ChemieXtra 1-2/2019

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Januar/Februar 2019

Offizielles Organ des Schweizerischen Chemie- und Pharmaberufe Verbandes

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EDITORIAL

Life und Science – eine stabile Verbindung Willkommen im Jahr 2019 – es verspricht ein spannendes Jahr zu werden: Kommt die Mauer oder wird eine abgerissen? Werden die Briten mit ihrer Industrie zu Insulanern, oder schaffen sie es, sich in der globalisierten Wirtschaft voll zu integrieren? Und last but not least beschäftigt uns weiter der Klimawandel mit seinen Auswirkungen auf Industrie, Natur und Menschen.

Auch an der Ilmac 2019 in Basel diesen Herbst ist zu erwarten, dass die Umweltthematik bei vielen Ausstellern präsent sein wird, zumal parallel dazu die Messe für Umwelttechnik MUT stattfindet. Die Organisatoren des Grossevents, der sich alle drei Jahre wiederholt, freuen sich bereits jetzt über gute Anmeldezahlen, wie das Interview in dieser Ausgabe mit dem Ausstellungsleiter Michael Bonenberger der Messe Basel zeigt.

Im Markt findet momentan eine Rückbesinnung statt, Chemie- und Pharmaproduktionen werden wieder rückverlagert und hier ansässige Firmen investieren verstärkt in den Standort Schweiz. So sind an der Ilmac 2019 die Life-Sciences- und Chemie-Branchen sehr stark vertreten und bilden einen wichtigen Pfeiler der hiesigen Wirtschaft.

Stabile Bindungen in der Wirtschaft sind positiv zu bewerten, steigern sie die Widerstandsfähigkeit der Unternehmungen in turbulenten Zeiten. Weniger erwünscht sind stabile chemische Bindungen, denn sie können zu langlebigen Umweltbelastungen führen. Eine Gruppe von 30 Wissenschaftlern und Behördenvertretern aus 14 Ländern widmet sich deshalb den poly- und perfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) – den perfluorierten Verbindungen. Die aus den Diskussionen resultierende «Zürcher Erklärung» will den Einsatz dieser stabilen Substanzen, die extrem häufig in Alltagsprodukten eingesetzt werden, genauer regeln; der erste Artikel in diesem Heft gibt Einblick in die Thematik.

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CHEMIE

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Toxisch und extrem persistent

Perfluorierte Verbindungen werden in zahlreichen Konsumund Industriegütern eingesetzt. Dies veranlasst Wissenschaftler, eine Strategie im Umgang mit dieser sehr stabilen Substanzklasse zu entwickeln.

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BIOWISSENSCHAFTEN

ERNÄHRUNG Mehlschnelltest weiterentwickelt

Dank einer Vergleichsstudie, die es erlaubt, die Qualität von Backmehlen schnell und verlässlich vorherzusagen, werden aufwändige Voruntersuchungen im Labor überflüssig.

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IN KÜRZE

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NEWS

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VERANSTALTUNGEN

Eisenaufnahmestrategie von Pflanzen

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LABOR Ein aussergewöhnliches Messprinzip

Die kontinuierliche Weiterentwicklung von optischen Sensoren macht sie über ihre Anwendung zu Forschungszwecken hinaus interessant für Überwachungsgeräte in der Industrie.

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Herausgeber/Verlag SIGWERB GmbH Unter Altstadt 10, CH-6301 Zug +41 41 711 61 11 info@sigwerb.com www.sigwerb.com Anzeigenverkaufsleitung Thomas Füglistaler Anzeigenverkauf SIGImedia AG Jörg Signer Alte Bahnhofstrasse 9a CH-5610 Wohlen +41 56 619 52 52 info@sigimedia.ch

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Redaktionelle Mitarbeit Dr. Kurt Hermann

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PUBLIREPORTAGE TERMINE

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Tiefste Temperaturen, höchste Ansprüche

Neue Anforderungen an Manager

Die Firma MSD Werthenstein BioPharma wartet mit innovativer Kältetechnologie auf: Der neue Tiefkühlcontainer ist eine Weiterentwicklung, die es nicht ab der Stange gibt.

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Die Pharmaindustrie legte im Jahr 2018 in Deutschland gewaltig zu und hat damit den verlorenen Schwung am Arbeitsmarkt bei den deutschen Chemieanbietern abgefedert.

FIRMEN BERICHTEN

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Der mitarbeitergeführte Anlagenbauer feiert

FORSCHUNGSWELT

Bei der Suche nach Materialien für die Batterie der Zukunft rücken auch Metall-Schwefel-Batterien in den Fokus, denn Schwefel verspricht eine hohe Speicherkapazität und günstige Herstellungskosten.

Proteinstrukturen sichtbar machen

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VERFAHRENSTECHNIK Den deutschen Markt im Fokus

Das Unternehmen ABO Valve hat sich mit seinem Portfolio von Absperrklappen, Kugelhähnen und Ventilen aus eigener Fabrikation einen Namen gemacht.

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CHEMIE

Perfluorierte Verbindungen

Toxisch und extrem persistent Eine Gruppe von chemischen Verbindungen taucht immer wieder in Nachrichten über belastete Kleidungsstücke und Nahrungsmittelverpackungen sowie Grundwasserverschmutzungen auf: die perfluorierten Verbindungen – oder mit vollständiger Bezeichnung: die poly- und perfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS). Sie verbessern die Streich- und Fliesseigenschaften von Flüssigkeiten und sind stark wasser- und fettabweisend. Daher werden sie in vielen verschiedenen Konsumgütern und industriellen Anwendungen eingesetzt.¹ Keine andere Substanzklasse ist so stabil und wird zugleich so häufig in Alltagsprodukten eingesetzt wie perfluorierte Verbindungen.

Sehr verbreitet sind perfluorierte Verbindungen in Imprägniermitteln, zum Beispiel für Spannteppiche, Outdoor-Bekleidung und Nahrungsmittelverpackungen, aber auch in Körperpflegeprodukten wie Hautcremes. Dadurch gelangen wir im Alltag häufig in Kontakt mit diesen Substanzen und nehmen sie auch in den Körper auf.

Industriell werden sie zum Beispiel als Prozesschemikalien bei der Herstellung von Teflon eingesetzt, und sie werden auch in Feuerlöschschäumen in Flughäfen verwendet, was in vielen Ländern zu erheblichen Grund- und Trinkwasserverschmutzungen geführt hat.

Das Problem: PFAS wirken toxisch auf Leber und Niere, können die Entwicklung von Embryonen beeinträchtigen sowie die Immunreaktionen des Körpers hemmen, und sie sind teilweise auch dafür bekannt, die Entwicklung von Tumoren zu fördern.

Ausserdem sind die Verbindungen chemisch so stabil, dass sie in der Umwelt über Zeiträume von Jahrzehnten bis Jahrhunderten nicht nennenswert abgebaut werden. Es gibt keine andere Substanzgruppe von praktischer Bedeutung, welche eine so hohe chemische Stabilität besitzt wie die PFAS und zugleich in so grossen Mengen in Alltagsprodukten vorkommt und nach deren Gebrauch in die Umwelt gelangt. Durch den fortdauernden Einsatz von PFAS nimmt die Umweltbelastung kontinuierlich zu.

Ein zweites grosses Problem der PFAS ist die grosse Anzahl dieser Substanzen und

* Zukunftsblog ETH Zürich

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Bilder: Fotolia

Martin Scheringer *

PFAS sind eine grosse Substanzklasse mit 4000 bekannten chemischen Verbindungen. Nur die wenigsten davon sind gut untersucht (Symbolbild).

das mangelnde Wissen über viele von ihnen. 4000 verschiedene PFAS sind bekannt; Zhanyun Wang von der ETH Zürich verfasste jüngst eine entsprechende Zusammenstellung für die OECD.² Die umweltchemische und toxikologische Forschung hat sich in den letzten 25 Jahren allerdings nur auf eine kleine Gruppe von etwa 25 PFAS konzentriert. Am bekanntesten davon sind die Perfluoroktansäure (PFOA) und die Perfluoroktansulfonsäure (PFOS). Diese Substanzen sind mittlerweile ausführlich untersucht worden, ihr Umweltverhalten und ihre Toxizität sind bekannt.

Das führte dazu, dass diese als problematisch erkannten PFAS nun zwar weltweit reguliert worden sind und sie allmählich auch ersetzt werden, in den allermeisten Fällen jedoch durch andere PFAS, deren Toxizität bisher wenig untersucht worden

ist. Man weiss von ihnen, dass ihre Persistenz in der Umwelt ebenso gross ist wie jene der gut untersuchten PFAS. Es besteht daher die Gefahr, dass das Problem der extrem langlebigen Umweltbelastung durch PFAS auch jetzt, beim Wechsel zu fluorierten Alternativsubstanzen, nicht etwa gelöst, sondern im Gegenteil noch verschärft wird.

Zürcher Erklärung Im vergangenen November traf sich eine Gruppe von über 30 Wissenschaftlern und Behördenvertretern aus 14 Ländern in Zürich zu einem Workshop, zusammengeführt von Zhanyun Wang und Justin Boucher und mir. Ziel des Workshops war, eine Strategie für den Umgang mit PFAS zu entwickeln. Aus den damaligen Diskussionen ist die «Zürcher Erklärung» entstanden. ³ 1–2/2019

CHEMIE

Jahrzehnte oder gar Jahrhunderte in der Umwelt zirkulieren und die menschliche Nahrung und das Trinkwasser kontaminieren.

Nur für essenzielle Anwendungen

In Feuerlöschschäumen, die unter anderem die Flughafenfeuerwehren verwenden, sind PFAS enthalten (Symbolbild).

Darin betonen die Wissenschaftler, dass die Regulierung extrem persistenter Sub­ stanzen grundsätzlich überdacht werden muss. Die Zürcher Erklärung steht zur Unterzeichnung durch weitere Personen offen.4 Gegenwärtig stützt sich die Regulierung von Chemikalien in der Regel auf den Nachweis unerwünschter Wirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt. Bei extrem persistenten Substanzen ist dieses Vorgehen jedoch nicht zweckmässig. Wenn die Vielzahl von PFAS, die auf dem Markt sind, so lange eingesetzt werden, bis ihre unerwünschten Wirkungen im Einzelnen dokumentiert sind, gelangen erhebliche Mengen dieser Substanzen in die Umwelt. Die Substanzen sind dann nicht rückholbar und werden für

Aufgrund der ansteigenden Konzentrationen in der Umwelt treten früher oder später unweigerlich auch toxische Effekte auf – dies lässt sich zweifelsfrei konstatieren, auch ohne, dass die toxischen Wirkungen im Einzelnen bekannt wären. Dies ist ein ganz zentraler Punkt, der die Regulierung von Chemikalien auf der Grundlage von extremer Persistenz allein nahelegt. Damit würde umweltpolitisch ein grosser Schritt nach vorn getan.

Die Anwendungen der zahlreichen PFAS sind so vielfältig (und sie unterliegen auch ganz unterschiedlichen gesetzlichen Regulierungen), dass es keine einfache und direkte Lösung des Problems gibt.

Eine Möglichkeit bestände jedoch darin, in systematischer Weise zwischen essenziellen und nicht-essenziellen Anwendungen von PFAS zu unterscheiden. Vor allem gewisse industrielle Anwendungen unter extremen Bedingungen könnten vorerst als essenziell eingestuft werden. Beispiele sind der Einsatz von PFAS in Hydraulikflüssigkeiten, Isolier- und Dichtmaterialien in der Luft- und Raumfahrt sowie die Hartverchromung, wo PFAS unter anderem zur

Unterdrückung von chromhaltigen und dadurch sehr giftigen Sprühnebeln verwendet werden. In vielen Konsumgütern hingegen sind PFAS nicht unerlässlich, und die Anwendungen in Konsumgütern tragen stark zur Belastung von Menschen und Umwelt bei. Solche Anwendungen sollten daher mit hoher Priorität unterbunden werden.

Publikationen ¹ OECD: Portal on Per and Poly Fluorinated Chemicals ² OECD: The OECD releases a new list of PFASs ³ A. Ritscher et al., «Zürich Statement on Future Actions on Poly- and Perfluoroalkyl Substances (PFASs)», Environmental Health Perspectives (2018); DOI: 10.1289/ EHP4158 4 IPCP: Publication of the «Zürich Statement on Future Actions on Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFASs)»

Kontakt ETH Zürich Hochschulkommunikation Rämistrasse 101 CH-8092 Zürich +41 44 632 42 44 zukunftsblog@hk.ethz.ch www.ethz.ch/zukunftsblog

Kommt ein Chemiker in eine Bar...

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CHEMIE

Wasserstoff- und Kunststoffproduktion

Neuer Katalysator mit Doppelfunktion Chemiker der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben einen neuen kostengünstigen Katalysator für die Kunststoffproduktion entwickelt. Er setzt ein Bioraffinerieprodukt in einen Ausgangsstoff für die Synthese von Kunststoffen um, die eine nachhaltige Alternative zum weit verbreiteten PET darstellen könnten. Gleichzeitig kann in der Reaktion der potenzielle Energieträger Wasserstoff gebildet werden. Das Team um Stefan Barwe und Wolfgang Schuhmann vom Bochumer Zentrum für Elektrochemie kooperierte für die Studie mit dem RUB-Lehrstuhl für Technische Chemie unter der Leitung von Martin Muhler.

Julia Weiler 1 «Wir könnten einen grossen Schritt in Richtung einer nachhaltigen chemischen Industrie machen, wenn wir nicht Erdöl als Ausgangsstoff nutzen würden, sondern Biomasse, die nicht als Nahrungsmittel genutzt wird», sagt Wolfgang Schuhmann.

Die Bochumer Forscher stellen in ihrer Studie einen Nickelboridkatalysator vor, der – da er keine Edelmetalle enthält – im Vergleich zu vielen anderen Katalysatoren gut verfügbar und kostengünstig ist. Er kann das Bioraffinerieprodukt HMF (5-Hydroxymethyl-furfural) in FDCA (2,5-Furandicarbonsäure) umsetzen. «FDCA ist für die Industrie interessant, weil es zu Polyestern verarbeitet werden kann», erklärt Stefan Barwe. «So kann PEF, eine Alternative zu PET, hergestellt werden – und das alles basierend auf nachwachsenden Rohstoffen, nämlich Pflanzen.»

Weniger Energieverbrauch dank Wasserstoffproduktion In den Versuchen des Bochumer Teams setzte der Katalysator in einer halben Stunde 98,5 Prozent des Ausgangsstoffs HMF in FDCA um; Abfallprodukte entstanden keine. «Wir haben den Katalysator aus­ serdem so designt, dass er unter den gleichen Bedingungen effektiv ist, unter denen auch die Wasserstofferzeugung gelingt», beschreibt Stefan Barwe einen weiWissenschaftskommunikation, Ruhr-Universität Bochum (RUB)

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Bild: RUB / Marquard

Eine Alternative zu PET

Die Kunststoffproduktion mit diesem Katalysator wäre nachhaltig und würde gleichzeitig den potenziellen Energieträger Wasserstoff entstehen lassen, dies zeigt ein Forschungsteam aus Bochum mit Dulce Morales, Steffen Cychy, Stefan Barwe, Dennis Hiltrop, Martin Muhler und Wolfgang Schuhmann (von links).

teren Vorteil der Entwicklung. So konnten die Forscher gleichzeitig mit dem Ausgangsstoff für die Kunststoffproduktion den potenziellen Energieträger Wasserstoff synthetisieren. Üblicherweise wird Wasserstoff durch Elektrolyse aus Wasser gewonnen, wobei auch Sauerstoff entsteht. Der besonders energiezehrende Reaktionsschritt, die Sauerstoffentwicklung, entfiel, indem die Forscher die Wasserstoff- und FDCA-Produktion koppelten.

Reaktionsmechanismus aufgeklärt Mit elektrochemischen Methoden und Infrarot-Spektroskopie klärte das Team aus­ serdem die Reaktion Schritt für Schritt auf.

Die Chemiker konnten erstmals in Echtzeit verfolgen, über welche Zwischenprodukte HMF in FDCA umgesetzt wird.

Originalpublikation Stefan Barwe et al., «Electrocatalytic 5(hydroxymethyl)furfural oxidation using high surface area nickel boride», Angewandte Chemie Intern. Ed. (2018); DOI: 10.1002/anie.201806298

Kontakt Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann Analytische Chemie Zentrum für Elektrochemie Fakultät für Chemie und Biochemie Ruhr-Universität Bochum Universitätsstrasse 150 D-44801 Bochum +49 234 32 26200 wolfgang.schuhmann@rub.de www.rub.de

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CHEMIE

Calcium & Co. werfen Konzept über den Haufen

Grenzen herkömmlicher Modelle

«Atome sind die Bausteine der Chemie, mit denen Chemiker eine inzwischen kaum überschaubare Zahl von Molekülen aufbauen, die in unterschiedlichster Weise chemische Bindungen enthalten», erläutert Gernot Frenking, der als Seniorautor des Fachaufsatzes firmiert. Frenking lehrte von 1990 bis 2014 Theoretische Chemie an der Philipps-Universität. Das Internationale Solvay-Institut zeichnete ihn mit dem «Solvay-Lehrstuhl» für Chemie aus, den er 2019 antritt. Er ergänzt: «Um diese Vielfalt verstehen und einordnen zu können, haben Chemiker Regeln entwickelt, die bereits vor fast einem Jahrhundert vorgeschlagen wurden und die sich bis heute als äusserst beständig erwiesen haben.»

Demnach lassen sich die rund 100 Atome des Periodensystems in nur drei Gruppen unterteilen. Die sogenannten Hauptgruppenatome bilden besonders stabile Moleküle, wenn sie acht Elektronen in ihrer äussersten Schale haben («Oktettregel»).

Die Übergangsmetalle hingegen benötigen 18 Elektronen, um stabile Moleküle zu bilden («18-Elektronenregel»). Die verbleibenden sogenannten seltenen Erden und Aktiniden benötigen 32 Elektronen für die Bildung stabiler Moleküle. «Trotz kleiner Abweichungen haben diese Regeln ihre Gültigkeit behalten», führt Frenking aus.

«Sie konnten quantentheoretisch erklärt werden und finden sich in allen Textbüchern der Chemie.»

Die drei Metalle Calcium, Strontium und Barium gelten als klassische Vertreter der

Bild: Christian Stein für Marburger Unijournal

Die Metalle Calcium, Barium und Strontium verletzen klassische Regeln der Chemie, wenn sie sich mit acht Kohlenmonoxid-Molekülen verbinden und dadurch Carbonylkomplexe bilden. Das haben der Marburger Chemiker Professor Gernot Frenking sowie chinesische Fachkolleginnen und -kollegen nachgewiesen, indem sie Experimente mit Berechnungen kombinierten.

Der Marburger Chemiker Professor Dr. Gernot Frenking hat zusammen mit einem chinesischen Forschungsteam neuartige Verbindungen mit Barium, Calcium und Strontium gefunden und charakterisiert.

Hauptgruppenatome, die in allen bekannten Verbindungen der Oktettregel gehorchen. Den Forschern gelang es nun, Atome dieser Gruppe mit acht Molekülen Kohlenmonoxid in sogenannten Carbonylkomplexen zu verbinden, die eindeutig der 18-Elektronenregel von Übergangsmetallen gehorchen. «Wir haben Moleküle vorhergesagt und auch hergestellt, die gängige Vorstellungen über chemische Bindungen sprengen», erklärt Frenking.

Diese Grenzüberschreitung eröffne völlig neue Perspektiven für die chemische Erforschung dieser drei Elemente. «Offenbar ist die chemische Reaktivität der Erdalkalimetalle vielfältiger als bisher angenommen», sagt der Marburger Chemiker. Weitere Experimente sollen nun die Kapazität

dieser Elemente ausloten, sich wie Übergangsmetalle in chemischen Reaktionen zu verhalten.

Originalpublikation Xuan Wu et al., «Observation of alkaline earth complexes M(CO)8 (M = Ca, Sr, or Ba) that mimic transition metals», Science (2018); DOI: 10.1126/science.aau0839 Kontakt Prof. Dr. Gernot Frenking Fachbereich Chemie Philipps-Universität Marburg Hans-Meerweinstrasse 4 D-35032 Marburg +49 6421 282 5563 frenking@see.foot.note www.uni-marburg.de

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BIOWISSENSCHAFTEN

Angriffspunkt für Schadinsekten

Eisenaufnahmestrategie von Pflanzen

Der Maiswurzelbohrer verursacht im Mais­ anbau jährliche Kosten von über zwei Mil­ liarden US Dollar und ist damit ein ökono­ misch wichtiger Schädling in der Landwirtschaft. Der Schädling stammt ur­ sprünglich aus Amerika, wird aber zunehmend in Europa beobachtet. Er ist gegen viele gängige Bekämpfungsstrategi­ en immun und lässt sich auch mit natürli­ chen Resistenzmechanismen von Mais­ pflanzen kaum unter Kontrolle halten.

Christelle Robert und Matthias Erb vom Institut für Pflanzenwissenschaften der Universität Bern hatten in der Vergangen­ heit gezeigt, dass der Maiswurzelbohrer resistent gegen die wichtigste Klasse von Abwehrstoffen von Maispflanzen ist, den sogenannten Benzoxazinoiden. Die Larven des Maiswurzelbohrers werden von Ben­ zoxazinoiden sogar angelockt und können sie zur Selbstverteidigung gegen Nützlinge verwenden. Welche Moleküle dieser Stoff­ klasse den Wurzelbohrer aber genau an­ lockt, war bisher unbekannt. Durch eine Kombination von Genetik, Chemie und Verhaltensökologie konnten die Forscher das Rätsel nun lösen: Die Larven des Maiswurzelbohrers erkennen spezifische Eisenkomplexe, welche an der Wurzel­ oberfläche durch die Verbindung von Ben­ zoxazinoiden und Eisen entstehen.

Die Eisenaufnahme als Achillesferse der Pflanze Die Wurzeln von jungen Maispflanzen scheiden Benzoxazinoide aus, die mit Ei­ sen aus dem Boden Komplexe bilden. Die Forscher fanden heraus, dass diese die Eisenverfügbarkeit für die Maispflanzen erhöhen und damit das pflanzliche Wachs­ tum verbessern. Genau diese Komplexe 8

Bild: Cyril Her tz

Maispflanzen scheiden Stoffe in den Boden aus, die Eisen binden und so das Wachstum der Pflanzen steigern.

Der Maiswurzelbohrer, der weltweit schlimmste Maisschädling, wird durch diese Stoffe angelockt, raubt der Pflanze das Eisen und optimiert damit seine eigene Ernährung. Mit dieser Erkenntnis liefern Forschende der Universität Bern und des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie eine neue Erklärung für den ausserordentlichen Erfolg dieses Schädlings.

Die Larve des Westlichen Maiswurzelbohrers Diabrotica virgifera befällt die Wurzel einer Maispflanze. Frassschäden durch diesen Schädling können verheerend sein und zu beträchtlichen Ernteausfällen führen.

verwendet nun aber auch der Maiswurzel­ bohrer: Er folgt diesen Stoffen zu den Kronwurzeln von Maispflanzen, die reich an Nährstoffen sind, und ernährt sich an­ schliessend von diesen Wurzeln. Gleich­ zeitig kann der Maiswurzelbohrer mit Hilfe dieser Komplexe und eines eigenen Eisen­ transport-Enzyms auch seinen Eisenbedarf decken.

«Der Maiswurzelbohrer hat damit eine cle­ vere Strategie gefunden, um die Fähigkeit seiner Wirtspflanze, Eisen biologisch ver­ fügbar zu machen, auszunutzen. Das Tra­ gische dabei ist, dass er damit die Mais­

pflanzen empfindlich schädigt und so grosse Ernteausfälle verursacht», erklärt Christelle Robert. «Dieses Verhalten stellt auch Pflanzenzüchterinnen und -züchter vor ein Dilemma: Um den Maiswurzelboh­ rer loszuwerden, müssten Sie die Aus­ scheidung von Benzoxazinoiden durch die Wurzeln verringern, aber damit würden sie gleichzeitig die Fähigkeit, der Maispflanzen untergraben, Eisen aufzunehmen.

Aber immerhin: Nun, da wir verstehen, wie sich der Maiswurzelbohrer im Boden orientiert, können wir uns auf die Suche nach Auswegen machen, um seinen Scha­ 1–2/2019

BIOWISSENSCHAFTEN

den zu verringern. Wir denken zum Bei­ spiel darüber nach, ob wir die Eisenkom­ plexe als Lockstoffe benutzen könnten, um den Wurzelbohrer von den Maispflan­ zen abzubringen», erklärt die Forscherin.

Die Forschungsergebnisse verdeutlichen, wie schwierig es für Pflanzen wird, wenn ein Schädling erst einmal ihren Abwehr­ mechanismus durchbrochen hat. «Benzo­ xazinoide haben vielfältige Funktionen in der Abwehr von Frassfeinden und zur Ver­ besserung der Nährstoffaufnahme, daher kann die Pflanze nicht einfach ihre Pro­ duktion einstellen. Die Herausforderung wird es sein, mit unserem neuen Wissen Maispflanzen zu züchten, die sich gegen ihren schlimmsten Feind verteidigen kön­ nen, ohne ihre Eisenversorgung zu gefähr­ den», sagt Jonathan Gershenzon vom Max-Planck-Institut für chemische Ökolo­ gie. Zusammen mit Tobias Köllner und

seinem Team war er an der Entwicklung der Maislinien beteiligt, in denen die ver­ schiedenen Stufen der Benzoxazinoid-Bio­ synthese stillgelegt worden waren. So konnten die Benzoxazinoide identifiziert werden, die mit Eisen im Boden den Stoff bilden, der den Schädling zu den Mais­ wurzeln lockt.

Die Tatsache, dass der Maiswurzelbohrer Eisenkomplexe wahrnehmen und sein Er­ nährungsverhalten darauf auszurichten kann, ist auch für das Verständnis von Nahrungsketten relevant. «Viele wichtige Spurenelemente sind in der Natur an or­ ganische Moleküle gebunden. Wir erwar­ ten darum, dass andere höhere Organis­ men ebenfalls die Fähigkeit besitzen, biologisch verfügbare Formen von Spuren­ elementen wahrzunehmen und damit ge­ zielt ihren Nährstoffhaushalt aufbessern», sagt Matthias Erb. «Der Maiswurzelbohrer

ist ein frustrierender, aber gleichzeitig hochfaszinierender Schädling, der uns ge­ rade wieder einen neuen Trick der Natur beigebracht hat.»

Originalpublikation Hu, L. et al., «Plant Iron Acquisition Stra­ tegy Exploited by an Insect Herbivore», Science (2018), DOI: 10.1126/science. aat4082 Kontakt Prof. Dr. Matthias Erb Institut für Pflanzenwissenschaften Universität Bern Hochschulstrasse 6 CH-3012 Bern +41 31 631 86 68 matthias.erb@ips.unibe.ch www.unibe.ch

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BIOWISSENSCHAFTEN

Une nouvelle technique

Encapsuler des biomolécules

La formulation de compartiments (ou capsules) susceptibles d’encapsuler du matériel biologique (p. e. protéines, enzymes, ADN) revêt un grand intérêt d’un point de vue industriel mais également au niveau fondamental pour l’élaboration de cellules artificielles. Les compartiments les plus connus, les liposomes, sont formés à partir de lipides. Ils sont notamment utilisés en cosmétique. D’autres types de compartiments sont à base de particules «colloïdales» ¹ et de ce fait appelées «colloïdosomes».

Jusqu’à présent, ces colloïdosomes sont fabriqués en ajoutant des particules (p. e. latex, silice) dans des émulsions eau/huile. Celles-ci forment des émulsions de «Pickering» (du nom du chercheur britannique ayant découvert ce phénomène au début du 20e siècle). Puis, ces particules sont reliées entre elles chimiquement de façon à former des capsules robustes pouvant être transférées dans l’eau. Cependant, l’utilisation de solvants et d’huile nécessaires à leur fabrication représente un frein pour leur développement. En effet, les principes actifs doivent être inclus dès le début de la fabrication et peuvent donc être détruits par les solvants.

Un nouveau système sans huile ni solvant Pour la première fois, des chercheurs de l’Inra, du CNRS et de l’université de Bordeaux, en collaboration avec une équipe de l’université de Bristol (Grande-Bretagne), ont mis au point une nouvelle méthode

¹ Petites particules en suspension dans un fluide.

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Bild: INR A

Des chercheurs de l’Inra, du CNRS et de l’université de Bordeaux sont parvenus à mettre au point une nouvelle technique permettant de fabriquer des microparticules capables de stocker spontanément des biomolécules (colloïdosomes). Pour la première fois, ils ont mis au point un tel système d’encapsulation dans l’eau, sans utiliser ni solvant, ni huile. Ces travaux ouvrent des perspectives pour le développement d’un nouveau type de capsules contenant des principes actifs et plus largement pour la création de cellules artificielles.

Représentation schématique d’une gouttelette d’émulsion eau/huile (gauche), l’ajout de particules (ronds jaunes) conduit à la formation d’une émulsion de Pickering (milieu), puis les particules sont reliées entre elle chimiquement (–) formant, des colloïdosomes (droite).

pour fabriquer ces colloïdosomes, directement dans l’eau, sans utiliser ni solvant ni huile. Leur approche est basée sur l’utilisation d’émulsions dites «eau-dans-eau» qui se forment notamment dans des mélanges de polymères dits «incompatibles».

Dans ce système, des gouttelettes enrichies en polymère sont dispersées dans un milieu enrichi en un autre polymère.

Les chercheurs ont montré que des particules de latex viennent à l’interface des gouttelettes, formant ainsi des émulsions de Pickering eau-dans-eau. Ils ont ensuite réussi à gélifier l’intérieur de ces gouttelettes, formant ainsi des colloïdosomes directement en phase aqueuse. L’avantage de ces systèmes est qu’ils sont connus pour «séquestrer» spontanément du matériel biologique et des principes actifs, au sein même des gouttelettes. Les chercheurs ont ainsi révélé que ces colloïdosomes peuvent en effet séquestrer spontanément des entités fluorescentes. Ces résultats ouvrent la voie à de futurs travaux sur l’encapsulation de matériel biologique et de principes actifs dans ces capsules d’un

nouveau type. Ces travaux permettront dans les prochaines années de développer des capsules de type colloïdosomes, dans la perspective de créer des cellules artificielles.

Référence Jean-Paul Douliez et al. «Preparation of swellable hydrogel-containing colloidosomes from aqueous two-phase Pickering emulsion droplets», Angewandte Chemie Intern. Ed. (2018); DOI: 10.1002/ anie.201802929 Contact Jean-Paul Douliez Unité Biologie du fruit et pathologie Dépt. Sc. Santé des plantes et environnement Centre Inra Nouvelle-Aquitaine-Bordeaux 71 Avenue Edouard Bourlaux F-33140 Villenave-d’Ornon +33 5 57 12 23 62 jean-paul.douliez@inra.fr www.inra.fr

1–2/2019

LABOR

Optische Sensoren für O2, pH, CO2 und Biomasse

Ein aussergewöhnliches Messprinzip

In industriellem Massstab ist die kontinuierliche Überwachung und Kontrolle von Kultivierungsparametern längst gängige Praxis. Gerade in diesem Bereich des Prozessmonitorings ersetzen faseroptische Sauerstoffsensoren immer mehr die üblichen Elektroden. Optische pH- und gelöste CO2-Sensoren sind hauptsächlich für Einweganwendungen und nicht invasive Messungen in physiologischen Lösungen geeignet. Auch wenn Elektroden dort weiterhin die Standardanalytik darstellen, sind diese gerade für kleinformatige Kulturgefässe oft zu gross und unhandlich. Deshalb wurde in der Vergangenheit die Überwachung kleinformatiger Kulturen oft vernachlässigt, oder musste mühsam über Probenahme oder Endpunktanalysen bewerkstelligt werden. Optische Sensoren lassen sich dagegen sehr leicht verkleinern und eröffnen ganz neue Möglichkeiten um in kleinen Massstäben oder in Einwegbehältern zu messen.

Das Messprinzip Die Vielseitigkeit optischer Sensoren beruht auf ihrem fluoreszenzbasierten Messprinzip. Ein nicht-toxischer Farbstoff, der auf den zu messenden Analyten reagiert, wird mit Licht einer bestimmten Wellenlänge angeregt und emittiert daraufhin Fluoreszenz. Dieses Fluoreszenzsignal verändert sich je nach Anzahl an vorhandenen Analytmolekülen. Die Veränderungen im Signal lassen sich mit dem entsprechenden optoelektronischen Messgerät auslesen und in Konzentrationswerte umrechnen. Um das Anregungslicht zum Sen1–2/2019

Bilder: PreSens

Seit den späten 90er-Jahren sind chemisch optische Sensoren kommerziell erhältlich und haben sich mittlerweile als Messinstrumente für Laboranwendungen etabliert. Während sie in den Anfängen hauptsächlich für Forschungszwecke eingesetzt wurden, hat kontinuierliche Weiterentwicklung dieser Technologie nach und nach hochmoderne Überwachungsgeräte für industrielle Anwendungen hervorgebracht. Das optische Messprinzip macht es möglich, diese Sensoren in verschiedensten Ausführungen und für unterschiedlichste Anwendungsbereiche – auch Einweganwendungen – herzustellen. Mit ihnen können wichtige Parameter in Echtzeit vom Mikroals auch im Makrobereich gemessen werden.

Verschiedene Ausführungen von optischen Sensoren: Microsensor in Nadelbauweise, Sensor Spots, schmale Tauchsonde, Durchflusszelle mit integriertem Sensor, Tauchsonde für In-line Messungen mit abnehmbarer Sensorkappe

sor und die entsprechende Sensorantwort zurück zum Messgerät zu übertragen, wird eine optische Faser verwendet. Der fluoreszierende Farbstoff ist in ein Polymer eingebettet und kann auf verschiedenste Materialien aufgetragen werden, so dass sich unterschiedliche Sensorausführungen herstellen lassen. Für Sensorfolien oder kleine Sensor-Spots – üblicherweise mit einem Durchmesser von 5 mm – wird der Farbstoff auf eine Polyesterunterlage aufgetragen. Das Sensormaterial kann aber auch direkt an das Ende einer optischen Faser angebracht werden, um so ultradünne Mikrosensoren für Profiling und hochauflösende Messungen zu schaffen. Auch Tauchsonden in unterschiedlichen Abmessungen sind erhältlich, bei denen die optische Faser und der Sensor in ein Stahlge-

häuse integriert sind. Diese robusten Sonden sind autoklavierbar, und können zur Überwachung in Stahlfermentern oder grossen Bioreaktoren eingesetzt werden.

Nicht-invasive Messungen in kleinen Kulturgefässen Die wohl herausragendste Eigenschaft optischer Sensoren ist die Möglichkeit, nicht invasiv zu messen. Da die Signalübertragung optisch erfolgt, kann durch transparente oder halb-transparente Materialien hindurch gemessen werden. Sensor und Auslesegerät stehen dabei in keinem direkten Kontakt. Dazu wird ein Sensor-Spot an die Innenwand eines Behälters, Kulturgefässes oder optischen Sichtfenster angebracht, wo er in Kontakt mit dem zu 11

LABOR

Sensorfolien zur zweidimensionalen Visualisierung von Gradienten in einem Multidish werden mit der entsprechenden Imaging-Kamera ausgelesen (links). Ein 9-Kanal Reader zur Überwachung von O2 & pH in Erlenmeyerkolben mittels integrierter optischer Sensoren wurde in einem Schüttler installiert (rechts).

messenden Medium ist. Selbstklebende Sensor-Spots erleichtern dabei die Inte­ gration, da sie einfach an der gewünschten Stelle wie ein Aufkleber befestigt werden können. Die optische Faser wird dann gegenüber dem Spot an die Aussenwand gehalten, und das Sensorsignal durch die Gefässwand oder das Fenster ausgelesen.

Diese Form der berührungslosen Messung macht optische Sensoren so interessant für viele Laboranwendungen, da kontinuierlich und ganz ohne Sampling oder Kontaminationsgefahr gemessen werden kann.

Optische Sensor-Spots sind so klein, dass sie Strömungsmuster und Flussgeschwindigkeit in gerührten oder geschüttelten

Kulturen nicht stören. Verschiedene, gängige Kulturgefässformate mit bereits integrierten optischen Sensoren sind kommerziell erhältlich. Diese Einweggefässe können sofort benutzt und mit kleinen Einkanal-Messgeräten oder speziellen Messsystemen, für die direkte Anwendung in Inkubatoren und Schüttlern, ausgelesen werden. Durch kabellose Datenübertragung zu einem PC können mit diesen Systemen mehrere Parameter in einer Vielzahl von Gefässen gleichzeitig überwacht werden. Die neueste Entwicklung in diesem Bereich ist ein Auslesegerät, das die Biomasse in Schüttelkolben durch Streulichtmessung bestimmt, während es gleichzeitig die Daten von integrierten op-

Eine optische Tauchsonde wird in einem Stahlbioreaktor integriert.

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tischen Sensoren im Kolben aufzeichnet.

Mikrotiterplatten, Erlenmeyer Kolben, Zellkulturflaschen oder -röhrchen, verschiedenste Formate können mit diesen Geräten überwacht werden. Sie sind ideal geeignet für Hochdurchsatz-Screenings, Medienoptimierung oder zur Untersuchung von Vorkulturen.

Optische Sensor-Spots lassen sich auch so weit verkleinern, dass sie in ein T-Stück integriert werden können, um so Durchflusszellen zur nicht invasiven Überwachung von Perfusionssystemen herzustellen. Diese Zellen können beispielsweise in Bypässe oder den Zu- und Abfluss von Perfusionsbioreaktoren integriert werden.

Spezielle Imaginggeräte in Kombination mit optischen Sensorfolien ermöglichen zudem auch die zweidimensionale Erfassung von ganzen Sensorbereichen, so dass Gradienten visualisiert und gemessen werden können, was besonders für Untersuchungen in Mikrofluidiken oder Zellkulturen interessant ist.

Mikroprofiling und hochaufgelöste Messungen Optische pH- und Sauerstoff-Mikrosensoren werden schon seit längerem in der medizinischen und biologischen Forschung eingesetzt. Mit winzigen Sensorspitzen, bis hin zu nur 50 μm Durchmesser, können genaueste Punktmessungen durchgeführt werden. Darüber hinaus haben diese Sensoren eine sehr schnelle Ansprechzeit. Die sogenannten «bare fiber» Mikrosensoren, bei denen die Faser mit Sensorspitze in kein Gehäuse eingebaut ist, können in individuell angepasste Messaufbauten oder Katheter integriert werden. Da die feine Sensorspitze sehr empfindlich ist, sind Mikrosensoren in Nadelgehäusen aber die gängigere Ausführung. Bei diesen Sensoren wird die Faser von einer Stahlkanüle geschützt, die durch ein Septum, Verpackungsmaterial oder Gewebeschichten gestochen werden kann.

Die Faser mit Sensorspitze wird dann direkt am Messpunkt ausgefahren. Seit kürzerem sind aber auch spezielle Profiling-Mikrosensoren erhältlich, die mit einer stabileren, widerstandsfähigeren Faser konstruiert sind.

Kombiniert mit Mikromanipulatoren kann man mit diesen Sensoren genauestes Mi1–2/2019

LABOR

kroprofiling in zum Beispiel gezüchtetem Gewebe oder der Tumorforschung durchgeführt werden. Da optische Sensoren den Analyten während der Messung nicht verbrauchen, sind sie ideal für die Messung in kleinsten Probevolumina geeignet.

So können schnelle Qualtitätskontrollen in Verpackungen von Pharmazeutika gemacht, oder Gradienten in kleinsten Zellkulturen und Gewebekonstrukten überwacht werden.

Überwachung in industriellen Anwendungen Optische Tauchsonden mit stabilem Stahlgehäuse benötigen um einiges weniger Wartungsaufwand als klassische Elektroden. Es muss keine Membran gereinigt oder Elektrolyt ersetzt werden. Die Sonden gibt es in verschiedenen Längen und unterschiedlichen Durchmessern und sie sind mit den meisten Ports oder Portadaptern kompatibel. Sie können autoklaviert werden und eignen sich ideal für die Anwendung in grossen Bioreaktoren oder zur In-Line-Messung in Leitungen während der Produktion. Sie können an Messgeräte mit Wandhalterung angeschlossen werden, die direkt mit der Kontrolleinheit verbunden sind, so dass eine wartungsarme, durchgängige Bioprozesskontrolle im industriellen Massstab möglich ist.

Es gibt auch optische Proben bei denen das elektro-optische Lesegerät direkt im Sondengehäuse mit eingebaut ist und die, ohne das Zwischenschalten eines externen Lesegerätes, an den Controler angeschlossen werden können. Der optische 1–2/2019

Das ideale Messgerät für jede Applikation Durch die vielen verschiedenen Sensorausführungen in Kombination mit kleinen, spezialisierten Auslesegeräten, die in jeden Messaufbau passen, sind optische Sensoren die perfekte Lösung für die Echtzeitüberwachung von Kulturen von kleinstem Massstab bis hin zu industriellen Prozessen. Im Vergleich zu Endpunktanalysen und Probenahmen ermöglichen diese Sensoren einen grossen Schritt hin zu mehr ökonomischen und Ressourcen schonenden Arbeitsabläufen.

Die durchgängige Kontrolle von lebensnotwendigen Parametern ermöglichen ganz neue Einsichten in metabolische Abläufe.

Von der Gradientenanalyse im Mikrometerbereich, über hoch parallelisierten Messungen in Screenings oder während des Hochskalierens von Bioprozessen, bis hin zu industriellen Anwendungen können die vielen Vorteile optischer Sensoren einen wichtigen Beitrag zu einem besseren Verständnis und durchgängiger Qualität leisten.

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Messung in kleinsten Volumina mit optischen Profiling-Mikrosensoren und Mikromanipulator.

Sensor, der in diesen Sonden verbaut ist, ist in eine abnehmbare Stahlkappe inte­ griert, so dass eine verbrauchte Sensorkappe einfach ausgetauscht werden kann, ohne gleich die ganze Sonde ersetzen zu müssen. Diese Kappen sind in verschiedenen, auf spezielle Anwendungen zugeschnittenen Ausführungen erhältlich, wie etwa USP-Klasse-IV-kompatible oder für Nahrungsmittelanwendungen zugelassene Sensoren. Auch für die Messung in Flüssigkeiten gibt es spezielle Sensorkappen, die eine Bildung von Luftblasen an der Sondenspitze reduzieren. Diese Vielseitigkeit macht optische Tauchsonden für viele Anwendungen in der Industrie und Forschung zu einem idealen Messwerkzeug.

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LABOR

Quantenkaskadenlaser

Medikament oder Plagiat?

Mit breitbandig abstimmbaren Quantenkaskadenlasern den «Fingerabdruck» einer Substanz zuverlässig erkennen. Die Technologie hinter der Innovation ist die Rückstreuspektroskopie. Sie macht sich zunutze, dass jede chemische Substanz einen individuellen Anteil infraroten Lichts absorbiert. «Bestrahlen wir eine Substanz mit einer entsprechenden Lichtquelle, erhalten wir eine für den Stoff charakteristische Rückstreuung», schildert Ralf Ostendorf, Leiter des Geschäftsfelds «Halbleiterlaser» am Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF in Freiburg.

Infrarotspektrum identifiziert zweifelsfrei Besonders gut eignet sich der Bereich des mittleren Infrarotspektrums (MIR), um Stoffe und Substanzen zweifelsfrei zu identifizieren. Das Licht hat hier eine Wellenlänge von drei bis zwölf Mikrometern.

Moleküle weisen in diesem Spektralbereich ein charakteristisches Absorptionsverhalten auf, was das QCL-Messsystem hervorragend nachweisen kann.

Der QCL kann in wenigen Millisekunden gezielt auf einzelne Absorptionslinien innerhalb eines sehr breiten Spektralbandes eingestellt werden, was bedeutet, dass in kürzester Zeit sehr viele Informationen zum Absorptionsverhalten einer Substanz ermittelt werden können. «Mit Hilfe der hohen spektralen Brillanz des Lasers und der schnellen Wellenlängenabstimmung sind rasch sehr exakte Rückschlüsse möglich – ähnlich eines menschlichen Fingerabdrucks», erklärt Ostendorf. Der entwickelte QCL schafft es somit, selbst kleinste Mengen einer bestimmten Substanz in Echtzeit nachzu14

Bild: Fraunhofer IAF

Hält man zwei Medikamente in Händen, so ist eines von beiden ein Plagiat, das andere ist das Original. Beide sind optisch identisch. Lassen sich die beiden Präparate trotzdem unterscheiden? Die Antwort lautet: Ja. Am Fraunhofer IAF arbeiten Experten an einem Quantenkaskadenlaser (QCL), der Medikamente in Bruchteilen einer Sekunde exakt identifizieren kann.

Miniaturisierter, breitbandig spektral abstimmbarer Quantenkaskadenlaser mit Emissionswellenlängen im mittleren Infrarot-Bereich und hoher Scanfrequenz bis zu 1 kHz.

weisen, was eine deutliche Verbesserung im Vergleich zu bisherigen Systemen darstellt.

Ein mobiles Messsystem für die Inline-Prozesskontrolle Die präzisen Quantenkaskadenlaser entwickeln Forschende des Fraunhofer IAF gemeinsam mit Kollegen des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden. Das Fraunhofer IAF arbeitet dabei an der Weiterentwicklung der Laserchips, das Fraunhofer IPMS ist für das miniaturisierte optische Beugungsgitter der Laser verantwortlich. Durch die Drehung dieses Gitters kann die Wellenlänge beim «Beleuchten» der Substanzen kontinuierlich abgestimmt werden.

Laser für die Pharmabranche Derzeit macht das Projektteam die Laser fit für den Einsatz in der Pharmabranche: Im Labor haben die Forschenden mit ihrer

Methode bereits zuverlässig die Wirkstoffe von Alltagspillen für Kopfweh und Fieber ermittelt. In Zukunft soll die Technologie in der Massenproduktion von Arzneimitteln als Echtzeitkontrolle eingesetzt werden.

Schon im Produktionsprozess sollen Präparate aussortiert werden können. «Es lassen sich nicht nur rasch fehlerhafte Margen aussortieren, sondern auch Medikamentenplagiate zuverlässig aufspüren. Die aufwändige und teure händische Kontrolle im Labor wäre obsolet», fasst Ostendorf den Mehrwert zusammen.

Die Ursprünge des Verfahrens liegen in dem Bereich der Sicherheitstechnik: Im EU-Projekt «CHEQUERS» entwickelt das Fraunhofer IAF beispielsweise einen tragbaren auf Quantenkaskadenlasern basierenden Detektor, der explosive oder toxi­ sche Substanzen berührungslos aus sicherer Entfernung erkennen kann. Aktuell suchen die Freiburger Forschenden Industriepartner, um ihren Ansatz weiterzuentwickeln. «Erste Gespräche haben bereits stattgefunden. Im nächsten Schritt wollen wir mit unserer Sensorik auch einzelne Substanzen einer Wirkstoffmischung quantifizieren», skizziert Ostendorf zukünftige Herausforderungen.

Kontakt Dr. Anne-Julie Maurer Leitung Marketing und Kommunikation Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik Tullastrasse 72 D-79108 Freiburg im Br. +49 761 5159 282 info@iaf.fraunhofer.de www.iaf.fraunhofer.de

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MEDIZIN

Immunsystem

Fresszellen fasten in gesundem Gewebe

Fabio Bergamin Makrophagen sind ein Typ von weissen Blutzellen. In unserem Körper stehen sie unter anderem als «Fresszellen» im Einsatz: Sie spüren bakterielle Krankheitserreger auf, verleiben diese ein und setzen eine Entzündungsreaktion in Gang, welche den Infektionsherd bekämpft. Reguliert werden die Makrophagen von Botenstoffen und anderen biochemischen Substanzen. Diese Moleküle sorgen dafür, dass die Makrophagen bei Bedarf ihre Aktivität hochfahren und nach getaner Arbeit wieder herunter.

Viola Vogel, Professorin am Departement Gesundheitswissenschaften und Technologie, und ihr Postdoktorand Nikhil Jain haben nun einen neuen Weg entdeckt, wie die entzündungsfördernden Makrophagen reguliert werden: über räumliche Information. Wenn Makrophagen im Gewebe zwischen anderen Zellen sitzen und von diesen eingeengt werden ist ihre Aktivität gedämpft, und zwar selbst dann, wenn hochregulierende Botenstoffe vorhanden sind.

Keine unnötigen Entzündungsreaktionen «Makrophagen zirkulieren nicht nur im Blut, sondern sitzen auch in allen möglichen Geweben. Quasi als Wächter warten sie dort, bis sie gebraucht werden», erklärt Vogel. Für den Körper sei es sehr wichtig, dass sich Makrophagen in intaktem Gewebe ruhig verhalten, andernfalls käme es zu unnötigen Entzündungsreaktionen. «Erst wo Gewebe geschädigt wird, müssen Makrophagen aktiv werden.» Was die entzündungsfördernde Reaktion der Makrophagen in gesundem Gewebe dämpft, habe man bisher nicht voll verstanden.

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Dass diese Fresszellen nicht nur biochemisch, sondern auch mechanisch reguliert werden, schliessen die ETH-Wissenschaftler aus Zellkulturexperimenten im Labor.

Sie verwendeten dazu unter anderem spezielle Zellkulturschalen mit porenähnlichen Vertiefungen, in denen die Zellen einzeln eingesperrt wurden.

Diese Experimente erlaubten es den Forschern auch, den dahinterliegenden molekularen Mechanismus zu entschlüsseln.

Die Funktion eines Makrophagen ist nämlich an seine Grösse gekoppelt: Wird seine Funktion hochreguliert, wächst er, indem sein Zellskelett erweitert wird. Dies setzt Faktoren frei, welche die Aktivität der Gene beeinflussen. Wird der Makrophage hingegen von aussen eingeengt, kann er nicht wachsen.

Krankheiten verstehen und Implantate verbessern Die neue Erkenntnis, dass räumliche Faktoren die Aktivierung von Makrophagen steuern, hat Auswirkungen auf das Verständnis verschiedener Krankheiten. «Es gibt eine Reihe von Leiden, die dadurch verursacht werden, dass der Körper Makrophagen ungenügend unter Kontrolle hält und diese Zellen entzündungsfördernde Botenstoffe produzieren», erklärt Vogel. Zu diesen Krankheiten gehörten Rheuma, Arteriosklerose, Fettleibigkeit, Krebs und einige Autoimmunerkrankungen.

Ausserdem führe die Erkenntnis zu neuen Ideen, wie die Oberflächen von Implantaten strukturiert werden könnten, um Entzündungen zu reduzieren, sagt Vogel.

«Wir zeigen, dass die Oberflächenstruktur eines Materials die Reaktion von Makrophagen beeinflusst.» Nun könne man zum Beispiel der Frage nachgehen, ob bei

Bild: ETH Zürich / Nikhil Jain und Isabel Gerber

ETH-Wissenschaftler zeigten, dass die Fresszellen des Immunsystems nicht nur biochemisch, sondern auch mechanisch reguliert werden. Dies könnte erklären, warum die Zellen in gesundem Körpergewebe weniger aktiv sind.

Ein Makrophage in einer Pore mit 20 Mikrometer Durchmesser (elektronenmikroskopische Aufnahme).

Implantaten mit porösen Oberflächen deshalb weniger Narbengewebe gebildet wird, wozu es bereits erste Hinweise gebe.

Originalpublikation Jain N., Vogel V., «Spatial confinement downsized the inflammatory response of macrophages», Nature Materials (2018); DOI: 10.1038/s41563-018-0190-6

Kontakt ETH Zürich Hochschulkommunikation Rämistrasse 101 CH-8092 Zürich +41 44 632 42 44 news@hk.ethz.ch www.ethz.ch/news

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MEDIZIN

Osteoporosemedikamente

Kontrolle der Kalziumfreisetzung Forschende der Universität Zürich haben die dreidimensionale Struktur eines Rezeptors aufgeklärt, der die Freisetzung von Kalzium aus den Knochen kontrolliert. Der Rezeptor ist damit eines der wichtigsten Ziele für neue Medikamente, um Osteoporose zu behandeln. Dank dem nun bekannten Bauplan können Medikamente designt werden, die vielleicht sogar helfen, Knochen wieder aufzubauen.

Enorm schwierig zu untersuchender Rezeptor Andreas Plückthun, Professor am Biochemischen Institut der Universität Zürich (UZH), und seinem Team ist es gelungen, die dreidimensionale Struktur des PTH-1-Rezeptors bestimmen. Die im atomaren Detail aufgeklärte Struktur dient nun als Bauplan, um neue Medikamente zu entwickeln. Solche rezeptorbindenden Substanzen könnten die Osteoporose verlangsamen und vielleicht teilweise sogar wieder rückgängig machen. Die Strukturbestimmung war enorm schwierig, da die Zellen nur sehr geringe Mengen des Rezeptors herstellen, der zudem sehr instabil

Bild: Fotolia

In der Schweiz sind rund 400 000 Personen von Osteoporose betroffen, zumeist Frauen nach den Wechseljahren. Es ist eine stille Krankheit, denn der Knochenabbau geschieht langsam und schleichend über viele Jahre ohne merkliche Symptome. Kalzium wird vom Körper langsam aus den Knochen herausgelöst, die dann spröde werden und schliesslich brechen. Der Körper kontrolliert diesen Prozess durch ein Hormon, das Parathormon (PTH), und ein nahe verwandtes Peptid – ein Proteinfragment. Diese binden an den PTH-1-Rezeptor, der dem Körper mitteilt, entweder Kalzium aus dem Knochen herauszulösen oder neuen Knochen aufzubauen.

Von der Osteoporose sind zumeist Frauen nach den Wechseljahren betroffen. Der Kno­ chenabbau geschieht schleichend über viele Jahre hinweg.

ist. «Die Methoden der gerichteten Evolution und des Protein Engineering, die wir über die letzten Jahre entwickelt haben, waren absolut entscheidend dafür», erklärt Plückthun.

Nachteile der aktuellen Osteoporose-Behandlung Substanzen, die wie das natürliche Hormon und das verwandte Peptid aussehen, zählen zu den wirksamsten verfügbaren

Behandlungsmethoden der schweren Osteoporose. «Doch diese sind extrem teuer und müssen täglich in den Oberschenkel oder Bauch gespritzt werden. Zudem hat die Therapie grosse Nebenwirkungen», sagt Christoph Klenk, Mitautor der Studie. Die Wissenschaftler sind überzeugt, dass mit den neu gewonnenen Erkenntnissen über den Mechanismus dieses Rezeptors nun Medikamente entwickelt werden können ohne diese Nachteile. Der Rezeptor sei wie ein Schloss,

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MEDIZIN

plan, dargestellt auf dem Computer-Bildschirm, haben wir jetzt einen beispiellosen Einblick, wie das Schloss eigentlich funktioniert.»

Bild: UZH

Relevant für eine ganze Klasse von Rezeptoren

Struktur des PTH-1-Rezeptors: Er besteht aus einem extrazellulären Teil (violett) und ei­ nem Teil, der in der Zellmembran sitzt (grün). Das Parathormon (orange) aktiviert den Rezeptor.

und die Peptide seien die Schlüssel, die es drehen, beschreibt Plückthun. «Mit dem atomaren dreidimensionalen Bau-

Der PTH-1-Rezeptor gehört zur Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren. Dazu gehören insbesondere Rezeptoren, die andere Hormone binden – wie etwa jene, die Diabetes kontrollieren. Die Arbeiten der UZH-Forschenden bringen auch Licht in die Funktionsweise der ganzen Rezeptorfamilie. Denn so detailliert wie der PTH-1-Rezeptor wurde noch keiner dieser Rezeptoren entschlüsselt. Dadurch konnten die Wissenschaftler sowohl Ähnlichkeiten wie auch Besonderheiten im Vergleich zu den anderen Klasse-B-Rezeptoren beschreiben. «Mit dem Bauplan des Schlosses haben wir zwar noch keinen Schlüssel in der Hand. Aber nun ist es möglich,

einen solchen zu bauen», sagt Andreas Plückthun.

Originalpublikation Janosch Ehrenmann, Jendrik Schöppe, Christoph Klenk, Mathieu Rappas, Lutz Kummer, Andrew S. Doré, Andreas Plück­ thun, «High-resolution crystal structure of parathyroid hormone 1 receptor in complex with a peptide agonist», Nature Structural and Molecular Biology (2018); DOI: 10.1038/s41594-018-0151-4

Kontakt Prof. Dr. Andreas Plückthun Biochemisches Institut Universität Zürich Rämistrasse 71 CH-8006 Zürich +41 44 635 55 70 plueckthun@bioc.uzh.ch www.uzh.ch

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ERNÄHRUNG

Backqualität schneller vorhersagbar

Mehlschnelltest weiterentwickelt Die Ergebnisse einer Vergleichsstudie des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München erlauben es erstmals, die Backqualität von Dinkel-, Emmer- und Einkorn-Vollkornmehl schnell und verlässlich vorherzusagen. Die neuen Resultate könnten zukünftig dazu beitragen, zeitraubende und aufwendige Voruntersuchungen im Labor zu ersetzen.

Dr. Gisela Olias ¹

Bild: C. Schranner/Leibniz-LSB@TUM

Gluten ist der Oberbegriff für ein Gemisch aus verschiedenen Speichereiweissen, die natürlicherweise im Korn und damit auch im Mehl von modernem Weizen, aber auch ursprünglichen Weizenarten wie Dinkel, Emmer und Einkorn enthalten sind.

Vielen ist Gluten im Zusammenhang mit der Darmerkrankung Zöliakie bekannt. Bedeutend weniger Menschen wissen jedoch, dass der Glutengehalt insgesamt ebenso wie die Zusammensetzung des Glutens massgeblich die Backeigenschaften von Mehlen bestimmen.

Gluten bestimmt die Backeigenschaften Das Gluten moderner Weizenarten verleiht dem Mehl eine hohe Wasseraufnahmefähigkeit und dem Teig Gashaltevermögen, Viskosität sowie Elastizität. Übliches Weizenmehl verfügt daher über sehr gute Backeigenschaften. «Mehle von Dinkel, Emmer und Einkorn enthalten zwar etwas mehr Gluten als herkömmliches Weizenmehl. Das Gluten ist jedoch anders zusammengesetzt. Die Folge ist, dass diese Mehle meist schlechtere Backeigenschaften besitzen», erklärt Sabrina Geisslitz vom Leibniz-Instituts für Lebensmittel-­ Systembiologie an der Technischen Universität München (Leibniz-LSB).

Aus solchen Mehlen hergestellte Brote seien in ihrer Struktur deutlich kompakter, krümeliger und weniger voluminös als Weizenbrot. Um dennoch die besten Back­ ¹ Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Leibniz-Institut für LebensmittelSystembiologie an der Technischen Universität München

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Minibackstrasse im Backlabor des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie.

ergebnisse zu erzielen, sei es laut Expertin wichtig, die Getreidemehle vorab auf ihre Backqualität zu testen und die geeignetsten auszuwählen. Denn nicht nur die Getreideart, sondern auch die Getreidesorte und die Anbaubedingungen beeinflussen die Glutenqualität.

Da moderne Weizenarten aufgrund ihrer hohen Erträge weltweitweit sehr verbreitet sind, gibt es für deren Mehle bereits standardisierte Schnelltests. Diese bestimmen die Backqualität, indem sie das Aggregationsverhalten des im Mehl enthaltenen Glutens innerhalb weniger Minuten messen. Um die Backqualität von Dinkel-, Emmer- und Einkorn-Mehlen zu ermitteln, sind jedoch immer noch zeitaufwändige

Backtests im Labor notwendig. Sie erfordern zudem erfahrenes Fachpersonal sowie grössere Probenmengen.

40 Getreidesorten im Vergleich Um Abhilfe für das Problem zu schaffen, hat ein Team des Leibniz-LSB erstmals ein Schnelltestverfahren für Dinkel-, Emmerund Einkorn-Vollkornmehle standardisiert.

Hierzu untersuchten die Forschenden die Mehle von jeweils acht verschiedenen Weizen-, Hartweizen-, Dinkel-, Emmer- und Einkornsorten, die unter den gleichen geografischen und klimatischen Bedingungen gewachsen waren. Mit Hilfe unterschiedli1–2/2019

ERNÄHRUNG

cher Analysemethoden ermittelten sie die Werte zum Eiweissgehalt, zur Zusammensetzung und zum Aggregationsverhalten von Gluten und setzten die Daten in Beziehung zu den Teig- sowie den Backeigenschaften der unterschiedlichen Mehle.

«Aufgrund der genormten Anbaubedingungen, haben wir erstmals verlässliche Vergleichsdaten für die verschiedenen Weizenarten erheben können», sagt Katharina Scherf, Arbeitsgruppenleiterin am Leibniz-LSB. Nur so sei es möglich gewesen, einen bereits existierenden Mehlschnelltest so zu optimieren, dass er die Backqualität von Mehlen ursprünglicher Weizenarten präzise vorhersage.

Scherf ist zuversichtlich, dass die Studien­ ergebnisse künftig in der Praxis Anwendung finden. Denn optimierte Schnelltests trügen schon heute wesentlich dazu bei, die Arbeit von Bäckern zu erleichtern. Zudem seien schmackhafte und bekömmliche Vollkornprodukte aus Dinkel, Emmer und Einkorn von vielen Menschen aus gesundheitlichen Gründen zunehmend gefragt.

Originalpublikation S. Geisslitz, H. Wieser, K. A. Scherf, P. Koehler, «Gluten protein composition and aggregation properties as predictors for bread volume of common wheat, spelt,

durum wheat, emmer and einkorn», Journal Cereal Science (2018); DOI: 10.1016/j. jcs.2018.08.012 Kontakt Dr. Katharina Scherf AG Functional Biopolymer Chemistry Leibniz-Institut für Lebensmittel-Systembiologie Technischen Universität München Lise-Meitner-Strasse 34 D-85354 Freising +49 8161 71 2927 k.scherf.leibniz-lsb@tum.de www.tum.de

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NEWS

E RZE – IN KÜRZ Ü K N I – E Z R Ü K IN KÜRZE – IN

n Clariant gab die Unterzeich­ nung einer Absichtserklärung mit Saudi Kayan bekannt, einer saudischen Aktiengesellschaft, die auf dem Gebiet der Che­ mikalien, Polymere und Spe­ zialitäten führend ist. Gemäss dieser Absichtserklärung haben sich beide Parteien darauf ge­ einigt, die Gründung eines Joint Venture zur Erstellung ei­ nes Produktionsbetriebs für Al­ koxylate, nachgelagerte Pro­ dukte von Ethylenoxid, zu prü­ fen. www.clariant.com n Der Weltmarktführer Lauda Dr. R. Wobser GmbH Co. KG stärkt mit der Akquisition der GFL Gesellschaft für Labor­ technik mbH seine Kompe­ tenz im Bereich Labortempe­ rierung und Labortechnik, wie die Firma ende 2018 bekannt gab. Für den Weltmarktführer aus Lauda-Königshofen ist dies insgesamt bereits die dritte Übernahme. www.lauda.de n SikaAxson wird nun zu Sika Advanced Resins: Drei Jahre nach der Übernahme wurde der Geschäftsbereich in Sika Advanced Resins umbenannt, um die weitere Integration in die Sika Gruppe zu vollenden.

Der Name Sika Advanced Res­ ins verdeutlicht das Bestreben des Geschäftsbereichs die Sy­ nergieeffekte, die sich durch die Sika Gruppe ergeben, zu

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Team des ETH-Bereichs hatte sich um ein solches Stipendi­ um beworben. Ende 2018 er­ hielten Gabriel Aeppli vom Paul Scherrer Institut PSI, Henrik Rønnow von der ETH Lau­ s anne EPFL und Nicola n Zum Jahreswechsel 2018/­ Spaldin von der ETH Zürich 2019 eröffnet die Triplan AG sowie ihr Kollege Alexander als Gewerke- und Gesamt­ Balatsky von Nordita, Univer­ planer verfahrenstechnischer sität Stockholm, den von der Anlagen ein neues Büro in EU unterzeichneten Vertrag, Hamburg. Von hier aus sollen der die ausserordentlich hohe schwerpunktmässig verfah­ Fördersumme von 14 Millio­ renstechnische Projekte aus nen Euro bestätigt. Mit dieser den Branchen Chemie, Petro­ Finanzierung werden sie ihr chemie und Life-Science so­ Fachwissen bündeln, um ins wie branchenübergreifend für Innerste der Materie zu bli­ Lager- und Umschlaganlagen cken. abgewickelt werden. www.psi.ch www.triplanag.ch n Die Schweiz kann in der n Die Exyte AG, ein Welt­ Umweltpolitik beachtliche Er­ marktführer in der Planung, folge vorweisen und dies nicht Entwicklung und Bau von zuletzt dank technischer Mass­ High-Tech-Fabriken und Anla­ nahmen und gesetzlicher Vor­ gen, erzielte in den ersten gaben. So sind etwa die Ge­ neun Monaten 2018 einen wässer und die Luft in der Umsatz von 2,6 Mrd. Euros – Schweiz sauberer geworden. plus 81 Prozent gegenüber Dennoch steht die Umwelt der vergleichbaren Vorjahres­ nach wie vor unter Druck. Kon­ periode. Das Unternehmen sum und Produktion im Inland hat damit bereits in den ers­ beanspruchen die Ressourcen ten drei Quartalen des Ge­ insbesondere im Ausland zu schäftsjahres 2018 mehr Um­ stark. So lautet das Fazit des satz generiert als im Gesamt­ Berichts «Umwelt Schweiz geschäftsjahr 2017.

2018», den der Bundesrat am www.exyte.net 30. November 2018 gutge­ heissen hat. n Ein ERC-Grant ist die re­ www.bafu.admin.ch nommierteste Auszeichnung für herausragende europäi­ n Die ETH Zürich erlebte sche Forschungsprojekte. Ein 2018 ein neues Hoch bei den nutzen. Die Sika Gruppe ist ein global tätiges Unterneh­ men der Spezialitätenchemie, das die Bau- sowie die Ferti­ gungsindustrie beliefert. www.sika.com

Spin-off-Gründungen: Insge­ samt 27 Gründerteams wag­ ten den Schritt in die Selbst­ ständigkeit. Während in den Nullerjahren an der ETH im Schnitt pro Jahr 13 Spin-offs gegründet wurden, waren es in den Zehnerjahren bis anhin rund 24. Für Detlef Günther, Vizepräsident Forschung und Wirtschaftsbeziehungen, ist der sukzessive Anstieg der Unternehmensgründungen in den letzten zwei Jahrzehnten der beste Beweis dafür, dass sich die hochschulinternen Förderanstrengungen auszah­ len. www.ethz.ch n Continental, Technologieun­ ternehmen und Hersteller von Premiumreifen eröffnete Ende 2018 ein Forschungs- und Versuchslabor in Anklam, Mecklenburg-Vorpommern.

Im Gebäude auf dem 30 000 m² grossen Areal soll künftig der Anbau und die Verarbeitung von russischem Löwenzahn als alternative Rohstoffquelle zum Kaut­ schukbaum in den Tropen er­ forscht werden. Der Reifen­ hersteller plant, bei positiven Versuchsergebnissen den Rohstoff binnen zehn Jahren in der Serienproduktion einzu­ setzen, um einen wachsen­ den Teil seines Naturkaut­ schukbedarfs aus der Löwen­ zahnpflanze zu gewinnen. www.continental-reifen.ch

1–2/2019

NEWS Wir wissen, wie wichtig es ist, in sich ständig verändernden Märkten seine Unternehmensprozesse nachhaltig zu verbessern.

Bild: SNF, S. Nowacki

Latsis-Preis 2018 an Andrea Ablasser verliehen

Die Immunologin Andrea Ablasser erhält den mit 100 000 Franken dotierten Nationalen LatsisPreis 2018.

Die Medizinerin Andrea Ablas­ ser untersucht, wie sich Zellen gegen Angriffe von Viren und Bakterien zur Wehr setzen. Für ihre herausragende Forschungs­ arbeit zur angeborenen Immu­ nität wird die EPFL-Professorin mit dem Nationalen Latsis-Preis 2018 ausgezeichnet.

Im Gegensatz zur gezielten, aber langsamen Produktion von Antikörpern gegen be­ stimmte Krankheitserreger bei der erworbenen Immunität, reagiert die angeborene Im­ munität sofort. Hierbei spürt die Zelle mit Hilfe spezieller Sensoren, ob sich DNA oder RNA am falschen Ort befindet.

Da dies ein Hinweis auf eine Vireninfektion ist, löst der Sen­ sor da­ raufhin eine generelle antivirale Abwehrreaktion aus.

Ablasser erforscht, wie diese angeborene Immunantwort gesteuert wird, und ist dabei zuletzt auf einen vielverspre­ chenden therapeutischen An­ satz gestossen. Für ihre bahn­ brechende Forschung verleiht ihr der Schweizerische Natio­ nalfonds im Auftrag der Latsis-Stiftung den Nationalen Latsis-Preis 2018.

Im Fokus von Ablassers For­ schung steht der sogenannte cGAS/STING-Signalweg, der 1–2/2019

erst vor zehn Jahren entdeckt wurde. Dieser Signalweg, der durch die Anwesenheit von DNA ausserhalb des Zellkerns angestossen wird, kurbelt vor allem die Produktion von Ent­ zündungssignalen an, die wie­ derum verschiedene Immun­ zellen zur Bekämpfung von Vi­ ren aktiviert. Der Signalweg ist ebenfalls Bestandteil einer na­ türlichen Abwehr von Tumor­ zellen.

Seit ihrem Ruf an die EPFL un­ tersucht Ablasser vor allem, was passiert, wenn der cGAS/ STING-Signalweg fälschlicher­ weise aktiviert wird und so zu gesundheitlichen Beeinträchti­ gungen führt. Dies geschieht immer dann, wenn körper­ eigene DNA durch Stress, Zell­ alterung oder Krankheit aus dem Zellkern entweicht und der DNA-Sensor irrtümlich da­ rauf anspringt. «Das For­ schungsfeld hat sich auch deshalb so schnell entwickelt, weil es klinisch sehr wichtig ist», so Ablasser. Sie erforscht mit ihren Experimenten, wie eine solche Fehlleistung des cGAS/STING-Signalwegs eine Vielzahl von Erkrankungen wie chronische Entzündungen, Au­ toimmunkrankheiten und neu­ rodegenerative Krankheiten auslösen kann.

Ablasser sagt, für sie sei es ein Privileg an einem Ort wie Lau­ sanne forschen zu dürfen.

Dort in der Nähe, in einem kleinen Dorf, lebt sie mit ih­ rem Verlobten, dem Physik­ professor und Latsis-Preisträ­ ger 2014 Tobias Kippenberg.

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NEWS

Empa-Forscherin erhält «Swiss Aerosol Award 2018»

Bild: Empa

17-mal mehr krebsauslösende Stoffe als jene moderner Die­ sel-Fahrzeuge.

GDI-Motoren – direkt-einsprit­ zende Benzinmotoren (von engl. «gasoline-direct injecti­ on») – sind weltweit auf dem Vormarsch; allein in Europa sollen bis 2020 rund 50 Millio­ nen derartiger Autos unter­ wegs sein. Ihren Erfolg ver­ dankt die Technologie einer deutlich erhöhten Motorenleis­ tung selbst bei Motoren mit geringem Hub­raum. Die dies­ jährige Preisträgerin des «Swiss Aerosol Award», Maria Muñoz von der Empa, hat im Rahmen des GASOMEP-Projekts, gelei­ tet von Empa-Forscher Nor­

Norbert Heeb und Maria Muñoz in ihrem Labor an der Empa.

Der diesjährige «Swiss Aerosol Award» geht an die Empa-For­ scherin Maria Muñoz für ihre Untersuchungen zum Emissi­ onsverhalten von Benzindirekt­

einspritzern. Die Ergebnisse sind alarmierend: Die Abgase der untersuchten Fahrzeuge, die weltweit auf dem Vor­ marsch sind, enthalten bis zu

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Quelle: Rainer Klose, Empa

Ordentliche Professorin Vanessa Wood

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bert Heeb, zusammen mit ei­ nem Team von Wissenschaft­ lern und Ingenieuren aus Industrie und Forschung die Emissionen von GDI-Motoren untersucht. Zum Vergleich wurde ein Dieselfahrzeug mit modernster Partikelfiltertech­ nologie untersucht. Die Ergeb­ nisse der Studie sind alarmie­ rend: Sämtliche geprüften GDI-Fahrzeuge – sie stamm­ ten aus den Baujahren 2001 bis 2016 – stiessen genotoxis­ che Abgase aus. Das Krebspo­ tenzial dieser Abgase lag bis zu 17-mal höher als beim un­ tersuchten Dieselfahrzeug.

Prof. Dr. Vanessa Wood (*1983), zurzeit ausserordent­ liche Professorin an der ETH Zürich, zur ordentlichen Pro­ fessorin für Materialien und Komponenten. Vanessa Wood ist eine weltweit hoch angese­ hene Wissenschafterin und

hat bereits zahlreiche interna­ tionale Preise und Auszeich­ nungen erhalten und erfolg­ reich Grants eingeworben wie etwa einen ERC Starting Grant. Ihr Forschungsgebiet passt hervorragend in die Strategie der ETH Zürich. Ei­ nerseits arbeitet sie daran, kommerziell verfügbare Tech­ nologien zur Energiespeiche­ rung zu verbessern. Ander­ seits nutzt Vanessa Wood ex­ perimentelle und rechnerische Ansätze, um den Einfluss der Struktur vom atomaren bis zum makroskopischen Mass­ stab auf die Materialeigen­ schaften und die Funktionali­ tät der Endgeräte zu verste­ hen. Ihre Beförderung stärkt das Engagement der ETH Zü­ rich im strategisch wichtigen Gebiet der Elektronik und Photonik. www.ethz.ch 1–2/2019

VER ANSTALTUNGEN

Valve World Expo 2018 in Düsseldorf

Internationaler Industriearmaturengipfel

Das Angebot der Valve World Expo 2018 richtete sich hauptsächlich an Fachleute aus der Chemieindustrie, Lebensmittelindustrie, dem Wasser- und Abwassermanagement, Automotive und Maschinenbau, der Pharmazie- und Medizintechnik sowie Öl- und Gasindustrie, der Petrochemie, Marine- und Offshore-Industrie, der Kraftwerkstechnik.

11 800 qualifizierte Fachbesucher aus 86 Ländern besuchten die Fachmesse, davon über 70 Prozent Führungskräfte und Entscheider. Rund 75 Prozent der Messegäste kamen aus dem Ausland, was die hohe Internationalität der Fachmesse erneut bestätigte.

Die Messebesucher, überwiegend Nutzer von Armaturen sowie Armaturenhersteller und Händler, vergaben Top-Noten für das Messeangebot. Sie interessierten sich primär für Armaturen (78 %), gefolgt von Stellantrieben und Stellungsreglern (42 %), Armaturenkomponenten und -teilen (40 %) und Kompressoren (7 %). Rund 20 Prozent der Messebesucher zog es aus­ serdem zu den Herstellern von Pumpen.

Weltweit steigende Investitionen innerhalb der Öl- und Gasindustrie und der Petround Kunststoffchemie sorgen für steigende Branchenumsätze. Besonders viele deutsche Produzenten und Händler profitieren von zunehmenden Exporten in die Top-Absatzmärkte USA und China. Starke Investitionen in Deutschland und ein gutes europäisches Absatzgeschäft bescheren der Industriearmaturenindustrie zusätzlichen Aufschwung.

Diese positiven Voraussetzungen spiegelten sich auch auf der Valve World Expo wider.

650 Aussteller aus 40 Ländern zeigten in die Messehallen 3 bis 5 neueste Technologien, Komponenten und Systeme bei Ventilen und Industriearmaturen sowie Pumpen auf 18 000 Quadratmetern Ausstellungsfläche.

1–2/2019

Bilder: Messe Düsseldor f / ctillmann

Nutzer von Armaturen, Armaturenhersteller, Entwickler, Dienstleister und Armaturenhändler blicken auf drei erfolgreiche Messetage voller Hightech-Innovationen zurück: Zum fünften Mal fand die Weltleitmesse Valve World Expo mit begleitender Konferenz letzten November 2018 in den Düsseldorfer Messehallen statt, wie der Rückblick zeigt.

Mit 650 Ausstellern aus 40 Ländern findet die Nr. 1 Messe für Industriearmaturen, die VALVE WORLD EXPO, bereits zum fünften Mal auf dem Düsseldorfer Messegelände statt.

Die nächste Valve World Expo findet vom 1. bis 3. Dezember 2020 in Düsseldorf statt.

Dabei sorgte die Integration der interna­ tionalen Valve World Conference in das Messegeschehen der Halle 4 nicht nur für kurze Wege, sondern auch für eine dichte inhaltliche Verzahnung von Theorie und Praxis.

«Von der metergrossen Armatur für die Chemieindustrie, ganz unterschiedlichen Kugelhahnmodellen für die Bereiche Ölund Gas bis hin zum kleinsten Ventil, bildete die Düsseldorfer Weltleitmesse wieder die gesamte Palette der Industriearmaturen- und Ventile ab», freute sich Wolfram

N. Diener, Geschäftsführer der Messe Düsseldorf, nach drei erfolgreichen Messetagen. Er blickt ausserdem positiv ins Jahr 2019 – dann findet die Valve World Expo in China und den USA statt.

So fand auch ein reger Austausch zwischen den rund 400 Delegierten der Konferenz und den ausstellenden Unternehmen in den Hallen statt. Durchgeführt wurde die Konferenz erneut von KCI Pu­ blishing aus den Niederlanden. Seminare, Workshops und Vorträge befassten sich mit zukunftsweisenden Themen rund um Materialauswahl, aktuellen Verfahren und Technologien in der Ventilherstellung und neuen Energieformen.

Neue Kunden treffen, bestehende Geschäftskontakte ausbauen, das internationale Vertriebsnetzwerk stärken, sowie die Exportchancen erhöhen – dass waren die Erwartungen, die die Valve World Expo auch 2018 wieder erfüllte.

Die nächste Valve World Expo findet vom 1. bis 3. Dezember 2020 mit begleitender Konferenz auf dem Düsseldorfer Messegelände statt. www.valveworldexpo.de 23

Bild: MCH

INTERVIEW

Messeleiter Michael Bonenberger erwartet, dass die Besucher während der Ilmac 2019 ebenso zahlreich wie während der Ilmac 2016 sein werden.

Ilmac 2019 und MUT 2019 in Basel

Plattformen für Aussteller und Besucher Vom 24. bis 27. September dieses Jahres wird in Basel die 21. Ilmac, Schweizer Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie, stattfinden. Im Interview vermittelt Messeleiter Michael Bonenberger Wissenswertes zum etablierten Treffpunkt der Schweizer Chemie-, Pharma- und Biotechbranche. Erstmals wird zudem die Umwelttechnikmesse MUT 2019 durchgeführt werden.

Kurt Hermann Die Ilmac wurde 1959 erstmals durchgeführt. Was heisst eigentlich «Ilmac» und was hat sich in den letzten 60 Jahren Wesentliches an der Messe geändert?

Ilmac ist heute eine Marke und hiess einmal Internationale Fachmesse für Labroatoriums- und Verfahrenstechnik, Messtechnik und Automation in der Chemie. Die Fachmesse hat eine bewegte Geschichte wie auch die Schweizer Chemieindustrie.

In den 60 Jahren ist viel passiert, aber die grösste Veränderung ist sicherlich der Trend weg von der Massenproduktion zur kundenspezifischen Lösung bis hin zur Losgrösse eins.

Wie hat die Digitalisierung die Entwicklung der Messewelt beeinflusst?

Früher waren Messen die einzigen Möglichkeiten, sich zu informieren. Ende der neunziger Jahre ist dann alles umgeschwenkt auf die digitale Welt, Online wurde als Allheilmittel gesehen. Unterdessen hat man erkannt, dass die digitale Welt trotzdem den analogen Treffpunkt braucht. Wir Menschen sind nicht digital.

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Die Geschäfte werden zwischen Menschen gemacht.

Die Veranstalterin der Ilmac, die MCH Messe Schweiz (Basel) AG, hat in den letzten Monaten reichlich für negative Schlagzeilen gesorgt. Hat dies Konsequenzen für die Ilmac und auch andere Basler Fachmessen?

Die MCH-Gruppe ist im Umbruch. Aber in diesem Umbruch zeigt sich auch die Stärke der Fachmessen und der fachspezifischen Publikumsmessen. Das sind diejenigen Messen, die sehr gut funktio­nieren, für die Aussteller und auch für die Besucher.

Lassen Sie uns auf die Ilmac zurückkommen. Was sind Ihre Prognosen bezüglich der Veranstaltung im September?

Ich erwarte rund 450 Aussteller sowie 12 000 Besucher wie an der Ilmac 2016.

Ich gehe davon aus, dass einzelne Stände kleiner werden, dass man näher zusammenrücken wird. Dies, weil heutzutage nicht unbedingt wie früher die Produktpräsentation im Vordergrund steht, sondern die Firmenpräsentation,

das Image und das Netzwerken. Wenn neue Produkte präsentiert werden, geschieht dies eher zufällig.

Wie ist der Anmeldungsstand?

Aktuell haben wir bereits mehr als 200 Anmeldungen. Mit diesem Stand sind wir sehr zufrieden.

Welche Änderungen können die Besucher erwarten?

Es wird nicht viele Änderungen geben, weil das Konzept von 2016 mit der Vermischung der Prozess- und Labortechnologie gut gegriffen hat. Wir werden aber nur noch einen Forumsbereich haben; die wissenschaftlichen Vorträge und die Fachvor träge der Aussteller werden an einem Ort stattfinden, damit die Besucher alle Referate anhören können.

Nicht vergessen darf ich, dass die Schweizerische Chemische Gesellschaft eine neue Abteilung gegründet hat, nämlich die Abteilung Sustainable Chemistry. Und diese Abteilung wird ihren Kongress während der Ilmac durchführen. Ich bin mir ziemlich sicher, dass wir die Relevanz der 1–2/2019

VER ANSTALTUNGEN

Michael Bonenberger ist seit 2015 Leiter der Ilmac. Der gelernte Chemielaborant und staatlich geprüfte Betriebswirt brachte dank seiner über 30-jährigen Karriere in Labor- und Pharmatechnikunternehmungen fundierte Branchenkenntnisse und Erfahrungen auf dem Schweizer und süddeutschen Markt mit. Als Key Account Manager und Vertriebsmitarbeiter bewegte er sich vor allem im Anlagenbau, in der wissenschaftlichen Tierhaltung sowie in der Entsorgung von flüssigen gefährlichen Abfällen.

(Quelle: Messe Basel) Messe in diesem wissenschaftlichen Kontext erhöhen werden.

Eine grosse Änderung ist, dass wir parallel zur Ilmac die Umwelttechnikmesse MUT Basel 2019 veranstalten werden. Wir werden darauf sicher im Verlauf unseres Gesprächs noch zurückkommen. Auch Sonderschauen wird es geben. So wird sich die ABC-Truppe des Schweizer Militärs präsentieren, die viele Berührungspunkte mit der Chemie hat. Zudem werden wir einen Reinraum- sowie einen Maintenance-Pavillon haben. Letzteres im Hinblick darauf, dass die Maintenance in der Digitalisierung eine immer grössere Rolle spielt.

Was erwarten Sie von den Ausstellern?

Wir haben über die Ilmac Lausanne gelernt, dass das Einladungsmanagement eine ganz wichtige Rolle spielt und dass die Aussteller bei Weitem nicht dort sind, wo sie eigentlich sein sollten.

Lassen Sie mich dies an einem Beispiel illustrieren: Unabhängig davon, ob ein Unternehmen ein Firmenjubiläum oder eine Messepräsenz organisiert, muss es Gäste einladen. Die Aussteller müssen ihre Kun1–2/2019

Stimmt es, dass die Ilmac zukünftig im Zweijahresrhythmus durchgeführt werden soll?

Die Entwicklungsschritte sind gerade in unserem Technologiebereich so schnell, dass eine Dreijahresmesse in den Hauptsegmenten nicht mehr zeitgemäss ist. Die ursprüngliche Entscheidung für einen Dreijahresrhyhmus erfolgte wegen der langsameren Entwicklung der stark regulierten Prozesstechnik. Aber selbst dort ist man heute wesentlich schneller.

Wir haben Marktforschung betrieben: 75 Prozent der Besucher wollen einen einoder zweijährigen Messerhythmus. Selbst die Aussteller sind zu über 60 Prozent der Meinung, dass der Einjahresturnus Messe Basel – Messe Lausanne – Messe Basel eine gute Sache ist. Uns ist klar, dass das Geld nicht unendlich vorhanden ist. Dennoch müssen wir es schaffen, die Ilmac 2021 in Basel so aufzustellen, dass sowohl die Aussteller als auch die Besucher zufrieden sein werden.

bei der Ilmac in Lausanne werden wir kostengünstige standardisierte Einheitsstände zur Verfügung stellen. In Zusammenarbeit mit relevanten Fachverbänden werden zudem Fachvorträge und Seminare in einem Containerforum organisiert.

Was motiviert Sie, sich immer wieder aufs Neue für die Ilmac zu engagieren?

Ich glaube an die Veranstaltung «Messe».

Es gibt allerdings eine skalierte und veränderte Messewelt. Ich bin mir bewusst, dass wir das Produkt «Ilmac» an die Aussteller anpassen müssen. Selbstverständlich müssen sich die Aussteller auch selbst einbringen. Besonders während der Messe müssen sie auf die Besucher zugehen.

Standpersonal, das die Ilmac für Arbeiten am Computer nutzt, hat ein teures Büro.

Kurz: Die Messe ist der Zeitpunkt, wo man das Zwischenmenschliche nutzen kann.

Kontakt Michael Bonenberger Exhibition Director MCH Messe Schweiz (Basel) AG CH-4005 Basel +41 58 206 23 70 michael.bonenberger@ilmac.ch www.ilmac.ch

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Wie stark leiden Sie unter der Konkurrenz durch die grossen Leitmessen in Deutschland?

Wegen der Gleichzeitigkeit mit Leitmessen in Deutschland müssen wir das bessere Programm bieten. Wir sind zudem national oder gar, wie in Lausanne, regional ausgerichtet. Im Vergleich zu den Leitmessen reicht bei der Ilmac ein Tag für den Besuch, was natürlich ein grosser Vorteil ist. Die Ilmac ist nah, umfassend und übersichtlich.

Noch zur MUT. Umweltmessen hat es in Basel schon früher gegeben. Sie haben nicht überlebt. Was hat Sie bewogen, erneut eine Umweltmesse zu lancieren?

Die Entsorgungsbranche hatte den Wunsch nach einer Netzwerkplattform in der Schweiz. Diesem Wunsch werden wir mit der Parallelmessse MUT gerecht, an der wir rund 50 Aussteller erwarten. Ähnlich wie

DISCOVER NEW SOLUTIONS FOR LIQUID CHROMATOGRAPHY

Bild: Jörg Signer

den aktiv bewerben. Die Aussteller und die Messe sind Teil der Community. Nur wenn wir zusammen einladen, kommen auch alle. Wir von der Ilmac bieten die Tools dazu, wir unterstützen die Aussteller.

Wir helfen zudem etwas zu kreieren, um die Besucher attraktiv an den Platz zu bringen. Wir sind offen für neue Vorschläge.

C

P

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

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TERMINE

Kurse, Seminare, Workshops und Messen FEBRUAR 2019 13.02. – 14.02.

26.02.

Pumps & Valves 2019 Ort: CH-Zürich Veranstalter: Easyfairs Switzerland GmbH St. Jakobs-Strasse 170a, CH-4132 Muttenz +41 61 228 10 00 schweiz@easyfairs.com, www.pumps-valves.ch

GDP Gute Vertriebspraxis Ort: CH-Olten Veranstalter: PTS Training Service Am Freigericht 8, Postfach 4308, D-59759 Arnsberg +49 2932 51 477 info@pts.eu, www.pts.eu

MÄRZ 2019

14.02. – 15.02.

Tiamo Basic (Französisch) Ort: CH-Zofingen Veranstalter: Metrohm Schweiz AG Industriestrasse 13, CH-4800 Zofingen +41 62 745 28 28 info@metrohm.ch, www.metrohm.ch

01.03.

Tribologie Ort: CH-Dübendorf Veranstalter: Empa-Akademie Überlandstrasse 129, CH-8600 Dübendorf +41 58 765 11 11 claudia.gonzalez@empa.ch, www.empa.ch

18.02. – 19.02.

Vom Schüttgut zum Silo – Charakterisieren und Lagern von Pulvern und Schüttgütern Ort: D-Braunschweig Veranstalter: Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V. (GVT) A.-M. Hipp, Theodor-Heuss-Allee 25, D-60486 Frankfurt am Main +49 69 7564 118 www.gvt.org, gvt-hochschulkurse@gvt.org

05.03.

Troubleshooting KF Ofen 874/774 Ort: CH-Zofingen Veranstalter: Metrohm Schweiz AG Industriestrasse 13, CH-4800 Zofingen +41 62 745 28 28 info@metrohm.ch, www.metrohm.ch

07.03.

Mesurer correcte du pH Ort: CH-Zofingen Veranstalter: Metrohm Schweiz AG Industriestrasse 13, CH-4800 Zofingen +41 62 745 28 28 info@metrohm.ch, www.metrohm.ch

19.02.

Basis: GMP Ort: CH-Olten Veranstalter: PTS Training Service Am Freigericht 8, Postfach 4308, D-59759 Arnsberg +49 2932 51 477 info@pts.eu, www.pts.eu

19.02.

Richtig pH messen Ort: CH-Zofingen Veranstalter: Metrohm Schweiz AG Industriestrasse 13, CH-4800 Zofingen +41 62 745 28 28 info@metrohm.ch, www.metrohm.ch

11.03. – 12.03.

Leitfähigkeit richtig messen Ort: CH-Zofingen Veranstalter: Metrohm Schweiz AG Industriestrasse 13, CH-4800 Zofingen +41 62 745 28 28 info@metrohm.ch, www.metrohm.ch

Hands-on-Training Viskosimetrie/Lichtstreuung Ort: D-Mainz Veranstalter: PSS Polymer Standards Service GmbH In der Dalheimer Wiese 5, D-55120 Mainz +49 6131 96239 30 info@pss-polymer.com, www.pss-polymer.com

12.03. – 13.03.

AMX Additive Manufacturing Expo Ort: CH-Luzern Veranstalter: Messe Luzern AG Horwerstrasse 87, CH-6005 Luzern +41 41 318 37 00 info@messeluzern.ch, www.am-expo.ch

14.03.

10. VERT Forum Ort: CH-Dübendorf Veranstalter: Empa-Akademie Überlandstrasse 129, CH-8600 Dübendorf +41 58 765 11 11 Ttm.a.mayer@bluewin.ch www.empa-akademie.ch/vert

14.03.

Swiss Symposium on Lab Automation 2019 – Artificial Intelligence on Lab Automation Ort: CH-Rapperswil Veranstalter: ILT Institute for Lab Automation and Mechatronics Oberseestrasse 10, CH-8640 Rapperswil +41 55 222 47 27 labsymposium@hsr.ch, www.ilt.hsr.ch/Labsymposium

20.02.

21.02.

21.02. – 26.02.

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Grundlagen Potentiometrie Ort: CH-Zofingen Veranstalter: Metrohm Schweiz AG Industriestrasse 13, CH-4800 Zofingen +41 62 745 28 28 info@metrohm.ch, www.metrohm.ch Ausbildung zum Gefahrgutbeauftragten Ort: CH-Buchs Veranstalter: EcoServe International AG Pulverhausweg 13, CH-5033 Buchs +41 62 837 08 10 info@ecoserve.ch, www.ecoserve.ch

1–2/2019

PUBLIREPORTAGE

Neuer Tiefkühlcontainer entwickelt

Tiefste Temperaturen, höchste Ansprüche Biotechnologie verlangt maximale Verlässlichkeit, viel Innovationsgeist und Flexibilität. All das verkörpert die Firma MSD Werthenstein BioPharma. Diese und viele andere Stärken machen wegweisende Forschung und Entwicklung erst möglich. Kältetechnologie benötigt ähnliche Fähigkeiten.

Bild: Gabler Systemtechnik GmbH

Die Gabler Systemtechnik GmbH hat in enger Zusammenarbeit mit dem Biotech-Unternehmen einen Tiefkühlcon­ tainer entwickelt, der die Anforderungen einer anspruchsvollen Branche erfüllt und Temperaturen in neuen Bereichen liefert.

Immer wenn Forschung und Entwicklung von Innovationen in der entscheidenden Phase stehen, sind im Luzernischen Schachen geeignete Tiefkühllösungen gefragt.

So auch vor einiger Zeit, als neue Massstäbe gesetzt wurden. Die Evaluation begann, der Anforderungskatalog entstand und die Zusammenarbeit von MSD Werthenstein BioPharma und Gabler nahm ihren Lauf.

Eine von Kompetenz, Austausch und Vertrauen geprägte Erfolgsgeschichte.

Innovative Tiefkühllösung mit zwei unabhängig betriebenen Kammern bei minus 45 Grad.

1125 140

2990

7618

140

2990

233

2000 «Die Anlage, die wir suchten, musste in unsere Prozesse integrierbar sein, Temperaturen bis minus 45 Grad erreichen und über zwei redundante Kühlkammern 910 mit einer auf minus 25 Grad gekühltenKühlraum Schleuse verfügen», beschreibt Hansjörg Bachmann, bei 300 MSD Werthenstein BioPharma für das Facility Management verantwortlich, das ambi900 tionierte Projekt. Der Leistungsanspruch war also hoch. «Wir sind neben grosser Flexibilität auch auf absoluteTiefkühlraum Verlässlichkeit angewiesen», betont Bachmann. Tiefkühlcontainer, die der Vorstellung des Biotech-Unternehmens entsprachen, gab es nirgends von der Stange zu kaufen. Auch Maschinenraum der extreme Kältebereich von minus 45 Grad war mit einer Standardanlage nicht zu erreichen. Gefragt war also eine einzigartige, individuell erstellte Kühllösung.

Gemeinsam entwickelt Richard Plersch, Inhaber von Gabler Systemtechnik, überzeugte die Verantwortli1–2/2019

BEIDESKÖNNER

chen mit einer innovativen Lösung. Schritt Ein zweistufiges Kühlverfahren soll das unfür Schritt entstanden die Pläne für den ter anderem möglich machen. Neu verGabler CO2 alsvon natürliches perfekten Tiefkühlcontainer. unab- wendet Der neue und einzigartigeZwei Kombicontainer für Kühlung undauch Tiefkühlung Gabler überzeugt b Temperaturen über und unter null Grad Celsius. Über kurz oder lang.

Zwei getrennte hängig betriebene Tiefkühlkammern, eine und damit nachhaltiges Kühlmittel.

Man und völli autonom betriebene Kühlkammern erlauben die gleich zeitige Verwendung als KühlSchleuse für Eingänge und Transporte und darf gespannt sein, welche Innovation aus und Tiefkühlcontainer.

Es stehen unterschiedliche Grössen zur Gabler Auswahl. der stabile, verwindungssteife Rahmen, dem Hause als nächstes auf den Weg geschickt wird. technologischer der perfekt auf das Arealfest von MSD Zelleninstallation Im Gegensatz zu einer verbauten bietetDank der mobile Kombicontainer au erhebliche finanziellepasst, Vorteile.

Die einmalige Investition dürfte lässt sich standortunabhängig Werthenstein BioPharma zeichnen Neuerungen diese insbesondere füramortisiere Zudem bringt der mobile Kombi containerChemie, Einsparungen beiund Energieund Unterhaltskosten. die von Gabler entwickelten Container Pharma Biotechnologie von aus. Hansjörg Bachmann beschreibt es so: Interesse sein.

Bleiben Sie flexibel und mobil. Mieten oder kaufen Sie Kühlung und Tiefkühlung in Einem. Mit «Die Zusammenarbeit mit Gabler war sehr einem Kombicontainer von Gabler Systemtechnik. Kontaktieren Sie uns. Wir beraten Sie gerne angenehm und geprägt von einem permanenten Austausch. Wir bekamen genau das, was wir suchten. Wir und unsere Wünsche wurden verstanden.» Und ein Ende der Entwicklung scheint nicht in Sicht. Besonders in den Bereichen Pharma Kontakte Telefon +41 41 420 45 41 www.gabler-container.ch und Chemie wird die Tiefkühlung weiter Gabler Systemtechnik GmbH an Bedeutung gewinnen. Mit den steigenZürichstrasse 45 den Ansprüchen werden auch immer tiePostfach 6747 fere Temperaturen gefragt sein. Gabler CH-6000 Luzern 6 arbeitet aktuell an der Entwicklung eines +41 41 420 45 41 Tiefkühlcontainers, der Temperaturen von info@gabler-container.ch minus 60 oder gar minus 80 Grad erreiwww.gabler-container.ch chen kann.

300 900

Einzigartiges geleistet2980

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Bilder: ASSCO

FIRMEN BERICHTEN

Umfassende Kompetenz in der Planung von Produktionstechnologien zeichnet ASSCO seit 1988 aus.

30 Jahre Assco Engineering AG

Der mitarbeitergeführte Anlagenbauer feiert Seit 30 Jahren plant ASSCO Anlagen in den verschiedensten Branchen und begleitet die Umsetzung bis zur erfolgreichen Inbetriebnahme. Dabei realisierte das Unternehmen komplexe verfahrenstechnische Produktionsanlagen von der Idee bis zur letzten Schraube. Doch auch Kunden mit Optimierungs- und Erweiterungspotential sind beim vielseitigen und erfahrenen Ingenieurbüro gut aufgehoben.

Das Unternehmen Assco ist spezialisiert auf die Planung und Umsetzung verfahrenstechnischer Prozesse in verschiedenen Branchen. Fundiertes Fachwissen und über Jahrzehnte gesammelte Erfahrung erlauben dem Team von Ingenieuren und Konstrukteuren, immer neue Herausforderungen anzunehmen. Zusammen mit den Kunden verwandelt ASSCO Wünsche und Ideen in Konzepte und Pläne und setzt die anschliessend in Apparate, Systeme und Anlagen um.

Die Erfahrung von Assco reicht von Anpassungen und Erweiterungen bestehender Anlagen bis zu kompletten Fabriken. Dabei betreut Assco alle Projektphasen von der Planung über die Beschaffung bis zur Baustellenkoordination und Inbetriebnahme.

In den vergangenen dreissig Jahren hat ASSCO rund 11 Grossprojekte mit einem Investitionsvolumen von jeweils 10 bis 100 Millionen Schweizer Franken, 80 mittelgrosse Projekte mit einem Investitionsvolumen von jeweils 10 bis 100 Millionen Franken und viele kleiner Projekte realisiert.

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Ein Grund also das Geburtstagskind zu würdigen, die Marktsituation zu betrachten, den Generationenwechsel anzusprechen und den langjährigen Erfolg zur reflektieren.

Von der Fach- zur General- und Fabrikplanung Die Geschichte von ASSCO ist geprägt von vielen langjährigen und wiederkehrenden Kunden wie auch von hoher Identifikation und Motivation der Mitarbeitenden. Eine Reise zu den Meilensteinen der Entwicklung zeigt die Vielfältigkeit der Projekte und damit die Breite des Erfahrungsschatzes: Seit 1988 hat das Unternehmen ASSCO erfolgreich Grosswerke für Unternehmen wie das Aluminium-Schweisswerk Schlieren, Ciba-Geigy (heute Novartis), Merck (Schwiez), Siegfried AG, Sika Schweiz AG, Siegfried Generics Ltd. Dottikon Exclusive Synthesis AG konzipiert, geplant und umgesetzt.

1991 wurde die Ingenieurfirma zur Ak­ tiengesellschaft. Alle Aktien befinden sich

Das Gründungsmitglied Vittorio Bernasconi (links), Verfahrensingenieur ETH und Wirtschaftsingenieur hat per Anfang des Jahres 2018 die Geschäftsführung an Patrik Rüdiger (sitzend), Verfahrensingenieur ETH, abgegeben. Der Verfahrensingenieur FH Urs Kohler ist seit 2018 stellvertretender Geschäftsführer und ebenfalls seit der Gründung dabei.

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FIRMEN BERICHTEN

ASSCO realisiert individuell zugeschnitten Produktionstechnologien. Dabei sind unter anderem CAD- und CAE-Tools der Schlüssel zur erfolgreichen Realisierung von Produktionsanlagen.

seither im Besitz von Mitarbeitenden. Seit dem Jahr 2000 nahm eine jüngere Mitarbeitergeneration die Führung die 2018 die Jubiläumsfeier durchführte. Trotz Generationenwechsel zählt das Unternehmen auch weiterhin auf die Mitarbeit von Vertretern der Gründergeneration. Mit sehr diversen, spannenden Projekten in Arbeit, schaut das Team optimistisch nach vorne.

Früh an den verlässlichen Partner denken Da in der schnelllebige Zeit immer kürzere Realisierungszeiten für anspruchsvolle Projekte im verfahrenstechnischen Anlagenbau zur Verfügung stünden, rät Patrick Rüdiger, Mitglied der Geschäftsleitung, rechtzeitig innezuhalten: «Kosteneffiziente Lösungen sind unter Einhaltung der schärfer werdenden gesetzlichen Rahmenbedingungen auszuarbeiten. Umso wichtiger sind durchdachte, flexible Konzepte. Unsere Empfehlung ist darum klar: Investieren Sie Zeit in die Konzeptphase.

Das wird sich in allen nachfolgenden Planungsschritten positiv auf die Kosten und die Realisierungszeiten auswirken. Auf der Basis unseres breiten Know-hows können wir auf Anforderungen zugeschnittene Projektvarianten vorschlagen und die optimale Lösung eruieren. Als wichtiges Puzzleteil für den Erfolg suchen wir enge Projektpartnerschaften. Die effizientesten Projekte haben wir in intensiver, vertrauensvoller Zusammenarbeit mit unseren Kunden, Fachplanern und Lieferanten realisiert.»

Für die Realisierung von Produktionsanlagen für pharmazeutische Produkte werden alle verfahrenstechnischen Disziplinen benötigt. Die Applikationserfahrung von ­A SSCO umfasst denn auch die komplette Prozesskette: vom Lagern und der Zuführung der Rohstoffe über die Herstellung und Formulierung bis zur Abfüllung und Verpackung.

ASSCO beherrscht die Planung umfassender Fabrikationsbetriebe mit der dazugehörigen Infrastruktur, Umwelt- und

Energietechnik, Risikoanalysen, Behördenabklärungen, Qualifizierung und Validierung.

Das Unternehmen setzt seit Jahrzehnten auf eine partnerschaftliche Zusammenarbeit mit seinen Kunden. Aus einfachem Grund: das sei für beide Seiten der gewinnbringende Weg ist Rüdiger überzeugt: «Denn in der engen Zusammenarbeit und dem schrittweisen Vorgehen können die Bedürfnisse des Kunden genau eruiert und so zielgenau und kostengünstig geplant werden. Dieser partnerschaftliche Geist ist uns sehr wichtig.»

Kontakt ASSCO Engineering AG Löwenstrasse 11 Postfach CH-8953 Dietikon +41 44 744 90 00 info@assco.ch www.assco.ch

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GAS-UND GAS-UNDENERGIESYSTEME ENERGIESYSTEME GAS-UND ENERGIESYSTE

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FIRMEN BERICHTEN

Sicherheitsarbeitsplatz

Wirtschaftliche Lösung für den Laboreinsatz Weiss Pharmatechnik stellt den neuen Sicherheitsarbeitsplatz WIBObarrier Lab Containment vor. Der innovative Sicherheitsarbeitsplatz mit integriertem Laborgerät steigert die Prozessflexiblität und senkt die Kosten.

Weiss Pharmatechnik hat das einzigartige System in Kooperation mit dem Excellence United Partner Glatt entwickelt und erfolgreich auf den Markt gebracht. Es bietet eine kostenoptimierte Containment-Lösung für Prozesse mit unterschiedlichen OEB-Levels im Laborbereich.

Die intelligente Technologie des Sicherheitsarbeitsplatzes WIBObarrier Lab Containment ermöglicht es, mehrere Laborprozesse hintereinander mit nur einem einzigen WIBObarrier System umzusetzen, beispielsweise Verwiegen, Granulation, Siebung, Trocknung, Mischung, Tablettierung und Coating. Jede Laborprozesseinheit oder Kombination aus zwei Prozesseinheiten von Glatt befindet sich auf einem fahrbaren Arbeitstisch, der sich flexibel in den Reinraumbereich vom WIBObarrier bewegen lässt. Die Reinraumzo-

Bilder: Weiss Technik

Ein System für mehrere Prozesse

Der mobile Arbeitstisch ermöglicht die Durchführung verschiedener Prozessschritte mit nur einem WIBObarrier-System.

Wirbelschichtanlage Mini/Midi von Glatt, integriert in einem WIBObarrier-Containment-­ System von Weiss Pharmatechnik.

ne wird hierdurch deutlich verkleinert und ist nur dort vorhanden, wo sie tatsächlich gebraucht wird. Um den Reinigungsaufwand so gering wie möglich zu halten, befindet sich die Steuerung des Prozessgerätes ausserhalb des WIBObarrier-Systems.

kompetenter Anbieter von anspruchsvollen Reinluft- und Containment-Lösungen.

Das Produktprogramm umfasst unter anderem Barrier-Systeme, Laminar-Flow-Anlagen, Sicherheitswerkbänke, Isolatoren, Schleusensysteme, Heissluftsterilisatoren und Stabilitätstestsysteme. Das Unternehmen ist aus Weiss GWE und BDK Luftund Reinraumtechnik hervorgegangen und verfügt über jahrzehntelange Erfahrung in der Reinraumtechnik.

Bedarfsgerechte Konfigurationsmöglichkeiten

Der WIBObarrier Lab Containment eignet sich für Gefahrenstoffe von OEB 1-4 bei offener Frontscheibe und garantiert die Reinheitsklasse 5 nach ISO 14644-1 im Produktbereich.

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WIBObarrier-Anlagen der Weiss Pharmatechnik lassen sich je nach OEB-Level und Anwendungsfall variabel erweitern und bieten vielfältige Kombinationen- und Konfigurationsmöglichkeiten. So können zum Beispiel zur weiteren Erhöhung der Prozess-Effizienz zwei WIBObarrier-Systeme gleichzeitig eingesetzt werden. Das Ergebnis ist eine volle Prozessflexibilität bei minimalen Betriebs- und Investitionskosten.

Weiss Pharmatechnik, ein Tochterunternehmen von Weiss Klimatechnik, ist ein

Kontakt Weiss Technik AG Christian Scherrer Simulationsanlagen – Messtechnik Brügglistrasse 2 CH-8852 Altendorf +41 55 256 10 66 info@weiss-technik.ch www.weiss-technik.ch

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FIRMEN BERICHTEN Platform for Chemistry, Pharmacy and Biotechnology

24. bis 27. September 2019 | Messe Basel | ilmac.ch

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Jetzt registrieren: www.ilmac.ch/registration

Main Partner Process

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FIRMEN BERICHTEN

Bioprocessing – neu gedacht

Vereinfachter biopharmazeutischer Prozess Mehr Effizienz, höchste Ertragsqualität, niedrigere Gesamtkosten. Der 3M Emphaze AEX Hybrid Purifier setzt neue Massstäbe, indem er in der Klärung mehrere Technologien simultan zur Anwendung bringt. Das bringt entscheidende Vorteile, vor allem für die Protein A-Säule.

Sophie Muczenski ¹

Technologischer Synergieeffekt Das stark chromatographische Anionenaustauschmedium besteht aus vier Schichten eines Hydrogel-Vlieses, das auf neu entwickelten Polymer-Werkstoffen basiert. Diese sind extrem positiv geladen und sehr beständig. Durch seine werkstoff-bedingten chromatographischen Eigenschaften erreicht das Anionenaustauschmedium eine erhebliche Reduktion der negativ geladenen, löslichen Verunreinigungen wie DNA und HCP und mikrobiologische Kontaminanten.

Die integrierte mehrzonige Membran baut sich aus einer Abfolge mehrerer Zonen eines hoch-asymmetrischen mikroporösen Werkstoffes auf. Jede Zone zeichnet sich durch eine eigene, immer kleiner werdende Porengrösse bis zu 0,2 µm aus. So gestaltet gewährleistet die Membran einen

¹ Specialist Application Engineer, 3M Deutschland GmbH

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Bild: Getty Images

Der 3M Emphaze AEX Hybrid Purifier ist ein einzigartiges, voll-synthetisches Single-Use Produkt für die Klärung von Zellkulturen.

Die Capsulen nutzen drei Kerntechnologien von 3M in nur einem Prozessschritt: ­fortschrittlichste Polymer-Werkstoffe, ein innovatives Q-funktionales Anionenaustauschmedium aus Hydrogel-Vlies und eine integrierte mehrzonige Membran.

Die Kombination bewirkt einen einzigartigen Synergieeffekt. Gleichzeitig kommen sowohl die Chromatographie-Mechanismen des Anionenaustausch-Mediums als auch die Grössenausschluss-Prinzipien der Membran zum Einsatz.

Die innovative Technologie des 3M AEX Hybrid Purifiers ermöglicht einen neuen, höchst effizienten Prozessweg.

gleichmässigen Durchfluss und erreicht eine hervorragende physikalische Reduk­ tion von Bioburden und anderen kleinsten unlöslichen Partikeln, die Trübung verursachen wie Zelltrümmer und Aggregate.

Ergebnisse im Detail Der 3M Emphaze AEX Hybrid Purifier ist anderen Systemen hinsichtlich Reinheit und Effizienz deutlich überlegen. Die Werte für die Reduktion von Trübung, DNA, HCP und Bioburden sprechen für sich: Durch die Kombination der hohen Anionenaustauschkapazität und der 0,2 µm Membran erreicht der Emphaze AEX Hybrid Purifier während des ganzen Ernteverlaufs eine gleichbleibende typische Filtrattrübung von < 5 NTU. Gleichzeitig liegt der DNA-Log-Reduktionswert (LRV) im Allgemeinen bei grösser als 4 Log-Stufen. Durch die Q-Funktionalisie-

3M Emphaze AEX Hybrid Purifier: Die Capsulen sind in acht verschiedenen Grössen erhältlich.

rung erreicht das System einen nominalen Reduktionswert für negativ geladenes HCP von 30 bis 40 Prozent. Und die 0,2 µm Membran erreicht durch ihren einzigartigen Aufbau mit mehreren Zonen verschiedener Porengrösse einen Bioburden-LRV grösser als 6 Log-Stufen.

So werden bereits während der Klärung der Zellkultur kleinste lösliche und unlösliche Prozessverunreinigungen (< 0,1 µm) effizient abgetrennt und die Trübung stark 1–2/2019

FIRMEN BERICHTEN

Moderne Technologien für mehr Wettbewerbsfähigkeit Ronald Graf, 3M Vertriebs- und Marketingleiter: «Bioprocessing ist ein wichtiges Zukunftsthema, insbesondere für den Standort Schweiz. Hier liegt der globale Fokus für Forschung, Entwicklung und Produktion. Eine Herausforderung sind die langwierigen Entwicklungsprozesse in diesem Bereich. Wer wettbewerbsfähig sein will, braucht moderne Prozesse, die moderne Technologien clever nutzen. Genau hier setzt der 3M Emphaze AEX Hybrid Purifier an. Durch seine einzigartige Technologie bietet er einen neuen Prozessweg, der hohe Effizienz, beste Qualität und zuverlässige Kon­ trolle sicherstellt – und damit letztendlich niedrigere Gesamtkosten. In Zukunft sind von 3M weitere Produkte zur Optimierung von biopharmazeutischen Prozessen zu erwarten. Aktuell entwickeln wir zum Beispiel einen neuartigen Hybrid Adsorber.»

reduziert. Das Resultat ist eine extrem niedrige Konzentration an Verunreinigungen bei einer sehr hohen Produktrückgewinnung. Die hervorragende Reinheit, die bereits in der Klärungsphase erreicht wird, bringt entscheidende Vorteile für den nachfolgenden Prozess.

Reineres Produkt und längere Laufzeit

Sterilfilter feiner, Down­ stream-AEX-Säule kleiner Zum anderen können der Sterilmembranfilter und die Downstream-AEX-Säule einfacher konzipiert werden. Die bereits erreichte hohe Reinheit der Lösung ermöglicht die Verwendung eines feinporigeren 0,1 µm Sterilmembranfilters mit deutlich reduzierter Membranfläche. Die Grösse der Downstream-AEX-Einheit kann reduziert werden, da die Lösung bereits mehr als zehnmal weniger Kontaminanten enthält, und sich die HCP- und DNA-

Bilder: 3M

Zum einen erreicht die Protein A-Säule höhere Effizienz. Messbar lagern sich zehnmal weniger gebundene Verunreinigungen auf ihr ab, da der Grossteil bereits im Vorfeld entfernt wurde. So reduziert sich nicht nur der Kapazitätsverlust der Säule. Sie erzielt auch eine höhere Ausbeute und bessere Ergebnisse: Im Eluat sind zehnmal weniger HCP nachweisbar und die DNA-Konzentration ist um mehr als das

1000-fache reduziert. Durch die Reduktion der Trübung kann ein Tiefenfilterschritt ganz eingespart werden. Zudem erreicht die Protein A-Säule eine längere Laufzeit, da sie mit weniger aggressiven Verfahren gereinigt werden kann.

Der neue Prozess bringt entscheidende Vorteile, vor allem für die Protein A-Säule.

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Grenz­werte des Zielproteins bereits im Bereich oder nahe den regulatorischen Anforderungen befinden.

Scale-up: Vom Laborversuch bis zur Produktion Der 3M Emphaze AEX Hybrid Purifier ist in insgesamt acht verschiedenen Grössen erhältlich. Zwei zusätzliche Laborcapsulen für kleine Volumen (20-80 ml) und die Wiedereinführung der Scale-up Capsule BV 60 (Fläche 170 cm²) ermöglichen es, Evaluierungen in verschiedenen Skalierungen durchzuführen – vom Laborversuch bis zur Produktionsphase. Da alle Capsulen vor Prozessbeginn bei 121 °C autoklaviert oder mit NaOH sanitisiert werden können, sind sie in noch mehr biopharmazeutischen Prozessen auf Wasserbasis einsetzbar – beispielweise im Bereich der Vakzinenproduktion.

Als Matched-Component-Lösung für das Encapsulated Zeta Plus EZP System können die Capsulen leicht in existierende Herstellungsabläufe integriert werden. Das bewährte 3M Single-Use Produktdesign und die EZP Hardwareplattform erlauben eine nahtlose Integration in angepasste Komponentenlösungen mit Zeta Plus Tiefenfiltern und LifeASSURE Membranfiltern.

Bei Bedarf können auch mehrere EZP Systeme nebeneinandergeschaltet werden.

Referenzen – Wessel, «Rethinking mAb Purification Process Development Using Novel Chromatographic Clarification Train Technology», Peptalk, Poster session (2016) – Voloshin, «Improving Protein A Performance Using Chromatographic Clarification Strategy», ACS BIOT, Poster session (2017) – Trapp & Muczenski, «Evaluating Adsorptive Filtration as a Unit Operation for Virus Removal», BioProcess International (2018) Kontakt 3M Separation and Purification Science Division 3M D-A-CH Region 3M Deutschland GmbH Carl-Schurz-Str. 1 D-41453 Neuss smuczenski@mmm.com www.3M.de/filtration

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FORSCHUNGSWELT

Erfolgreiches Pilotexperiment an Biomolekülen

Proteinstrukturen sichtbar machen Für die Entwicklung neuer medizinischer Wirkstoffe ist die genaue Kenntnis biologischer Vorgänge im Körper Voraussetzung. Proteine spielen dabei eine entscheidende Rolle. Am Paul Scherrer Institut PSI hat jetzt der Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL sein starkes Licht erstmals auch auf Proteinkristalle gerichtet und damit deren Struktur sichtbar gemacht. Die besonderen Eigenschaften des Röntgenlasers ermöglichen völlig neuartige Experimente, bei denen man zusehen kann, wie sich Proteine bewegen und ihre Form verändern. Die neue Methode ist in der Schweiz nur am PSI möglich und wird künftig bei der Entdeckung neuer Medikamente helfen.

Sabine Goldhahn

Licht ins Unbekannte Membranproteine sind an vielen biologischen Vorgängen im Körper beteiligt und damit der Schlüssel für neue Behandlungsmöglichkeiten; für ihre Erforschung wurden bereits mehrere Nobelpreise ver-

Bild: Paul Scherrer Institut/Mahir Dzambegovic

Weniger als zwei Jahre nach seiner Inbetriebnahme haben PSI-Forschende gemeinsam mit der Schweizer Firma Leadxpro ihr erstes Experiment an biologischen Molekülen am Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL erfolgreich beendet. Damit haben sie einen weiteren Meilenstein erreicht, bevor diese neue PSI-Grossforschungsanlage Anfang 2019 allen Nutzern aus Akademie und Industrie für Experimente zur Verfügung steht. Der SwissFEL ist eine von nur fünf Anlagen weltweit, in denen Forschende biologische Vorgänge in Proteinen oder Proteinkomplexen mit Hochenergie-Röntgenlasern untersuchen können.

«Die extrem kurzen Röntgenlichtpulse des SwissFEL erlauben es uns künftig hier am PSI, nicht nur die Struktur von Molekülen, sondern auch ihre Bewegungen zu erfassen», freut sich der PSI-Physiker Karol Nass, der das Experiment leitete. «Damit werden wir viele biologische Prozesse aus

einer völlig anderen Perspektive betrachten und verstehen können.»

Dies eröffnet insbesondere für die Pharmaforschung neue Möglichkeiten. Davon ist Michael Hennig, CEO der Biotech-Firma Leadxpro, überzeugt. Die Firma hat ihren Sitz im Park Innovaare am PSI und untersucht die Struktur bestimmter Proteine, die wichtige Funktionen in der Zellmembran übernehmen und sich daher als Ziel für Medikamente eignen. Deshalb hat er schon in diesem ersten biologischen Experiment am neuen SwissFEL ein Membranprotein unter die Lupe genommen, das bei Krebskrankheiten eine wichtige Rolle spielt.

liehen. Sie sind Eiweissmoleküle, die fest in der Zellmembran integriert und für die Kommunikation zwischen der Zelle und ihrer Umgebung verantwortlich sind. Wenn ein medizinischer Wirkstoff an ihnen andockt, ändern sie beispielsweise ihre Form und leiten dadurch ein Signal ins Innere der Zelle. Das beeinflusst den Zellstoffwechsel und andere Zellfunktionen.

Bereits von den heutigen Medikamenten wirken viele über Membranproteine. Dennoch ist meistens nicht im Detail bekannt, welche Veränderungen die Wirkstoffe dort auslösen. «Man weiss, welcher Wirkstoff bindet und welchen Effekt er verursacht, doch die Signale werden über Strukturveränderungen des Proteins übertragen. Welche das genau sind, können wir nur vermuten», sagt Hennig. «Diese ultraschnelle Dynamik, mit der Medikamente an Membranproteine koppeln, und die damit verbundenen Mechanismen wollen wir mit dem SwissFEL besser verstehen.» Mit diesem Wissen lassen sich neue und gezieltere Wirkstoffe gegen Krankheiten entwickeln und Nebenwirkungen verringern, so die Hoffnung des Forschers.

Stroboskopblitze der Superlative

Michael Hennig (links) und Karol Nass an der Experimentierstation im SwissFEL, an der ihr Pilotexperiment durchgeführt wurde.

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Um die Struktur komplexer Proteine sichtbar zu machen, nutzen Forschende bisher ein Verfahren, bei dem sie Proteine mithilfe einer Synchrotronlichtanlage anschauen – auch am PSI. Für diese Methode werden Proteine so vorbereitet, dass sie in kristalliner Form vorliegen, also in einer regelmässigen Gitterstruktur angeordnet sind.

Wenn das Röntgenlicht eines Synchrotrons auf sie trifft, wird dieses Licht am Kristall1–2/2019

FORSCHUNGSWELT

gitter gestreut und von einem Detektor aufgefangen. Der Detektor liefert dann die Daten an einen Computer für ein dreidimensionales Bild der Proteinstruktur.

Dieses Grundprinzip kommt auch am SwissFEL zur Anwendung. Verglichen mit dem Synchrotron schickt der SwissFEL jedoch Röntgenblitze mit milliardenfach höherer Intensität in sehr kurzen Abständen von bis zu hundert Blitzen pro Sekunde. Diese zerstören die Kristalle nach jedem Blitz. Deshalb müssen bis zu Hunderttausende Kristalle eines Proteins hintereinander in den Röntgenstrahl gebracht werden. Jeder Blitz, der auf einen Proteinkristall trifft, erzeugt noch rechtzeitig vor der Zerstörung ein Streubild am Detektor. Dieses wird von einer komplexen Software mit sehr leistungsfähigen Computern analysiert und dann zu einer Struktur berechnet. Da die Blitze unvorstellbar kurz sind, lassen sich auch sehr schnelle molekulare Bewegungen wie in Zeitlupe sichtbar machen.

Höchste Auflösung dank PSI-Detektor Der Jungfrau-16M-Detektor am SwissFEL ist der weltweit neueste und grösste Detektor zur Untersuchung von Biomolekülen mittels Röntgenlaser. 16M steht für 16 Megapixel. Mehr als fünf Jahre lang haben Forschende am PSI den 16M-Detektor eigens für diese Anwendung entwickelt. Im Juni wurde er fertiggestellt. Dann dauerte

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es nur zwei Monate, bis er seine Leistungsfähigkeit erfolgreich beweisen konnte – bei diesem ersten Biomolekül-Experiment am SwissFEL. «Dieser Detektor ist etwas Besonderes», sagt PSI-Physiker Nass. «Er hat ein niedriges Rauschverhalten und einen sehr hohen Dynamikumfang, wodurch er eine viel grössere Bandbreite an Intensitäten aufzeichnen kann.» Das ist wie bei einer Kamera, die auch sehr grosse Hell-Dunkel-Unterschiede verarbeiten kann. Wegen seiner extrem hohen Lichtintensität ist diese Eigenschaft für Messungen am SwissFEL besonders wichtig.

Neben dem hochempfindlichen Detektor schätzen Bioforschende am SwissFEL die Möglichkeit, sehr viel kleinere Kristalle zu analysieren als an einem Synchrotron.

Auch aus wirtschaftlicher Perspektive ist dieser Aspekt interessant, findet Hennig, denn je nach Protein ist es extrem zeitaufwendig, ein Verfahren zu finden, das aus ihnen Kristalle wachsen lässt. «Für manche Proteine kann man bisher nur kleine Kristalle herstellen. Diese können wir jetzt am SwissFEL untersuchen. Wir sparen damit enorm Zeit, die sonst für die Optimierung der Kristalle nötig wäre und bekommen so schneller die Ergebnisse.»

Für Leadxpro ist die Zusammenarbeit mit dem PSI inklusive Zugang zur Grossforschungsanlage SwissFEL eine Win-win-Situation, bei der sich die fachlichen Expertisen perfekt ergänzen. So hat bereits in diesem Pilotexperiment ein Leadxpro-For-

scher die Proteine kristallisiert und für die Analyse vorbereitet, um sie dann gemeinsam mit den Wissenschaftlern des PSI am SwissFEL zu untersuchen. Hennig dazu: «Mit unseren Experimenten zeigen wir, dass am SwissFEL gleichzeitig exzellente Grundlagenforschung und angewandte biopharmazeutische Forschung möglich ist, die den Patienten zugutekommen wird.» Dadurch sollen eines Tages Wirkstoffe entdeckt werden, die zu grossen Verbesserungen bei der Behandlung von Krankheiten führen – indem sie winzig kleine Bewegungen in den Proteinen beeinflussen.

Kontakte Dr. Karol Nass Labor für Makromoleküle und Bioimaging Paul Scherrer Institut PSI Forschungsstrasse 111 CH-5232 Villigen +41 56 310 39 78 karol.nass@psi.ch www.psi.ch Prof. Dr. Michael Hennig Leadxpro AG Park Innovaare CH-5234 Villigen +41 79 770 97 24 michael.hennig@leadXpro.com www.leadXpro.com

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FORSCHUNGSWELT

Innovation in der Biomedizin

Um ein Vielfaches verfeinerte Zellprobenanalysen

Forschende der Universität Zürich (UZH) haben eine neuartige Methode zur Untersuchung von Zellen und ihren Bestandteilen entwickelt, die sogenannte «Iterative Indirect Immunofluorescence Imaging» (4i). Diese Innovation verfeinert die in der Biomedizin übliche Analysemethode der Immunfluoreszenz um ein Vielfaches und ermöglicht, innerhalb einer Probe enorme Datenvolumen zu gewinnen. Mit 4i lässt sich die räumliche Verteilung von mindestens 40 Proteinen und deren Veränderungen in derselben Zelle gleichzeitig für Hunderttausende von Zellen beobachten.

Und zwar auf verschiedenen Ebenen – vom Zellgewebe bis zu den Zellorganellen.

Zehnmal mehr Proteine gleichzeitig visualisieren «4i ist das erste bildgebende Verfahren, das eine enorm vielschichtige Ansicht von biologischen Proben ermöglicht. Zum ersten Mal können wir multiplexierte Informationen, die auf Gewebe-, Zell- und Organellebene gewonnen werden, in ein und

Bild: UZH

Forschende der Universität Zürich entwickeln eine neue Analysemethode, die zehnmal mehr Proteine pro Probe visualisieren und damit eine umfassende Karte der Organellorganisation unterschiedlicher Zellzustände generieren kann. Diese enorm vielschichtige und verfeinerte Ansicht unterstützt die personalisierte Medizin und wird bereits in der Krebsmedizin angewandt.

4i ist das erste bildgebende Verfahren, das eine enorm vielschichtige Ansicht und multi­ plexierte Informationen auf Gewebe-, Zell- und Organell-Ebene verbindet.

demselben Experiment miteinander verbinden», sagt Gabriele Gut, Postdoktorand am Institute of Molecular Life Sciences der UZH. Die Technik der Immunfluoreszenz verwendet Antikörper, um Proteine von biologischen Proben sichtbar zu machen und zu lokalisieren. Während mit der her-

kömmlichen Immunfluoreszenz in der Regel gleichzeitig drei Eiweisse markiert werden, ist 4i mit handelsüblichen Antikörpern und konventionellen Fluoreszenzmikroskopen in der Lage, durch schrittweise Applizierung und Wiederentfernung von Antikörpern zehnmal mehr Proteine in derselben Probe gleichzeitig zu visualisie-

www.ramseyer.ch

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FORSCHUNGSWELT

Bereits Anwendung in der Tumortherapie Die neue Analysemethode «Iterative Indirect Immunofluorescence Imaging» (4i) kann auch ermitteln, wie sich pharmakologische Substanzen auf die Organisation und Physiologie der Zellen auswirken. Sie wird derzeit in einer translationalen Forschungszusammenarbeit mit Klinikern und einem Pharmaunternehmen eingesetzt, um die Behandlung von Krebspatienten zu verbessern. Das Forschungsteam um Lucas Pelkmans, Professor am Institute of Molecular Life Sciences der UZH, charakterisiert in einem experimentellen Rahmen Tumorzellen von Patienten, die mit verschiedenen Krebsmedikamenten behandelt wurden. Die Wissenschaftler hoffen, dass die Ergebnisse aus dem Labor Informationen liefern, um in der Klinik die Entscheidungen für die individuelle Behandlung von Patienten zu unterstützen. Darüber hinaus wollen die Forschenden mit 4i und Multiplex-Proteinkarten Gewebeschnitte von Tumoren untersuchen, um relevante Biomarker zu identifizieren und so die Diagnose und Prognose von Krebspatienten zu verbessern.

ren. Gut erklärt: «Stellen Sie sich vor, Zellbiologen wären Journalisten. Jedes Experiment ist ein Interview mit unseren Zellen.

Mit konventioneller Immunfluoreszenz kann ich drei Fragen stellen, mit 4i kann ich eine Diskussion über mehr als 40 Themen führen.»

Systematische Übersicht über die Zelllandschaft Sind die Daten erfasst, muss die riesige Menge auch analysiert werden können – die nächste Hürde für die Forschenden.

«Wir generierten Bilder mit subzellulärer Auflösung für Tausende von Zellen über 40 Kanäle für mehr als 10 verschiedene Bedingungen. Das menschliche Auge und das Gehirn können die mithilfe von 4i gesammelte biologische Komplexität nicht mehr verarbeiten.»

Um die 4i-Daten vollständig zu nutzen, entwickelte Gut eine neues Analyse- und Visualisierungsprogramm namens «Multi­ plexed Protein Maps». Diese ermittelt das Multiplex-Fluoreszenzsignal für Millionen von Pixeln und erzeugt damit eine abstrakte, aber repräsentative Karte der Verteilung dutzender verschiedener Proteine in der Zelle.

Die Forschenden erstellten damit eine systematische Übersicht über die Zelllandschaft: Es gelang ihnen, die räumliche in­ trazelluläre Organisation der meisten Säugetierorganellen während den verschiedenen Stadien des Zellzyklus sowie in verschiedenen Mikroumgebungen darzustellen.

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Die personalisierte Medizin vorantreiben Die Anwendungen für 4i und Multi­plexProteinkarten sind vielfältig. Sie reichen von der Grundlagenforschung bis zur personalisierten Medizin. «Wir hoffen, dass 4i und Multiplex-Proteinkarten den Forschenden helfen werden, Prozesse besser zu verstehen, die seit Jahren im Zentrum des Interesses der biologischen Forschung stehen», sagt Gut. Gleichzeitig wollen die Forschenden mit diesen Technologien die personalisierte Medizin vorantreiben, insbesondere für die Diagnose und Therapie von Krebs.

Originalpublikation Gabriele Gut, Markus D. Herrmann, Lucas Pelkmans, «Multiplexed protein maps link subcellular organization to cellular states», Science (2018); DOI: 10.1126/science. aar7042

Kontakte Gabriele Gut, PhD Institute of Molecular Life Sciences Universität Zürich Rämistrasse 71 CH-8006 Zürich +41 44 635 31 53 gabriele.gut@uzh.ch www.uzh.ch

Robust, flexibel und vielseitig einsetzbar

Die Sauglanze S eignet sich besonders für den Einsatz in der Dosiertechnik. Durch verschiedene Materialkombinationen hält sie selbst aggressiven Chemikalien und Reinigungslösungen stand. Dabei gewährleistet die integrierte Füllstandsmessung höchste Prozesssicherheit und eine Reduzierung der Stillstandzeiten auf ein Minimum. Zudem sorgt die verstellbare Verschraubung für eine schnelle und einfache Anpassung an unterschiedliche Behältergrößen.

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FORSCHUNGSWELT

Sandwich-Struktur aus Nanokristallen

«Synchronisiertes» Licht

Cornelia Zogg Einige Materialien emittieren spontan Licht, wenn sie von einer externen Quelle, etwa ein Laser, angeregt werden. Dieses Phänomen wird als Fluoreszenz bezeichnet. In mehreren Gasen und Quantensystemen kann es jedoch zu einer wesentlich stärkeren Lichtemission kommen, wenn sich die einzelnen Emitter innerhalb eines Ensembles spontan synchronisieren und bei Anregung gemeinsam wirken. Die Lichtemission ist dabei um ein Vielfaches stärker als die Summe der einzelnen Emitter, was zu einer ultraschnellen und intensiven Emission von Licht führt, genannt Superfluoreszenz.

Der Effekt tritt jedoch nur auf, wenn die Emitter bestimmte Anforderungen erfüllen, wie gleiche Emissionsenergie, hohe Kupplungsstärke und eine lange Kohärenzzeit. Als solche interagieren sie stark miteinander, werden aber gleichzeitig nicht so leicht durch ihre Umgebung gestört. Dies war bisher bei technologisch relevanten Materialien nicht möglich. Kolloidale Quantenpunkte könnten sich allerdings dafür eignen, handelt es sich bei ihnen doch um einen bereits bewährten, kommerziell attraktiven Ansatz, der bereits in den fortschrittlichsten LCD-Fernsehdisplays zum Einsatz kommt – und sie erfüllen sämtliche Anforderungen.

Forschende der Empa und ETH Zürich unter der Leitung von Maksym Kovalenko in Zusammenarbeit mit IBM Research Zürich haben nun gezeigt, dass die neueste Generation von Quantenpunkten aus Bleihalogenid-Perowskiten einen eleganten und bequemen Weg zur On-Demand-Superfluoreszenz bietet. Dazu ordneten die Forschenden Perowskit-Quantenpunkte zu einem dreidimensionalen Übergitter an, das eine kohärente und kollektive Emissi38

on von Photonen ermöglicht – und damit Superfluoreszenz erzeugt. Als Übergitter (engl. superlattice) bezeichnet man einen künstlichen Festkörper aus einer Abfolge dünner Schichten, die sich periodisch wiederholen. Das wiederum bildet die Basis für Quellen von verschränkten Multi-Photonen-Zuständen, bislang eine der fehlenden Schlüsselressourcen für Quantensensorik, Quantenbildgebung und photonisches Quantenrechnen.

Gleich und gleich gesellt sich gern Eine kohärente Kopplung der Quantenpunkte erfordert jedoch, dass sie alle die gleiche Grösse, Form und Zusammensetzung aufweisen, denn die Devise «Gleich und Gleich gesellt sich gern» gilt auch im Quantenuniversum. «Solche geordneten Übergitter können nur aus einer hochmonodispersen Lösung von Quantenpunkten gewonnen werden, deren Synthese wir in den letzten Jahren optimiert haben», sagt die Empa-Forscherin Maryna Bodnarchuk.

Mit solchen «einheitlichen» Quantenpunkten in diversen Grössen konnten die Forschenden dann Übergitter bauen, indem sie die Verdampfung des Lösungsmittels entsprechend steuerten.

Optische Experimente, die das Forscherteam bei Temperaturen von rund minus 267 Grad Celsius durchführte, lieferten dann den endgültigen Beweis für die Superfluoreszenz – die Photonen emittierten tatsächlich simultan. «Das war unser Heureka-Moment, als wir erkannten, dass es sich um eine neuartige Quantenlichtquelle handelt», sagt Gabriele Rainò von der ETH Zürich und der Empa, der die optischen Experimente durchführte.

Bild: ETH Zürich

Wenn Fotoemitter miteinander kooperieren, dann strahlen sie gleichzeitig, ein Phänomen, das als Superfluoreszenz bekannt ist. Forschern der Empa, der ETH Zürich und IBM Research Zürich ist es gelungen, diesen Effekt mit Hilfe von geordneten Nanokristallstrukturen künstlich zu erzeugen. Die Entdeckung könnte zukünftige Entwicklungen in den Bereichen LED-Beleuchtung, Quantensensorik, Quantenkommunikation und zukünftige Quantencomputik ermöglichen.

Links: Übergitter unter dem Mikroskop (Weisslichtbeleuchtung). Rechts: 3D-konfokalmikroskopische Photolumineszenzaufnahme von Übergittern (Anregung mit violettem Licht bei 405 nm).

Für das Forschungsteam sind diese Experimente Ausgangspunkt, um kollektive Quantenphänomene mit dieser einzigartigen Materialklasse weiter zu nutzen. «Da die Eigenschaften des Ensembles gegenüber der Summe seiner Teile gesteigert werden können, kann man weit über das Engineering der einzelnen Quantenpunkte hinausgehen», ergänzt Michael Becker von der ETH und IBM Research. Das kontrollierte Erzeugen von Superfluoreszenz und dem entsprechenden Quantenlicht könnten neue Möglichkeiten in der Quanteninformatik, der Quantensensorik und der quantenverschlüsselten Kommunikation eröffnen.

Originalpublikation G. Raino et al., «Superfluorescence from Lead Halide Perovskite Quantum Dot Superlattices», Nature (2018), DOI: 10.1038/ s41586-018-0683-0 Kontakte Prof. Dr. Maksym Kovalenko Thin Films and Photovoltaics Empa Überlandstrasse 129 CH-8600 Dübendorf +41 58 765 4557 maksym.kovalenko@empa.ch www.empa.ch

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VERFAHRENSTECHNIK

Armaturenhersteller ABO Valve

Den deutschen Markt im Fokus

Ihren Einsatz finden die Produkte von ABO Valve beispielsweise in der Nahrungsmittel-, der der Chemieindustrie sowie für Fernwärme, Lüftung und Klimaanlagen und in der Öl- und Gasindustrie. Ein wichtiges Merkmal der Armaturen aus dem Hause ABO ist, dass die Produktion «Made in Europe» stattfindet. Das bedeutet, der Zusammenbau, die finalen Tests als auch die Zertifizierung werden vollständig am Hauptsitz in Tschechien durchgeführt und die Armaturen mit entsprechenden Zertifikaten an Kunden ausgeliefert.

Der Hersteller verfügt über sämtliche erforderlichen Zertifikate für das entsprechende Einsatzgebiet. Beispielweise sind seine Armaturen mit einem DVGW-Zertifikat für Wasser und Gas ausgezeichnet.

Grossen Wert wird auf Forschung und Entwicklung von neuen, applikationsbezogenen Produkten gelegt, so werden zum Beispiel aktuell eigene, vierfach exzentrische Klappen für anspruchsvolle Industrieanwendungen entwickelt. Die Serienreife erreichte kürzlich eine spezielle Absperrklappe mit NBR Carboxyl-Sitzringen für die Schüttgutindustrie. Das gehärtete Material ist äusserst widerstandsfähig gegenüber abrasiven Medien, wodurch die Dichtigkeit der Klappe langfristig gegeben ist.

Auf der technischen Seite ist der hohe KVWert (Wasserdurchfluss/Ventil in m3/h) der ABO Klappen interessant. Dieser ermöglicht grössere Durchflussmengen in kürzerer Zeit beziehungsweise eine kleinere Dimensionierung der Rohrleitungsnennweite. Aus ökonomischer Sicht resultieren daraus reduzierte Betriebskosten. Ein wichtiges Merkmal ist die Flexibilität des Herstellers, welcher dank seines grosszügigen Komponentenlagers viele Spezialanfragen schnell und preislich attraktiv bedienen kann.

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Bilder: ABO Armaturen GmbH

Das Portfolio von ABO Valve umfasst unter anderem Absperrklappen, Kugelhähne sowie Ventile aus eigener Fabrikation. Besonders im Segment der doppelt und dreifach exzentrischen Klappen hat sich das Unternehmen mit seiner 25-jährigen Expertise einen Namen gemacht.

Einblick in das Produktportfolio.

Strategien für die Zukunft Im Mai 2017 wurde die ABO Armaturen GmbH als Landesvertretung im nordrhein-westfälischen Mönchengladbach gegründet. Das Unternehmen hat grosse Pläne am deutschen Markt und ist durch die neue Niederlassung nun viel näher am Kunden. Die wichtigste Prämisse bleibt dabei, vor Ort hochwertige Produkte zu einem attraktiven Preis-Leistungsverhältnis anzubieten und mit professioneller Beratung zu begleiten.

Qualitätskontrolle bei ABO.

Kontakt ABO Armaturen GmbH Nobelstrasse 3–5 D-41189 Mönchengladbach www.abo-armaturen.de

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VERFAHRENSTECHNIK

Pilotanlage für die Nutzung von Holzabfällen

Erfolgreich erneuerbares Gas produziert Karlsruher Forschern ist es mit einer Pilotanlage für Wabenmethanisierung gelungen, aus einem aus Biomasse hergestellten Synthesegasgemisch hochwertiges und damit anwendungsfreundliches erneuerbares Methan zu produzieren. Der in Fachkreisen SNG (Synthetic Natural Gas) genannte Energieträger eignet sich sowohl als Brennstoff für Blockheizkraftwerke und Heizungsanlagen als auch als Treibstoff für Autos oder Lkw und ist dem fossilen Erdgas qualitativ ebenbürtig. Die Pilotanlage haben Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Forschungsstelle des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW) entwickelt und getestet.

Monika Landgraf ¹

Chemisch-katalytisches Verfahren Biogasanlagen produzieren das erneuerbare Gas vorwiegend durch Vergären von biologischen Abfällen. In Ländern mit einer intensiven Forstwirtschaft, wie Finnland oder Schweden, besteht ein grosses Potenzial für die Produktion von SNG aus Holzabfällen. Hierbei wird über die Biomassevergasung ein Synthesegas gewonnen, das im Wesentlichen aus einer Mischung von Wasserstoff, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid besteht. Dieses Gemisch kann anschliessend über eine Methanisierung zu hochwertigem Methan umgewandelt werden. Einen sehr effektiven Weg für diese ¹ Strategische Entwicklung und Kommunikation, Gesamtkommunikation Karlsruher Institut für Technologie

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Bild: Andreas Spiegel

Wärme und Mobilität werden derzeit noch überwiegend aus fossilen Quellen gespeist. Um auch diese Sektoren in Zukunft nachhaltig und umweltschonend mit Energie zu versorgen, eignen sich nach Ansicht von Experten vor allem auch chemische Energieträger aus erneuerbaren Quellen, wie beispielsweise Biogas oder SNG. «Chemische Energieträger weisen eine hohe Energiedichte auf und sind besonders für den Mobilitätssektor attraktiv», bestätigt Felix Ortloff, Gruppenleiter «Verfahrenstechnik» an der Forschungsstelle des DVGW am Engler-Bunte-Institut (EBI) des KIT.

Herzstück der Anlage: Die wabenförmigen Katalysatorträger wandeln Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid zu Methan und Wasser um.

Methanisierung haben die Forscher des Engler-Bunte-Instituts am KIT und der angeschlossenen DVGW-Forschungsstelle nun erfolgreich über mehrere Wochen im schwedischen Köping getestet.

Das Herzstück der Anlage sind wabenförmige Katalysatorträger, die in der Arbeitsgruppe «chemisch-katalytische Verfahren» des EBI-Teilinstituts Chemische Energieträger-Brennstofftechnologie (EBI ceb) unter der Leitung von Siegfried Bajohr entwickelt und für den Einsatz in der Methanisierung optimiert wurden. «Die metallischen Nickelkatalysatoren wandeln in einem einstufigen Prozess Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid und bei ausreichender

Versorgung mit Wasserstoff auch Kohlenstoffdioxid zu Methan und Wasser um», erklärt Siegfried Bajohr.

Die in Containerbauweise realisierte Pilotanlage wurde an einen Biomassevergaser gekoppelt, der die für die chemische Reaktion notwendigen kohlenstoffhaltigen Gase liefert. In diesem Anlagenverbund wandelte die Karlsruher Methanisierungsanlage zuverlässig, über mehrere Wochen, Synthesegas zu Methan um. «Das so nachhaltig erzeugte synthetische Methan kam anschliessend sehr erfolgreich beim schwedischen Projektpartner Cortus AB als Kraftstoff in den firmeneigenen Erdgasfahrzeugen zum Einsatz», so Bajohr.

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«Neben der Nutzung im Erdgasfahrzeug sehen wir den Vorteil der Erzeugung des chemischen Energieträgers Methan darin, dass das Gas ohne Einschränkungen in die vorhandene europäische Erdgasinfrastruktur eingespeist werden kann», sagt Felix Ortloff vom EBI. Somit könnte es nach Einschätzung der Forscher bereits heute in vielen bestehenden Anwendungen fossiles Erdgas direkt ersetzen.

Einbindung in Biogasanlagen denkbar «Ein weiteres Einsatzgebiet für die Technologie sehen wir im Rahmen des Power-­ to-Gas-Kontextes», so Ortloff. Hierbei wird Wasser mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energien durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Der Wasserstoff kann anschliessend in einer Reaktion mit Kohlenstoffdioxid ebenfalls zu synthetischem Methan weiterverarbeitet werden. Neben der Entlastung der Stromnetze stufen die Forscher insbesondere die Einbindung von Biogas- oder Biomassevergasungsanlagen in Power-­ t o-

Gas-Konzepte als vorteilhaft ein. Denn so könnte die Produktionskapazität der Anlagen verdoppelt werden, da das bei der Biogasproduktion ohnehin anfallende Kohlenstoffdioxid vollständig zu Methan umgewandelt wird.

Mobile Pilotanlage erlaubt verschiedene Teststandorte «Ein Vorteil unserer Pilotanlage ist ihre kompakte Bauweise und damit ihre Mobilität», erläutert Ortloff. «Installiert in einem Frachtcontainer kann sie zum Beispiel dezentral, an abgelegenen Biogasanlagen, im ländlichen Raum oder in Verbindung mit anderen zukünftig relevanten CO2-Quellen, beispielsweise verschiedenen Industrieprozessen, erprobt werden», fügt er an.

Nach dem Einsatz in Schweden ist die Pilotanlage nun wieder auf dem Weg nach Karlsruhe. «Die Anlage wird am Campus Nord des KIT in die Infrastruktur des Energy Labs 2.0 eingebunden. Ein Ziel ist es, die Wabenmethanisierung weiter zu verbessern und die Katalysatoren unter ande-

Bild: Florian Or tlof f

VERFAHRENSTECHNIK

Pilotanlage zur Methanisierung im schwedischen Köping.

rem für den Einsatz in erheblich grösseren Anlagen zu optimieren», sagt Siegfried Bajohr, der für die wissenschaftliche Betreuung der Pilotanlage verantwortlich ist.

Kontakt Martin Heidelberger Karlsruher Institut für Technologie Kaiserstrasse 12 D-76131 Karlsruhe +49 721 608 21169 martin.heidelberger@kit.edu www.kit.edu

Sicherheit maximieren.

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MANAGEMENT

Ein- und Aufstiegslust in der Chemiebranche

Neue Anforderungen an Manager

Die Dynamik sei im Jahresverlauf stärker abgeflacht als erwartet, erklärte beispielsweise VCI-Präsident und Henkel-Chef Hany Van Bylen. Zunächst hatte der Verband noch mit einem Produktionsplus von 3,5 Prozent gerechnet. Belastet wurde das Geschäft davon, dass einige bedeutende Kunden wie Kunststoffverarbeiter sowie die Papier- und Druckindustrie ihre Produktion zurückfuhren. Hart getroffen wurden die Chemieanbieter auch von den Problemen der Automobilindustrie, deren Fertigung von neuen Abgasprüfverfahren beeinträchtigt war. Und nicht zuletzt machte auch der heisse Sommer der Branche zu schaffen, weil viele Chemieunternehmen wegen des niedrigen Wasserstands im Rhein im Transport von Produkten eingeschränkt waren. Die BASF nutzt das Flusswasser zudem zum Kühlen von Anlagen, was ebenfalls an Grenzen stiess.

Abgesehen von der Pharma zeigt sich in den Chemiesparten 2018 allein bei Feinund Spezialchemikalien ein Produktionsplus in Höhe von 1,5 Prozent, alle anderen Segmente sind rückläufig – am stärksten Konsumchemikalien, also Inhaltsstoffe für Seifen, Wasch- und Reinigungsmittel und Kosmetik. Allerdings hatte das Segment ein starkes Vorjahr zu verzeichnen, 2018 aber musste die Produk­ tion um drei Prozent gedrosselt werden.

Die angespannte Situation hat auch Auswirkungen auf die aktuellen Lenker und potenziellen Führungskräfte der Branche.

Aus Sicht des Top-Managements befindet sich die Chemieindustrie in einem umfassenden Umbruch, was klare Auswirkungen auf die Eigenschaften der Führungskräfte und mittleren Managementpositionen hat.

Dieser grundsätzliche Transformationstrend wird auch vom grössten deutschen Branchenverband, dem VCI, so gesehen.

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Bild: Shutterstock

Die deutschen Chemieanbieter haben 2018 im Jahresverlauf an Schwung eingebüsst. Dass nach zwölf Monaten noch ein Produktionszuwachs von 2,5 Prozent in Aussicht steht, ist allein der Pharmaindustrie zu verdanken, die um fast 12 Prozent zulegte. Die Chemie ohne Pharma schrumpfte nach Zahlen des Branchenverbands 2018 mengenmässig um 1,5 Prozent.

Top-Entscheider lassen sich wegen der internationaleren Ausrichtung der grossen Marktplayers viel einfacher in die Schweiz locken und verweilen dann auch länger in den Unternehmen, was sich im Buhlen um Top-Manager als Standortvorteil erweist.

Nach der zunehmenden Abschwächung in den vergangenen Monaten blickt der VCI verhalten ins neue Jahr. Zwar überwiegt in den Unternehmen die Hoffnung, dass mit einer Normalisierung des Rheinpegels die betroffenen Anlagen wieder hochgefahren werden können. Auch sollte die Nachfrage aus der Automobilindustrie wieder anziehen, wenn die Konzerne die neuen Abgas­ anforderungen in den Griff bekommen.

Gleichwohl rechnet der VCI aus diesen Einflüssen nur mit einer zeitlich begrenzten Belebung des Geschäfts.

Immer stärker werden sich nach Einschätzung der Branche dagegen der wachsende Protektionismus und die konjunkturelle Abschwächung durchsetzen. In dem Szenario hält der VCI 2019 nur ein bescheidenes Wachstum für möglich. Erwartet wird ein Produktionsplus von 1,5 Prozent ein

Preisanstieg um 1,0 Prozent und damit ein Umsatzwachstum um 2,5 Prozent. Für die Chemie ohne Pharma geht der Verband von einer Stagnation der Produktion im Jahr 2019 aus. Insgesamt wird wieder die grösste Dynamik im Aussenhandel gesehen.

Die Führungskräfte müssen sich nicht nur selbst auf diesen Wandel einstellen, die Unternehmen suchen zurzeit auch verstärkt nach dem passenden Personal für alle Bereichsebenen. Der Wettbewerb wird sich also intensivieren.

Geänderte Anforderungen an Manager Wie ändert sich die Chemiebranche im Hinblick auf die Führungskräfte? Die Chemiebranche ist heute deutlich globalisier1–2/2019

ter und internationaler hinterlegt als noch vor fünf Jahren. Dies bedeutet, dass sich die Führungskräfte von heute häufig dadurch auszeichnen und aufsteigen können, dass sie internationale Erfahrungen mitbringen. Aufenthalte und Arbeitsexpertise im europäischen Ausland, in Brasilien, in Asien, oder den USA sind heute gefragter denn je. War ein Auslandseinsatz früher eher Kür als Pflicht, suchen heute Unternehmen gezielt nach solchen Managern, die durch ihren Auslandseinsatz bewiesen haben, dass sie sich auch unter herausfordernden Bedingungen durchsetzen konnten. Auch sind die Wirtschaftszyklen in der Chemiebranche wie weiter oben beschrieben immer stärker von anderen Branchen abhängig. Manager, die im Ausland Erfahrung gesammelt haben, wird daher gerne zugesprochen, dass sie neue Einblicke aus ihren Unternehmen mitbringen. So sind die taktischen und strategischen Massnahmen, wie ein Chemieunternehmen auf neue Marktgegebenheiten – zum Beispiel neue, innovative Wettbewerber reagiert von Land zu Land unterschiedlich. Auch auf allgemeine Wirtschaftsentwicklungen und Branchentrends wird unterschiedlich reagiert. Die Expertise eines Chemiemanagers, die er zum Beispiel in den USA oder seiner Station in China im Hinblick auf die Digitalisierung oder anderer Technologietrends gemacht hat, wird daher als sehr wertvoll für europäische Unternehmen angesehen. Und die Unternehmen erwarten dieses Wissen auch stärker als früher und fordern eine Art «Skill-Transfer» quasi ein.

Das kann sich auch auf die Art des Arbeitens, Führens und Managens beziehen.

Es werden daher verstärkt Managertypen nachgefragt die, nicht nur anwendbare Auslandserfahrung mitbringen, sondern auch für eine moderne Führungskultur stehen.

Unternehmen in der Chemiebranche versuchen nämlich auch durch die Umstrukturierung interner Entscheidungs- und Arbeitsprozesse auf Einflüsse von aussen zu reagieren.

Agiles Arbeiten, innovatives Projektmanagement, weniger hierarchische Führungsebenen und interdisziplinäre Strukturen sind Eigenschaften, die Top-Manager heute in der Chemiebranche mitbringen 1–2/2019

Bild: Boyden

MANAGEMENT

Dirk Friederich, Managing Partner bei Boyden.

müssen, wenn Sie Karriere machen wollen.

Neben der erwähnten Auslandserfahrung sind auch Expertisen aus ganz anderen Bereichen hoch begehrt. Man hat auf Seiten der Unternehmen längst erkannt, dass Eigengewächse der Chemiebranche zwar den nötigen Stallgeruch haben, um erfolgreich zu sein, aber auch Industrienovizen hier sehr gute Erfolge feiern können. Wer als Manager also nicht originär in der Chemie gelernt hat, aber in artverwandten Strukturen seine Sporen verdient hat, hat gute Chancen, seinen Marktwert zu erhöhen. In den Suchkriterien erfolgreicher Chemieunternehmen finden sich daher nicht nur weniger dogmatische Nachfragen nach vorheriger Chemieexpertise, sondern auch immer öfter konkret der Wunsch nach Führungskräften aus anderen Branchen. Hiervon verspricht man sich Managertypen, die neue Impulse setzen können und neue kulturelle Erfahrungen – und damit neuen Schwung – in das eigene Unternehmen bringen.

Agiler Schweizer Arbeitsmarkt als Standortvorteil Gerade in der Schweizer Chemiebranche ist zu beobachten, dass sowohl bei Pharma-, als auch Chemieunternehmen grosser Marktplayer tätig sind, die aufgrund der Eigenheiten des Schweizer Marktes einfach internationaler ausgerichtet sind als es bei vielen deutsche Chemieriesen der Fall ist. Hier prägen neben den Grossunternehmen vor allem mittelständische Mid-Caps das Bild. Der Schweizer Markt besetzt dadurch insbesondere im Pharmabereich einen klaren Wettbewerbsvorteil gegenüber Deutschland. Die-

ser Vorteil wird noch verstärkt, weil das Wachstumspotenzial im Pharmabereich wesentlich höher liegt – ebenso wie die Margen.

Top-Entscheider lassen sich davon viel einfacher in die Schweiz locken und verweilen dann auch länger in den Unternehmen. Zudem auch das deutlich höhere Gehaltsniveau der Schweiz immer noch ein nicht zu unterschätzender Mehrwert für viele Manager ist. Aber auch hier ist ein sanfter Rückgang zu Gunsten von mehr Nachhaltigkeit und Entscheidungs- und Gestaltungsfreiheit zu beobachten ist.

Brexit hat Auswirkungen Interessant wird diese Situation im Hinblick auf den bevorstehenden Ausstieg Grossbritanniens aus der EU werden. Die Branche hofft auf ein kontrolliertes Verfahren, denn gerade die deutsche Chemieund Pharmaindustrie ist eng mit Grossbritannien verzahnt, 17 000 Mitarbeiter deutscher Unternehmen sind dort beschäftigt. Aus Grossbritannien laufen Chemie- und Pharmaexporte im Wert von 6,5 Mrd. Euro nach Deutschland, in der Gegenrichtung ist es mit 11,2 Mrd. fast doppelt so viel.

Bei einem harten Brexit wäre die EU-Chemikalienverordnung «REACH» in Grossbritannien nicht mehr wirksam, so dass die dort hergestellten Produkte nicht mehr registriert wären und nicht mehr verkauft werden dürften.

Die Rekrutierungsbestrebungen der Unternehmen haben jetzt schon eine neue Dimension erreicht und es wird sehr spannend sein, die Auswirkungen des Brexits auf das Stühlerücken auf den Top-Ebenen der Chemiebranche zu beobachten.

Kontakt Dr. Dirk Friederich Managing Director Boyden Rathausplatz 12 D-61348 Bad Homburg +49 6172 18 02 42 dirk.friederich@boyden.de www.boyden.de

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WERKSTOFFE

Unerwarteter Prozess bei Metall-Schwefel-Batterien

Liaison zwischen Schwefel und Kohlenstoff

Unerwartete Wechselwirkung Dabei bedeckten die Schwefelatome innerhalb kurzer Zeit die komplette Oberfläche des Kohlenstoffs. Nimmt man die Mischung nun durch spektroskopische oder mikroskopische Verfahren genauer unter die Lupe, so lassen sich deutliche Änderungen in den Eigenschaften des Schwefels feststellen. Nach wenigen Tagen verliert der Schwefel seine Struktur und wird amorph. Auch der Schmelzpunkt geht verloren. Das Phänomen, dass Schwefel sich in Kontakt mit Kohlenstoff auf solch drastische Art verändert, bezeichnen die Chemiker als Spillover.

«Wir sind sehr überrascht, dass dieser Effekt bisher übersehen wurde, da wir ihn mit relativ einfachen Untersuchungen ein44

Schwefel ist aufgrund seiner guten Verfügbarkeit und hohen Speicherfähigkeit ein äusserst vielversprechendes Element für zukünftige Batterien. In Kontakt mit dem nötigen Kohlenstoffadditiv kommt es dabei zu unerwarteten Wechselwirkungen.

denen Spillovereffekt herauszufinden und ihn in Batterien eventuell nutzbar zu machen.

Bild: Anne Günther/FSU

«In Verbindung mit einem Metall, etwa Natrium oder auch Lithium, kann eine Batterie mit Schwefel als Pluspol theoretisch wesentlich mehr Energie speichern als mit den meisten anderen Materialien», erklärt Philipp Adelhelm von der Universität Jena.

«Weltweit wird daher intensiv an Metall-Schwefel-Batterien geforscht. Aufgrund der schlechten Leitfähigkeit von Schwefel, muss dieser dafür allerdings sehr feinteilig mit leitfähigem Kohlenstoff kombiniert werden.» Bei Kontakt scheinen nun beide Elemente auf unerwartete Weise in Wechselwirkung zu treten. Die Wissenschaftler haben hierzu unter normaler Umgebungstemperatur hochporöse Kohlenstoffteilchen und Schwefel zu gleichen Teilen miteinander vermischt.

Bild: Lukas Medenbach/FSU

Auf der Suche nach der Batterie der Zukunft gilt es dabei vor allem, optimale Materialkombinationen zu finden, die mit den vorherrschenden Lithium-Ionen-Akkus konkurrieren können. Dabei rücken auch Metall-Schwefel-­ Batterien zunehmend in den Fokus. Denn Schwefel verspricht eine hohe Speicherkapazität und günstige Herstellungskosten. Chemiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena, des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien in Jena und der Technischen Universität Chemnitz haben jetzt allerdings ein Phänomen in diesem Batterietyp entdeckt, das ihre Funktionsweise erheblich beeinflussen könnte und deshalb unbedingt näher erforscht werden muss.

Philipp Adelhelm (r.) und Lukas Medenbach von der Universität Jena. Die Forscher waren überrascht, dass der entdeckte Effekt bisher übersehen wurde.

wandfrei feststellen konnten», sagt Adelhelm. «Wir gehen davon aus, dass dieses fundamentale Phänomen Auswirkungen auf alle Arten von Metall-Schwefelbatterien haben, bei denen poröser Kohlenstoff zum Einsatz kommt.» Deshalb müssten nun weitere Forschungen angeschlossen werden, um mehr über den hier vorhan-

Originalpublikation L. Medenbach et al., «Sulfur Spillover on carbon materials and possible impacts on metal-Sulfur batteries», Angewandte Chemie, Intern. Ed. (2018); DOI: 10.1002/ anie.201807295 Kontakt Prof. Dr. Philipp Adelhelm Institut für Technische Chemie und Umweltchemie Friedrich-Schiller-Universität Jena Philosophenweg 7a D-07743 Jena +49 3641 948 400 philipp.adelhelm@uni-jena.de www.uni-jena.de

1–2/2019

WERKSTOFFE

Molekulare Multiwerkzeuge mit Licht

Neue Strukturierungsmethode

Forscher des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung in Mainz (MPI-P), der beiden chinesischen Universitäten für Wissenschaft und Technik (Hefei) sowie für elektronische Wissenschaft und Technologie (Chengdu) haben Oberflächen entwickelt, die durch sichtbares Licht strukturiert werden können, da sie mit einem speziellen Molekül bedeckt sind, welches ein Ru­ thenium-Atom in seinem Zentrum hat.

Dieser Molekülkomplex ist fest mit der Oberfläche verbunden und wirkt quasi als molekularer Schraubenzieher. «Man kann sich dieses Molekül als Schraubenzieher vorstellen, an den verschiedene Bits angedockt werden können. Dies bedeutet, dass wir die Oberfläche durch Wechsel der Bits mit verschiedenen Funktionen ausstatten können, wie zum Beispiel wasserabweisenden Eigenschaften», sagt Si Wu, Gruppenleiter am MPI-P. Das Andocken von solchen Bits – hier, «Thioether-Gruppen», organische Moleküle, die ein Schwefelatom aufweisen – wurde bisher durch chemische Verbindungen bewerkstelligt, die nur schwer wieder entfernt werden konnten. Eine Entfernung war in der Vergangenheit nur über komplizierte chemische Methoden möglich, die gleichzeitig die funktionalen Thioether-Gruppen sowie die an der Oberfläche angebrachten Rutheniumkomplexe zerstörte. In ihrer Veröffentlichung zeigten die Forscher, dass die Entfernung der Thio­ ether-Gruppen – also der Bits – einfach durch sichtbares Licht möglich ist. «Dies ist sehr wichtig, wenn wir zum Beispiel an Biomoleküle auf der Oberfläche denken, die durch UV-Licht zerstört werden können. Daher haben wir in unserer Arbeit mit sichtbarem Licht experimentiert, das weni1–2/2019

Bild: MPI-P

Die Funktionalisierung von Oberflächen mit verschiedenen physikalischen oder chemischen Eigenschaften ist eine Anforderung in vielen Anwendungsgebieten. So erlaubt zum Beispiel die Strukturierung von Oberflächen mit wasserliebenden und wasserabweisenden Flächen eine Trennung von Emulsionen, wie beispielsweise Wasser und Öl. Solche Strukturen können des Weiteren verwendet werden, um Flüssigkeiten zu leiten, zum Beispiel in Mikrofluidikanwendungen, die für die Analyse kleinster Flüssigkeitsmengen wichtig sind. Die Schaffung von definierten Oberflächeneigenschaften ist jedoch eine Herausforderung.

Schematische Darstellung des Austauschs von Oberflächenfunktionen durch sichtbares Licht.

Rutheniumkomplexe dienen als molekulare Schraubenzieher, während Thioethergruppen als molekulare Bits die Oberflächeneigenschaften bestimmen.

ger Energie besitzt und damit gegebenenfalls angedockte Biomoleküle nicht zerstört», so Wu. Mit der neu entwickelten Methode ist es somit möglich, Oberflächen sehr einfach zu strukturieren. Im Dunkeln wird die komplette Oberfläche mit einem Molekül mit gewünschten, beispielsweise wasserabweisenden, Eigenschaften funktionalisiert. Die Oberfläche wird daraufhin durch eine Schattenmaske beleuchtet. Dies löst die Verbindungen zwischen dem Rutheniumkomplex, der fest mit der Oberfläche verbunden ist, und der angedockten funktionalen Thioether-Gruppe. Nach Waschen der Oberfläche wird die Funktionalität somit an den belichteten Stellen entfernt, nur die unbelichteten Stellen bleiben zurück.

Da der Rutheniumkomplex fest mit der Oberfläche verbunden ist, beim Waschen also zurückbleibt, kann er immer wieder genutzt werden, um andere «Bits» – ande-

re Funktionalitäten – auf die Oberfläche aufzubringen. Daher kann die Oberfläche mehrfach rekonfiguriert werden.

Originalpublikation Chaoming Xie et al., «Reconfiguring surface functions using visible-light-controlled metal-ligand coordination», Nature Communications (2018); DOI: 10.1038/ s41467-018-06180-7

Kontakte Prof. Dr. Si Wu Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Hofgartenstrasse 8 D-80539 München +49 6131 379 196 wusi@mpip-mainz.mpg.de www.mpg.de

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LITERATUR

Druckluft in der pharmazeutischen Industrie Zunehmend rückt die Qualität der im Prozess eingesetzten Druckluft in den Fokus von Auditoren und Inspektoren: Mangels ausreichend spezifischer gesetzlicher Regelungen und Richtlinien blieben Fragen der GMP-gerechten Gestaltung von Herstellung, Prüfung und Verwendung von Druckluft bisher offen.

Diese interdisziplinäre Darstellung zur pharmazeutischen Druckluft bietet hier das notwendige Instrumentarium mit Best-Practices-Empfehlungen unter Berücksichtigung sowohl der technischen Möglichkeiten als auch der pharmazeutischen Anforderungen. Praxis-

beispiele verdeutlichen dabei das Vorgehen.

Im Anhang wird die Versorgung und Anwendung von Druckluft für die Pharmaindustrie aus

Herstellersicht vorgestellt. Aus dem Inhalt: Druckluftanwendungen in der pharmazeutischen Industrie, regulatorische Anforderungen, Planung einer Druckluftanlage, Erzeugung von Roh-Druckluft, Druckluftaufbereitung, Druckluftverteilung, Qualifizierung und Validierung, Routinebetrieb, Abweichungen und Änderungen, Ökonomische und ökologische Aspekte, Druckluftspezifikationen, Gute Laborpraxis, Inspektion und Auditierung von Druckluftsystemen, DruckluftVersorgung und -Anwendung aus Herstellersicht.

Zielgruppen: Pharmazeutische Verfahrenstechnik; Pharma-

zeutische Industrie; Zulieferindustrie; Chemische Industrie; Nahrungsmittelindustrie; Maschinen-/Anlagenbau; Auftragshersteller (Herstell- und Verarbeitungsbetriebe); Hochschulen/Fachhochschulen; Landesbehörden/Über wachungsämter.

Detlef Werner, Gastautoren: Erwin Ruppelt, Daniela Koehler, «Druckluft in der pharmazeutischen Industrie», ISBN 978-3-87193-461-2, 1. Auflage 2018, 17 × 24 cm, 216 Seiten, rund CHF 100.–.

Quelle: Medienmitteilung Edito Canto Verlag

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«Die Dichtung ist ein Bauteil, mit dem wir täglich zu tun haben», sagt Riedl. «Sie fällt aber erst dann auf, wenn sie defekt ist. Denn die Schäden können enorm sein.» Dazu zählt zum Beispiel der hohe Materialverschleiss. «Viele Dichtungen gehen zu schnell kaputt. Wir erforschen deshalb neue Materialien und Methoden zur Oberflächenbehandlung, um Reibungen an Dichtungsringen zu reduzieren.»

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Quelle: Pressemitteilung Fachhochschule Münster 1–2/2019

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BERUFSBILDUNG

Daniel Bergbold hat den derzeit gesuchtesten Beruf der Branche: Über 5500 Chemikanten (Anm. d. Red.: In der Schweiz Chemie- und Pharmatechnologe EFZ genannt) bilden die Chemiefirmen bundesweit aus. Was den Berufsalltag ausmacht, verrät der Mitarbeiter von Lanxess in Mannheim hier. Hoch hinaus: Der Abschluss zum Meister ist bereits in Reichweite.

Zu Hause tunt Daniel Bergbold sein Auto. Im Job optimiert er Chemieanlagen: Der 24-Jährige hat 2010 seine Ausbildung zum Chemikanten beim Spezialchemie-Konzern Lanxess am Standort Mannheim (früher RheinChemie) gestartet. Jetzt ist er auf dem Weg zum Meister.

Bergbold hat den derzeit gesuchtesten Beruf der Branche: Über 5500 Chemikanten bilden die Chemiefirmen bundesweit aus, mehr als doppelt so viele wie die Lieblingsberufe zwei und drei, Industriekaufmann und Chemielaborant.

Auch am Mannheimer Lanxess-Standort mit seinen gut 400 Mitarbeitern werden seit Anfang des Monats wieder zehn junge Frauen und Männer zu Chemikanten ausgebildet.

Ihre Chancen zur Übernahme sind hervorragend: Sie liegen bei fast 100 Prozent.

Die Frühschicht beginnt um 6 Uhr – hart für alle, die gerne lange schlafen. Bergbold lacht: «Das Fünf-Schicht-System lässt

Persönlich Wie kamen Sie zu Ihrem Beruf?

Schon in der Schule hatte ich eine starke Vorliebe für die Naturwissenschaften. Ein Praktikum bei der BASF hat mich dann überzeugt.

Was reizt Sie am meisten?

Ideen entwickeln, um Prozesse und Verfahren zu verbessern.

Und die starke Gemeinschaft der Kollegen. Durch die Schichtarbeit sind wir wie eine Familie.

Worauf kommt es an?

Dauerhafte Konzentration! Ich bin für sehr grosse Produktmengen verantwortlich. Geht da etwas schief, wird es schnell teuer oder gefährdet die Sicherheit.

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Bild: Adobe Stock

Chemikant hat seine Anlage und die Karriere im Griff

Eine Chemikantin prüft die Kupplungen des Fabrikationsprozesses.

mir schon genügend Gelegenheit dafür.» Hellwach ist der junge Mann jedenfalls immer, wenn er Dienst hat: «Konzen­ triert sein und alles im Blick haben, darauf kommt es an», beschreibt er seinen Job in der Messwarte.

Als Chemikant betreut er die Anlagen zur Herstellung chemischer Zusätze (Additive). Diese lassen zum Beispiel Dämmstoff feuerfest werden, Kunststoff geschmeidig, Autoreifen spritsparend und Schmierstoffe noch leistungsfähiger.

Hier wird in Tonnen, nicht in Kilos gerechnet Bergbold steuert den kompletten Prozess: «Ich prüfe den Arbeitsauftrag und gebe dann die entsprechenden Zutaten in die Anlage.» Das geschieht von der Messwarte aus per Knopfdruck am Computer. «Wir arbeiten im

Tonnenmassstab und rechnen nicht in Kilo oder gar Gramm.»

Im Schnitt stecken zehn Tonnen Material in einem chemischen Reaktor. Die Masse wird durch verschiedene Prozesse teils über Tage hinweg in das gewünschte Produkt verwandelt.

«Dabei muss ich – je nach Rezept – heizen und kühlen, rektifizieren, extrahieren, separieren und destillieren», erklärt der Chemikant versiert. Jeder Vorgang wird akribisch dokumentiert: «Wie war der Verlauf?

Waren Temperatur und Druck durchweg korrekt oder gab es Probleme?» So lässt sich später genau nachvollziehen, wo und wie jede Charge entstanden ist.

Er kümmert sich aber nicht nur um ein einzelnes Produkt: «Meist sind es vier oder fünf Produkte in unterschiedlichen Prozessstufen.» Sobald ein Ad47

VERBANDSSEITE

ditiv fertig ist, wird es abgefüllt und der Behälter neu bestückt oder gereinigt. Zu dieser Aufgabe kommen Rundgänge durch die Anlage: «Dann schaue ich nach, ob irgendwo etwas tropft oder zischt und ob alle Rettungswege frei sind.»

Und ständig grübelt Bergbold darüber nach, wie es in der Anlage noch besser laufen könn-

te: «Ich habe bereits 15 Verbesserungsvorschläge eingereicht, einige davon wurden umgesetzt», sagt er mit erkennbarem Stolz. Jetzt stemmt er seit über einem Jahr in seiner Freizeit noch eine Weiterbildung zum Meister. «Jeden Dienstag und Samstag heisst es lernen», so Bergbold. Sein Teamleiter Müslüm Sahin findet das grossartig:

«Hut ab!», lobt er. «Neben dem Betrieb noch die Meisterausbildung, das ist eine echte He­ rausforderung!»

In anderthalb Jahren will Bergbold fertig sein. Dann steht ihm der Job als Teamleiter, Schichtführer oder sogar mal als Schichtmeister offen. Bleibt bei dem Lernprogramm noch genügend Freizeit übrig? «Aber

klar», sagt der junge Mann vergnügt. Seine Leidenschaft gehört seinem Audi A5, den er tiefergelegt und mit Flügeltüren ausgestattet hat. Auch das Fitnessstudio und Radfahren zählen zu den Hobbys.

Chemikant als Beruf? «Auf jeden Fall», versichert Bergbold.

«Ich kann’s nur empfehlen!»

Sabine Latorre

SCV zusammen mit der Firma Media-Consulting die App entwickelt.

Die neu geschaffene App richtet sich in erster Linie an alle

Verbandsmitglieder. Diese haben die Möglichkeit, sich über aktuelle News, Termine und Veranstaltungen zu informieren und neue Themen im SCV schnell und einfach zu teilen und Mitgliedern zugänglich zu machen.

Die Verbands-App bietet somit die Möglichkeiten eines neuen innovativen Kommunikationskanals für Mitglieder und Firmen; aber auch für Interessierte im Umfeld des SCVs. Die SCV-App ist ab sofort kostenlos im Apple Store und Play-Store erhältlich unter cp-technologe.

ZENTRALVORSTAND Der SCV hat seit Ende 2018 eine APP gen werden in Form einer mobilen Anwendung bereitgestellt und gelangen somit schneller zum Nutzer. Um den Fortschritt mitzugehen, hat der

Bilder: P. Keller

Im digitalen Zeitalter findet der Informationsaustausch immer mehr auf Smartphones und Tablets statt. Aktuelle Nachrichten, Termine und Veranstaltun-

Patrick Keller, SCV Kommunikation

So präsentiert sich die anwenderfreundliche APP des SCV.

SEKTION FRICKTAL Generalversammlung Geschätzte Berufskollegen Wie immer bildet die Generalversammlung den Abschluss des Geschäftsjahres unserer Sektion. Die Versammlung soll als gemütlicher, geselliger Anlass 48

genutzt werden. Der Vorstand lädt alle Mitglieder herzlich ein.

Die GV findet statt am 15. Februar 2019 um 18 Uhr

Ort Käser’s Schloss, Schloss 17c CH-5077 Elfingen Nach dem offiziellen Anlass werden die Teilnehmer in die

Welt der Whisky-Destillerien eingeführt und danach haben alle die Möglichkeit, die edlen Tropfen auch zu degustieren.

Dieter Brunner, Präsident 1–2/2019

VERBANDSSEITE

SEKTION NORDWESTSCHWEIZ

Bilder: M. Nagel

Baumschnittkurs 2018 – ein Rückblick

Lektion 1

Vertiefung des Gelernten

Am Samstag, den 8. Dezember 2018, fanden vormittags elf Teilnehmende, Frauen und Männer, den Weg nach NuglarSt. Pantaleon.

Unter kundiger Anleitung von unserem Sektionsmitglied Urs Kohler durften wir von seinem Fachwissen als Gärtnermeister profitieren. Nach einer Lektion

Theorie und Praxis konnten wir selber an verschiedenen Baumarten den Verjüngungsschnit t oder Formschnit t durchführen.

An dieser Stelle sei auch unserem Sektionsmitglied Paul Studer bestens gedankt, für die Bereitstellung von Leitern und natürlich den Obstbäumen in den unterschiedlichen Wuchsstadien. Die Obstbaumpalette umfasste Quitten, Zwetschgen, Kirschen, Mirabellen und Äpfel.

Nach einem feinen Mittagessen im Restaurant Alte Brennerei

wurde beim anschliessenden Kaffee über Baumschneidetechnik gefachsimpelt, wie auch über Anekdoten aus der Welt der Chemikanten und Chemie gelacht oder anders gesagt über Chemie- und Pharmatechnologen. Nach der Mittagspause war nochmals Feldarbeit angesagt, um das Gelernte zu vertiefen und nochmals anzuwenden.

Herzlichen Dank an Urs und Paul sowie an alle Teilnehmenden für diesen spannenden und gelungenen Kurstag.

Martin Nagel

SEKTION OBERWALLIS

Am 6. Oktober 2018 war es wieder so weit. Der Familientag des Schweizerischen Chemieund Pharmatechnologen Verbands Sektion Oberwallis fand wie jedes Jahr im Forsthaus Alba unterhalb von Bürchen statt.

Vorstandsmitglied und Organisator Juon Orlando bereitete einen feinen Apéro und kredenzte einen einheimischen Johannisberg – eine wahre Gaumenfreude.

Am späteren Morgen versammelten sich die 16 angemeldeten Gäste zum Apéro. Das Wetter war leider eher unfreundlich, mit gelegentlichen Regentropfen und doch sehr frischem Windzug. Deshalb mussten wir den Apéro in diesem Jahr drinnen durchführen.

Neben einigen Mitgliedern und Vorstandsmitgliedern hat1–2/2019

te sich auch unsere Ehrendame Benita Eyer für den Familientag entschuldigt.

Zum Hauptgang gab es Grilladen mit verschiedenen liebevoll zubereiteten Salaten. Nach dem Essen wurden die Mitglieder der Sektion aufgerufen, mit Präsident Stephan Zenklusen und Juon Orlando die Tradition der gemeinsamen Männer-Schnapsrunde an der Bar fortzuführen. Nach diesem Akt wurden auch die Damen und Kinder wieder bedient mit Kaffee und Seitenwagen. Dazu wurde ein reichhaltiges Dessertbuffet erstellt mit allem, was das Herz begehrte.

Die fleissigen Vorstandsmitglieder Orlando, Rinaldo, Fredy und Stephan räumten danach alles auf und reinigten die Küche sowie den Grill, um in die nächste Etappe vorzudringen. Nach kur-

Bild: Zenklusen Stephan

Familientag

Draussen am Ballonfiguren-knüpfen.

zer Verschnaufpause hiess es wieder, ab an die Pfannen und Kartoffeln kochen fürs Raclette, das den krönenden Abschluss bildete. Gegen 19.30 Uhr wurde die Runde langsam aufgelöst und das Forsthaus Alba für die nächsten Events wieder auf Vordermann gebracht.

Ein herzliches Dankeschön an den langjährigen Organisator

Juon Orlando für seine Arbeit von der Einladung bis zur Vorbereitung übers Aufräumen und Putzen und dem Präsidenten Stephan Zenklusen sowie auch den Vorstandsmitgliedern Salzmann Fredy und Gsponer Rinaldo für die Unterstützung vor Ort. Stephan Zenklusen 49

PRODUKTE

Grosse Fördermengen effizient transportieren

Grundfos erweitert sein Pumpen-Angebot in Richtung höherer Leistungen: Die geregelten Inline-Pumpen der Baureihe TPE

können TGA-Planer im Objektbau oder Anlagenplaner in der Industrie nun mit einer maximalen Leistung von 55 kW ordern. Solche Pumpen fördern Heizwasser oder Kühlwasser bis zu einer Fördermenge von 1100 m³/h (maximale Förderhöhe: 92 m), und sie bewältigen diese grossen Volumina mit IE3- bzw.

IE4-Antrieben erfreulich effizient.

Grundfos bietet die Inline-Pumpen dieser Leistungsklasse optional in drei Konfigurationen an: – TPE Serie 1000 (ohne Differenzdrucksensor) mit integriertem Frequenzumrichter – TPE Serie 2000 (mit Differenzdrucksensor) mit integriertem Frequenzumrichter – TP mit separatem Frequenzumrichter (ab Werk getestet und als Komplettsystem geliefert).

Kunststoffausgekleidete Magnetkupplungspumpen

Kunststoffausgekleidete magnetgekuppelte Chemienormpumpen der Baureihe AC von Invent Armaturen AG eignen sich insbesondere für aggressive, giftige, feuergefährliche, explosive oder stark riechende Medien. Diese werden zwecks leckfreier Förderungen eingesetzt. Die Antriebsleistung wird mit Hilfe von Dauermagneten durch ein das Pumpengehäuse abdichtendes Ge-

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häuseteil – hier den Spalttopf – berührungslos auf die Pumpenwelle übertragen. Diese Pumpenwelle wird innerhalb des Pumpengehäuses vom Fördermedium geschmiert, gelagert und nicht aus dem Pumpengehäuse herausgeführt. Somit entfällt eine rotierende Wellenabdichtung. Hochqualitative Materialien und besondere Konstruktionsmerkmale zeichnen diesen Pumpentyp aus. Diese mit PP (Polypropylen) oder auch mit E-CTFE (Ethylen-Trifluorchlorethylen) ausgekleideten Magnetkupplungspumpen können nach Wunsch des Kunden durch unsere Spezialisten vor Ort in Betrieb genommen werden.

Invent Armaturen AG Pumpen Ventile Notduschen In der Steingrube 3 CH-4310 Rheinfelden +41 61 833 70 70 info@invent-armaturen.ch www.invent-armaturen.ch

Bei Inline-Pumpen liegen Druckund Saugstutzen geradlinig gegenüber, das vereinfacht die Rohrleitungsmontage. Die Trockenläuferpumpen sind in Blockausführung gefertigt und weit weniger empfindlich gegenüber Verunreinigungen im Fördermedium als Nassläufer-Umwälzpumpen.

Diese Pumpen fördern nicht einfach Medium von A nach B; vielmehr handelt es sich um Systemlösungen, die anspruchsvolle und komplexe Förderaufgaben mit minimalem Energieaufwand lösen: Mit intelligenten Regelungen, optimierten Algorithmen und zahlreichen weiteren Funktionen können die Inline-Pumpen eine zentrale Rolle in Heizungs-, Klimatisierungsund Wärmerückgewinnungsanlagen übernehmen und sind in die-

ser Ausführung derzeit einzigartig auf dem Markt.

Natürlich gilt auch für diese leistungsfähigsten TP/TPE-Pumpen die Grundfos GO-Garantie: Fünf Jahre Sicherheit, wenn die Inbetriebnahme mit der App Grundfos GO Remote protokolliert und die Pumpe per E-Mail bei Grundfos registriert wurde.

Grundfos Pumpen AG Bruggacherstrasse 10 CH-8117 Fällanden +41 44 806 82 10 info_ch@grundfos.com www.grundfos.ch

Pelletpressen leicht gemacht

Wo immer man viele Pellets mit 32 oder 40 mm Durchmesser pressen muss, bietet das neue Apex-Presswerkzeug von Specac eine revolutionäre Verbesserung. In einem ersten Schritt wird die Probe wie üblich gepresst. Im direkt darauffolgenden zweiten Schritt wird mit dem patentierten Mechanismus das Pellet automatisch ausgestossen.

Gegenüber dem bisherigen Prozess, bei dem man das Presswerkzeug wieder in die Presse einsetzen musste und das Pellet mittels

Ausstossring ausgestossen wurde, bietet die Neuerung einen grossen Zeitgewinn und eine wesentlich bessere Prozesssicherheit ohne gebrochene Pellets. Zudem ist auch die Reinigung des Werkzeugs einiges einfacher, indem nur noch die obere Pressplatte benötigt wird.

In Kombination mit einer mikroprozessorgesteuerten Atlas-Auto-Presse von Specac kann somit der gesamte Pressvorgang automatisiert werden. Einfach die Probe einfüllen, Knopf drücken und nach abgeschlossenem Vorgang das Pellet entnehmen. Danach das Apex reinigen, Reset-Knopf drücken und die nächste Probe einfüllen.

Egal ob XRF-Presslinge, Milchpulver, Bodenproben – Apex standardisiert und automatisiert Ihren Pressprozess noch weiter und Sie gewinnen Zeit für andere Aufgaben.

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1–2/2019

PRODUKTE

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25 Jahre Mehrwege-Ventilblöcke

Ursprünglich wurden im Rohrleitungsbau, einfache Feinguss- oder Durchgangsventilkörper mit Rohrfittingen zusammengeschweisst.

Diese werden zum Teil auch heute noch verwendet, jedoch haben sie durch die grossen Toträume einen erheblichen Nachteil. Deshalb wurde 1993 der erste einfache Mehrwegeventilkörper, das T-Ventil, mit integrierten Rohrfittingen, selbstentleerend und ganz ohne Schweissnähte gefertigt.

Heute stellen M-Blöcke die fortschrittlichste Lösung dar, um den hohen und komplexen Anforderungen im Anlagenbau der pharmazeutischen, biotechnologischen, chemischen und Lebensmittelindustrie gerecht zu werden.

Im Gegensatz zu den aufwändigen Schweisskonfigurationen, werden die M-Blöcke komplett aus einem Edelstahlvollmaterialblock gefertigt.

Dadurch bieten sie kompaktes und multifunktionales Design, deutlich reduzierte Toträume, ein verringer-

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tes Hold-up-Volumen sowie einen verbesserten Knowhow-Schutz für Anlagenbetreiber. Zusätzlich wird auch die Produktsicherheit erhöht, da auf Schweissnähte komplett verzichtet werden kann. Neben allen gängigen Anschlussnormen können sogar spezielle Prozessanschlüsse wie Tri-Clamps oder hygienegerechte Dichtkonturen direkt in den Ventilkörper eingearbeitet werden. Bei der kundenindividuellen Gestaltung der M-Blöcke kennen die erfahrenen Entwickler bei GEMÜ fast keine Grenzen. Es wurden bereits mehr als 1200 unterschiedliche Bauformen mit über 25 000 spezifischen Kundenlösungen in unterschiedlichsten Edelstahllegierungen realisiert.

Spezialisiert auf Wartung von Wärmetauschern

Die Firma WT Wärmeaustausch Technologien AG ist spezialisiert auf den Vertrieb, die Instandsetzung und die Wartung von verschiedenen Wärmetauschern.

Die Firma bietet ein breites Produktesortiment an Wärmetauscher an.

Dazu gehören verlötete und verschraubte Plattenwärmetauscher, Spiralrohr sowie Spezial Rohrbündelwärmetauscher. Die Firma besitzt grosse Lagerräumlichkeiten, damit schnelle Lieferzeiten garantiert werden können. Die Firma WT AG ist insbesondere für die Bereiche Haustechnik, Chemie- und Pharmaindustrie, Lebensmittelund Getränkeindustrie, tätig.

Geschraubte Plattenwärmetauscher sind im Material von 1.4301 und 1.4401 bis DN-150 am Lager.

Verbaut wird Material der Firma Tranter. Die Wärmetauscher sind nach einem modularen Konzept aufgebaut. Aus Rahmen, Platten und Verbindungselementen können verschiedene Wärmetauscher Typen hergestellt werden. Durch die Verwendung von Platten mit

verschiedenen Eigenschaften können die Wärmetauscher auf eine Fülle von Anwendungen abgestimmt werden. Für die Durchführung von Inspektions-, Reinigungsund Wartungsarbeiten lassen sich die Wärmetauscher einfach demontieren.

Die Revision von geschraubten Plattenwärmetauschern zählt ebenfalls zu den Geschäftstätigkeiten der Firma. Bei den Revisionen werden die verschmutzten Platten gereinigt, neue Dichtungen angebracht und vor Ort zusammengebaut. Alle Revisionen können für sämtliche Marken (Tranter, Alfa Laval, Orion, Runtal Swep, GEA, Jäggi Bern und weitere) durchgeführt werden.

WT Wärmeaustausch Technologien AG Hasenholz 38 CH-1735 Giffers +41 26 418 06 56 info@wt-sa.ch www.wt-sa.ch

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