wissenschaftliche Literatursuche am Computer ist Alltag in Forschungseinrichtungen und Labors. Ob chemische Substanzen, neue Wirkstoffe, genetische Zusammenhänge oder Krankheitsbilder – nahezu jede Information kann weltweit von öffentlichen Datenbanken abgerufen werden. Nur muss man sie finden und – noch wichtiger – herausfiltern und die Daten so kombinieren, dass sich komplexe Fragen beantworten und wissenschaftliche Zusammenhänge erklären lassen. Normalerweise beginnt die Suche eines Wissenschaftlers – im Falle biomedizinischer Fragestellungen – in Literaturdatenbanken wie etwa PubMed – dem Internetportal für die nationale medizinische Bibliothek der Vereinigten Staaten. Dem Suchenden stehen dort Kurzfassungen («Abstracts») von 22 Millionen Artikeln aus über 4500 Fachzeitschriften zur Verfügung. Ein paar wenige Schlagworte eingegeben, eventuell noch verknüpft mit logischen Operatoren wie AND, OR und NOT, und dann erhält man eine lange Liste potentiell relevanter Dokumente. «Ein Forscher ist jedoch an den Inhalten der Dokumente interessiert, den wissenschaftlichen Fakten, und nicht nur an einer Liste von Titeln», erklärt Dietrich Rebholz-Schuhmann, Arzt und Diplom-Informatiker am Institut für Computerlinguistik der Universität Zürich und am European Bioinformatics Institute in Cambridge. «Im Grunde suchen wir einzelne Objekte, beispielsweise den Hinweis auf ein Gen oder ein Protein oder eine Krankheit, und wir wollen wissen, in welchem Zusammenhang diese stehen.» Deshalb verwendet man seit einiger Zeit Me1–2/2013

thoden zur systematischen Literaturanalyse, genannt Text Mining. Dabei werden die Dokumente genauer kategorisiert, inhaltliche Fakten erfasst und die Ergebnisse mit Daten aus anderen Datenbanken in Zusammenhang gebracht.

Extraktion von strukturierten Fakten In den letzten Jahren sind verschiedene Programme entwickelt worden, die die Suchmaschinen deutlich verbessern. Diese Programme können eine sehr grosse Anzahl von Begriffen erkennen, und – wenn nötig – ihre Bedeutung herausfiltern. Das Team von Rebholz-Schuhmann hat zum Beispiel eine neuartige webbasierte Suchmaschine für biomedizinische Forscher entwickelt, die nicht nur alle relevanten Medline Abstracts heraussucht und auflistet, sondern zusätzlich die Artikel nach Protein- und Gennamen, Arzneimitteln und anderen Dingen durchsucht, die Ergebnisse in Tabellen sortiert und mit Datenbanken vernetzt. Andere Suchmaschinen greifen in ähnlicher Form auf die Medline-Datenbank zu und verknüpfen die Informationen unter anderem mit geographischen Daten, Krankheitsgruppen, biologischen Prozessen wie beispielsweise der Osteogenese, Funktionen auf molekularer Ebene, zellulären Komponenten wie Zellmembran oder Mitochondrien und anderen Begriffen. «Besonders schwierig wird es dann, wenn beispielsweise ein Gen und eine Krankheit durch denselben Namen angegeben werden und somit eine Mehrdeutigkeit vorliegt», erklärt Rebholz-Schuhmann, «und umgekehrt können Gene oder andere gesuchte Begriffe unter Synonymen bekannt

und angegeben sein. Bei der Suche sollte ein Name ausreichen, und alle anderen Namensvarianten werden dann mitberücksichtigt.» Das ist nicht einfach, zumal die verschiedenen Themengebiete unterschiedlich standardisiert sind. «In der Chemie wird zum Beispiel eine relativ stark standardisierte Sprache für die chemischen Substanzen angeboten, allerdings verwenden die Autoren die syntaktischen Regeln nicht immer einwandfrei», unterstreicht der Forscher. Bei den Gennamen gibt es viele Synonyme, und bei den Krankheiten umfasst ein Name im Text oftmals mehrere verschiedene Varianten. Das hat auch historische Gründe, denn erst mit zunehmendem Erkenntnisgewinn konnte man neue eigenständige Krankheitsbilder entsprechend benennen. Solche Feinheiten müssen dann auch in den biomedizinischen Datenbanken erst verbreitet werden.

Anwendung von Text Mining Rebholz-Schuhmann schlägt vor, zwischen vier verschiedenen Kategorien des Text Minings zu unterscheiden: der Informationsrückgewinnung, der Informationsextraktion, dem Aufbau von Wissensdatenbanken und der Wissensentdeckung. Bei der Informationsrückgewinnung geht es vor allem darum, bekannte Fakten in dem Pool der Veröffentlichungen zu lokalisieren, eine Aufgabe, die die meisten Internetsuchmaschinen erfüllen. Bei der Informationsextraktion werden Texte bereits aus der Sicht eines bestimmten Fachgebiets betrachtet, beispielsweise der molekularen Biologie und Genetik. Die grosse Herausforderung hierbei besteht darin, die relevanten Informationen als einzelne Aussagen herauszufil15

BIOWISSENSCHAFTEN

Name

Content

Input

Description

URL

Information retrieval PubMed

Abstracts

Standard query

Retrieves abstracts of scientific publications according to user query. Results are provided as a list and can be further filtered with Medical Subject Headings (MeSH) terms and an advanced search functionality

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pubmed

GoPubMed

Abstracts

Standard query

Retrieves publications from MEDLINE and additional functionality by classifying publications according to Gene Ontology concepts to allow improved screening of results

http://www.gopubmed.com/ web/gopubmed

RefMED

Any text

Standard query

Allows user to submit feedback and consequently learns how to search PubMed for relevant articles according to feedback provided

http://dm.postech.ac.kr/ refmed

UK PubMed Central (UKPMC)

Full text

Standard query

Retrieves full-text documents from PubMed and mines the documents for http://ukpmc.ac.uk mentions of genes, drugs and Gene Ontology concepts using the Whatizit infrastructure

PolySearch

Abstracts, databases

Standard query

Retrieves information (such as documents and database entries) according http://wishart.biology.ualberta. to particular patterns of queries. Supports 50 different classes of queries ca/polysearch/index.htm

Information extraction Textpresso

Full text

Standard query

Provides extracted statements containing entities of interest on a subset of full text articles. A subset of articles is determined by Textpresso itself: for example, only mouse-or worm-specific articles

http://www.textpresso.org

CoPub

Abstracts

Concepts or identifiers

Retrieves cooccurring biomedical concepts from MEDLINE abstracts. The user specifies a list of concepts or identification numbers and retrieves back an overview about cooccurring concepts divided into categories

http://services.nbic.nl/ copub/portal

iHOP

Abstracts

Standard query

Processes MEDLINE abstracts and generates a hyperlinked set of data for protein interactions. iHOP provides interactive functionality for searching genes and related information

http://www.ihop-net.org/ UniPub/iHOP

Reflect

Any text

Proteins

Processes documents to highlight proteins and small molecules in the document and to link the entity to reference data resources

http://reflect.embl.de

Open Biomedical Annotator

Any text

Ontologies and configu- Processes documents to annotate text spans with ontology concepts. ration parameters Covers all ontologies provided from the BioPortal Web page

http://bioportal. bioontology.org/annotator

Database Side Effect Resource (SIDER)

Holds information about the side effects of drugs extracted from drug leaflets and scientific literature http://sideeffects.embl.de

PharmGKB

Provides information about the influences of genetic variation on drug responses. Information is extracted from scientific literature and is partially curated

http://www.pharmgkb.org

BioCaster

Retrieves disease relevant information from Twitter tweets and shows current hotspots of disease outbreaks on an interactive map

http://born.nii.ac.jp

Transcript Based Isoform Inter- Provides information on human protein isoforms and their differential interactions action Database (TBIID)

http://tbiid.emu.edu.tr

STITCH

http://stitch.embl.de

Holds known and predicted interactions of small molecules and proteins, partially derived from scientific literature

The table gives an overview of data resources and tools that are available to the public. For each category, a selection has been chosen to demonstrate the purpose of that category. Beispiele für Text mining-Instrumente und deren Quellen (Copyright: Nature Publishing Group)

tern. Wissensdatenbanken wiederum enthalten Informationen bereits in strukturierter Form, es können Bilder, Texte, Formeln und andere Objekte integriert sein. UniProt und ChEMBL sind zwei solche Datenbanken im engeren Sinne, und Omim und Wikipedia sind Wissensdatenbanken in weniger strukturierter Form. Die vierte Kategorie – die Wissensentdeckung – ist wahrscheinlich die anspruchsvollste Form, denn dabei werden aus den riesigen Datenmengen bislang unbekannte fachliche Zusammenhänge herausgefiltert, die sich aus den bekannten Fakten schlüssig ergeben. Das wiederum ist die Grundlage für neue Hypothesen und erlaubt es, ein Problem aus anderen Blickwinkeln zu betrachten. Neuere Software-Lösungen integrieren neben den Medline Abstracts zunehmend 16

auch Analysen der Volltextliteratur, um noch mehr Daten und komplexere Antworten zu liefern. Hierfür werden die «open access»Artikel verarbeitet, wodurch die Forscher noch detailliertere Informationen zu Zellen, Geweben, Krankheitssymptomen und anderen relevanten Fragestellungen erhalten. Insgesamt liegt die Leistungsfähigkeit der Text mining-Methoden derzeit immer noch unterhalb der kognitiven Fähigkeiten eines Forschers. Rebholz-Schuhmann: «Im Grunde können wir bereits eine Vielzahl an Informationen effizient herausfiltern, bei der Interpretation und beim Schlussfolgern stossen wir allerdings noch an enge Grenzen.» Dafür fehlt den Maschinen noch das nötige Hintergrundwissen.

Originalpublikation D Rebholz-Schuhmann, A Oellrich, R Hoehndorf «Text-mining solutions for biomedical research: enabling integrative biology», Nat Rev Genet 13(12), 829–39 (2012) Kontakt Prof. Dietrich RebholzSchuhmann European Bioinformatics Institute Wellcome Trust Genome Campus Hinxton, Cambridge United Kingdom rebholz@ebi.ac.uk www.ebi.ac.uk/Rebholz/

1–2/2013

BIOWISSENSCHAFTEN

Bisphenol A blockiert Zellfunktion und schadet späteren Generationen

Umweltchemikalie unter vielfältigem Verdacht Das in vielen Kunststoffprodukten enthaltene Bisphenol A steht schon seit Jahren in Verdacht, insbesondere auf Föten und Babys gesundheitsschädigende Wirkungen zu haben. Forscher der Universität Bonn haben nun in Experimenten an Gewebeproben von Mäusen und Menschen nachgewiesen, dass die Umweltchemikalie die Calcium-Kanäle in den Zellmembranen blockiert. Andere Studienresultate zeigen ebenfalls: Im Umgang mit dem Kunststoffzusatz ist grössere Vorsicht geboten, als die derzeit gängige Praxis vorgibt. Denn Bisphenol A bewirkt im Tierversuch auch Schäden in Folgegenerationen, obwohl die erste Generation noch unauffällig ist.

Bild: Volker Lannert / Uni Bonn

berichtet der Physiologe. «Das ist ein weiterer wichtiger Hinweis darauf, dass BPA tatsächlich gesundheitsschädliche Wirkungen im Organismus hervorrufen kann.» Da die Bindung des BPA an den Calcium-Kanal reversibel erfolgt, bestehe immerhin die Möglichkeit, dass die Chemikalie vom Körper wieder ausgeschieden wird.

Bisphenol A und seine Abkömmlinge sind allgegenwärtig

Bei Bisphenol A (BPA) handelt es sich um eine Industriechemikalie, die weltweit und in grossem Umfang für die Herstellung von Polycarbonat-Kunststoffen und Kunstharzen verwendet wird. «Nach neueren Erkenntnissen kann die Substanz den Hormonhaushalt beeinflussen sowie Enzyme und Transportproteine in ihrer Funktion beeinträchtigen», berichtet Dieter Swandulla vom Institut für Physiologie der Universität Bonn. Der Stoff werde mit Herzkrankheiten, Diabetes, Übergewicht, Krebs und neurologischen Störungen in Zusammenhang gebracht. «Vor allem Föten und Neugeborene scheinen besonders sensitiv auf BPA zu reagieren», sagt der Physiologe. Wegen der nicht vorhersehbaren Wirkungen verbot die EU-Kommission im Jahr 2011 vorsorglich die Verwendung von BPA in Babyflaschen. 1–2/2013

Bisphenol A blockiert wichtige Calcium-Kanäle Das Forscherteam um Swandulla hat in Experimenten an Gewebeproben von Mäusen und Menschen festgestellt, dass BPA für die Zellfunktion wichtige Calcium-Kanäle in der Zellmembran reversibel blockiert. Durch diese porenartigen sogenannten Kanalproteine strömt das Calcium in die lebenden Zellen, wodurch etwa die Kontraktion von Herzmuskelzellen, die Aktivität von Enzymen und die Kommunikation der Nervenzellen untereinander gesteuert werden. «Medikamente zum Beispiel zur Behandlung von Bluthochdruck und Herzrhythmusstörungen einerseits und Nervengifte wie beispielsweise Schwermetalle andererseits wirken ganz ähnlich auf genau diese Calcium-Kanäle»,

Bild: chemspider.com

Sie erforschten die Wirkung von Bisphenol A auf Lebewesen: Rainer Meyer, Hanns Häberlein, Dieter Swandulla, Andre Deutschmann und Michael Hans (von links).

Allerdings sind BPA und verwandte Substanzen mittlerweile nahezu überall in der Umwelt messbar: Sie kommen zum Beispiel in CDs, Geldscheinen, Einkaufszetteln, Konservendosen, Zahnfüllungen und Flammschutzmitteln, aber auch in der Atemluft und im Hausstaub in wirksamen Mengen vor, sodass der Mensch inzwischen chronisch mit diesen Substanzen belastet ist. «Es wäre deshalb wünschenswert, die Produktion von BPA komplett einzustellen», fordert Swandulla. «Aufgrund des Herstellungsvolumens und der weiten Verbreitung würde es aber sehr lange dauern, bis die Umwelt und der Mensch endgültig von dieser Chemikalie befreit wären.» Ziel müsse

Molekülmodell des Bisphenol A

BIOWISSENSCHAFTEN

Bilder: P. A. Hunt et al., «Bisphenol A alters early oogenesis and follicle formation in the fetal ovary of the rhesus monkey» in: PNAS 109(43)

Rechnung tragen, dass die BPA-Exposition der Menschen heute ein nahezu konstantes Niveau hält, wobei die Aufnahme sowohl oral als auch auf anderen Wegen erfolgt.

Störungen im Zellteilungsprozess gefunden

Beeinträchtigung der menschlichen Fortpflanzung denkbar Da die Fortpflanzungsphysiologie von Rhesusaffen der von Menschen ähnlich ist und der Spiegel bioaktiven BPAs im Mutterserum der Rhesusaffen aktueller Studien zufolge jenem von Menschen vergleichbar war, geht die amerikanische Forscherin Hunt davon aus, dass die ständige BPABelastung auch der Entwicklung von Eizellen menschlicher Föten und damit deren Fortpflanzungsfähigkeit schaden könnte. Die Folgen dieses Effekts würden allerdings erst in der übernächsten Generation manifest – dann, wenn aus den Föten jetziger Schwangerschaften wieder Mütter geworden sind, die selber Kinder haben möchten.

Nicht nur Calcium-Kanäle sind betroffen

In den Föten der unter BPA-Einfluss stehenden Affenmütter zeigten sich zweierlei Auswirkungen. Insbesondere bei Föten der Gruppe, die einer kontinuierlichen BPABelastung ausgesetzt war, kam es in der ersten Entwicklungsphase der späteren Eizellen zu Störungen im Teilungsprozess: Einerseits erhöhte sich die Zahl der Rekombinationen zwischen homologen Chromosomen, andererseits traten zwischen nicht homologen Chromosomen vermehrt Zentromer-Kopplungen auf. Diese Vorgänge beeinflussen die Trennung der homologen Chromosomen, also die zur Bildung einer Geschlechtszelle notwendige korrekte Halbierung des Erbmaterials. Bei Mäusen hatten ähnliche Störungen während der Teilung genetische Defekte in der herangereiften Eizelle zur Folge. Ein befruchtetes Ei mit falscher Chromosomenzahl kann zu spontanen Fehlgeburten oder Geburtsfehlern der Nachkommen führen. Der zweite schädliche Effekt des BPA zeigte sich – in einem späteren Stadium – vor allem bei Föten der ersten Gruppe, die tägliche Einzeldosen erhalten hatten. Deren Eizellen wurden nämlich im Laufe ihrer Entwicklung nicht korrekt in die Follikel «verpackt»: Statt einzeln umhüllt zu werden, fanden sie sich oft zu zweit, zu fünft oder in noch grösserer Zahl von einer einzigen Hülle umschlossen. Für Wachstum, Entwicklung und Reifung jedoch ist eine richtige Umhüllung von grosser Bedeutung.

Erkenntnisse anderer Forscher untermauern die Dringlichkeit dieses Ziels: So hat Patricia Hunt von der Washington State University in einer Studie an Rhesusaffen gezeigt, dass BPA das Fortpflanzungssystem schädigen kann. Hunt untersuchte die Eizellentwicklung und Follikelformation in Föten unter dem Einfluss von BPA, indem sie einer Gruppe trächtiger Affenweibchen täglich eine hohe Einzeldosis an BPA verabreichte und eine andere Gruppe mittels Implantaten einer kontinuierlichen, niedriger dosierten Belastung aussetzte. Dieser zweigleisige Versuchsaufbau sollte dem Umstand

Untersuchung des Einflusses von BPA auf die Follikelformation bei Rhesusaffen-Eizellen: Follikel, die drei Eizellen zugleich enthalten (A), waren auch in der Kontrollgruppe häufig zu finden. Dagegen bildeten sich Follikel mit mehr als drei Eizellen (B) sowie Eizellen unterschiedlicher Grössen (C, Pfeil) vor allem unter der Einwirkung täglicher BPA-Dosen aus.

Untersuchung des Einflusses von Bisphenol A (BPA) auf die Eizellentwicklung bei Rhesusaffen: Mithilfe von Immunfärbungen können Rekombinationsstellen (grün) und die Zentromere (blau) der Chromosomen ausfindig gemacht werden. Unter BPA-Belastung ist die Zahl der Rekombinationen erhöht.

Vergleich einer normalen Eizelle (A) mit einer Zelle mit Zentromer-Kopplungen (B), wie sie bei kontinuierlicher BPA-Belastung vermehrt auftreten.

es deshalb sein, Ersatzstoffe zu finden, die keine schädlichen Wirkungen auf den Menschen und andere Organismen haben.

Auswirkungen auf die Folgegeneration Dass die jetzige BPA-Belastung weit in die Zukunft reichende Folgen haben kann, hat eine zweite Forschergruppe der Washington State University erst kürzlich bestätigt. Das Team um den Molekularbiologen Michael Skinner fand in Experimenten an Ratten eine «signifikante Zunahme» verschiedener Krankheiten und Abnormitäten, die aus Prozessen epigenetischer, generationenübergreifender Vererbung resultiert. Im Fokus stehen hier vererbbare Veränderungen, denen keine Mutationen der zugehörigen DNA-Sequenz zugrunde liegt. Vielmehr werden einzelne Gene entweder aktiviert oder deaktiviert. In einer ersten Generation von Tieren, deren trächtige Mütter einer direkten Kunststoff-Belastung ausgesetzt waren, fanden sich vermehrt Nieren- und ProstataErkrankungen. Und in der dritten Generation traten pubertäre Abnormitäten, Hoden-

1–2/2013

und Eierstock-Krankheiten sowie Fettleibigkeit auf. Laut Skinner weisen solche Befunde darauf hin, dass Umweltschadstoffe über chemische DNA-Modifikationen die epigenetische, generationenübergreifende Vererbung von Krankheiten vorantreiben können. Somit besteht auch hier die Gefahr, dass eine spätere Generation ohne BPAExposition Krankheiten entwickelt, die noch von der BPA-Belastung der Grossmutter während deren Schwangerschaft herrühren.

Umfassende Untersuchungen erforderlich Biologin Hunt betont den dringenden Bedarf an weiterführenden Untersuchungen, um ein klares Verständnis der menschlichen BPA-Exposition hinsichtlich ihrer Quellen, Aufnahmewege, Zeitspannen und Konzentrationspegel zu bekommen. Indirekte Unterstützung erhält diese Forderung durch die Ergebnisse eines anderen amerikanischen Forscherteams, das basierend auf einer grossen Datenbank-Analyse Aussagen über das Gefahrenpotenzial von BPA ableiten will. Ausgehend von Datensätzen des US-amerikanischen National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) untersuchten die Forscher den Zusammenhang zwischen Messungen von BPA-Gehalten im Urin und dem Auftreten von Herzerkrankungen und Diabetes. Anders als in

Bisphenol A-Grenzwert in der Schweiz In der Schweiz besteht anders als in der EU kein Verbot für Bisphenol A in Babyflaschen. Das Bundesamt für Gesundheit (BAG) begründete dies 2011 damit, dass der Entscheid der EU nicht auf neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen, sondern allein auf dem Vorsorgeprinzip basiere. Für den Konsumenten bestehe kein Gesundheitsrisiko durch BPA. Als tolerierbare tägliche Aufnahmemenge gibt das BAG den von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit ermittelten Wert von 50 µg/kg Körpergewicht an. Daraus resultiert für Bedarfsgegenstände der in der EU (mit Ausnahme der Babyflaschen) ebenfalls gültige Spezifische Migrationsgrenzwert (SML) von 0,6 mg/kg verwendeten Materials. Quelle: BAG

1–2/2013

früheren Studien wurde dieses Mal kein signifikanter Zusammenhang beobachtet. Die Wissenschaftler schlossen hieraus jedoch nicht, dass BPA nicht als Risikofaktor für diese Krankheiten zu werten sei. Vielmehr wiesen sie auf den grossen Einfluss kleiner methodischer Änderungen wie der Wahl der Ausschlusskriterien und Definitionen hin. Zudem seien einmalige Messungen von Chemikalien mit kurzen physiologischen Halbwertszeiten wie BPA, das nur wenige Stunden im Körper verbleibt, ungeeignet, um Kausalzusammenhänge mit komplexen chronischen Krankheiten aufzuspüren. Quellen: Universität Bonn, Washington State University

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Originalpublikationen A Deutschmann, M Hans, R Meyer, H Haberlein, D Swandulla, «Bisphenol A inhibits voltage-activated Ca2+ channels in vitro: mechanisms and structural requirements», Mol Pharmacol, doi: 10.1124/mol.112.081372 (2012) PA Hunt et al., «Bisphenol A alters early oogenesis and follicle formation in the fetal ovary of the rhesus monkey», PNAS 109(43), 17525-17530 (2012) JS LaKind, M Goodman, DQ Naiman, «Use of NHANES Data to Link Chemical Exposures to Chronic Diseases: A Cautionary Tale», PLOS ONE 7(12), doi: 10.1371/journal.pone.0051086 M Manikkam, R Tracey, C Guerrero-Bosagna, MK Skinner, «Plastics Derived Endocrine Disruptors (BPA, DEHP and DBP) Induce Epigenetic Transgenerational Inheritance of Obesity, Reproductive Disease and Sperm Epimutations» PLOS ONE 8(1): e55387. doi:10.1371/ journal.pone.0055387 (2013) Kontakt Prof. Dieter Swandulla Institut für Physiologie II Universität Bonn, Deutschland dieter.swandulla@ukb.uni-bonn.de www.physiologie.uni-bonn.de/ physiologie-2

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Internationale Zusammenarbeit in Lehre und Forschung Beide Institutionen lehren und forschen in denselben Themenbereichen: Pharma, Chemie, Lebensmittel und Umwelt. Das Institut für Biotechnologie der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) will ab 2014 mit dem Institute of Chemical Technology (ICT) in Prag einen ersten gemeinsamen Kurs im Masterstudium anbieten. Auch Forschungsprogramme sollen langfristig gemeinsam verfolgt werden. Mitte November 2012 wurde eine mehrköpfige Delegation des Departements Life Sciences und Facility Management der ZHAW von Karel Melzoch, dem Rektor des ICT, empfangen. Eine konstruktive Zusammenarbeit der beiden Institute gibt es schon länger. Alle drei Jahre findet beispielsweise das

Czech-Swiss Symposium der Biotechnologie statt, welches in der Fachwelt seinen festen Platz hat und jeweils auch das Interesse der diplomatischen Landesvertretungen und Lokalpolitiker auf sich zieht. Die etablierte Zusammenarbeit der beiden Institutionen soll nun im Bereich Bildung erweitert werden. Einerseits haben talentierte Studierende aus Tschechien die Möglichkeit, den international ausgerichteten und forschungsorientierten Masterstudiengang in Life Sciences der ZHAW in Wädenswil zu besuchen. Anderseits kann die ZHAW gut ausgebildete Doktoranden aus Tschechien für Forschungsprojekte in der Schweiz gewinnen. Aber auch Talente aus den Reihen des ZHAWInstitutes für Biotechnologie können gefördert werden, da die Zulassungskriterien zum

Doktorat am ICT geklärt sind. Dozierende der ZHAW und des ICT haben gemeinsam das Konzept für einen Kurs ausgearbeitet, welcher erstmals ab Herbst 2014 von Masterstudierenden beider Länder besucht werden kann. Schon während des Studiums haben die Masterstudierenden die Möglichkeit, neue Kommunikationsmedien in einer internationalen Umgebung anzuwenden. So können sie geografische und kulturelle Brücken schlagen; es wurde beispielsweise ein Kurs etabliert, der es den schweizerisch-tschechischen Tandems ermöglicht, sich in der kritischen Analyse der Wirtschaftschancen zukunftsträchtiger Technologien oder Produkte zu üben. Die Hochschulen tragen auf diese Weise der Globalisierung auf dem Gebiet der Biotechnologie

Rechnung – auch bei der Unterrichtsgestaltung. Das ICT in Prag ist bezüglich seiner Anwendungsgebiete in Pharma, Chemie, Lebensmittel und Umwelt der ZHAW in Wädenswil sehr ähnlich. Das Studium an der ICT ist auf Grundlagen ausgerichtet, was eine wertvolle Ergänzung zur anwendungsorientierten Ausbildung der ZHAW darstellt. Das ICT versteht sich als Forschungsuniversität, bei der 60 Prozent des Gesamtbudgets aus der Forschung einfliessen und rund 25 Prozent der Studierenden Doktoranden sind. Sie hat beispielsweise den inzwischen verstorbenen Chemienobelpreisträger Vladimir Prelog von der ETH Zürich ausgebildet und das Patent für weiche Kontaktlinsen erarbeitet. Quelle: ZHAW

Weltweit stärkste Lichtquelle geht in Produktion 27000 Röntgenblitze pro Sekunde, jeder davon mehr als 100 Quadrillionen (10 x 1025) mal stärker als eine gewöhnliche 60-Watt-Glühbirne – das sind die Kenndaten, die die neue Forschungseinrichtung European XFEL im Norden Deutschlands zur hellsten Lichtquelle der Welt machen werden. Die Quelle des einzigartigen Feuerwerks, die Undulatoren, werden derzeit aus industrieller Produktion an European XFEL ausgeliefert. Ihre Magnetstrukturen zwingen sehr stark beschleunigte Elektronen auf einen Slalomkurs und bringen sie dadurch dazu, Röntgenblitze von ausserordentlicher Qualität auszusenden. Diese Blitze sollen später von Forschern aus Europa und der ganzen Welt genutzt werden, um Biomole20

küle zu untersuchen, ultraschnelle Prozesse zu filmen oder Materie unter extremen Bedingungen zu studieren. Die neue Forschungseinrichtung wird über drei Undulatorsysteme verfügen, von denen die beiden grösseren 212 Meter lang sind. Sie bestehen aus fünf Meter langen und 7,5 Tonnen schweren Segmenten, die ab 2005 von DESY- und European XFEL-Wissenschaftlern entwickelt wurden. Firmen in Deutschland und Spanien produzieren sie nun entsprechend den exakten Vorgaben des European XFEL-Designs. Bevor die Segmente in den Jahren 2014 und 2015 in den unterirdischen Tunneln installiert werden, müssen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Undulator-

Gruppe von European XFEL einem genauen und anspruchsfolgen Zeitplan folgen, um den wichtigsten Schritt rechtzeitig abschliessen zu können: die magnetische Messung und Einstellung aller 91 Segmente. Die rund 27 000 Röntgenlaserblitze pro Sekunde und eine Leuchtstärke, die milliardenfach höher ist als die besten Röntgenstrahlungsquellen herkömmlicher Art, werden völlig neue Forschungsmöglichkeiten eröffnen. Forschergruppen aus aller Welt können an dem europäischen Röntgenlaser atomare Details von Viren und Zellen entschlüsseln, dreidimensionale Aufnahmen im Nanokosmos machen, chemische Reaktionen filmen und Vorgänge wie die im Inneren von Planeten untersuchen. Die Betreibergesellschaft

European XFEL GmbH ist eine gemeinnützige Forschungsorganisation, die eng mit dem Forschungszentrum DESY und weiteren internationalen Institutionen zusammenarbeitet. Mit einer Länge von 3,4 Kilometer ist European XFEL eines der grössten und ambitioniertesten europäischen Forschungsprojekte. Derzeit beteiligen sich neben der Schweiz noch Dänemark, Deutschland, Frankreich, Griechenland, Italien, Polen, Russland, Schweden, die Slowakei, Spanien und Ungarn an dem Projekt. Der Beginn des Nutzerbetriebes in der neuen Forschungseinrichtung in der Nähe von Hamburg ist für 2016 geplant. Quelle: European XFEL 1–2/2013

NEWS

are, n i m e S ge Vorträ e rs und Ku born La für de ch berei

SEKULAB – der Weiterbildungspartner für den Laborbereich Sekulab bietet gezielt Weiterbildungsveranstaltungen für die Bereiche Analytik, Chemie und Biologie sowie für persönliches Selbstmanagement praktische Anwendungen, aber auch für theoretische Kurse im Laborumfeld an. Das Angebot spiegelt einen grossen Bereich der täglichen Arbeit im analytischen Labor wider.

Kursprogramm Die nächsten Kurse für Weiterbildung im Labor finden wie folgt statt: 4. / 5. März 6. / 7. März 13. / 14. März 8. April 9. April 10. April 11. April 17. / 18. April 25. / 26. April 23. Mai 28. Mai 30. Mai 31. Mai 4. / 5. Juni 10. Juni

Säulen, Phasen-Trennoptimierung in der HPLC-Ergänzungskurs HPLC Troubleshooting – Ergänzungskurs Grundlagen der ICP Emissionsspektrometrie Reaktionsmechanismen in der Organischen Chemie Enzymatische Analytik Biospezifische Interaktionsanalytik ITC / DSC (Biophysikalische Analytik / Thermoanalytik) Einführung in die Gaschromatographie Validierung computergestützter Systeme (CSV) im Laborumfeld Vortrag – Quality by Design in der multifaktoriellen HPLC Methodenentwicklung Effizientes Arbeiten mit SciFinder Vortrag – Tipps und Tricks in der Filtration Grundlagen der Pharmakologie und Toxikologie Selbstmanagement Effiziente Internet-Nutzung im analytischen Labor

Weitere Informationen Sekulab, Daniel Christen, PF 28, 4448 Läufelfingen, Tel.: 079 330 49 66, info@sekulab.ch, www.sekulab.ch 1–2/2013

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Visuelle Proteomik

Auf dem Weg zum dreidimensionalen Proteinatlas

Bilder: Max-Planck-Institut für Biochemie Martinsried

Im Kryo-Elektronentomografen durchleuchtet ein Elektronenstrahl die Probe aus unterschiedlichen Blickwinkeln. Die einzelnen Bilder werden später zu einer dreidimensionalen Abbildung zusammengefügt.

Wolfgang Baumeister und sein Team vom Max-Planck-Institut für Biochemie im deutschen Martinsried wollen herausfinden, wie die Proteine in einer Zelle verteilt sind und aus welchen Bauteilen die Proteinkomplexe bestehen. Mittel zum Zweck sind dreidimensionale Bilder der Zellen und ihrer Proteine – aufgenommen mit der von ihnen entwickelten Kryo-Elektronentomografie (Kryo-ET). Mehrere Tausend unterschiedlicher Proteine sind in einer Zelle am Werk. Damit das Zusammenspiel reibungslos funktioniert, muss jedes dieser Moleküle mit den passenden Partnern interagieren. Mit der KryoET können Baumeister und seine Kollegen die Proteine einer Zelle sichtbar machen und ihre räumliche Anordnung untersuchen. Das Prinzip bei der Kryo-ET ist ähnlich dem der Computertomografie, mit der Ärzte den menschlichen Körper aus unterschiedlichen Richtungen mit Röntgenstrahlen durchleuchten: Das Objekt wird aus verschiedenen Blickwinkeln aufgenommen, und die zweidimensionalen Einzeldarstellungen werden anschliessend von einer speziellen 22

Dreidimensionaler Aufbau eines Herpes-Virus mit seinen Hüllschichten. Kapsid (hellblau), Tegument (orange) und Hüllmembran (dunkelblau) samt ProteinFortsätzen (gelb)

Software zu einem dreidimensionalen (3-D) Bild verrechnet. Damit hat es sich aber auch schon mit den Gemeinsamkeiten. Denn die Kryo-ET arbeitet nicht mit Röntgen-, sondern mit Elektronenstrahlen, und im Zentrum des Interesses stehen nicht Organe, sondern Moleküle einer Zelle. Um diese sichtbar zu machen, brauchen sie ein sogenanntes Transmissionselektronenmikroskop – ein Mikroskop, bei dem nicht Licht, sondern Elektronen ein Objekt, abhängig von dessen Materialeigenschaften, unterschiedlich gut durchdringen. Mit dieser Technik wollen die Wissenschaftler alle grösseren Proteine einer Zelle sichtbar machen und so einen Atlas vom ProteinInventar einer Zelle erstellen. Dies könnte den Forschern helfen, die Reaktionen verschiedener Zelltypen auf Signale oder Umwelteinflüsse zu ergründen. Den Forschern ist mit der Kryo-ET bereits eine Reihe faszinierender Schnappschüsse gelungen. So haben sie etwa 3-D-Bilder des Herpes-simplex-Virus erstellt und seinen kompletten Aufbau samt Hüllschichten

dargestellt. Die Aufnahmen zeigen, wie das Kapsid – eine Proteinhülle mit ikosaedrischer Symmetrie – das Erbgut des Virus umschliesst. Das Kapsid wiederum ist vom Tegument umgeben, welches seinerseits von der Hüllmembran eingeschlossen wird. Aus Letzterer ragen Hunderte Protein-Fortsätze, die es dem Virus ermöglichen, Körperzellen zu infizieren. Andere 3-D-Rekonstruktionen zeigen die Anordnungen von Vesikelbläschen an den Synapsen von Nervenzellen. Proteinfäden verbinden die Vesikel untereinander und halten sie so lange in der aktiven Zone der Synapse, bis sie das Signal erhalten, die Vesikel mit der Zellmembran verschmelzen zu lassen und damit deren Inhalt – Botenstoffe für die Übertragung von Signalen – in den synaptischen Spalt abzugeben. Ausserdem haben die Wissenschaftler die Poren des Zellkerns untersucht, also Proteinkomplexe, durch die Moleküle in oder aus dem Zellkern transportiert werden. Die Auflösung der Bilder ist so hoch, dass auf ihnen sogar die Moleküle zu sehen sind, die ge1–2/2013

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rade in den Zellkern geschleust werden. Auch die Proteinfabriken der Zelle, die Ribosomen, enthüllen dank der Kryo-ET ihren dreidimensionalen Aufbau und ihre Funktionsweise. So haben die Forscher herausgefunden, nach welchem Muster sich die Ribosomen zusammenlagern. Denn durch die bestimmte Anordnung können sie die Boten-RNA, also die Bauanleitung, auslesen und die Proteine produzieren. Dabei orientieren sie sich so, dass die gebildeten Proteine genügend Platz haben, um sich korrekt zu falten. Darüber hinaus haben die Wissenschaftler mithilfe der Kryo-ET die besondere Anordnung von inaktiven Bakterien-Ribosomen festgehalten: Die Bilder zeigen, dass sich die Ribosomen paarweise aneinanderlagern, sobald die Bakterien keine Nahrung finden. In dieser Warteposition überdauern sie die Zeit, bis genügend Nahrung vorhanden ist, um die Proteinproduktion wieder aufzunehmen. Die Darstellung der Anordnung einzelner Proteinmoleküle könnte auch für die Medi-

ဘ £ £ ¡ ¡ ¨ ¤ ¨ ££ ¡ ¤ ¡

zin wertvolle Erkenntnisse parat halten. Denn Felix Bäuerlein, Doktorand in der Arbeitsgruppe von Baumeister, möchte damit Nervenzellen von Alzheimer-Patienten untersuchen. Bei dieser Demenzerkrankung verklumpen manche Proteine und bilden Ablagerungen in den Zellen. «Wenn wir den Aufbau dieser Proteinplaques kennen, wissen wir vielleicht auch, warum sie für die Zellen so schädlich sind », hofft der Forscher. Um Proteine möglichst naturgetreu abbilden zu können, müssen die Forscher die Proben zunächst in ihrem ursprünglichen Zustand «festhalten». Dazu verzichten sie auf Chemikalien, da diese die Struktur der Proteine verändern würden. Stattdessen setzen sie auf Schockfrosten: Blitzschnell schiessen sie die Probe mit einer Guillotineähnlichen Vorrichtung in ein Ethan-Bad, das von minus 196 Grad kaltem flüssigem Stickstoff umgeben ist. Beim Eintauchen erstarrt die Probe innerhalb weniger tausendstel Sekunden. Durch das schlagartige Abkühlen hat das Wasser keine Zeit auszukristallisie-

Eine Synapse im Elektronentomografen mit synaptischen Vesikeln – kleinen Bläschen (gelb), die mit einem Botenstoff angefüllt sind. Bei einem einlaufenden Signal verschmelzen die Bläschen mit der Zellmembran (violett) und schütten den Botenstoff in den synaptischen Spalt aus (grün). Dies löst in der nachgeschalteten Zelle (orange) ein elektrisches Signal aus.

ren. Vielmehr bildet sich um die Probe herum eine Schicht aus so genanntem amorphem Eis. Dabei sind die Wassermoleküle

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Dreidimensionale Rekonstruktion (oben) aus elektronenmikroskopischen Aufnahmen einer Zelle (unten) mit fadenförmigen Aktin-Proteinen (gelb) und Ribosomen (blau) für die Proteinsynthese.

nicht regelmässig wie in einem Kristall, sondern zufällig angeordnet. Das ist entscheidend, denn Eiskristalle würden die Strukturen in der Zelle verändern oder sogar zerstören. Das mehrere Meter hohe Elektronenmikroskop, mit dem die Wissenschaftler die Proben anschliessend analysieren, gehört zu den modernsten weltweit. Schaumstoff soll während des Betriebs jegliche Erschütterung dämpfen, denn schon Schritte auf dem Gang oder das Schlagen einer Tür würden die Aufnahmen verzerren. Damit die schockgefrosteten Untersuchungsobjekte nicht auftauen, werden sie auch im Mikroskop permanent durch flüssigen Stickstoff gekühlt. Damit soll verhindert werden, dass sich die Proben auf mehr als minus 136 Grad erwärmen, also in Temperaturbereiche kommen, in denen sich die zerstörerischen Eiskristalle bilden. Im Mikroskop liegt die Probe auf einer beweglichen Halterung. So können die Wissenschaftler ein Objekt um 140 Grad kippen und dabei etwa 150 Bilder aufnehmen. «Nach jedem Bild justiert sich das Mikro24

skop automatisch neu und stellt sich so wieder scharf. So gleicht es winzige Verschiebungen des Präparats zwischen zwei Aufnahmen aus», erklärt Baumeister. Gemeinsam mit Kollegen hat er diese Methode zur automatischen Bilderzeugung Ende der 1980er Jahre entwickelt. Nur dank dieser Automatisierung können Wissenschaftler solch umfangreiche Bilderserien anfertigen und dabei die Strahlendosis so gering halten, dass auch biologische Objekte nicht beschädigt werden. Ein bis zwei Stunden dauert es, bis eine ganze Serie fertig ist. Die anfallende Datenflut lässt sich nur mithilfe von ausgeklügelter Software bewältigen. Komplizierte Computeralgorithmen suchen dann in den Aufnahmen nach Referenzpunkten, an denen sie die einzelnen Bilder ausrichten. Aus den aneinandergefügten Einzelbildern errechnet der Computer schliesslich ein dreidimensionales Bild. Am einfachsten lässt sich die Kryo-ET bei besonders dünnen Objekten einsetzen, beispielsweise Bakterienzellen. Denn der Elektronenstrahl kann nur Präparate bis zu einer

Dicke von etwa 500 Millionstel Millimetern gut durchdringen – das entspricht etwa einem Hundertstel eines menschlichen Haars. Säugetierzellen sind jedoch deutlich dicker. Um auch Proteine in solchen Zellen untersuchen zu können, wenden die Max-PlanckForscher ein Verfahren aus den Materialwissenschaften an: In einem sogenannten Focused-Ion-Beam-Mikroskop beschiessen sie die Oberfläche des Präparats mit einem energiereichen Strahl aus Gallium-Ionen. Man kann sich das wie einen Meteoriteneinschlag vorstellen: Beim Aufprall schlagen die schweren Gallium-Teilchen die obersten Atome aus der Probe heraus und tragen Schicht für Schicht ab, ohne dass die Zellen gequetscht werden. Baumeister und sein Team entwickeln ihre Methode ständig weiter. Inzwischen ist die Auflösung der dreidimensionalen Bilder so gut, dass darauf zwei Punkte unterscheidbar sind, die nur drei Millionstel Millimeter weit auseinanderliegen. Eine Schwierigkeit bei der Auswertung ist momentan noch, dass sich die interessanten Strukturen nur schwer vom Hintergrund abheben: Weil die Elektronenmenge bei biologischen Präparaten sehr gering sein muss, sind die Bilder quasi unterbelichtet. Doch mittlerweile werden immer empfindlichere Detektoren entwickelt, die mit weniger Elektronen auskommen. «Damit könnten wir mit der gleichen Strahlungsmenge mehr Einzelbilder aufnehmen», sagt Baumeister. Dies verbessert die Darstellung, denn je mehr Bilder man überlagern kann, desto präziser wird das Resultat. Quelle: Max-Planck-Gesellschaft Originalpublikation A Rigort et al., «Focused ion beam micromachining of eukaryotic cells for cryoelectron tomography», PNAS 109(12), 4449–54 (2012)

Kontakt Prof. Dr. Wolfgang Baumeister Max-Planck-Institut für Biochemie Martinsried, Deutschland baumeist@biochem.mpg.de www.biochem.mpg.de

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Synthesis of a spirocyclic seco structure from the Vetiver odorant Khusimone

A fragrance that breaks the rules

Sources: Philip Kraft

Approximately one third of all fragrances on the market contain vetiver oil as a key ingredient, for which no synthetic odorant is commercially available. Instead it has to be distilled from the dried roots of vetiver grass. To find out about the structural requirements of vetiver odorants, researchers in Switzerland devised a synthesis to a 7,8-seco-khusimone, which still contained all the structural features held responsible for the vetiver odour. However, the final product displayed none of the expected olfactory characteristics, thus proving the vetiver rule wrong.

Dissecting the bond between the methylene and the gem-dimethyl unit of khusimone leads to a spirocycle of almost identical shape, which was synthesized by 1,4-conjugate addition of a vinyl Gilman reagent. Mukaiyama aldol condensation of a bromo aldehyde prepared by Ireland–Claisen rearrangement of allyl isovalerate, and subsequent cyclization.

Vetiver oil has a distinct and characteristic suave and sweet woody-earthy odour with additional green grapefruit and rhubarbtype facets. In perfumery it is often used to provide the woody base note in combination with rather inexpensive bergamot oil, or its synthetic counterparts, which provides a fresh citrus component. Currently, there is no synthetic vetiver perfumery material available commercially. This lack of availability is partially due to the complex sesquiterpene – a triple isoprene derived

terpene – nature of its constituents, and partially due to the lack of consensus as to which constituents contribute to its characteristic odour. One component for which there is consensus is (–)-khusimone, which forms only up to 2 percent of the essential oil, but does present a typical vetiver odour and is, so far, the only genuine natural lead structure. Syntheses of related structures led to the development of a vetiver rule, which postulates that the woody odour of vetiver is a result of the presence of an α-branched carbonyl osmophore at a specific distance from a bulky group, with an overall dimension of 13 to 15 carbon atoms. The researchers Philip Kraft and Natacha Denizot

from Givaudan thus decided to apply this vetiver rule to the genuine lead structure khusimone itself in order to design a new vetiver odorant with even improved olfactory properties, and in addition an easier synthetic access. As they report in the «European Journal of Chemistry» the target structure, 7,8-secokhusimone, was obtained as a mixture of diastereomers in a 10-step sequence starting from commercially available allyl alcohol and isovaleric acid. A key advantage of the sequence is that it fairly easily allows further modifications of the target structure. Although the desired compound was synthesised successfully, its odour was 10 times less intense than (–)-khusimone and displayed a floral, rosy, green, germaniumlike scent with no woody or vetiver character. Kraft and Denizot, therefore, conclude that the vetiver rule has been proved wrong, or at least that the structural requirements are more complex than first suggested. Source: European Journal of Chemistry/ Wiley-VCH Reference N Denizot, P Kraft, «Synthesis of a Spirocyclic Seco Structure of the Principal Vetiver Odorant Khusimone», EurJOC, 2013(1), 49–58 (2013)

Contact

Superimposition analysis of the target structure on khusimon displaying a good match of the structures with only a slight twist of the vibyl-moiety.

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Dr. Philip Kraft Givaudan Schweiz AG Dübendorf philip.kraft@givaudan.com www.givaudan.com

Natacha Denizot Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d’Orsay Université Paris-Sud, Frankreich natacha.denizot@u-psud.fr www.icmo.u-psud.fr

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Aus Abwärme wird Elektrizität

Ein Turbo für die Brennstoffzelle

Bild: Empa

Auch Abwärme einer Brennstoffzelle lässt sich in Strom verwandeln. Forschende der Empa entwickeln einen thermoelektrischen Konverter, der Brennstoffzellensysteme effizienter macht: Bis zu 10 Prozent Extraleistung sollen sie dadurch liefern. Dafür müssen allerdings geeignete Materialien entwickelt werden, die den unterschiedlichsten Anforderungen genügen.

Im Hexis Brennstoffzellenheizgerät werden bis zu 60 Brennstoffzellen zu einem «Stack» gestapelt.

Ein Thermokonverter wird wie ein Pflaster an heissen Oberflächen angebracht und kann (zusätzlichen) Strom liefern.

tronen von der einen zur anderen Seite. Das kann zur Stromproduktion genutzt werden. Doch bei 300 Grad Celsius ist für gängige TEC-Module heute Schluss. Neue Hochtemperatur-Thermoelektrika (HITTEC) müssten jedoch nicht nur temperaturresistent sein, sondern darüber hinaus einige widersprüchliche Eigenschaften vereinen: So sollten sie elektrisch leitfähig sein, über hohe thermoelektrische Kräfte, wie dies Halbmetallleiter an sich haben, verfügen und dabei isolierend wirken. Als ideale Kandidaten gelten perowskitartige Metalloxide. Im Team von Anke Weidenkaff setzt man auf sie, weil sie chemisch und thermisch stabil und ungiftig sind. Darüber hinaus können sie in grösseren Mengen günstig produziert werden. In Vorarbeiten hatte das Team Verbindungen aus Calcium-Manganat, das mit Wolfram substituiert wurde, als besonders erfolgversprechend identifiziert. Eigens für die Hochtemperatur-TECs wurde an der Empa auch eine neuartige Messanlage entwickelt. Darin werden die HITTECModule extrem hohen Temperaturen ausgesetzt. So ist schnell zu sehen, wo es Knackpunkte gibt. So müssen etwa die

Lötstellen, die das neu entwickelte Material mit den Stromdrähten verbinden, neu überdacht werden: Übliche Lote schmelzen nämlich bei diesen Temperaturen. Die Materialforscher sehen in ihrer Vision für die Zukunft noch anderes vor: «Wir kleben unsere Konverter nicht einfach auf die

Bild: Hexis AG, Winterthur

Wandelt eine Festoxid-Brennstoffzelle (Solid Oxide Fuel Cell, SOFC) chemisch gebundene Energie in elektrischen Strom um, entstehen Temperaturen bis zu 900 Grad Celsius. Diese Abwärme wird derzeit lediglich zur Warmwasserbereitung eingesetzt. Chemie-Ingenieur Andre Heel hat anderes im Sinn: Mit thermoelektrischen Konvertern möchte er aus (Ab-) Wärme wertvollen Strom gewinnen. Dies erhöhe nicht nur den Wirkungsgrad des Brennstoffzellen-Systems, solche hocheffiziente Energiewandlungstechnologien würden auch am effektivsten helfen, fossile und erneuerbare Ressourcen einzusparen, so der Forscher. Unter Heels Leitung ist letzten Sommer das vierjährige Projekt HITTEC (High Temperature Thermoelectric Converter, HITTEC) gestartet. Es widmet sich der Weiterentwicklung und Optimierung von Materialien für thermoelektrische Konverter (Thermo Electric Converters, TECs). In einem nächsten Schritt sollen die neuen Materialien dann in SOFCs integriert werden. TECs sind bereits im Handel erhältlich. Wie Heftpflaster werden sie auf wärmeabstrahlende Wände von Motoren oder Öfen «geklebt». Sie bestehen aus zwei verschiedenen Halbleitermaterialien. Sind diese unterschiedlich warm, so wandern die Elek-

Aufbau und Funktionsweise der Hexis Brennstoffzelle

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anbringen, dort, wo die chemische Reaktion der Brennstoffzelle stattfindet, sei eine «verrückte Idee», gibt Weidenkaff zu. Eine Chance sieht sie in der Verwandtschaft der Materialien: Beim Leitersystem aus Hochtemperaturkeramiken in der SOFC handelt es sich um ähnliche Materialien wie die perowskitartigen Metalloxide für die HITTECs. Nach Einschätzung von Heel könnten SOFC-Systeme mit dem Einsatz von Konvertern bis zu 10 Prozent Extraleistung erbringen.

Bild: Empa

Quelle: Empa

Kontakt Eigens für die Hochtemperatur-TECs wurde an der Empa auch eine neuartige Messanlage entwickelt.

Brennstoffzelle drauf», erklärt Weidenkaff. Die Empa-Forscherinnen und -Forscher wollen vielmehr Brennstoffzelle und Ther-

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mokonverter vereinen und daraus ein einzigartiges neues System bauen. Den Thermokonverter direkt an eine der Elektroden

Dr. Andre Heel EMPA Dübendorf, Schweiz andre.heel@empa.ch www.empa.ch

BERICHTE ÜBER FIRMEN

150 Jahre Bayer

Erfolg durch Innovation und Wandel In diesem Jahr feiert der Bayer-Konzern sein 150-jähriges Jubiläum. «Bayer blickt auf eine lange und sehr erfolgreiche Geschichte als innovatives Unternehmen zurück», erklärt Vorstandsvorsitzender Marijn Dekkers. Angefangen als kleine, innovative Farbenfabrik, ist Bayer heute ein Weltkonzern mit über 110 000 Mitarbeitern. Zum Jubiläum plant Bayer im kommenden Jahr weltweit eine Reihe von Veranstaltungen und Projekten.

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist das Agrargeschäft: Als Bayer im Jahr 1892 Antinonnin, das weltweit erste synthetisch hergestellte Insektizid zur Bekämpfung der Nonnenraupe auf den Markt bringt, ist dies der Beginn einer Erfolgsgeschichte. Heute ist Bayer CropScience ein weltweit führendes Unternehmen in seiner Branche. Im Bereich hochwertige Materialien bilden vor allem die in den 1930er Jahren entdeckten Polyurethane zur Herstellung von Schaumstoffen und der 1953 patentierte Hochleistungskunststoff Polycarbonat (Makrolon) die Basis für eine ständig wachsende Bandbreite von Anwendungen. Die Hightech-Werkstoffe von Bayer MaterialScience leisten heute einen wichtigen Beitrag zur Schonung fossiler Ressourcen. So helfen Polyurethane zum Beispiel als Gebäudedämmung, Heiz- oder Kühlenergie einzusparen, und leichte Werkstoffe tragen dazu bei, Autos leichter zu machen und so den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Der Erfindung aliphatischer Polyurethanlacke ist es zu verdanken, dass Werte heute länger bewahrt werden können als je zuvor: Moderne Beschichtungssysteme trotzen Wind 28

und Wetter, machen haltbar und verleihen Glanz bei Automobilen, Schiffen, Eisenbahnzügen und Windrädern.

150 Jahre permanenter Veränderung und Erneuerung Das Unternehmen wird am 1. August 1863 vom Kaufmann Friedrich Bayer und dem Färber Johann Friedrich Weskott unter dem Namen «Friedr. Bayer et comp.» im heutigen Wuppertal-Barmen gegründet. Bayer produziert zunächst synthetische Farbstoffe, im Laufe der Jahre wächst die Produktpalette jedoch beträchtlich. 1881 wird die Firma in eine Aktiengesellschaft umgewandelt - die «Farbenfabriken vorm. Friedr. Bayer & Co.» - und entwickelt sich zu einem international tätigen Chemieunternehmen. Im Zuge der Expansion verlagert Bayer seinen Hauptsitz 1912 nach Leverkusen. Nach dem Ersten Weltkrieg geht der Konzern 1925 in der I.G. Farbenindustrie AG auf und wird 1951 als «Farbenfabriken Bayer AG» neu gegründet. Das Tempo der Veränderungen nimmt nach dem 125. Jubiläum im Jahr 1988 noch einmal zu. Bayer konzentriert sich zunehmend auf seine Kernaktivitäten und trennt sich 1999 zunächst von seiner Tochter Agfa und 2005 von wesentlichen Teilen des klassischen Chemiegeschäfts, die unter dem Namen Lanxess ausgegliedert werden. Parallel werden die sogenannten Life-ScienceBereiche Gesundheit und Agrarwirtschaft konsequent ausgebaut, vor allem mit der Akquisition von Aventis CropScience (2001) und Schering (2006). «Dank unserer Innovationskraft und der stetigen Anpassungen an Marktveränderungen belegt Bayer heute Führungspositionen in allen Geschäftsfeldern», fasst Dekkers zusammen. Erfindergeist und der Wille zum Erfolg seien die

Bild: Bayer AG

«Produkte von Bayer sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken», so Dekkers. Ein Beispiel ist das Schmerzmittel Aspirin, das seit 1899 auf dem Markt ist und bis heute zu den Top-Produkten von Bayer gehört. Im Laufe der Jahrzehnte entwickelten die Forscher von Bayer Wirkstoffe zur Bekämpfung etwa von Infektionskrankheiten, Tropenkrankheiten sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Heute liegen die Forschungsschwerpunkte im Pharmageschäft von Bayer HealthCare in den Gebieten Kardiologie und Hämatologie, Onkologie, Frauengesundheit und Diagnostische Bildgebung.

Historische Verpackung von Aspirin (1899)

Klammer zwischen den Anfängen vor 150 Jahren und heute. Auch im Bereich Corporate Social Responsibility will Bayer anlässlich des Jubiläums ein neues Zeichen setzen. So fördert das Unternehmen derzeit pro Jahr ca. 30 Ehrenamtsprojekte von Mitarbeitern und Pensionären in Deutschland. Diese Förderung soll 2013 deutlich ausgedehnt und weltweit angeboten werden. Zum Jubiläumsjahr wird es auch eine Wanderausstellung geben, mit der Themen rund um die Gebiete Gesundheit, Agrarwirtschaft und hochwertige Materialien anschaulich gemacht werden. Diese Ausstellung soll an über 20 Standorten weltweit Station machen. Zudem soll ein Luftschiff mit dem Bayer-Kreuz 2013 über allen Kontinenten fahren. Quelle: Bayer AG 1–2/2013

BERICHTE ÜBER FIRMEN

Labtec Services AG neu in Villmergen

Synergien zwischen Mensch, Umwelt und Technik «Wir schaffen Synergien zwischen Mensch, Umwelt und Technologien», sagt Beat Lüthy, Geschäftsführer der Labtec Services AG. Um diesem Anspruch noch besser gerecht zu werden, ist das mittelständische Unternehmen Anfang November 2012 von Wohlen nach Villmergen umgezogen. An einem Tag der offenen Tür konnten sich Interessierte am 12. Dezember 2012 über den gelungenen Neubau und Labtec selbst informieren.

Mit einem Tag der offenen Tür machte Labtec Services am 12. Dezember 2012 auf den Umzug ins neue Firmengebäude in Villmergen aufmerksam. Dem 2001 in Wohlen gegründeten Unternehmen mit mehr als 25 Mitarbeitern waren die Räume am alten Standort zu eng geworden. Beat Lüthy sagt: «Wir verfügen jetzt über mehr Platz. Die hellen und grosszügigen Büroräume im Obergeschoss sind optimiert für die internen Betriebsabläufe von Verkauf, Administration und Geschäftsleitung. Für Sitzungen und Schulungen stehen grosszügige, helle Räume zur Verfügung. Durchdachte Konzepte für das Warenlager und die Spedition versprechen schnellere Durchlaufzeiten. Unsere Techniker vom Serviceteam durften im Erdgeschoss eine modern eingerichtete Werkstatt beziehen.»

«Together is better» Für Beat und Elisabeth Lüthy, die zusammen Labtec leiten, ist dieser Slogan sehr wichtig. Sie legen grossen Wert auf verlässliche Partnerschaften, sowohl mit den Lieferanten als auch mit den Kunden. Zum Angebot gehören deshalb fachkundige Beratung und Schulung, Kalibrationen, eine Serviceorganisation samt Pikettdienst. Das Sortiment besteht gemäss Lüthy «ausschliesslich aus Produkten von erstklassigen, erfahrenen und kompetenten Partnern, die nötigenfalls den erforderlichen ‹ Swiss finish › erhalten.» Wichtig ist den Lüthys der umweltbewusste Umgang mit Ressourcen. So wurde beispielsweise eine Solaranlage installiert; erschöpfte Kartuschen werden im geschützten Rahmen sozialer Einrichtungen fachgerecht entsorgt. 1–2/2013

Bild: Kurt Hermann

Kurt Hermann

Grossandrang anlässlich des Tags der offenen Tür.

Zwei Standbeine Die Tätigkeit von Labtec lässt sich mit zwei Begriffen zusammenfassen: Labor- und Verkehrstechnik. Zahlreich sind die Kunden aus privaten Unternehmen, der Pharmaund Chemieindustrie sowie Hochschulen im Labortechnikbereich. Schwerpunkte sind dabei: ■ Kryotechnik. In der Kryotechnik gehört die Zukunft der Trockenlagerung. Mit den patentierten Trocken- und FlüssigstickstoffLagerbehältern der Firma Custom Biogenic Systems wird hier ein Temperaturbereich bis –190 °C abgedeckt, und dies mit einem Konzept, das hohe Sicherheit und Temperaturstabilität gewährleistet. ■ Biomedical. Mit den Tiefkältegeräten, Inkubatoren oder hochwertigen Kühl- oder Blutlagergeräten von Panasonic, Termaks, POL-EKO Aparatura und Medilab wird im Bereich Kälte, Klima und Wärme ein Spektrum von +152 bis –200 °C abgedeckt. ■ Pure Water. Dank der erfolgreichen Zusammenarbeit mit Elga Labwater verfügt Labtec über eine breit gefächerte Angebotspalette, mit der sich alle Anforderungen

bezüglich des korrekten Reinheitsgrads beziehungsweise der korrekten Wasserqualität erfüllen lassen – vom Tropfen bis zu 200 Liter pro Stunde. Polizei, Zollbehörden und therapeutische Institute sind Hauptkunden im Verkehrstechnikbereich. Konkret handelt es sich um: ■ Alkohol und Drogentests. Dazu stehen beispielsweise mobile Mess- und beweissichere Geräte zur Alkoholmessung zur Verfügung. Erhältlich ist auch alles, was zum Nachweis des Konsums und zur Identifizierung von Drogen benötigt wird. Angeboten werden zudem Schulungen zur Suchtproblematik. ■ Speeddisplays. Am Strassenrand aufgestellte Displays in verschiedensten Ausführungen zeigen im Dienst der Sicherheit die gefahrene Geschwindigkeit an. Kontakt Labtec Services AG Nordstrasse 9, CH-5612 Villmergen Telefon +41 (0)56 619 89 19 info@labtec-services.ch www.labtec-services.ch

LABOR

Technique Lets Researchers Watch Cell Life in Real-Time

Insights

STORM image of H2B-SNAP labeled with Sir650

Proteins are the building blocks of all life, responsible for innumerable functions in cells, including communication, structural maintenance and mobility. But they’re quite difficult to study. One method is to observe their distribution and work they do inside living cells. Now EPFL scientists have, for the first time, used a molecule that can penetrate the cell membrane, attach to proteins and then shine when exposed to near-infrared light. This development will make it possible to probe living tissues without damaging them and will reveal, in real time, the biochemical processes that are taking place.

Just light enough Thanks to genetics and chemistry, EPFL scientists were able to attach membranepenetrating, near-infrared-sensitive molecules to proteins inside a cell, without causing any damage to the cell in the process. The challenge of studying proteins in vivo 30

is that living tissue is both fragile and opaque to certain light spectra. Up to now, researchers had to force light in order to see fine detail or pass through the thickness of the tissue. But the wavelengths of light used are harmful at high doses. With funding from the NCCR Chemical Biology, a team led by Suliana Manley from EPFL’s Laboratory of Experimental Biophysics and Kai Johnsson from EPFL’s Laboratory of Protein Engineering has realized a long-held dream in biology. They have developed a fluorescent substance – a «fluorophore» – that can penetrate the cell membrane, react to near-infrared radiation and make proteins shine unusually brightly, thus making it easy to observe them using a microscope.

A promising technique «The advantages of the molecule that we’ve developed are that it’s stable, easy to couple to proteins and shines strongly enough,» explains Gražvydas Lukinavicˇius. «People have been trying for about a decade to develop a molecule like this that can enter into living cells in order to observe tissues in depth,» adds his colleague Kai Johnsson. Thanks to this molecule, the chemists have obtained promising results. In particular, they were able to apply the «super-resolution» method, in which a mathematical treatment is used to improve image resolution. With this method, the tiniest details visible in living tissues are thus about 50-60 nanometers, four times better than using a conventional microscope. This technique also allows images to be taken very rapidly, in order to recreate three-dimensional images or animations that reveal the processes taking place. Source: EPFL

Source: EPFL

An EPFL team has developed a technique for spying on the inner lives of cells. For the first time, scientists have used a near-infrared, light-sensitive biocompatible molecule to mark and observe the activity of proteins inside living cells.

Confocal images of different cell structures stained with the new dye (upper two – actin staining at different cell cycle stage, lower left – nuclear staining, lower right - mitochondria staining).

Reference Gražvydas Lukinavicˇius et al., «A near-infrared fluorophore for live-cell super-resolution microscopy of cellular proteins», Nat Chem 5, 132–139 (2013) Contact Prof. Kai Johnsson Institut des sciences et ingénierie chimiques Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne kai.johnsson@epfl.ch, www.lip.epfl.ch Prof. Suliana Manley Laboratory of Experimental Biophysics LEB Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne suliana.manley@epfl.ch, www.leb.epfl.ch

1–2/2013

MEDIZIN/PHARMA

Neues Ziel in der Alzheimer-Therapie

Alzheimer-Erkrankung bei Mäusen gemildert Durch die Blockade eines Botenstoffes des Immunsystems konnten bei Alzheimer-Mäusen die krankheitstypischen Veränderungen deutlich reduziert werden. Zu diesem Ergebnis kommt ein Wissenschaftlerteam der Charité Berlin und der Universität Zürich. Der neue Behandlungsansatz hat sowohl bei der Vorbeugung als auch bei der Therapie der bereits manifestierten Krankheit Potential.

Frank Heppner vom Institut für Neuropathologie an der Charité und sein Fachkollege Burkhard Becher vom Institut für Experimentelle Immunologie an der Universität Zürich konnten zeigen, dass die typischen Amyloid-β-Ablagerungen bei Alzheimer-Mäusen verringert werden, wenn bestimmte Zytokine – Botenstoffe des Immunsystems, zu denen auch die Interleukine gehören – ausgeschaltet werden. Dabei trat der stärkste Effekt dann auf, wenn das Immunmolekül p40 – ein Bestandteil der Interleukine (IL) 12 und 23 – betroffen war, nämlich eine Reduktion des Amyloid-β um etwa 65 Prozent.

Auch für Menschen relevant Folgeexperimente zeigten substantielle Verbesserungen bei den Verhaltenstests, wenn den Mäusen im Experiment blockierende Antikörper gegen das Immunmolekül p40 verabreicht wurden. Diese Wirkung wurde

auch erzielt, wenn die Mäuse bereits Symptome der Krankheit hatten. Da der Spiegel des p40 Moleküls in der Hirnflüssigkeit von Alzheimer-Patienten und auch im Blutplasma erhöht ist, besteht eine offensichtliche Relevanz für die Therapie beim Menschen. Die Bedeutung des menschlichen Immunsystems bei der Erforschung der AlzheimerErkrankung liegt im Fokus der gegenwärtigen Forschung. Möglicherweise haben die Zytokine IL-12 und IL-23 gar keine kausale Bedeutung für die Erkrankung selbst, auch die Rolle des Immunmoleküls p40 bei der Alzheimer-Krankheit bedarf weiterer Klärung. Dennoch sind Heppner und Becher davon überzeugt, dass die Ergebnisse ihrer sechsjährigen Forschungsarbeit den Schritt in klinische Studien beim Menschen rechtfertigen, wofür sie auch die Zusammenarbeit mit einem geeigneten Industriepartner suchen. Im Rahmen anderer Erkrankungen wurde bereits eine Medikation zur Unterdrückung von p40 beim Menschen eingesetzt. «Aufgrund der Datenlage und der Erfahrungswerte zur Verträglichkeit des Medikaments kann nun eine klinische Studie ohne Verzögerung angegangen werden», so Heppner und Becher. «Jetzt geht es darum, den neuen Therapieansatz rasch an den Patienten zu bringen.»

Bild: Uni Zürich

Die Alzheimer-Erkrankung zählt zu den häufigsten Ursachen einer Demenz. Bei etwa 1,5 Millionen Betroffenen allein in Deutschland und der Schweiz wird weltweit mit einer Verdoppelung der Patientenzahl innerhalb der nächsten 20 Jahre gerechnet. Eine zentrale Rolle bei dieser Krankheit spielt die pathologische Ablagerung von bestimmten Eiweissen in den Gehirnen der Erkrankten, darunter das sogenannte Amyloid-β.

Das Fehlen (oder die Blockade) von Bestandteilen des Interleukin (IL) -12 und/oder IL-23 Signalwegs reduziert die Alzheimer-typischen Krankheitsveränderungen – hier in Form der sogenannten β-Amyloid Plaques (schwarz gefärbte punktförmige Bereiche) – deutlich.

Originalpublikation Vom Berg J et al., «Inhibition of IL-12/IL-23 signaling reduces Alzheimer’s disease-like pathology and cognitive decline», Nat Med 18(12), 1812–1819 (2012)

Kontakt Prof. Burkhard Becher Institut für Experimentelle Immunologie Universität Zürich becher@immunology.uzh.ch www.immunology.uzh.ch

Quelle: Universität Zürich

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MEDIZIN/PHARMA

Wirkung gegen Krebs weckt Hoffnung für die Behandlung von Lymphomen

Alte Antipsychotika neu entdeckt

Bilder: Daniel Nagel

Wissenschaftlern des Helmholtz Zentrums München ist zusammen mit ihren Kooperationspartnern ein Durchbruch in der Krebsforschung gelungen. Das Team um Daniel Krappmann entdeckte eine neue, unerwartete Wirkung von Medikamenten, die bereits seit den 1950er Jahren gegen psychotische Störungen eingesetzt werden. In bösartigen Lymphomen hemmen diese Antipsychotika das Enzym MALT1 und führen dadurch zum Absterben der Krebszellen.

Sektion eines unbehandelten MALT1-abhängigen ABC-DLBCL Tumors in der Maus

Die bereits seit Jahrzehnten bekannten Antipsychotika Mepazin und Thioridazin hemmen die Protease MALT1 und entfalten damit eine neue, spezifische Antitumorwirkung in einer hochmalignen Untergruppe von diffus grosszelligen B-Zell-Lymphomen. Das

diffus grosszellige B-Zell-Lymphom ist eines der häufigsten malignen Lymphome, so dass ein dringender klinischer Bedarf für die Entwicklung wirksamer Medikamente besteht. Der Münchner Forscher Daniel Nagel testete etwa 18 000 Substanzen aus der Samm-

MALT1-unabhängiger GCB-DLBCL Tumor ohne Mepazin Behandlung

Die Behandlung mit Mepazin löst im ABC-DLBCL Tumor Apoptose (Zelltod) der Tumorzellen aus (schwarz, Färbung: TUNEL).

lung von ChemBioNet, einer interdisziplinären Internet-Plattform akademischer und privater Forschergruppen, auf ihre Fähigkeit, die MALT1-Protease zu hemmen. Unter den gefundenen Verbindungen gehörten Mepazin und Thioridazin zu den

Beim MALT1-unabhängigen Tumor löst die Mepazin Behandlung keine Apoptose aus.

1–2/2013

Strukturformel von Mepazin

Strukturformel von Thioridazin

besten MALT1 Hemmstoffen. Präklinische Tests zeigen, dass die Hemmung der MALT1 Protease das Absterben der Tumorzellen auslöst. Die Ergebnisse eröffnen Möglichkeiten für klinische Tests zum Einsatz von Mepazin und Thioridazin in einer zielgerichteten Behandlung von Lymphompatienten. Bis anhin wurde die Wirkung dieser Substanzen an Mäusemodellen, welchen Tumorzellen implantiert wurden, erforscht. «Es ist ein enormer Vorteil, dass beide Substanzen lange im klinischen Einsatz waren», so Krappmann, der Leiter der Studie. «So sind viele Nebenwirkungen gut untersucht, und das ermöglicht es uns, schneller klinische Studien einzuleiten. Es ist noch ein langer Weg, sollte sich aber der positive Effekt auch an Patienten bestätigen, könnte unsere Arbeit tatsächlich richtungsweisend für ein neues, personalisiertes Behandlungskonzept bösartiger Lymphome sein.» Da unterschiedliche Mechanismen für die antipsychotischen Effekte und die Antitumorwirkung von Mepazin und Thioridazin verantwortlich sind, zielen weitere Arbeiten nun auch auf die Entwicklung neuer Wirkstoffe. Spezifische MALT1 Hemmstoffe ohne antipsychotische Nebenwirkungen könnten die Behandlungschancen von Lymphompatienten stark verbessern.

Originalpublikation D Nagel et al., «Pharmacologic Inhibition of MALT1 Protease by Phenothiazines as a Therapeutic Approach for the Treatment of Aggressive ABC-DLBCL» Cancer Cell 22(6), 825–837 (2012)

Das diffus grosszellige B-Zell-Lymphom (DLBCL, diffuse large B-cell lymphoma) ist die am häufigsten vorkommende Gruppe der Nicht-Hodgkin-Lymphome (NHL). Etwa 3 bis 5 von 100 000 Personen erkranken pro Jahr an dieser Krebsform. Die MALT1 Protease trägt zur Pathologie der ABC-Lymphome (activated B cell-type) bei. Sie stellen etwa ein Drittel aller DLBCL und sind mit einer 5-Jahres-Überlebensrate von deutlich unter 50 Prozent die aggressivste Unterform des DLBCL.

Mepazin und Thioridazin wurden ab den 1950er Jahren als antipsychotische Arzneimittel der ersten Generation untern den Namen Pactal und Mellaril eingesetzt. Mellaril/Thioridazin ist bis heute für die Behandlung chronischpsychotischer Patienten zugelassen.

1–2/2013

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MEDIZIN/PHARMA

Mehr als nur Sonnenschutz

Allgegenwärtige UV-Filter UV-Filter sind wichtig, um Hautkrebs vorzubeugen. Dennoch enthalten sogar Nachtcremes und viele andere Kosmetika UV-Filter und dies oft in ähnlich hohen Konzentrationen wie Sonnencrèmes. Einen bewussteren Umgang mit diesen Chemikalien fordert jetzt eine Chemikerin der ETH Zürich.

Bild: Pixelio, BirgitH

randin Eva Manová aus der Gruppe von Konrad Hungerbühler in einer repräsentativen Umfrage erfasst, wie oft Schweizer Konsumenten UV-Filter enthaltende Produkte verwenden. Zudem hat sie 116 dieser Produkte in Zusammenarbeit mit dem Kantonalen Laboratorium Basel-Stadt chemisch analysiert, um die Stoffkonzentrationen zu ermitteln. Dies war nötig, weil auf den Verpackungen zwar die Inhaltsstoffe, nicht aber deren Konzentrationen deklariert werden müssen. Aus der Auswertung von Manovás Daten geht hervor: Viele der untersuchten Produkte enthalten verschiedene UV-Filter und dies oft in ähnlich hohen Konzentrationen wie Sonnencrèmes.

UV-Filter wegen transparenter Gefässe

Auch alltäglichen Pflegeprodukten werden UV-Filter beigegeben

Sonnencrèmes enthalten UV-Filter, chemische Substanzen, die unsere Haut vor der ultravioletten Strahlung (UV) der Sonne schützen. Weniger bekannt ist, dass sie auch in Produkten enthalten sind, die nicht nur beim Sonnenbaden und Skifahren ver-

wendet werden, sondern in der täglich Körperpflege: In Lippenstiften, Gesichts- und Handcrèmes, Make-up und Aftershave. Kann die häufige Verwendung von Produkten mit UV-Filtern ungesund sein? Um diese Frage zu beantworten, hat ETH-Dokto-

Der Verwendungszweck dieser UV-Filter ist vielfältig. Sie können sowohl die Haut als auch das Produkt – vor allem wenn es in ein durchsichtiges Gefäss abgefüllt ist – vor lichtbedingter Schädigung schützen. Manová hat zudem Hinweise darauf, dass heute in der Schweiz insgesamt deutlich

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1–2/2013

MEDIZIN/PHARMA

Bild: Sebastian Wagner

die altenÂť, sagt ManovĂĄ. Denn die neuen UV-Filter-MolekĂźle seien meist grĂśsser und wĂźrden tendenziell weniger stark von der Haut aufgenommen. Doch bei vielen UVFiltern gebe es nur ungenĂźgende humantoxikologische Untersuchungen. Ein Grund fĂźr die schlechte Datenlage dĂźrfte sein, dass UV-Filter in der Schweiz und in der EU â&#x20AC;&#x201C; anders als in den USA beispielsweise â&#x20AC;&#x201C; nicht als pharmazeutische Wirkstoffe gelten und daher im Rahmen der Zulassung nicht so ausfĂźhrlich untersucht werden mĂźssen wie Medikamente. Der nĂ¤chste Schritt der Forscherin ist, mithilfe der erhobenen Daten herauszufinden, wie stark die Schweizer BevĂślkerung den verschiedenen Filtern tatsĂ¤chlich ausgesetzt ist. Quelle: ETH ZĂźrich

Strukturformel des UV-A und -B absorbierenden Ethylhexylmethoxycinnamat

mehr UV-Filter als noch vor zehn Jahren gebraucht werden. ÂŤVergleicht man unsere Befragung mit einer, die vor zehn Jahren stattgefunden hat, sieht man beispielsweise, dass SonnencrĂ¨me mit einem hohen Schutzfaktor heute vier- bis fĂźnfmal hĂ¤ufiger verwendet wirdÂť, sagt sie. Dies sei wahrscheinlich eine Folge von Hautkrebs-AufklĂ¤rungskampagnen.

Bewusst anwenden Mit ihrer Arbeit mĂśchte ManovĂĄ auch die Konsumenten erreichen und dazu aufrufen, Produkte mit UV-Filtern vernĂźnftig zu verwenden: ÂŤIch denke, es gibt Leute, die ihren KĂśrper zu hohen Konzentrationen an UV-Filtern aussetzen, ohne sich dessen bewusst zu sein.Âť Ein guter Schutz beim Sonnenbaden sei zweifellos wichtig, um Hautkrebs vorzubeugen, so ManovĂĄ. Doch einige der UV-Filter stĂźnden im Verdacht, negative Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt zu haben. WĂźrden diese in zu hohen Konzentrationen und auch bei minimaler Sonnenexposition verwendet werden, kĂśnnten die negativen Aspekte gar Ăźberwiegen. ÂŤViele Konsumenten wissen beispielsweise nicht, dass UV-Filter selbst

in gewissen NachtcrĂ¨mes enthalten sindÂť, ergĂ¤nzt die Forscherin. Sie hĂ¤lt es fĂźr unnĂśtig, Produkte, die ausschliesslich in der Nacht verwendet werden, mit einem Sonnenschutzfilter zu versehen.

Hormonaktiver Stoff Ein Beispiel fĂźr einen kontrovers diskutierten UV-Filter ist Ethylhexylmethoxycinnamat (EHMC). Diese Substanz steht im Verdacht, die Haut durchdringen zu kĂśnnen und im KĂśrper hormonaktiv zu wirken und hat erwiesenermassen einen schĂ¤dlichen Effekt auf Wasserorganismen. Die bei Tageslicht zeitlich stark begrenzte Schutzfunktion ist ein weiterer Nachteil dieses UV-Filters. EHMC wird zwar seit einigen Jahren nur noch in wenigen SonnencrĂ¨mes verwendet, findet jedoch in Lippenstiften, Gesichtsund HandcrĂ¨mes, Make-up und Aftershave weiterhin hĂ¤ufig Anwendung.

Originalpublikation E ManovĂĄ, N von Goetz, U Hauri, C Bogdal, K HungerbĂźhler, ÂŤOrganic UV filters in personal care products in Switzerland: A survey of occurrence and concentrationsÂť, International Journal of Hygiene and Environmental Health, (2012), DOI: 10.1016/j.ijheh.2012.08.003 Kontakt Dr. Natalie von GĂśtz Safety and Environmental Technology Group Institute for Chemical and Bioengineering ETH ZĂźrich, Schweiz natalie.von.goetz@chem.ethz.ch www.sust-chem.ethz.ch

Nicht als Pharmazeutika getestet Nicht alle UV-Filter sind so umstritten wie EHMC. ÂŤNeuentwickelte UV-Filter sind fĂźr die Gesundheit oft weniger bedenklich als

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ERNÄHRUNG

«Dornröschen»-Hefe erweckt neue Möglichkeiten

113 Jahre in der Flasche Vor einigen Jahren haben Experten der Schweizerischen Forschungsanstalt Agroscope in über hundertjährigem Wein einen neuen Hefestamm entdeckt. Heute trägt dieser Fund dazu bei, finanzielle Einbussen von der Schweizer Weinbranche abzuwenden. Auch bei Destillaten und der Flaschengärung von Sekt und Champagner wurde die «Dornröschen»-Hefe bereits erfolgreich eingesetzt, um neue Produkte von hoher Qualität zu kreieren.

Bild: Agroscope / Schweizer Zeitschrift für Obst- und Weinbau

Im Jahr 2008 sorgte ein Wein des Jahrgangs 1895 für eine kleine Sensation: Mikrobiologen von der Agroscope Changins-Wädenswil fanden darin Weinhefen, die 113 Jahre in der Weinflasche überdauert haben. Heute wissen die Forschenden, weshalb dies möglich war: Als ihr Leben davon abhing, haben die Hefen in der Flasche eine andere Energiequelle als Traubenzucker angezapft. Diese Flexibilität der Hefen wird heute genutzt, um so genannte Gärstockungen zu verhindern und zu beheben – einen Zustand, bei dem die Gärung stoppt und ein Wein mit unerwünschter Restsüsse resultiert. Nach erfolgreichen AgroscopeVersuchen gegen Gärstockungen wurde die «Dornröschen»-Hefe in grösseren Mengen produziert, so dass sie nun der Weinpraxis zur Verfügung steht.

Begeisterung der Weinpraxis für die Hefe 1895 Originalflasche aus dem Jahr 1895: In ihr überdauerte die «Dornröschen»-Hefe das 20. Jahrhundert.

Inzwischen hat sich der Hefestamm 1895 auch in der Praxis als wirksames Mittel gegen Gärstockungen erwiesen. Dani Fürst aus Hornussen wurde «zum Fan dieser ein-

Dreizehn Jahrgänge untersucht Die Agroscope-Fachleute haben dreizehn Jahrgänge auf lebende Weinhefezellen untersucht: 1895, 1897, 1911, 1927, 1935, 1936, 1940, 1943, 1944, 1945, 1947, 1959 und 1962. Bei insgesamt fünf Jahrgängen wurden sie fündig: beim Jahrgang 1895 dreizehn Kolonien Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) aus drei verschiedenen Hefestämmen und drei Kolonien von Candida stellata (C. stellata), beim Jahrgang 1897 siebzehn Kolonien C. stellata, beim Jahrgang 1911 vierzehn Kolonien C. stellata und ein Bakterium, beim Jahrgang 1935 siebzehn Kolonien S. cerevisiae aus zwei verschiedenen Hefestämmen und beim Jahrgang 1962 siebzehn Kolonien S. cerevisiae aus einem Hefestamm. Das Vorkommen von S. cerevisiae weist auf gute Jahrgänge hin; das Vorkommen von C. stellata ist ein Indikator für feucht-kalte Weinjahre. Quelle: Agroscope (Schweizerisches Bundesamt für Landwirtschaft)

zigartigen Hefe» und erklärt: «2011 habe ich sie erfolgreich als Reparaturhefe eingesetzt; 2012 habe ich die Hefe auf 8 000 Kilogramm Blauburgunder-Maische eingesetzt und strahlende, fruchtige Weine mit herrlicher Fülle erhalten.» Hermann Schwarzenbach aus Obermeilen wiederum hat beobachtet, «dass die Hefe nicht nur eine ausgezeichnete Reparaturhefe zum Beheben von Gärstockungen ist, sondern darü-

Gärstockungen beheben Weinhefen verarbeiten bei der alkoholischen Gärung bevorzugt Traubenzucker (Glukose) – sie sind glucophil. Fruchtzucker (Fruktose) wird nicht so effizient umgesetzt wie Glukose. Bis zum Ende der alkoholischen Gärung nimmt daher der Glukose-Anteil stark ab. Das führt dazu, dass sich das Verhältnis der beiden Zuckerarten zugunsten der Fruktose verschiebt. Erreicht dieser Prozess ein bestimmtes Verhältnis (zehnmal mehr Fruktose als Glukose), so stockt die Gärung. Herkömmliche Weinhefen können mit der zehnfachen Prävalenz von Fruktose nämlich nichts mehr anfangen. Die alten Hefen aber schon, denn sie mussten vor Jahrzehnten einen Weg finden, um zu überleben – so haben sie in ihrer Not eine überlebensnotwendige Evolution durchgemacht: von der glucophilen zur fructophilen Ernährungsweise. Die Forschenden von Agroscope haben erkannt, dass die entdeckten Hefestämme fructophil sind, also Gärstockungen verhindern und beheben können. Quelle: Agroscope (Schweizerisches Bundesamt für Landwirtschaft)

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ERNÄHRUNG

Bild: Agroscope

Weinhefen bildet die Hefe 1895 nur ein Drittel so viel Biomasse aus. Diese Eigenschaft ist nicht nur für die Weinbereitung sehr wünschenswert, sondern auch bei der Flaschengärung von Sekt und Champagner – das sogenannte Dégorgieren (Entfernen der festen Partikel in der Flasche durch kurzes Öffnen des Verschlusses) gestaltet sich dadurch viel einfacher. Seit zwei Jahren wird die Hefe 1895 zudem bei der Herstellung von Destillaten eingesetzt. Die Hefe 1895

Weniger Biomasse als andere Hefen Hinzu kommt ein technologischer Aspekt, der den Wert der Hefe für die Praxis zusätzlich steigert: Im Vergleich zu den andern

Quelle: Agroscope (Schweizerisches Bundesamt für Landwirtschaft)

Kontakt Prof. Jürg Gafner Forschungsanstalt Agroscope-Changins Wädenswil ACW Wädenswil, Schweiz juerg.gafner@acw.admin.ch www.agroscope.admin.ch/org/00273

Bild: pixelio / Petra Bork

ber hinaus schon im Traubensaft eingesetzt sehr interessante, traubensortentypische Weinaromen erzeugt.» Dabei sei fast kein Böckserbildungsproblem festzustellen, auch ohne Zusatz von Hefenährstoffen.

Die Hefe 1895 verspricht noch manch einen Tropfen zu veredeln.

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WERKSTOFFE

Neues Verfahren zur Herstellung metallorganischer Gerüste entwickelt

Poren mit viel Platz

Bilder: Nature Science Comm./ Dr. Jinxuan Liu, IFG

Ein neues Verfahren zur Herstellung metallorganischer Gerüste (MOFs) haben jetzt Wissenschaftler mithilfe der sogenannten Flüssigphasen-Epitaxie entwickelt. Damit ist es ihnen gelungen, eine neue Klasse von MOFs mit einer zuvor unerreichten Porengrösse zu fertigen. Diese Gerüstverbindungen der als «SURMOF 2» bezeichneten neuen Klasse versprechen interessante Anwendungen in Medizin, Optik und Fotonik.

Struktur der metallorganischen Gerüste der Klasse SURMOF 2: Die Porengrösse beträgt zurzeit schon bis zu drei mal drei Nanometer.

Metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs – Metal Organic Frameworks) ermöglichen es, nanoskalige Objekte zu speichern und für verschiedene Anwendungen bereitzustellen. Sie finden daher immer mehr Interesse in vielen Forschungsbereichen wie Materialwissenschaften, Biologie und Medizin. MOFs sind hochgeordnete molekulare Systeme, die aus metallischen Knotenpunkten und organischen Streben bestehen. Die Poren in diesen Gerüsten sind frei zugänglich. Zur Speicherung von Wasserstoff und anderen kleinen Molekülen wie Kohlendioxid oder Methan werden MOFs als Pulver eingesetzt. Für anspruchsvollere Anwendungen, etwa zum Speichern und anschliessenden Freisetzen von Antibiotika, sind jedoch mechanisch stärker belastbare MOF-Beschichtungen erforderlich. Am Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) arbeiten Wissenschaftler um Ins38

titutsleiter Christof Wöll daher an neuen Verfahren zur MOF-Herstellung: Sie lassen die MOF-Strukturen epitaktisch, das heisst schichtweise, auf der Oberfläche von Subs-

traten wachsen (SURMOFs – Surface Mounted Metal Organic Frameworks). So lassen sich Grösse und Form der Poren ebenso wie deren chemische Funktionalität für die jeweilige Anwendung massschneidern. Eine am IFG entwickelte spezielle Methode, die sogenannte Flüssigphasen-Epitaxie (LPE – Liquid Phase Epitaxy) gestattet es, auch Gerüststrukturen herzustellen, die sich mit den normalen nasschemischen Methoden nicht erzeugen lassen. Wie die genaue theoretische Analyse der Arbeitsgruppe von Thomas Heine an der Jacobs University Bremen zeigte, sind die Wechselwirkungen zwischen den organischen Streben für die Stabilität dieser grossporigen Gerüste verantwortlich. In einer von der Zeitschrift «Nature Scientific Reports» veröffentlichten Arbeit stellt die deutsch-arabische Forschergruppe eine Serie von strukturell verwandten, hochsymmetrischen Typen von Gerüstverbindungen vor, die mit der LPEMethode hergestellt wurden und besonders grosse Poren aufweisen.

Schematische Darstellung der Synthese und Struktur von Gerüstverbindungen der Klasse SURMOF-2: Organische Streben (gelb) verbinden sich mit metallischen Knotenpunkten (blau/ rot).

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Zur Herstellung dieser neuartigen, als «SURMOFs 2» bezeichneten Serie von MOFs synthetisierten die Wissenschaftler verschiedene, sehr spezielle organische Moleküle verschiedener Länge. Die Porengrösse der neuen metallorganischen Gerüstverbindungen beträgt zurzeit schon bis zu drei mal drei Nanometer. Damit bieten die Poren bereits jetzt Platz für kleine Proteine. Die Forscher arbeiten intensiv daran, die Länge der organischen Streben noch weiter zu vergrössern, um noch grössere Proteine und im nächsten Schritt sogar metallische Nanopartikel in die Gerüststrukturen einzubetten, was interessante Anwendungen in der Optik und Fotonik ermöglicht. «Das Hauptpotenzial der SURMOFs 2 sehen wir zurzeit im Bereich optischer Materialien. Der nächste Schritt wird sein, Hetero-Schichten herzustellen, in denen ganz unterschiedliche Materialen aufeinander gestapelt werden», erklärt Wöll. Und Heine erläutert weiter: «Das Anwendungspotenzial metallorganischer Käfige lässt sich heute erst vage erahnen. Die MOFGerüste kann man sich als zusammengesetzte Bausteine vorstellen. Die Chemiker haben gelernt, wie man diese Bausteine zu einem Gerüst zusammensetzt. Jetzt gilt es, die Vielfalt der aus der Chemie bekannten Moleküle als Bausteine auszunutzen, um neue Materialien mit neuen Anwendungspotenzialen zu entwickeln, die beispielsweise die Katalyse, Sensorik oder logische Speichermaterialien revolutionieren könnten. Computersimulationen sind ideal, um die Bausteine für Käfige mit optimalen Eigenschaften zu bestimmen und diese danach im Labor zu realisieren.» Quelle: Karlsruher Institut für Technologie Originalpublikation C Wöll, T Heine et al., «A novel series of isoreticular metal organic frameworks: realizing metastable structures by liquid phase epitaxy», Sci Rep 2, 921, doi: 10.1038/srep00921 (2012)

Mit System und KNF zum Erfolg.

Kontakt Prof. Christof Wöll Institut für Funktionelle Grenzflächen Karlsruher Institut für Technologie Karlsruhe, Deutschland christof.woell@kit.edu www.ifg.kit.edu Prof. Thomas Heine School of Engineering and Science Jacobs University Bremen Bremen, Deutschland t.heine@jacobs-university.de www.jacobs-university.de/ses

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WERKSTOFFE

Neuer Verbundstoff auf der Basis von Polyurethan entwickelt

Härter als Knochen und weicher als Haut Ein neuartiges Verbundmaterial schützt elektronische Bauteile auf beweglichen Oberflächen zuverlässig vor Zugspannung. Seine entscheidenden Eigenschaften haben ETH-Materialwissenschaftler der Natur abgeschaut. Maja Schaffner Um bewegliche Sehnen mit starren Knochen sicher und beständig zu verbinden, musste sich die Natur etwas einfallen lassen: Sie löst das Problem, indem sie die geschmeidigen Bestandteile der Sehnen und die festen Bauteile der Knochen fliessend ineinander übergehen lässt. Dieser nahtlose Übergang von weich zu hart ist wesentlich strapazierfähiger, als wenn die beiden Materialien übergangslos zusammengefügt wären. Inspiriert von solchen Beispielen aus der Natur haben André Studart, Professor für Komplexe Materialien am Departement Materialwissenschaft (D-MATL) der ETH

Zürich, und Wissenschaftler seiner Gruppe einen besonderen Verbundstoff auf der Basis von Polyurethan entwickelt. «Unser neues Material ist auf der einen Seite weicher als Haut und auf der anderen Seite härter als Knochen. Dazwischen gehen diese Eigenschaften fliessend ineinander über», erklärt Studart. Der Härtegradient zwischen der weichsten und der härtesten Schicht überbrückt einen 100’000-fachen Härteunterschied. Studart betont: «Härteunterschiede in diesem Umfang innerhalb von Verbundmaterialien gab es bisher nicht.» Auch in der Natur kommen solche extremen Härteunterschiede nur ganz selten vor. Zum Vergleich: Sehnen und Knochen unterscheiden sich in ihren Härten lediglich um das Hundertfache.

Das neue Verbundmaterial schützt elektronische Bauteile auf beweglichen Oberflächen zuverlässig vor Zugspannung.

Flexible Elektronik auf Inseln

Bilder: Nature Communications

In ihrer neuesten Veröffentlichung in der Fachzeitschrift «Nature Communications» stellen die ETH-Forscher nebst ihrer Erfindung auch gleich eine vielversprechende Anwendung vor: den Schutz von Elektronikbauteilen auf flexiblen Oberflächen. Die Forscher konnten zeigen, dass ihr Verbundmaterial diese effektiv vor Zerstörung und Ablösung von einer Oberfläche schützen

Inseltechnik: Hierbei werden Stückchen des Verbundmaterials mit der weichen Seite nach unten auf eine flexible Unterlage aufgesetzt.

Insel-Substrat-Modul mit LED-Lämpchen: Auf ein Stück des neuartigen Materials gesetzt blieb die Diode auch bei einer Dehnung des gesamten Moduls um bis zu 150 Prozent funktionstüchtig (obere Reihe). Sitzt sie hingegen direkt auf dem Polyurethan-Substrat auf, geht sie bereits bei 10-prozentiger Dehnung kaputt (untere Reihe).

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WERKSTOFFE

Ein rechteckiges Stück des heterogen zusammengesetzten Kompositmaterials (untere Reihe) hält der Überdehnung des Trägers besser stand als ein nur aus harten Schichten aufgebauter Patch.

kann. Ihr Trick: Sie setzten die Elektronikteile auf Schutzinseln aus dem neuen Material. Dazu verbanden die Wissenschaftler die weiche und dehnbare Seite der Inseln mit einer flexiblen Unterlage, die ebenfalls aus Polyurethan bestand. Oben auf die härteste Schicht der Insel setzten sie ein LED-Lämpchen. Dieses bezog seinen Strom über Goldschichten, die auf der harten Schicht aufgebracht waren. In Belastungstests dehnten die Forscher die flexible Polyurethan-Unterlage um mehr als 350 Prozent. Und siehe da: «Die aufgesetzten Elektronikbauteile waren keinerlei Spannungen ausgesetzt und blieben unbeschädigt», freut sich Studart. Die Schutzinseln blieben trotz stärkster Dehnung auf der Unterlage haften und lösten sich lediglich an den Ecken leicht davon ab. Oft riss die Unterlage an anderer Stelle, bevor den Inseln überhaupt etwas anzumerken war. Die Lämpchen allerdings leuchteten dank der intakten Gold-Kontakte weiter. «Die Inseltechnik ist nicht neu», erklärt Studart. Andere Forscher verwendeten für ähnliche Anwendungen bisher jedoch SilikonInseln. Diese vermögen Elektronikbauteile offenbar nicht effektiv vor Überdehnung zu schützen. «Die auf den Silikon-Inseln angebrachten Elektronikkomponenten brechen auseinander», erklärt Studart. Und das bereits bei einer Dehnung des Trägermaterials von rund 13 Prozent.

Gradient macht den Unterschied Um die grossen Härteunterschiede und die fliessenden Übergänge des Materials zu erzeugen, gossen die Forscher zunächst seine einzelnen Schichten. Als Ausgangsmaterial diente ein sehr weiches Polyurethan. Diesem fügten die Wissenschaftler 1–2/2013

enten speziell gut, da sich die Nanopartikel mit den Polyurethankristallen so verbinden, dass das Material zwar härter wird, aber trotzdem elastisch bleibt» erklärt Studart. «Doch grundsätzlich ist die Methode auf verschiedenste Materialien anwendbar.» Dadurch ergeben sich Anwendungsmöglichkeiten im Bereich von medizinischen Implantaten, wie zum Beispiel dem Zahnersatz. Auch in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, wo bestimmte Teile mit sehr unterschiedlichen Materialeigenschaften – etwa Metall und faserverstärkte Verbundmaterialien wie Fiberglas – dauerhaft mit-

Mikrostruktur des heterogenen Kompositmaterials: Die Lagen gehen dank eines speziellen Klebeverfahrens fliessend ineinander über.

für immer härtere Schichten sukzessive mehr kristallines, also härteres Polyurethan zu. Um weitere Schichten noch härter zu machen, mischten die Forscher zunächst zusätzlich Laponit-Nanopartikel und anschliessend Aluminium-Mikropartikel zum Polyurethangemisch. Die härteste Schicht bestand aus reinem Aluminiumoxid. Die einzelnen Schichten verbanden die Wissenschaftler durch «Solvent Welding». Bei diesem Verfahren werden die Oberflächen der einzelnen Schichten mit einem Lösungsmittel bestrichen, wodurch sie leicht aufquellen. Die so vorbehandelten Schichten werden aneinander gefügt – im Falle des neuen Materials geschah dies in der Reihenfolge ihrer Härte. Die aufgelockerten Polyurethanstrukturen der beiden Oberflächen verflechten sich miteinander. So entsteht ein nahtloses Kombi-Material mit extremem Härtegradienten.

Vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten Studarts Gruppe möchte die Technik in Zukunft weiterentwickeln. «Polyurethan eignet sich für die Herstellung solcher Härtegradi-

einander verbunden werden müssen, sieht Studart Einsatzmöglichkeiten. Neben der Anwendung als Trägermaterial für flexible Elektronik, die auch in Kleidung eingearbeitet oder zur Überwachung am Körper getragenen werden könnte, kommt das neue Material zudem als Untergrund für flexible Solarzellen infrage. «Sogar als Trägermaterial für rollbare Bildschirme wäre das neue Material denkbar», schliesst Studart. Quelle: ETH Life Originalpublikation R Libanori et al., «Stretchable heterogeneous composites with extreme mechanical gradients», Nat Commun 3, 1265, doi: 10.1038/ ncomms2281(2012) Kontakt Prof. André R. Studart Dep. Materialwissenschaft, Komplexe Materialien ETH Zürich Schweiz andre.studart@mat.ethz.ch www.complex.mat.ethz.ch

U M W E LT

Emissionspfade von CO2 und die Beschränkung des Klimawandels

Erreichbarkeit der Klimaziele bleibt kritisch

Bilder: Thomas Stocker

Wenn sich die Reduktion des CO2-Ausstosses weiterhin verzögert, können die angestrebten Klimaziele nicht erreicht werden. Grund dafür ist die lineare Beziehung zwischen den kumulativen CO2-Emissionen und der globalen Klimaerwärmung. Doch während die Verantwortlichen warten, gelangt immer weiter CO2 in die Atmosphäre.

Linien maximaler Erwärmung: Je später die Verringerung des globalen CO2-Ausstosses startet, umso mehr muss an Emissionen reduziert werden (in Prozent pro Jahr), um eine bestimmte maximale Erwärmung zu verhindern.

Die Beschränkung des Klimawandels auf maximal 2 Grad Celsius weltweite Erwärmung wurde zum ersten Mal 2009 am Klimagipfel in Kopenhagen verhandelt. Seither sind die CO2-Emissionen weiter gestiegen. Die dringliche Frage ist, ob das angestrebte 2-Grad-Celsius-Klimaziel überhaupt noch erreichbar ist. Dem Klimaphysiker Thomas Stocker von der Universität Bern zufolge können bestimmte Klimaziele nur noch für wenige Jahre erreicht werden. Er veranschaulicht dies anhand eines stark vereinfachten sogenannten Emissionspfads: Dieser geht für einige Jahre von einem «Business-as-usual»-Szenario aus, dem danach weltweite und langfristige CO2-Emissionsreduktionen folgen. Dabei zeigt sich, dass zur Beschränkung der Erwärmung unter 2 Grad Celsius die Emissionen ab 2020 42

Linien erforderlicher Emissionsreduktionsraten (in Prozent pro Jahr) in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Beginns der Emissionsreduktion: Wenn später mit der Emissionsreduktion begonnen wird, steigen die noch erreichbaren Klimaziele exponentiell an; das heisst, die in Kauf zu nehmende CO2-induzierte Erwärmung wird immer grösser. Aussichtslos sind Kombinationen im grauen Bereich: Dort erfolgt der Beginn der Emissionsreduktion zu spät, sodass die entsprechenden Klimaziele nicht mehr erreicht werden können.

um mindestens 3,2 Prozent pro Jahr sinken müssen. Wenn solche Massnahmen erst 2032 greifen, müssen die CO2-Emissionen gar um mehr als doppelt so viel reduziert werden. Falls erst nach 2027 Emissionsreduktionen von maximal 5 Prozent pro Jahr greifen, wird das 2-Grad-Celsius-Ziel nicht mehr erreichbar sein – die Tür zur Begrenzung des Klimawandels auf eine Erwärmung von 2 Grad Celsius wird sich für immer geschlossen haben. «Dass gewisse Klimaziele bei weiterem CO2-Ausstoss nicht mehr zu erreichen sind, weiss man schon lange», so Stocker. «Aber gerade in Klimaverhandlungen findet diese fundamentale Information wenig Beachtung, weil bisher ein einfaches und einprägsames Bild davon fehlte.» Quelle: Universität Bern

Originalpublikation TF Stocker, «The Closing Door of Climate Targets», Science, 339(6117), 280–282 (2013)

Kontakt Prof. Thomas Stocker Abteilung für Klimaund Umweltphysik Physikalisches Institut der Universität Bern Schweiz stocker@climate.unibe.ch www.climate.unibe.ch

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U M W E LT

Die Arktis ist eine der Regionen, in denen sich das Klima derzeit am stärksten verändert

Bei mittelfristigen Klimaprognosen stossen Klimamodelle an ihre Grenzen

Wie kalt wird ein Winter in zwei Jahren? Wie gut sind die weltweit wichtigsten Klimamodelle geeignet, um die Wetterbedingungen für das neue Jahr oder das kommende Jahrzehnt vorherzusagen? Eine neue Studie zeigt: Der Weg zu verlässlichen regionalen Vorhersagen auf saisonalen und dekadischen Zeitskalen ist noch weit.

Wie sich der globale Klimawandel regional und mittelfristig auswirken wird, gehört aktuell zu den wichtigsten Fragen der Klimaforschung. Diese sind Gegenstand nationaler und internationaler Forschungsprogramme und werden auch im nächsten Weltklimabericht eine grosse Rolle spielen. Denn Gesellschaften, die sich auf klimatische Änderungen einstellen müssen, sollten wissen, welche konkreten Veränderungen auf sie zukommen. Für die Energieoder Landwirtschaft beispielsweise wäre es ein enormer Gewinn, wenn die mittelfristig vorherrschenden Wetterbedingungen in einer Region einigermassen verlässlich prognostiziert werden könnten. Vor diesem Hintergrund ist die Vorhersagequalität gängiger Klimamodelle für den Zeitraum von Jahreszeiten bis hin zu einem Jahrzehnt von grosser Bedeutung. 44

Meteorologische Aktionszentren sind wetterbestimmend Das Wettergeschehen auf der Erde wird ganz wesentlich von grossräumigen Zirkulationsmustern der Atmosphäre bestimmt. Ein Beispiel ist die nordatlantische Oszillation. Sie beeinflusst Stärke und Lage der Westwinde über dem Nordatlantik und legt damit die Zugbahnen der Tiefdruckgebiete über Nord- und Mitteleuropa fest. Solche auch als «Telekonnektion» bezeichnete Zirkulationsmuster sind über die gesamte Erde verteilt und bestimmen die räumliche und zeitliche Verteilung von Hoch- und Tiefdruckgebieten über grosse Entfernungen hinweg. Wissenschaftler sprechen dabei von der Ausbildung «meteorologischer Aktionszentren», die das Wetter einer ganzen

Region prägen. Im Fall der nordatlantischen Oszillation sind das zum Beispiel die bekannten Wetterzentren «Islandtief» und «Azorenhoch». Die Potsdamer Wissenschaftler Dörthe Handorf und Klaus Dethloff vom AlfredWegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) haben 23 Klimamodelle getestet und ihre Ergebnisse in der internationalen meteorologischen Fachzeitschrift «Tellus A» veröffentlicht. Fazit: Keines der getesteten Modelle ist heute schon in der Lage, die wetterbestimmenden Muster von Hochund Tiefdruckgebieten so gut vorauszuberechnen, dass die Wahrscheinlichkeit eines kalten Winters oder eines trockenen Sommers verlässlich prognostiziert werden kann. 1–2/2013

U M W E LT

Hohe Variabilität erschwert Prognosen «Kurzfristige Wettervorhersagen sind mittlerweile sehr verlässlich. Die Probleme für saisonale und dekadische, also mittelfristige Vorhersagen sind die enorme Variabilität und die vielfältigen Rückkopplungseffekte, denen die atmosphärische Zirkulation unterliegt», erläutert AWI-Meteorologin Handorf die besondere Herausforderung für Modellierer. Um die Vorhersagequalität der 23 wichtigsten Klimamodelle zu testen, haben die AWI-Wissenschaftler überprüft, wie gut diese Modelle die grossräumigen Zirkulationsmuster der vergangenen 50 Jahre reproduzieren können. Insgesamt wurden neun bekannte Zirkulationsmuster rückblickend untersucht, vier davon besonders eingehend. Ergebnis: Die räumliche Verteilung atmosphärischer Zirkulationsmuster wird von einigen Modellen bereits sehr gut beschrieben. Wie stark oder schwach Islandtief, Azorenhoch und andere meteorologische Aktionszentren zu einem bestimmten Zeitpunkt der letzten 50 Jahre ausgeprägt waren, die zeitlichen Verteilungsmuster also, konnte allerdings keines der Modelle zufriedenstellend reproduzieren. «Gegenwärtig arbeiten Klimaforscher in aller Welt daran, die Auflösung ihrer Modelle und die Leistungsfähigkeit von Klimarechnern zu erhöhen», beschreibt Handorf eine naheliegende und wichtige Möglichkeit, um die mittelfristige Vorhersagequalität von Klimamodellen weiter zu verbessern. Dadurch können klimatische Veränderungen räumlich und zeitlich auf kleineren Skalen

abgebildet werden. «Es wird aber nicht reichen, die reine Computer-Power zu erhöhen», so die Potsdamer Wissenschaftlerin, die sich bereits seit 1997 mit Fragen der Klimavariabilität beschäftigt. «Wir müssen weiter daran arbeiten, die grundlegenden Prozesse und Wechselwirkungen in diesem komplizierten System »Atmosphäre« zu verstehen. Denn auch ein Hochleistungsrechner kommt an seine Grenzen, wenn die mathematischen Gleichungen eines Klimamodells die wirklichen Zusammenhänge nicht exakt genug beschreiben.»

Arktis hat Schlüsselfunktion in der Klimaforschung

Im kurzen arktischen Sommer erwacht sogar der karge Boden zum Leben

Eine Schlüsselrolle für die Optimierung von Klimamodellen spielt die Arktis. Sie gehört zu den wichtigsten Motoren des Klima- und Wettergeschehens und ist gleichzeitig eine der Regionen, in denen sich das Klima gegenwärtig am stärksten verändert. Indessen ist der Hohe Norden noch immer so unwirtlich, dass viel zu wenig Daten über die Arktis existieren. Künftige Forschungsarbeiten der Potsdamer Wissenschaftler gehen deshalb in zwei Richtungen. Zum einen entwickeln sie ein Klimamodell, das die oft kleinskaligen wetterbestimmenden Prozesse in der Arktis besonders gut auflösen kann. Zum anderen ist für den Zeitraum 2018–2019 eine grosse internationale Messkampagne in der Arktis geplant, um umfangreiche Datensätze in hoher Qualität zu generieren. Diese sind erforderlich, um weitere Modellverbesserungen vorzunehmen. Ein Teil der Messkampagne soll eine internationale arktische Driftstation sein, bei der ein Forscherteam im arktischen

Winter mehrere Monate mit dem Meereis durchs Nordpolarmeer treibt. Quelle: Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung Originalpublikation D Handorf, K Dethloff, «How well do state-of-the-art AtmosphereOcean general circulation models reproduce atmospheric teleconnection patterns?», Tellus A 64, 19777, http://dx.doi.org/10.3402/tellusa. v64i0.19777 (2012)

Kontakt Dr. Dörthe Handorf Alfred-Wegener-Institut Potsdam, Deutschland Doerthe.Handorf@awi.de www.awi.de

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Bild: Bettina Nekat/Tropos

Staubereignis am 15.03.2009 in Wuqing nahe der chinesischen Hauptstadt. An solchen Tagen ist der Staub am Himmel direkt zu sehen.

Mineralische Staubpartikel führen zu Schwefelsäurebildung in der Atmosphäre

Die geheimnisvolle Fotochemie des Wüstenstaubs Pro Jahr gelangen geschätzte ein bis drei Milliarden Tonnen mineralische Staubteilchen in die Atmosphäre. Diese Mineralstaubteilchen beeinflussen die Strahlungseigenschaften, den Wasserkreislauf und die Chemie der Atmosphäre. In einer Reihe von Reaktionen entstehen unter ultraviolettem Licht zunächst gasförmige Schwefelsäure (H2SO4) und daraus Sulfate. Bei diesen Prozessen wirken Metalloxide aus Mineralstaub, der in grosser Menge aus Wüsten in die Atmosphäre gelangt, als Katalysator.

Nukleation – die Bildung neuer Partikel – unterdrückt. Aktuelle Untersuchungen zeigen aber, dass die Schwefelsäurebildung durch die Anwesenheit von Staubteilchen begünstigt werden kann. Bei ihren Arbeiten haben Forscher der Universität Lyon und des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (Tropos) die Bildung neuer Partikel über einen bisher unbekannten Reaktionsweg der Partikelnukleation von Schwefelsäure in der Troposphäre entdeckt. Dabei

Bild: Yoan Dupart/IRCE Lyon

Durch zunehmende Wüstenausbreitung in den Trockengebieten wird damit gerechnet, dass die Menge und die Wirkung des Mineralstaubes künftig noch weiter wachsen werden. Während des Auf- und Abstiegs reagieren die Mineralstaubteilchen mit Schwefeldioxid (SO2) und anderen atmosphärischen Spurengasen. Bisher wurde angenommen, dass die Anwesenheit von Staubteilchen die Bildung von Schwefelsäurepartikeln durch

Reaktionsmechanismus der Katalyse: Die Halbleiterbestandteile (SC) des Mineralstaubs wandeln Wasser in Hydroxyl-Radikale um. Diese können desorbieren und in Schwefeldioxid-Moleküle in der Nähe der Oberfläche oxidieren. Die so geformte Schwefelsäure kann dann Keimbildung initiieren.

spielen die Halbleiter-Eigenschaften von mineralischen Staubpartikeln eine entscheidende Rolle als Fotokatalysator. Die Beobachtungen der Wissenschaftler deuten darauf hin, dass die Fotochemie des Staubes zur Bildung von gasförmiger Schwefelsäure als Zwischenprodukt führen kann, die entweder teilchenförmiges Sulfat oder unter staubarmen Beladungen zumindest neue Partikelkeime zur Folge hat. Die Metalloxide in den Staubpartikeln wirken als Fotokatalysator und unterstützen die Bildung gasförmiger Hydroxyl-Radikale (HO), die wiederum die Umwandlung von Schwefeldioxid in Schwefelsäure in der Nähe der Staubpartikel starten. Eine intensive Messkampagne in der Region um Chinas Hauptstadt Peking hatte starke Staubereignisse, einen Tag bevor die Wissenschaftler Partikelneubildung beobachteten, gezeigt. «Hohe Konzentrationen von mineralischen Staubpartikeln konnten wir auch noch am folgenden Morgen feststellen. Die Luft hatte zuvor die Gobiwüste passiert», berichtet die Wissenschaftlerin Bettina Nekat vom Tropos. Im Winter und Sommer 2009 haben Wissenschaftler des Tropos zusammen mit der Universität Peking jeweils einen Monat lang umfassende Messungen in China durchgeführt. Die Bal1–2/2013

Bild: Tropos

U M W E LT

lungsräume um die Hauptstadt Peking und die Hafenstadt Tianjin leiden häufig unter schwerer Luftverschmutzung und geringer Sichtweite. Ursache dafür sind Schadstoffemissionen, die unter bestimmten Bedingungen zur Bildung von Dunst führen – verursacht durch den starken Zuwachs in Wirtschaft und Bevölkerung der letzten Jahrzehnte. Verschärft wird die Situation zusätzlich durch Sandstürme aus der Gobiwüste, wie die neuen Erkenntnisse nun unterstreichen. «Die Kombination aus Labor- und Felduntersuchungen belegt insgesamt klar, dass

die Halbleiter-Eigenschaften der atmosphärischen Staubteilchen zu neuen chemischen Eigenschaften führen, die die Bildung von Aerosolpartikeln im Zusammenhang mit Staub in der Troposphäre beeinflussen», betont Hartmut Herrmann vom Tropos. Im Sommer 2013 wollen die Leipziger erneut im Grossraum Peking messen. Originalpublikation Y Dupart et al., «Mineral dust photochemistry induces nucleation events in the presence of SO2», PNAS, 109(51), 20842–20847 (2012)

Kontakt Prof. Hartmut Herrmann Leibniz-Institut für Troposphärenforschung Leipzig Deutschland hartmut.herrmann@tropos.de www.tropos.de

R-EL

In situ Messungen an der chinesischen Wuqing Wetterstation. Die rechte Spalte zeigt die Verteilung der Partikelvolumen zwischen 0,8 und 8 Kubikmikrometern und die PartikelzahlKonzentration für Korngrössen zwischen 3 und 800 Nanometern als Funktion der Tageszeit und des Partikeldurchmessers.

Dr. Yoan Dupart Institut de Recherches sur la Catalyse et l’Environnement de Lyon Centre national de la recherche scientifique, Frankreich yoan.dupart@ircelyon.univ-lyon1.fr www.ircelyon.univ-lyon1.fr

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Bild: MPI für chemische Ökologie / Venkatesan Radhika

Frassschaden an einem Farnwedel

Farne wehren Frassschädlinge ohne Duftstoffe ab

Ungewohnt, doch effizient

Bild: MPI für chemische Ökologie / Venkatesan Radhika

Anders als Blütenpflanzen senden Adlerfarne keine Duftsignale aus, um die Feinde ihrer Frassschädlinge zu ihren Gunsten anzulocken. Behandelt man sie jedoch mit Jasmonsäure, so kann auch in Farnwedeln eine Duftstoffabgabe hervorgerufen werden. Dies lässt darauf schliessen, dass die Pflanze diese Form der Abwehr prinzipiell zwar mobilisieren kann, sie zur Verteidigung gegen Frassfeinde aber nicht einsetzt.

Eine Larve der Farnblattwespe (Strongylogaster multifasciata) frisst an einem Blatt des Adlerfarns.

Zweihundert Millionen Jahre lang beherrschten sie die Erde, und noch heute sind sie weltweit sehr artenreich verbreitet: Moose, Schachtelhalme und Farne. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Che48

mische Ökologie in Jena haben nun herausgefunden, dass Adlerfarne (Pteridium aquilinum) bei Schädlingsbefall im Gegensatz zu den heute vorherrschenden und evolutionär jüngeren Blütenpflanzen keine Duftstoffe aussenden. Eine solche Duftstoffemission dient den Blütenpflanzen unter anderem dazu, Feinde ihrer Schädlinge, wie beispielsweise Schlupfwespen oder Raubwanzen, anzulocken, welche diese Frassfeinde dann parasitieren. Farne sind sogenannte Gefässsporenpflanzen, weil sie im Gegensatz zu den heute vorherrschenden Pflanzen keine Blüten und Samen bilden, sondern ihre Fortpflanzung noch immer ganz ursprünglich über Sporenbildung erfolgt. Was aber ihre Stoffwechselleistungen und vor allem ihre Abwehr gegen Schädlinge betrifft, scheinen sie gleichauf mit den Blütenpflanzen zu liegen:

Farne kommen auf der Erde bis heute zahlreich vor, obwohl sie entwicklungsbiologisch über vierhundert Millionen Jahre alt sind. Botaniker halten den Adlerfarn sogar für eine der am weitesten verbreiteten Pflanzenspezies. Er besiedelt verschiedenste Habitate. Auffallend ist, dass Adlerfarne im Vergleich zu samenbildenden Pflanzen nur wenig von Frassfeinden heimgesucht werden. Ein Grund dafür könnte sein, dass die Farnwedel besonders effektive Giftstoffe enthalten, mit denen sie ihre Schädlinge in Schach halten: Nachgewiesen wurden unter anderem Indanone, cyanogene Glycoside und Tannine. Aber wehren sich diese «lebenden Fossilien» auch indirekt gegen ihre Feinde, so, wie viele andere Pflanzen es tun? 1–2/2013

Bild: Wikipedia

Jasmonsäure kann in Farnwedeln eine Duftstoffabgabe erwirken.

Von Bohnen, Mais, Baumwolle, Pappeln, Tabak und Kartoffeln sowie weiteren Samenpflanzen ist bekannt, dass sie nach einem Raupenbefall in ihren Blättern das Pflanzenhormon Jasmonsäure produzieren, das dann zur Bildung von Duftstoffen, beispielsweise aus der Familie der Terpenoide, führt. Diese Massnahme dient unter anderem dazu, die Feinde der Raupen anzulocken. Die Jenaer Forscherin Venkatesan Radhika wollte nun herausfinden, ob auch Adlerfarne diese Lockstoffe abgeben, wenn sie von Frassfeinden befallen werden. Sie verwendete zwei Raupenarten: einen Spezialisten, der nur Adlerfarne und wenige andere ausgewählte Arten befällt (Strongylogaster multifasciata), und einen Generalisten, der so gut wie alles gern vertilgt (Spodoptera littoralis). Ausserdem setzte sie MecWorm ein, einen Roboter, der in regelmässigen Abständen mit einem Metallbolzen abgegrenzte Bereiche eines Farnwedels verletzen und so mechanisch eine Raupenattacke imitieren kann. Ergebnis: Die Wedel geben, wenn überhaupt, nur sehr geringe Mengen an Duftstoffen ab. Und auch das Signalmolekül Jasmonsäure, das in Blütenpflanzen als Hormon die Duftstoffsynthese auslösen kann, war in den Wedeln nur in sehr kleinen Mengen nachweisbar. Wurden Farnwedel hingegen direkt mit Jasmonsäure behandelt, so reagierten sie vergleichbar mit Blättern von Blütenpflanzen: Sie gaben ein typisches Bouquet an Duftstoffen ab. Die Wissenschaftler untersuchten diesen Effekt genauer und fanden, dass im Farnblattgewebe schon bei alleiniger Zugabe von Linolensäure und 12-Oxo-Phytodiensäure (OPDA)– den Vorläufermolekülen zur Synthese von Jasmonsäure – 1–2/2013

Duftstoffe gebildet werden konnten. Biochemische Experimente zeigten ferner, dass diese Duftstoffe in den Farnwedeln über dieselben Stoffwechselwege produziert werden wie in Blütenpflanzen. «Wahrscheinlich erreicht in unseren Experimenten die nach Raupenfrass ausgelöste Anhäufung von Jasmonsäure nicht den Schwellenwert, der für das Auslösen der Duftstoffbildung nötig ist», so Wilhelm Boland, Direktor der Abteilung. Brauchen Farne vielleicht gar keine indirekte Verteidigung mittels Duftstoffabgabe? Reichen die verschiedenen aggressiven Gifte, die in Farnwedeln vorhanden sind, zur Abwehr von Frassfeinden aus? «Hier können wir nur spekulieren», so Boland. «Die Strategie der indirekten Verteidigung könnte einerseits ihren evolutionären Ursprung in ehemals noch direkten Verteidigungsmassnahmen, so etwa beim gebänderten Saumfarn (Pteris vittata L.), andererseits aber auch erst im Zuge des Anlockens von Bestäubern durch Duftstoffe grössere Bedeutung gewonnen haben, also einem Merkmal, das naturgemäss erst die blütenbildenden Samenpflanzen und nicht die blütenlosen Farne besitzen», so der Wissenschaftler weiter. Faszinierend bleibt, dass Adlerfarne die Erde scheinbar auch ohne indirekte Verteidigung bis heute erfolgreich besiedeln können. Quelle: Max-Planck-Gesellschaft Originalpublikation V Radhika, C Kost, G Bonaventure, A David, W Boland, «Volatile Emission in Bracken Fern Is Induced by Jasmonates but Not by Spodoptera littoralis or Strongylogaster multifasciata Herbivory», PlOS ONE 7(11), doi:10.1371/journal. pone.0048050 (2012)

Kontakt Prof. Wilhelm Boland Max-Planck-Institut für Chemische Ökologie Jena Deutschland boland@ice.mpg.de www.ice.mpg.de

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22.03.

Chemikalien – Information, Pflichten und Prävention in der Praxis Ort: Kloten Veranstalter: SNV Schweizerische Normen-Vereinigung Bürglistrasse 29, CH-8400 Winterthur Telefon +41 (0)52 224 54 43 stefanie.eichenberger@snv.ch, www.snv.ch Sicherer Umgang mit Chemikalien Ort: Zofingen Veranstalter: Ecoserve Bresteneggstrasse 5, CH-5033 Buchs Telefon +41 (0)62 837 08 10 info@ecoserve.ch, www.ecoserve.ch

Bild: Sebastian Wagner

27./28.03.

Real-time PCR in der Lebensmittelkontrolle Ort: Dübendorf Veranstalter: Sekretariat Weiterbildung SCG/DAS c/o EAWAG, Überlandstrasse 133, CH-8600 Dübendorf Telefon +41 (0)58 765 52 00 verena.schmid@eawag.ch, www.scg.ch

09./10.04.

Intensiv-Workshop: pH/Redox Ort: Giessen (D) Veranstalter: Mettler-Toledo Ockerweg 3, D-35396 Giessen Telefon +49 (0)641 507 0 ch.mt.com/ch/de/home/events/education.html

10.04.

Lab-Supply: Fachmesse für Labortechnik Veranstalter: LAB-SUPPLY.info, Zillger & Müller GbR Josef-Dietzgen-Strasse 1, D-53773 Hennef Telefon +49 (0)2242 96946 14 info@labc.de www.lab-supply.info

10.04.

Biospezifische Interaktionsanalytik Ort: Basel Veranstalter: Sekulab Daniel Christen Postfach 28, CH-4448 Läufelfingen Telefon +41 (0)79 330 49 66 info@sekulab.ch, www.sekulab.ch

11.04.

ITC/DSC (Biophysikalische Analytik/ Thermoanalytik) Ort: Basel Veranstalter: Sekulab Daniel Christen Postfach 28, CH-4448 Läufelfingen Telefon +41 (0)79 330 49 66 info@sekulab.ch, www.sekulab.ch

11.04.

LC Analytik im GMP-Bereich Ort: Frankfurt am Main Veranstalter: NOVIA GmbH Industriepark Höchst, Gebäude B 845 D-65926 Frankfurt Telefon +49 (0)69 305 43843 info@novia.de, www.novia.de

11.04.

GMP-gerechte Kalibrierung, Qualifizierung und Validierung im analytischen Labor Ort: Frankfurt am Main (D) Veranstalter: NOVIA GmbH Industriepark Höchst, Gebäude B 845 D-65926 Frankfurt Telefon +49 (0)69 305 43843 info@novia.de, www.novia.de

11.04.

DECHEMA-Kolloquium: Aufbereitungstechnik Ort: Frankfurt am Main (D) Veranstalter: Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. Theodor-Heuss-Allee 25, D-60486 Frankfurt/Main Telefon +49 (0)69 75 64 267 kolloquien@dechema.de, events.dechema.de

15./16.04.

Visualisierung von Labordaten mit Excel Ort: CH-4057 Basel Veranstalter: AICOS Technologies AG Efringerstrasse 32, CH-4057 Basel Telefon +41 (0)61 686 98 76 info@aicos.com, www.aicos.com

16./17.04.

Dünnschichtchromatographie: Einführung in die moderne Technik Ort: Muttenz Veranstalter: Sekretariat Weiterbildung SCG/DAS c/o EAWAG Überlandstrasse 133, CH-8600 Dübendorf Telefon +41 (0)58 765 52 00 verena.schmid@eawag.ch, www.scg.ch

APRIL 04.04.

04./05.04.

09.04.

DECHEMA-Kolloquium: Prozessanalytik Ort: Frankfurt am Main (D) Veranstalter: Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. Theodor-Heuss-Allee 25, D-60486 Frankfurt/Main Telefon +49 (0)69 75 64 267 kolloquien@dechema.de, events.dechema.de Einführung in die ICP-Massenspektrometrie Ort: Zürich Veranstalter: Sekretariat Weiterbildung SCG/DAS c/o EAWAG, Überlandstrasse 133, CH-8600 Dübendorf Telefon +41 (0)58 765 52 00 verena.schmid@eawag.ch, www.scg.ch Enzymatische Analytik Ort: Basel Veranstalter: Sekulab Daniel Christen, Postfach 28, CH-4448 Läufelfingen Telefon +41 (0)79 330 49 66 info@sekulab.ch, www.sekulab.ch Nano Plus Bio Ort: Winterthur Veranstalter: SNV Schweizerische Normen-Vereinigung Bürglistrasse 29, CH-8400 Winterthur Telefon +41 (0)52 224 54 43 stefanie.eichenberger@snv.ch, www.snv.ch

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V E R A N S TA LT U N G E N

Veranstaltungen 22.04. – 23.04.

UHPLC mit sub-2µ stationären Phasen Ort: Basel Veranstalter: Sekretariat Weiterbildung SCG/DAS c/o EAWAG Überlandstrasse 133, CH-8600 Dübendorf Telefon +41 (0)58 765 52 00 verena.schmid@eawag.ch, www.scg.ch

Workshop: The new ParadIgM – IgM from bench to clinic Ort: Frankfurt am Main (D) Veranstalter: Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. Theodor-Heuss-Allee 25, D-60486 Frankfurt/Main Telefon +49 (0)69 75 64 129 martz@dechema.de, events.dechema.de

23.04.

16./17.04.

Intensiv-Workshop: Sauerstoff- und TDL-Messung Ort: Giessen (D) Veranstalter: Mettler-Toledo Ockerweg 3, D-35396 Giessen Telefon +49 (0)641 507 0 ch.mt.com/ch/de/home/events/education.html

Kalibration: Messstellen, Messfehler, Toleranzen Ort: Darmstadt (D) Veranstalter: PTS Training Service P.O. Box 4308, D-59737 Arnsberg Telefon +49 (0)2932 51477 info@pts.eu, www.pts.eu

24./25.04.

16./17.04.

Herstellung von Reinstwasser/Prozesswasser Ort: Essen (D) Veranstalter: Haus der Technik e.V. Hollestrasse 1, D-45127 Essen Telefon +49 (0)201 1803 344 information@hdt-essen.de, www.hdt-essen.de

Pharma Wasser Ort: Köln (D) Veranstalter: PTS Training Service P.O. Box 4308, D-59737 Arnsberg Telefon +49 (0)2932 51477 info@pts.eu, www.pts.eu

25./26.04.

17./18.04.

Versuchsplanung und -auswertung mit STAVEX – Teil A: Einführung Ort: CH-4057 Basel Veranstalter: AICOS Technologies AG Efringerstrasse 32, CH-4057 Basel Telefon +41 (0)61 686 98 76 info@aicos.com, www.aicos.com

Validierung computergestützter Systeme (CSV) im Laborumfeld Ort: Olten Veranstalter: Sekulab Daniel Christen, Postfach 28, CH-4448 Läufelfingen Telefon +41 (0)79 330 49 66 info@sekulab.ch, www.sekulab.ch

26.04.

17./18.04.

Einführung in die Gaschromatografie Ort: Schlieren Veranstalter: Sekulab Daniel Christen, Postfach 28, CH-4448 Läufelfingen Telefon +41 (0)79 330 49 66 info@sekulab.ch, www.sekulab.ch

Gefahrgut Notfall – Richtig Reagieren Ort: Zofingen Veranstalter: Ecoserve Bresteneggstrasse 5, CH-5033 Buchs Telefon +41 (0)62 837 08 10 info@ecoserve.ch, www.ecoserve.ch

29./30.04.

18.04.

Akkreditierung von Prüflaboratorien – ISO 17025 Ort: Dübendorf Veranstalter: Sekretariat Weiterbildung SCG/DAS c/o EAWAG, Überlandstrasse 133, CH-8600 Dübendorf Telefon +41 (0)58 765 52 00 verena.schmid@eawag.ch, www.scg.ch

Service-Praxisseminar Flüssigkeitsanalyse Ort: Ratingen Veranstalter: Endress+Hauser Metso AG, Kägenstrasse 2, CH-4153 Reinach Telefon +41 (0)61 715 75 75 info@ch.endress.com, www.ch.endress.com

18.04.

DECHEMA-Kolloquium: Chemische Reaktionskinetik Ort: Frankfurt am Main (D) Veranstalter: Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. Theodor-Heuss-Allee 25, D-60486 Frankfurt/Main Telefon +49 (0)69 75 64-267 kolloquien@dechema.de, events.dechema.de

19.04.

SCS Spring Meeting 2013: Catalysis Ort: Villigen Veranstalter: SCG Paul-Scherrer-Institut, CH-5232 Villigen PSI davide.ferri@psi.ch, www.scg.ch

30.04.

Chemikalien-Ansprechperson Ort: Unterentfelden Veranstalter: Ecoserve Bresteneggstrasse 5, CH-5033 Buchs Telefon +41 (0)62 837 08 10 info@ecoserve.ch, www.ecoserve.ch

30.04.

GHS in der Schweiz Ort: Unterentfelden Veranstalter: Ecoserve Bresteneggstrasse 5, CH-5033 Buchs Telefon +41 (0)62 837 08 10 info@ecoserve.ch, www.ecoserve.ch

16./17.04.

22.04.

1–2/2013

Kombinierte Interpretation von einund zweidimensionalen NMR-, IRund Massenspektren Ort: Dübendorf Veranstalter: Sekretariat Weiterbildung SCG/DAS c/o EAWAG, Überlandstrasse 133, CH-8600 Dübendorf Telefon +41 (0)58 765 52 00 verena.schmid@eawag.ch, www.scg.ch

Bild: Sebastian Wagner

APRIL

PANORAMA

Mit DNA aus Museum 135 neue Falterarten entdeckt

Wenn «alte Arten» neue zu entlarven helfen

Bilder: Gunnar Brehm (FSU) / Copyright: The Natural History Museum, London

Wie die «Schatzkiste Museum» bei der Neubeschreibung von Arten helfen kann, fragten sich Wissenschaftler der Universitäten Wien und Jena. Im Fachmagazin «PLOS ONE» haben sie die DNA-Sequenzierung einer grossen Anzahl von Typusexemplaren der Faltergattung Eois, die seit 160 Jahren im Natural History Museum in London aufbewahrt werden, beschrieben. Anhand der erstellten DNA-Barcodes lassen sich neu entdeckte Arten nun schnell und präzise zuordnen. Den Forschern selbst gelang so die Bestimmung von 135 neuen Arten.

Dieses 1904 in Peru gefangene Exemplar eines Eois basaliata haben die Forscher im Londoner Natural History Museum untersucht.

Die tropischen Regenwälder sind die grösste Schatzkammer der Erde: Rund 90 Prozent aller Tier- und Pflanzenarten sind hier zu finden. Doch diese Vielfalt ist in grosser Gefahr. In den kommenden zwei Jahrhunderten wird rund die Hälfte aller Arten aussterben, da Klimawandel oder Abholzung ihre Lebensräume zerstören. «Viele Arten werden für immer von der Erde verschwinden, ohne jemals beschrieben worden zu sein», bedauert Gunnar Brehm von der Universität Jena. «Bis heute ist erst ein Bruchteil aller Arten entdeckt und wissenschaftlich beschrieben», weiss der Zoologe. So sind denn weltweit Wissenschaftler auf der Suche nach neuen Arten, das Artensterben ist ihnen aber stets einen Schritt voraus. Das Problem bei der «Inventarisierung» der tropischen Vielfalt sei nicht allein das Aufspüren neuer Arten, meint Brehm: «Viele der gängigen Methoden, mit denen 52

die Identifizierung und taxonomische Einordnung erfolgt, sind zeitaufwendig und arbeitsintensiv.» Ein vergleichendes Forschungsdesign, welches er gemeinsam mit Patrick Strutzenberger und Konrad Fiedler vom Department für Tropenökologie und Biodiversität der Tiere der Universität Wien in einer neuen Studie erfolgreich angewandt hat, birgt die Hoffnung, schnell und kostengünstig zu einer Klassifizierung neuer Arten beitragen zu können. Der Schlüssel der Methode liegt darin, aktuelle Artenfunde Typusexemplaren aus Museen gegenüberzustellen. Mit der erstellten GenDatenbank haben die Fachkollegen die Grundlage dafür geschaffen, die Beschreibung neuer Schmetterlingsarten künftig deutlich zu beschleunigen. Hauptdarsteller ist der kleine tropische Nachtfalter Eois, der besonders artenreich in den Wäldern der Anden vorkommt. Für

ihre Studie haben die Evolutionsbiologen im grössten Naturkundemuseum der Welt, dem Natural History Museum in London, das komplette dort vorhandene Typenmaterial der Eois-Gattung untersucht. Die Archive von Museen entpuppen sich für die zweifelsfreie Bestimmung von Organismen als wahre Schatzgrube: Sie bewahren Typusexemplare auf und stellen umfassende Informationen darüber zur Verfügung. Neben der fotografischen Dokumentation der Exemplare spielt heute insbesondere deren DNA-Sequenzierung eine grosse Rolle. Die dabei erfassten DNABarcodes funktionieren ganz ähnlich wie die Strichcodes, die an der Supermarktkasse eingelesen werden und in denen der Preis der Waren verschlüsselt ist. Dabei dient als «Strichmuster» die genetische Information, die jede Art unverwechselbar kennzeichnet. Um die Museumstiere zu schonen, wurden in der vorliegenden Studie die Proben aus den Hinterleibern der Insekten extrahiert. «Die Hinterleiber werden für morphologische Untersuchungen ohnehin standard-

Exemplar einer von vielen bisher unbeschriebenen Nachtfalterarten aus Ecuador. Die Arten sehen sich oft so ähnlich, dass eine Unterscheidung nur anhand der DNA-Sequenzen möglich ist. Dank der nun vorliegenden DNA-Barcodes kann eine solche Bestimmung künftig rasch und zuverlässig erfolgen.

1–2/2013

PANORAMA

mässig abgetrennt, um Strukturen der Genitalapparate zu untersuchen und zu konservieren», erklärt Brehm. Das Alter der präparierten Exemplare lag zwischen 79 und 157 Jahren.

Kostengünstige Bestimmung von Organismen Ganz allgemein sind viele Museumsexemplare wahre Methusalems und bringen so manches Altersleiden mit sich: Sie lagern seit der vorletzten Jahrhundertwende in den Archiven, ihre DNA ist stark abgebaut. Die Sequenzierung der DNA aus 100 bis 250 Jahre altem Material brachte bislang Schwierigkeiten mit sich und stellte die Wissenschaft – nicht zuletzt angesichts hunderttausender Museumsexemplare – auch finanziell vor eine Herausforderung. «Für die Artbestimmung reichen in der Regel bereits wenige kurze Gen-Sequenzen aus», so Brehm. Und Strutzenberger führt aus: «Bei 91 der 96 untersuchten Typenexmplaren konnten wir einen verwert-

baren Abschnitt der mitochondrialen DNA sequenzieren. In einem anschliessenden Vergleich der ’alten’ DNA mit jener von 154 Eois-Arten, die kürzlich in den Wäldern Ecuadors nachgewiesen werden konnten, gelang uns schliesslich die Sensation: 135 Arten waren neu für die Wissenschaft». Sein Ausblick: «Aufbauend auf unseren Ergebnissen könnte eine umfangreiche Erfassung aller Typusexemplare, die in Museen rund um den Globus ruhen, rasch und mit einem geringen finanziellen Aufwand in Angriff genommen werden.» Und Brehm unterstreicht: «Das wird die Beschreibung neuer Arten deutlich beschleunigen und erleichtert es, Artenlisten aus unterschiedlichen Regionen verlässlich zu vergleichen.» Quelle: Universitäten Wien und Jena Originalpublikation P Strutzenberger, G Brehm, K Fiedler, «DNA Barcode Sequencing from Old Type Specimens as a Tool in Taxonomy: A Case Study in the Diverse Genus Eois

mit Übungen am PC bei den meisten Kursen

Praktische StatistikKurse mit Excel!

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Visualisierung von Labordaten mit Excel 15.–16.4.13 Statistische Analyse von Labordaten mit Excel 12.–13.6.13 Einführung in die Biostatistik mit Excel 14.–15.5.13 • Alle Methoden werden mit praxisorientierten Beispielen illustriert und direkt am PC geübt. • Kein mathematischer Formalismus. • Kursort: Basel. Les cours sont aussi disponibles en français.

(Lepidoptera: Geometridae)», PLOS ONE 7(11), doi: 10.1371/journal. pone.0049710 (2012)

Kontakt Dr. Gunnar Brehm Institut für Spezielle Zoologie und Evolutionsbiologie mit Phyletischem Museum Friedrich-SchillerUniversität Jena, Jena, Deutschland gunnar.brehm@uni-jena.de www.uni-jena.de/szeb Mag. Patrick Strutzenberger Department für Tropenökologie und Biodiversität der Tiere Universität Wien Wien, Österreich patrick.strutzenberger@univie.ac.at www.univie.ac.at/population-ecology

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Statist. Versuchsplanung und Optimierung am PC

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Teil A: 17.–18.4.13: Grundbegriffe, Screening, Modellierung, faktorielle fraktionierte und Optimierungspläne, grafische Auswertung. Teil B: 18.–19.6.13: Optim. von mehreren Zielgrössen und von Mischverhältnissen, optimale Pläne, eigene spezifizierte Experimente.

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Robust Design und Taguchi-Methode

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Statistische Qualitäts- und Prozesskontrolle 17.6.13 Vertiefungskurs Kontrollkarten 18.6.13 Analyse d. Stabilität u. Haltbark. v. Produkten 22.–23.5.13 18 3.–7.6.13 SIX SIGMA GREEN BELT Einführung in Data Mining 3.5.13 Data Mining mit CART-Entscheidungsbäumen 25.-26.6.13 Weitere Kurse sind auch verfügbar!

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Werten Sie Ihre Daten optimal aus! 1–2/2013

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PRODUKTE

Grösserer Partikel bietet bessere Leistung für HPLC

Phenomenex Inc., ein führender Hersteller innovativer Lösungen für die Chromatographie, gibt die Erweiterung seiner erfolgreichen Kinetex Core-Shell Säulenserie um einen 5 µm Partikel bekannt. Als grösster Partikel innerhalb der Säulenserie liefert der Kinetex 5 µm Core-Shell Partikel ohne höheren Rückdruck bessere Trennleistungen als vollporöse 3 µm und 5 µm Partikel. Das neue 5 µm Material bietet

eine 90 Prozent höhere durchschnittliche Trenneffizienz im Vergleich zu vollporösen Materialien gleicher Grösse und ermöglicht mit geringem bis keinem Methodenentwicklungsaufwand, bessere Trennergebnisse auf Standard HPLC Systemen zu erzielen. Die Anwender können die Säulen ganz einfach für bestehende UmkehrphasenHPLC-Methoden mit traditionellen vollporösen Säulen einsetzen. «Vollporöse 5 µm und 3 µm Säulen kommen in allen möglichen Laboratorien in den verschiedensten Bereichen wie universitärer Forschung, Lebensmittelüberwachung, klinischer Forschung und vielen weiteren zum Einsatz», erklärt Patrick Kugel, zuständiger Verkaufsleiter bei der Brechbühler AG für Phenomenex-Produkte. «Die Möglichkeit mit Kinetex 5 µm Core-Shell Säulen gleich gute oder bessere Ergebnisse wie mit 3 µm Säulen zu liefern, erlaubt es den Anwendern, mehr Leistung aus Ihren Standard HPLC Systemen zu holen.» Kinetex 5 µm ermöglicht eine bessere Auflösung sowie höhere Tren-

neffizienz und erweitert die Skalierbarkeit der Produktlinie. Mit der jetzigen Auswahl an Partikelgrössen einschliesslich 1,3 µm, 1,7 µm und 2,6 µm ist es möglich, die gleiche Kinetex Core-Shell Methode von der UHPLC auf die HPLC und präparative HPLC zu übertragen. Für Kunden, die an präparativen Trennungen im Labormassstab interessiert sind, gibt es mit Kinetex 5 µm gepackte, präparative Phenomenex Axia Säulen. «Die Verfügbarkeit der Kinetex Core-Shell Technologie im Axia Format bietet den Anwendern in Bereichen wie zum Beispiel der pharmazeutischen Entwicklung und Entwicklung von Naturstoffen einen Leistungsvorteil, da die Core-Shell Technologie jetzt vom analytischen HPLC oder UHPLC Stadium bis hin zur Aufreinigung (präparative HPLC) eingesetzt werden kann», sagt Patrick Kugel. Die Phenomenex Core-Shell Produkte ermöglichen es den Forschern, den Anforderungen bezüglich besserer Trennleistung und Produktivität ohne grosse Investitionen gerecht zu werden. Dadurch

dass Kinetex Core-Shell Säulen deutliche Verbesserungen bei der Geschwindigkeit und der Trenneffizienz gegenüber vollporösen Säulen bieten, erlauben Sie es den Anwendern bessere Ergebnisse auf HPLC und UHPLC Systemen bei gleichzeitiger Ersparnis von Lösungsmitteln zu erzielen. Mit traditionellen, vollporösen Partikeln nehmen die Trenneffizienzen bei höheren Flussraten ab. Das führt zu einem Verlust an Auflösung und Empfindlichkeit sowie Verlängerung der gesamten Analysezeit. Die Kinetex Core-Shell Säulen ermöglichen eine gute Auflösung bei gleichzeitig niedrigeren Detektionsund Quantifizierungsgrenzen über einen weiten linearen Flussbereich, ohne dabei einen extrem hohen Rückdruck zu generieren.

Brechbühler AG Steinwiesenstrasse 3 CH-8952 Schlieren Telefon +41 (0)44 732 31 31 sales@brechbuehler.ch www.brechbuehler.ch

Neue Planeten-Monomühle mit grösserem Volumen Die Nachfrage nach feinpartikulären Partikeln definierter Grössenverteilung nimmt insbesondere in der chemischen und pharmazeutischen Industrie stetig zu. Die Herstellung von feinsten Partikeln bis hinunter in den Nanometerbereich kann hierbei entweder durch chemische Synthese über Kristallisation (Bottom-Up) oder durch Zerkleinerung bereits vorhandener gröberer Partikel in Mühlen erfolgen (TopDown). Oftmals sind aber auch die durch Kristallisation gewonnen Partikel zu grob und bedürfen einer Nachbehandlung in Mühlen. Bereits 2006 hatte die Fritsch GmbH die Planeten-Mikromühle PULVERISETTE 7 «premium line» vorgestellt. Diese HochenergiePlaneten-Kugelmühle revolutionierte die Erzeugung feinster Partikelgrössen bis in den Nanometerbereich. Seitdem wurde die PULVERISETTE 7 «premium line» zum unentbehrlichen Arbeitsgerät beim mechanischen Legieren, der Forschung an neuen Brennstoffzellen oder der Entwicklung neuer Lithium-Ionen-

Batterien. Allerdings ist das nutzbare Probenvolumen relativ gering, weshalb die Nachfrage nach einer Mühle mit gleicher Leistung, aber grösserem Volumen entsprechend gross wurde. Mit der neuen Planeten-Monomühle PULVERISETTE 6 «premium line» wurde dieser Kundenwunsch nun erfüllt. Gegenüber dem bisherigen Modell PULVERISETTE 6 «classic line» wurde bei der «premium line»-Version die Antriebsleistung verdoppelt. Der leistungsstarke 1,5-kW-Motor sorgt für eine maximale Drehzahl von bis zu 850 U/min und damit für eine signifikante Steigerung des Energieeintrages. Alle wichtigen Parameter wie Drehzahl, Mahldauer, Pausenfunktion oder Anzahl der Mahlzyklen werden über einen 4,3-Zoll-Touchscreen mit Farbdisplay eingegeben und können als Mahlprogramm gespeichert werden. Bei bisherigen Planetenmühlen mit einer Mahlstation muss der Benutzer den notwendigen Unwuchtsausgleich manuell mittels eines Gegengewichts ein-

Die automatische Mahlbecher-Verspannung ServoLOCK der neuen PULVERISETTE 6 «premium line»

stellen. Bei der neuen PULVERISETTE 6 «premium line» erfolgt die Auswuchtung hingegen vollautomatisch. Auch die Mahlbecherverspannung ServoLOCK ist neu. Statt wie bisher mit Spindeln oder Schrauben und mit mehr oder weniger grossem Kraftaufwand die Becher aufzuspannen, muss man nur noch den Bügel herunterklappen. Mit der mo-

torischen Verspannung ServoLOCK wird der Becher reproduzierbar mit einer Anpresskraft von 16 kN (entspricht 1,6 t) eingespannt. Tracomme AG Dorfstrasse 8 CH-8906 Bonstetten Telefon +41 (0)44 709 07 07 tracomme@tracomme.ch www.tracomme.ch

1–2/2013

PRODUKTE

Automated RAFT 3D cell culturing on the Freedom EVO EVO liquid handling platform. Automation of TAP’s collagen-based RAFT cell culture system will allow scientists to quickly and conveniently create 3D cell cultures in a 96-well, SBS-format.

Tecan and TAP Biosystems, a leading supplier of innovative cell culture systems, have announced a co -marketing agreement to further expand the automated 3D cell culture capabilities of the Freedom

The RAFT («Real Architecture for 3D Tissue») 3D cell culture system uses biologically relevant concentrations of collagen matrix to ensure that cells grow and proliferate in an environment closely resembling the native tissue. The Freedom EVO workstation is configured with a number of modules, including reagent and microplate cooling units and a heated shaking device, to

provide fully automated preparation and maintenance of RAFT cell cultures. This ensures rapid, reliable creation of consistent and reproducible 3D cell cultures, offering walk-away processing for a wide range of cell biology applications. Kevin Moore, Head of Applications and Solutions at Tecan, commented: «We are pleased to further expand our automated 3D cell culture portfolio to include the RAFT system. Working together with TAP Biosystems, we will be able to offer a complete solution for automated 3D cell culture.» Grant Cameron, TAP Biosystems’ RAFT Development Director, add-

ed: «RAFT is rapidly becoming a core secondary screening technology within drug discovery. This exciting collaboration will enable researchers to expand the power of the realistic collagen environment of RAFT, with substantially increased throughput to meet their cell-based screening requirements.»

Tecan Trading AG Seestrasse 103 CH-8708 Männedorf Phone +41 (0)44 922 81 11 info@tecan.com www.tecan.com

ILMAC 2013: Pharma-Verpackung im Fokus

Vom 24. bis 27. September 2013 treffen sich in der Messe Basel die Fachleute aus Pharma, Chemie, Nahrungsmittel, Getränke, Kosmetik und Biotechnologie an der ILMAC. 2013 liegt einer der thematischen Schwerpunkte im Bereich Pharma-Verpackung. Die im Dreijahresrhythmus stattfindende Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie ist die umfassendste Leistungsschau für Produkte, Lösungen und Dienstleistungen in der Schweiz. Daneben ist sie eine ideale Plattform zur Wissensvermittlung und Beziehungspflege. Während vier Messetagen präsentieren an der ILMAC in Basel über 450 in- und ausländische Hersteller

von Geräten, Anlagen, Apparaten sowie Anbieter der Informationstechnologie, Spezialitätenchemie, Halbprodukte, Qualitätskontrolle und Validierung ihre Produkte, Lösungen und Dienstleistungen. Erweitert wird das Angebot 2013 mit vielseitigen Anlässen zu den Themen Effizienz in der Prozesstechnik, Pharma-Verpackung, Lebensmitteltechnologie und Nachwuchs, welche im Rahmen der Vortragsreihe «Lunch and Learn» durchgeführt werden. Die Primär- und Sekundärverpackung von pharmazeutischen Produkten ist integrierter Teil des Wertschöpfungsprozesses und beinhaltet fachliche Überschneidungen zum Produktionsprozess. Im Fachbereich Pharma-Verpackung, der innerhalb der klassischen Prozesstechnik platziert wird, erhalten

Anbieter von Pharma-Verpackung eine erstklassige Möglichkeit, ihre Anlagen, Produkte und Dienstleistungen zu präsentieren und von der Besucherkonzentration aus Pharma und Chemie zu profitieren. An der Vortragsreihe «Lunch and Learn» wird unter anderem das Thema Track and Trace mit der damit verbundenen Erstöffnungsgarantie im Zentrum stehen. Die ILMAC 2013 bildet also mehr denn je eine wichtige Plattform für die ganze Prozess- und Labortechnologie. Sie umfasst alle Bereiche von Forschung und Entwicklung über Pilotierung und Engineering bis zu Produktion und Entsorgung und bildet den gesamten Produktionsablauf ab. Spezialisten aus Pharma, Chemie, Nahrungsmittel, Getränke, Kosmetik und Biotechnologie erhalten Einblick in die

Neuigkeiten aus dem weiten Feld der industriellen Anwendungen innerhalb der Prozess- und Labortechnologie. Der Messeleiter Robert Appel ist überzeugt, dass die ILMAC 2013 ihren Stellenwert in der Branche weiterhin behaupten wird. «Auch wenn sich die Welt durch Google und Social Media in den letzten Jahren drastisch verändert hat, ist die klassische persönliche Beziehungspflege nach wie vor das wirksamste Werbemittel. Und dafür gibt’s keine bessere Gelegenheit als die Beteiligung an einer Fachmesse.» MCH Messe Schweiz (Basel) AG ILMAC CH-4005 Basel Telefon +41 (0)58 200 20 20 info@ilmac.ch www.ilmac.ch

Premiumprodukte der Mikrofiltration Rot glänzend präsentiert sich das Cover des neuen HahnemühleKatalogs für Mikrofiltration. Fünfzig Seiten, gefüllt mit Premium Produkten, Tipps und Informationen laden Anwender zum Blättern ein. Zehn verschiedene Membranfilter mit Porengrössen von 0,2 µm bis 10,0 µm präsentiert Hahnemühle dem Leser. Neben Membranen aus Zelluloseacetat, -mischester oder -nitrat werden auch Membranfilter

1–2/2013

aus Polycarbonat, Polyethersulfon oder Nylon vorgestellt. Breit aufgestellt ist das Sortiment der Spritzenvorsatzfilter. Eine Vielzahl an Kombinationen aus Sorten, Durchmessern und Porengrössen sind standardmässig verfügbar. Zusätzlich können Anwender sich aus den verschiedenen Membranen, Grössen und Gehäusen den individuellen Einmalfilter kreieren. Zubehör für die Mikrofiltration rundet das Komplettangebot ab.

Der Katalog ist in Deutsch, Englisch, Spanisch und Französisch erhältlich.

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PRODUKTE

Kompakter Pflugschar-Labormischer für kleine Mengen

Beim Pflugschar-Labormischer Typ N 5 ist der gesamte Behälter mit Kopfstück drehbar. Befüllung und Entleerung des Mischbehälters können so über denselben Stutzen erfolgen.

Mit dem neuen Pflugschar-Labormischer Typ N 5 erweitert Lödige sein Angebot an Laborgeräten für kleine Mischmengen: Die Trommel fasst ein Volumen von 5 Litern. Damit eignet sich das Modell ideal für die Entwicklung von Produkten und Verfahren sowie für Kleinproduktionen. Geeignete Einsatzbereiche finden sich vor allem in der Chemie- und Umwelttechnik. So lassen sich mit dem neuen Labormischer beispielsweise Mineralien, Grund- und Baustoffe sowie Press- und Fasermassen verarbeiten. Konzipiert wurde der Mischer als kompaktes Tischmodell. Er ist kom-

Automatisierte Mikrowellen-Laborsysteme für schnelle Peptid-Synthese

Die weltweit einzigartigen automatischen Peptid-Synthesizer mit Mikrowellenaktivierung Liberty 1 und Liberty 12 vermögen Peptide viel schneller und reiner herzustellen, als dies mit konventionellen PeptidSynthesizern möglich war. Die organischen Reaktionen laufen bei Verwendung von Mikrowellenenergie in Minutenschnelle ab, statt in den für die traditionelle Methode üblichen Stunden. Darüber hinaus können sehr schwierige und sehr lange Sequenzen von bis zu 100mer mithilfe der Mikrowellenaktivierung dargestellt werden. Mit der Liberty-Technologie sind PeptidChemiker das erste Mal in der Lage, Mikrowellenenergie für den vollständigen Prozess der Peptid-Synthese einzusetzen. Nur die Liberty Mikrowellen-Peptid-Synthesizer ermöglichen den patentierten Ein-

satz der Mikrowellenaktivierung bei der Kopplung und Entschützung. Der Lieferumfang des Liberty Synthesizers beinhaltet ein Zertifikat zur Nutzung dieser Patente für die PeptidSynthese, sodass das System für Veröffentlichungen oder Patentanmeldungen neuer Peptide genutzt werden kann. Zusätzlich kann bei allen Liberty 12 und Liberty 1 Mikrowellen-Peptid-Synthesizern ein neues UV-Monitoring Kit eingesetzt werden. Das UVMonitoring gibt während der Synthese darüber Auskunft, ob alle Schutzgruppen abgespalten wurden und nun die nächste Aminosäure an das bereits synthetisierte Peptid angekoppelt werden kann. Die Software steuert diesen Schritt in Anhängigkeit von der Menge an abgespaltenen Schutzgruppen. Je nach Ergebnis wird der «Deprotection»-Schritt wiederholt, bis Gewissheit erlangt wurde, dass nun der nächste Kopplungsschritt erfolgen kann. CEM GmbH Carl-Friedrich-Gauss-Strasse 9 D-47475 Kamp-Lintfort Telefon +49 (0)2842 964 40 info@cem.de, www.cem.de

plett montiert, getestet und damit sofort betriebsbereit. Zudem zeichnet sich diese neue Gerätegeneration durch ein konsequent funktionelles und ergonomisches Design aus. Die Steuereinheit ist im Gehäuse integriert. Durch die bewusste Verwendung erprobter Standardbauteile bietet der N 5 höchste Qualitätsstandards zu einem attraktiven Preis. Im Betrieb zahlt sich aus, dass sich die Drehzahl des Schleuderwerks stufenlos regeln lässt. Zudem hat der neue Labormischer in der Standardausstattung ein abnehmbares Kopfstück. Der gesamte Behälter mit Kopfstück ist drehbar, sodass Befül-

lung und Entleerung des Mischbehälters über denselben Stutzen erfolgen können. Auch die Reinigung wird dadurch erleichtert. Optional kann der Labormischer Typ N 5 mit reichhaltigem Zubehör anwendungsspezifisch ausgerüstet werden. Das Angebot umfasst beispielsweise einen Beschickungstrichter oder einen Düsdeckel zur gezielten Beigabe flüssiger Produkte. Gebr. Lödige Maschinenbau GmbH Elsener Strasse 7-9 D-33102 Paderborn Telefon +49 (0)5251 309 371 lemperle@loedige.de www.loedige.de

Zugeschnitten auf PCR set-up und Nukleinsäure-Aufreinigung Die beiden Neuheiten in Eppendorfs grossem Sortiment an automatischen Pipettiersystemen sind einzigartig auf das PCR set-up und die Nukleinsäure-Aufreinigung zugeschnitten. Sie behalten dennoch ihre Flexibilität und können als offene Systeme für unterschiedliche automatisierte Liquid Handling-Anwendungen eingesetzt werden. Die neuen epMotion P5073 und M5073 Workstations automatisieren und vereinfachen Pipettieraufgaben, die normalerweise komplex und arbeitsintensiv sind. Sie sparen dabei Zeit und verbessern die Zuverlässigkeit sowie Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Die epMotion M5073 automatisiert den Prozess der DNA-Aufreinigung und bietet eine Reproduzierbarkeit mit hoher Ausbeute und Reinheit. Die Vorbereitungszeit ist kurz, und es können Elutionsvolumina von nur 25 µL für hohe Konzentrationen verwendet werden. Die MagSep Reagenz-Kits von Eppendorf sind speziell für den Einsatz mit der epMotion M5073 konzipiert. Diese ready-to-use Reagenzien, die in einem speziellen Tray geliefert werden, machen das manuelle PufferHandling überflüssig und können bei Raumtemperatur gelagert werden. Pro Lauf können 1 bis 24 Proben aus verschiedenen Quellen

(z.B. Blut, Gewebe, Zellen, Bakterien oder Viren) für die Nukleinsäure-Aufreinigung verwendet werden. Die epMotion P5073 optimiert und automatisiert den gesamten PCR set-up Workflow im 96er- oder 384er-Plattenformat. Es sind vier verschiedene PCR-Assistenten verfügbar, die Schritt für Schritt durch den Prozess führen, um die Arbeit mit Normalisierungen, Verdünnungen und Reaktionsansätzen sowie die Herstellung von Mastermixen zu erleichtern. Sowohl die epMotion P5073 als auch die epMotion M5073 haben 6 SBS-Positionen und verfügen für höchsten Bedienkomfort über einen grossen Farb-Touchscreen. Die Eppendorf CleanCap-Option minimiert mit HEPA-Filter und UV-Lampe das Kontaminationsrisiko. Vaudaux-Eppendorf AG Im Kirschgarten 30 CH-4124 Schönenbuch/Basel Tel. +41 (0)61 482 14 14 vaudaux@vaudaux.ch www.vaudaux-eppendorf.ch

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PRODUKTE

Die Mischung macht’s

Durch Installation des FC3 Flow Controllers von Friedrich electronic lässt sich die Effizienz beim Mischprozess der meisten Anlagen steigern.

Durch die Wahl der richtigen Dosiergeräte bei der Herstellung von Mischungen kann sowohl die Qualität des Endprodukts als auch der einwandfreie Ablauf des Produktionsprozesses massgeblich beeinflusst werden. Friedrich electronic begegnet diesen Anforderungen mit dem Flow Controller FC3. Das Auftreten verschiedener Probleme bei der Mischungsherstel-

lung in Schüttgut verarbeitenden Industrien war ausschlaggebend für die Entwicklung des Flow Controller FC3 von Friedrich electronic. Das Ergebnis ist ein auf Basis von langjährigen Erfahrungen entwickeltes Dosiersystem, das ein intelligentes, exaktes Mischen verschiedenster Produkte erlaubt. Ausserdem bietet es die Möglichkeit der genauen Leistungsvorgabe und Mengenbilanzierung. Die Basis des Systems bildet ein Flachschieber im Einlaufbereich mit einem darunter angeordneten Prallsensor, der die Leistung in Tonnen pro Stunde nach Vorgabe reguliert und das Produkt in Kilogramm verwiegt. Dabei wird die Dosierung ständig überwacht und auf Fehlfunktionen überprüft. Bei Verstopfungen und Brückenbildungen oberhalb macht der Schieber des Flow Controller automatisch weiter auf, bis diese gelöst sind oder – falls sich der Stau nicht löst – gibt selbstständig Alarm. Nach einer einmaligen Programmierung der Prozesssteuerung wird

die Überwachung und Fehlererkennung daher deutlich erleichtert. Die elektronische Schieberüberwachung ermöglicht eine sichere automatische 0-Tarierung und Überprüfung von Schieberstellung und Wiegesignal auf Plausibilität. Über eine Schnittstelle hat das Bedienpersonal im Bedarfsfall alle Möglichkeiten, schnell und effektiv in den Materialfluss einzugreifen und Justierungen vorzunehmen oder Daten auszuwerten. Hierdurch wird eine sehr hohe Integrationsstufe erreicht, die gleichzeitig ein Maximum an Prozesssicherheit und Produktqualität gewährleistet – und wertvolle Informationen zum Prozess selbst bereitstellt. Der Flow Controller FC3 kann aufgrund seines flachen Gehäuses auch nachträglich in die meisten Produktionsprozesse integriert werden, um die Effizienz der Anlage zu steigern. Voraussetzung für eine erfolgreiche Installation ist lediglich der Materialstau eines freifliessenden Produkts oberhalb des Dosier-

Dank seines flachen Gehäuses kann der FC3 Flow Controller auch nachträglich in viele Prozesse integriert werden.

gerätes. Aus diesem Grund wird der Controller in den meisten Fällen unmittelbar unter den Siloausläufen montiert. FRIEDRICH electronic GmbH & Co. KG Holzmühlerweg 100 D-35457 Lollar Telefon +49 (0)6406 1509 service@friedrich-electronic.de www.friedrich-electronic.de

Echt oder doch gefälscht – Handspektrometer analysiert Edelmetalle

Spectro hat das RFA-Handspektrometer SPECTRO xSORT mit einem neuen Applikationspaket für die Edelmetallanalytik ausgestattet. Das kostengünstige, portable Gerät ermöglicht die sekundenschnelle Identifizierung der Gold- und Silbergehalte in vielen Schmucklegierungen. Daneben eignet sich das zerstörungsfrei messende RFAGerät für Anwendungen in der Archäometallurgie. Die Bedienung des Gerätes ist unkompliziert, und die Messung erfolgt auf Knopfdruck. Beim Edelmetallrecycling bietet das Handheld-Spektrometer sowohl für

1–2/2013

den Käufer als auch für den Verkäufer Sicherheit. Zwar lässt sich der Edelmetallgehalt von typischen Goldlegierungen auch mit der traditionellen Strichprobe (Säuretest) hinreichend gut bestimmen, allerdings setzt dieses Verfahren einige Erfahrung voraus und der Verkäufer muss dem Aufkäufer glauben. «Unser Gerät dagegen zeigt beiden Parteien den Edelmetallgehalt an», erklärt Dirk Wissmann, der bei Spectro die Produktlinie der RFASpektrometer betreut. Ausserdem müssen Schmuckstücke bei der Messung mit dem RFA-Gerät nicht angeschliffen und zerkratzt werden. Dies ist wichtig, wenn nur der Wert eines Schmuckstücks bestimmt werden soll oder das Schmuckstück nicht ins Recycling wandert, sondern als Gebrauchtschmuck vermarktet werden kann. Optional verfügt das SPECTRO xSORT über eine integrierte Videokamera, mit der die Messpunkte genau angesteuert werden können. Eine interessante Nebenanwendung für das portable SPECTRO xSORT liegt in der naturwissenschaftlichen Untersuchung archäo-

logischer Gold- und Silberschätze. Eingesetzt wurde ein SPECTRO xSORT bereits bei der Untersuchung antiker Funde in der Türkei. Aus den ermittelten Edelmetallgehalten und der Bestimmung von Begleitelementen lassen sich Herstellungsprozesse rekonstruieren und Entstehungszeiträume identifizieren. Weil sich mitunter stilistisch deutlich unterschiedliche, an verschiedenen Orten gefundene Silberschmuckstücke aus einem

sehr ähnlichen Material zusammensetzen, lassen sich mit den archäometallurgischen Untersuchungen sogar antike Handelsketten nachzeichnen. SPECTRO Analytical Instruments GmbH Boschstrasse 10 D-47533 Kleve Telefon +49 (0)2821 89 20 spectro.info@ametek.com www.spectro.com

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Rötzmattweg 105 · CH-4600 Olten Tel. +41 62 207 10 10 Fax +41 62 207 10 11 email@incom-ag.com www.incom-ag.com

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Binningerstrasse 2 CH-4142 Münchenstein info@chemgineering.com

BERSTSCHEIBEN Industriestrasse 32 Postfach 18 CH-3175 Flamatt ANDRÉ RAMSEYER AG Tel. 031 744 00 00 Fax 031 741 25 55 info@ramseyer.ch www.ramseyer.ch

PMI-Labortechnik GmbH Pharma

Medizin

Industrie

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CHEMIE- UND BIOSENSOREN Center for Chemical Information Technology C-Cit AG

STRIKO Verfahrenstechnik W. Strikfeldt & Koch GmbH Tel. +49 2261 98 55-25 Fax +49 2261 7 24-88 berstscheiben@striko.de www.striko.de

GMP / FDA approved

Labor für Festkörperanalytik & Elektronenmikroskopie

TECHEMA AG sales@techema.ch www.techema.ch

PMI-Labortechnik GmbH Rikonstrasse 7 CH-8310 Grafstal

In Grosswiesen 14 8044 Gockhausen/Zürich Tel. 044 881 20 10 www.emott.ch

EMOTT AG

Tel. +41 (0)61 467 54 54 Fax +41 (0)61 467 54 01 www.chemgineering.com

CH-4105 Biel-Benken Tel. +41 61 381 45 09

Einsiedlerstr. 29 · 8020 Wädenswil Telefon +41 43 477 85 55 Telefax +41 43 477 85 57 info@c-cit.ch · www.c-cit.ch

CHEMIEDISTRIBUTION Industriestrasse 7 CH-5522 Tägerig Tel. 056 481 70 60 Fax 056 481 70 68 EGT CHEMIE AG www.egtchemie.ch

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HPLC Säulen und Geräte WICOM International AG Telefon 081 302 77 41 Industriestrasse 14 Telefax 081 302 77 43 CH-7304 Maienfeld www.wicomint.ch info@wicomint.ch

LabSolution GmbH

Täfernstrasse 4 CH-5405 Baden-Dättwil Tel. 056 676 70 00 Fax 056 676 70 49 www.waters.com

Alles fürs aphie Chromatogr Labor WICOM International AG Industriestrasse 14 CH-7304 Maienfeld info@wicomint.ch

Brünenmattweg 24 4148 Pfeffingen Tel. 061 843 94 80 Fax 061 843 94 81 info@labsolution.ch www.labsolution.ch

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D I S P E R G I E R A P PA R AT E UND -MASCHINEN

Luzernerstrasse 147 a CH-6014 Luzern

Tel. +41 41 259 65 65 info@kinematica.ch Fax +41 41 259 65 75 www.kinematica.ch

DOSIER- UND MISCHSYSTEME motan-colortronic ag Neulandweg 3 CH-5502 Hunzenschwil Telefon +41 62 889 29 29 Telefax +41 62 889 29 00 info@motan-colortronic.ch www.motan-colortronic.com

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Labtec Services AG Monolitmaterial zur schnellen Aufreinigung von Viren / Phagen / AnƟkörpern / Proteinen / Endotoxinenƞernungen / von analyƟsch bis industrial scale / disposible columns. BIA Verkaufsleiter D/CH/NL: Tobias Baechle Mobile: 0171/2743139 tobias.baechle@monoliths.com

Steinwiesenstrasse 3 CH-8952 Schlieren

Geissbrunnenweg 14 CH-4452 Itingen BL

Lenzhardweg 43/45 CH-5702 Niederlenz Telefon 062 885 71 71 Telefax 062 885 71 80 www.ktron.com

C O N TA I N M E N T / G L O V E - B O X E N

Tel. +41 44 732 31 31 Fax +41 44 730 61 41 www.brechbuehler.ch sales@brechbuehler.ch

Tel. 061 971 83 44 Fax 061 971 83 45

DOSIERANLAGEN

K-Tron (Schweiz) GmbH

C H R O M AT O G R A P H I E S Ä U L E N

Brechbühler AG

Nordstrasse 9 5612 Villmergen T 056 619 89 19 F 056 619 89 18 info@labtec-services.ch www.labtec-services.ch

SKAN AG Postfach CH-4009 Basel info@skan.ch

Tel. 061 485 44 44 Fax 061 485 44 45 www.skan.ch

DOSIERPUMPEN Stockenstrasse 6 8362 Balterswil Tel. 071 973 99 30 Fax 071 973 99 31 E-Mail: knf@knf.ch www.knf.ch

DA M P FA R M AT U R E N Industriestrasse 32 Postfach 18 CH-3175 Flamatt ANDRÉ RAMSEYER AG Tel. 031 744 00 00 Fax 031 741 25 55 info@ramseyer.ch www.ramseyer.ch

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Spirax Sarco AG Regelgeräte & Armaturen

Täfernstrasse 4 CH-5405 Baden-Dättwil Tel. 056 676 70 00 Fax 056 676 70 49 www.waters.com

Gustav-Maurerstrasse 9 8702 Zollikon Tel. +41 44 396 80 00 www.SpiraxSarco.ch

ProMinent Dosiertechnik AG Hauptsitz: Trockenloostrasse 85 CH-8105 Regensdorf Tel. +41 44 870 61 11 Fax +41 44 841 09 73 info@prominent.ch www.prominent.ch

Standort Basel: Techema AG Gewerbestrasse 8 CH-4105 Biel-Benken Tel. +41 61 381 45 09 Fax +41 61 382 07 55 sales@techema.ch www.techema.ch

D E K O N TA M I N AT I O N ( H 2O 2) C H R O M AT O G R A P H I E S YS T E M E

SKAN AG

ANACONDA GmbH Gebrauchte Instrumente Denksteinweg 79 Tel. +49 (0)40 653 04 72 D-22043 Hamburg Fax +49 (0)40 653 25 66 info@chromatograph.de www.anaconda.de

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Tel. 061 485 44 44 Fax 061 485 44 45 www.skan.ch

DISPENSER / PIPETTEN

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Tel. 061 485 44 44 Fax 061 485 44 45 www.skan.ch

DOSIERTECHNIK Rudolf-Diesel-Strasse 2 D-76356 Weingarten

Brechbühler AG Steinwiesenstrasse 3 CH-8952 Schlieren

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Socorex Isba S. A.

Champ-Colomb 7 - 1024 Ecublens socorex@socorex.com - www.socorex.com

Tel. +49 (0)7244 70260 Fax +49 (0)7244 702650 info@alltech-dosieranlagen.de Alltech Dosieranlagen GmbH www.alltech-dosieranlagen.de

LIEFERANTENVERZEICHNIS DOSIERTECHNIK

FARBMESSUNG (FLÜSSIGKEITEN)

ERP-SOFTWARE IncoDev (Schweiz) AG Oberdorfweg 9 CH-5610 Wohlen Fon +41 (0)56 618 62 62 Fax +41 (0)56 618 62 63 www.incodev.ch

Frei Fördertechnik AG CH-3113 Rubigen T +41 31 720 56 56 · F +41 31 720 56 55 info@ffag.ch · www.ffag.ch

DOWNSTREAM/ENDOTOXINENTFERNUNG/METHODENENTWICKLUNG

Monolitmaterial zur schnellen Aufreinigung von Viren / Phagen / AnƟkörpern / Proteinen / Endotoxinenƞernungen / von analyƟsch bis industrial scale / disposible columns. BIA Verkaufsleiter D/CH/NL: Tobias Baechle Mobile: 0171/2743139 tobias.baechle@monoliths.com

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Hach Lange GmbH Rorschacherstr. 30 a 9424 Rheineck Tel. 084 855 66 99 Fax 071 886 91 66 www.hach-lange.ch

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F I LT E R PA P I E R

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LabSolution GmbH

Brünenmattweg 24 4148 Pfeffingen Tel. 061 843 94 80 Fax 061 843 94 81 info@labsolution.ch www.labsolution.ch

Täfernstrasse 4 CH-5405 Baden-Dättwil Tel. 056 676 70 00 Fax 056 676 70 49 www.waters.com

GC-MS / G A S C H R O M AT O G R A P H I E

ANACONDA GmbH Gebrauchte Instrumente Denksteinweg 79 Tel. +49 (0)40 653 04 72 D-22043 Hamburg Fax +49 (0)40 653 25 66 info@chromatograph.de www.anaconda.de

I N F R A R OT- S P E K T R O M E T E R FÖRDERSYSTEME Brechbühler AG motan-colortronic ag Neulandweg 3 CH-5502 Hunzenschwil Telefon +41 62 889 29 29 Telefax +41 62 889 29 00 info@motan-colortronic.ch www.motan-colortronic.com

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Gewerbestrasse 18 CH-4105 Biel-Benken Tel. +41 61 726 65 55 Fax +41 61 726 65 50 info@portmann-instruments.ch www.portmann-instruments.ch

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Shimadzu Römerstrasse 3 Telefon 061 717 93 33 Schweiz info@shimadzu.ch GmbH

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FÖRDERTECHNIK Täfernstrasse 4 CH-5405 Baden-Dättwil Tel. 056 676 70 00 Fax 056 676 70 49 www.waters.com

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F T- I R Brechbühler AG Brechbühler AG Steinwiesenstrasse 3 CH-8952 Schlieren

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Steinwiesenstrasse 3 CH-8952 Schlieren

Tel. +41 44 732 31 31 Fax +41 44 730 61 41 www.brechbuehler.ch sales@brechbuehler.ch

SKAN AG Postfach CH-4009 Basel info@skan.ch

Tel. 061 485 44 44 Fax 061 485 44 45 www.skan.ch

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Hegauer Weg 38 D-14163 Berlin Tel. +49 30 809 72 70 CH: fl owspek AG CH-4057 Basel Tel. +41 61 695 96 96 www.knauer.net

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