ChemieXtra 3/2020 by SIGImedia AG

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März 2020

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grossen Stadt und prompt klebt ein noch ganz frischer Kaugummi an Ihrem Schuh und zieht lange Fäden – ärgerlich. Kaugummis können aber auch sehr nützlich sein: Unter der Rubrik Fokus finden Sie kreative Ideen, die Chemiker für eine bessere Medizin ausgebrütet haben. Unter anderem soll ein sonderbarer Kaugummi bald in Apotheken erhältlich sein. Aber was wäre all der Einfallsreichtum der Chemiker und Biochemiker im Labor wert, wenn das Auge der Chemie, die Analytik, nicht mitspielt? Die instrumentelle Analytik schläft nicht, sie hat in den letzten zwanzig Jahren Grosses erreicht und wird dies auch in Zukunft tun. Dabei erzielen die Analysemethoden und Analysegeräte nicht nur präzisere Ergebnisse,

Carl ROTH Service Ihre Suche war erfolgreich. Mit den neuen Filteroptionen können Sie ganz einfach Ihr Wunschprodukt nden.

sie erweitern sozusagen ihren Horizont und können heute dank verschiedenen Kopplungstechniken auch Analyten erfassen, die zuvor «unsichtbar» waren. Die Instrumente werden nicht nur genauer, sie werden auch kleiner, kompakter und ihr Design bekommt im Gegensatz zu früher

Marie Perfekt, die Picht ist erledigt. Jetzt kommt die Curie.

einen höheren Stellenwert. Für den breiten Einsatzgebiet der Analytik sind Themen wie Automatisierung und Vernetzung, die neue und flexiblere Bedienungs- sowie Überwachungsmöglichkeiten bereitstellen, immer noch zentrale Anliegen. Die Labore der Zukunft müssen flexibel gestaltet sein, so dass sie sich laufend an neue, noch unbekannte Aufgabenstellungen anpassen können. Solche «Smart Labs» zeigt bald die Analytica in München, die Weltmesse für Labortechnik, Analytik und Biotechnologie. Hierzu hat die Fachmesse mithilfe der Technischen Universität Dresden eine Sonderschau konzipiert: Die Besucher können live komplexe Labor-Workflows erleben sowie selbst manipulieren. Auf interaktive Weise erfahren sie dann, wie die Daten in

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ein digitales Laborhandbuch fliessen. Auf dem Platz ist es der Kaugummi, aber im Labor sind es die immer umfangreicheren Datenmengen und die Miniaturisierung zusammen mit den digitalen Möglichkeiten, die in Zukunft wohl die Fäden ziehen. Wir wünschen Ihnen eine gute Lektüre.

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

FOKUS

Kaugummi erkennt Infektionen

Ein Start-up entwickelt einen Kaugummi, der als DiagnoseUnterstützung in Arztpraxen oder auch zu Hause schnell und unkompliziert zum Einsatz kommen kann.

CHEMIE Ungesättigt und von hoher Symmetrie

MEDIZIN Beta-Blocker und Hautentzündungen

Beta-Blocker werden häufig gegen Bluthochdruck und andere Herz-Kreislauf-Erkrankungen eingesetzt. Bei manchen Patienten können sie jedoch eine entzündliche Schuppenflechte auslösen oder verstärken.

IN KÜRZE

NEWS

VERANSTALTUNGEN

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Redaktion Roger Bieri Unter Altstadt 10, Postfach CH-6302 Zug +41 41 711 61 11 redaktion@sigwerb.com

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Redaktionelle Mitarbeit Alexander Jegge Dr. Kurt Hermann

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FOKUS

Der Geschmack entscheidet

Kaugummi erkennt Infektionen

Wenn Bakterien – beispielweise durch Zahn- oder Mandelentzündungen – vorhanden sind, entsteht beim Kauen des Kaugummis ein bitterer Geschmack und der Arzt kann schnell die passende Behandlung einleiten. Das «Testsystem» im Körper ist bislang wohl weltweit einzigartig. «Für viele Point-of-Care-Tests, also Analysen direkt beim Patienten, werden nach wie vor Geräte mit entsprechender Software und geschultes Personal benötigt», erklärt der Mitgründer des Start-up-Unternehmens 3a-diagnostic GmbH Dr. Heinrich Jehle. «Wir suchten nach einer Methode, die wirklich einfach ist, um bakterielle Infektionen nachzuweisen.» Das Team aus Chemikern und Pharmazeuten fand einen ebenso empfindlichen wie einfachen Sensor, den jeder Mensch immer dabeihat: die Zunge. Diese ist sehr sensitiv und in der Lage, kleine organische Moleküle in geringsten Mengen zu detektieren. Der Kaugummi dient als Trägersubstanz, in den ein löslicher Dünnfilm mit einer spezifischen Peptidkette aus Aminosäuren sowie ein Bitterstoff eingearbeitet sind. Den bitteren Geschmack erkennen nahezu alle Menschen als Warnsignal. Die Peptidkette ummantelt diesen Bitterstoff und macht ihn dadurch so gross, dass er zunächst nicht zu schmecken ist, da die Zunge nur sehr kleine Moleküle wahrnehmen kann. Wenn krankheitsspezifische Enzyme einer bakteriellen Entzündung im Speichel vorhanden sind, trennen diese die Peptidkette vom Bitterstoff ab, so dass er wahrnehmbar wird. Wenn keine Bakterien vorhanden sind, bleibt der Geschmack neutral. Für jeden Krankheitserreger passt eine andere Peptidkette, die das spezifische Enzym abspaltet; das heisst, dass für verschiedene 4

Bild: Christoph Mett

Für gewöhnlich nimmt, wer zum Arzt geht, vor der Behandlung seinen Kaugummi aus dem Mund. Ein Start-up-Unternehmen könnte dafür sorgen, dass zukünftig Kaugummis Bestandteil der Diagnose werden und vor der Behandlung erstmal kräftig die Kiefer bewegt werden. Das Team aus Frickenhausen (D) entwickelt einen Kaugummi, der als Diagnose-Unterstützung in Arztpraxen oder auch zu Hause schnell und unkompliziert zum Einsatz kommen kann. Der Sensor ist in diesem Fall die eigene Zunge.

Der Kaugummi wird vom Patienten für ungefähr zwei Minuten gekaut (1). Anschliessend werden bei Bakterienbefall die Geschmacksstoffe freigesetzt (2), wodurch sie durch ihre geringeren Volumina von der Zunge wahrgenommen werden (3).

Krankheiten verschiedene Kaugummis mit jeweils einer anderen Peptidkette entwickelt werden müssen. Die Markteinführung der Kaugummis für die Diagnose von Peri-Implantitis, also Entzündungen durch Zahnimplantate, ist für 2021 geplant, wenig später soll die Anwendung bei Parodontitis folgen. In der Pipeline ist ausserdem die Entwicklung für Streptococcus pyogenes, ein häufig vorkommendes Bakterium, das beim Menschen unter anderem eitrige Tonsillitis, also Mandelentzündung, auslösen kann.

Nach zwei Minuten liegt das Ergebnis vor Beim Verdacht auf eine bakterielle Infek tion müsste dann kein Abstrich von einem

Mediziner genommen werden, sondern der Patient könnte zunächst einen für sein Krankheitsbild passenden Kaugummi kauen. Das Nachweisverfahren ist nicht nur sehr einfach und überall anzuwenden, sondern auch sehr schnell: Bereits nach zwei Minuten liegt ein Ergebnis vor, das dem Arzt oder der Ärztin Entscheidungshilfe für die weitere Behandlung bietet. «Das Produkt dient vor allem als Ergänzung zu den bestehenden Tests, als Vorscreening oder niederschwellige Überwachung», erklärt Jehle. So könnte beispielsweise ein Patient nach dem Setzen eines Zahnimplantats Kaugummis verwenden, um Infektionen in einem sehr frühen Stadium zu erkennen – deutlich bevor eine eitrige Entzündung zu ernsthaften Komplikationen führt. Das Produkt soll rezeptfrei 3/2020

FOKUS

Bild: Gemeinfrei

analysiert wird. Da der Kaugummi jedoch als Testsystem innerhalb des menschlichen Körpers funktioniert, wird er von den Zulassungsbehörden voraussichtlich als Medizinprodukt klassifiziert. «Wir sind meines Wissens weltweit die Ersten, die dafür eine Zulassung beantragen; das ist also auch Neuland für die Medizinprodukteverordnung», vermutet Jehle.

Streptococcus pyogenes, ein häufig vorkommendes Bakterium, das beim Menschen unter anderem eitrige Tonsillitis, also Mandelentzündung, auslösen kann.

in Apotheken erhältlich sein – wenn sämtliche Fragen der Klassifizierung geklärt sind. Denn bisher gibt es nur sogenannte IVD, in-vitro-Diagnostika, für die eine Probe vom Patienten entnommen wird, die ausserhalb des Menschen in einem Gerät

Produkt kommt bald auf den Markt Dank der finanziellen Förderung durch das Programm «Start-up BW Pre-Seed» der L-Bank und der Wirtschaftsinitiative zur Förderung des Innovations- und Hightech-Standortes Baden-Württemberg «Baden-Württemberg: Connected» (BWCON) sowie die Begleitung durch die BioRegio Stern Management GmbH sitzt das Team

des Biotech-Unternehmens in den Startlöchern, um das Produkt von entsprechend zertifizierten Lieferanten im grossen Massstab herstellen zu lassen. Die Patente sind von 2013 bis in die Gegenwart angemeldet worden, die geschützte Technologie soll nun mithilfe der Partner zur Marktreife kommen.

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FOKUS

Kommunikation mit Erregern

Eine chemische Falle lockt Bakterien an Eine zwiebelartig aufgebaute Mikrokapsel kann pathogene Keime anlocken, fangen und zerstören: Antibiotika wirken effizienter, wenn sie die Bakterien unverdünnt und direkt am Ort des Befalls bekämpfen können. In der Zeitschrift «Angewandte Chemie» beschreiben amerikanische Wissenschaftler eine chemische Falle, die von selbst an ihren Wirkungsort schwimmt, Bakterien anlockt, einfängt und schliesslich konzentriert vernichtet.

Joseph Wang ¹

Wirkstoffe im Multipack Aufgebaut ist der Mikroschwimmer nach dem Zwiebelprinzip. Als Kern besitzt er einen «Magnesiummotor», eine Mikrokugel aus Magnesiummetall. Das Magnesiummetall löst sich in einem sauren Milieu, wie es im Magen vorherherrscht, auf. Durch Reaktion mit der Säure entstehen Wasserstoffblasen, deren Rückstoss den Mikroschwimmer vorwärtstreiben, ähnlich wie bei einem düsengetriebenen U-Boot. Diese Bewegung endet jedoch an einer Wand, zum Beispiel der Magenschleimhaut. Nachdem sich der Magnesiummotor ganz aufgelöst hat, bleibt eine Hohlstruktur von etwa der dreissigfachen Grösse eines Bakteriums zurück. Diese mehrschichtige kugelförmige Tasche wirkt dann als Falle. Ihr Inneres lockt die Bakterien mit «Leckerbissen» an und die Ta-

¹ University of California, San Diego (USA)

Bild 1: Die beiden Enantiomere von Serin. In der Studie wirkt L-Serin (hier die linke Struktur) als Köder für Bakterien.

sche verwandelt sich dann in einen giftigen Käfig. Die Innenwand des Hohlraums besteht aus einem säurelöslichen Polymer, in das die Aminosäure L-Serin eingearbeitet ist. Serin ist für das Darmbakterium Escherichia coli ein Zeichen, dass Nahrung in der Nähe ist. Beim Auflösen des Polymers in der Säure kommt das Serin frei und durch ein Phänomen namens Chemotaxis (siehe Kasten) machen sich die Bakterien auf den Weg zur Quelle. Die Forscher beobachten unter dem Mikroskop, wie sich die Bakterien im Inneren der Hohlkugel ansammeln. Als letzter Schritt wird der Giftstoff aktiviert. Eine weitere Polymerschicht der Tasche löst sich auf und setzt nun Silberionen frei, die die Bakterien abtöten. Dieses Mehrstufenwirkverfahren stellt nicht nur einen neuartigen Ansatz dar, wie Antibiotika effizienter werden können. Die Autoren sehen darin auch einen ersten Schritt, wie synthetische Mikroschwimmer und bewegliche Mikroorganismen miteinander kommunizieren könnten. Sie glauben, dass das Konzept allgemein auf Dekontaminations- und Reinigungsfragen angepasst werden könnte, zum Beispiel in der Lebensmittel- und Gesundheitsindustrie oder für die Sanierung von Böden. Medienmitteilung Angewandte Chemie www.angewandte.de

Bild: Wiley-VCH

Die Wissenschaftler entwickelten die Multifunktions-Mikrokapsel, weil sich die verabreichten Medikamente in der Regel im Körper erst verteilen und somit verdünnen, bevor sie wirken können. Könnten Medikament und Ziel direkt zusammengeführt werden, würden auch weniger Arzneimittel verschwendet. Forschende um Joseph Wang an der University of California in San Diego haben eine chemische Falle entwickelt, die autonom unterwegs ist, Erreger anlockt, sie einfängt und schliesslich vernichtet. Diese autonom schwimmende Mikrokapsel setzt nacheinander chemische Substanzen frei und könnte gegen Magenentzündung nützlich sein.

Bild 2: Die zwiebelartig aufgebaute Mikrokapsel schwimmt von selbst an ihren Wirkungsort. Dort lockt sie Bakterien an, fängt sie ein und zerstört diese schliesslich.

Die Chemotaxis Zellen, so auch Bakterien, können Quellen von bestimmten chemischen Stoffen ansteuern. Dieses Phänomen ist bereits seit Ende des 19. Jahrhunderts bekannt. 1888 konnte man beobachten, wie sich Leukozyten bei Entzündungen im Körper verhalten. Normalerweise geht man bei der Chemotaxis von einer Art Schwarmverhalten der Zellen aus. Allerdings konnten Forscher der ETH-Zürich im vergangenen Jahr zeigen, dass genetisch identische Bakterien sich dennoch anders verhalten können. Sie vermuten, dass gewisse Gene der Population unterschiedlich aktiv sind (Epigenetik).

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FOKUS

Damit Wunden heilen

Ein lichtaktives Hydrogel

Chengfen Xing ¹

Bisherige synthetische Gele mit fotodynamischen antimikrobiellen Aktivitäten sind jedoch meist weder biokompatibel noch bioabbaubar. Produkte aus biologischen Quellen bergen dagegen das Risiko von Kontaminationen oder Immunreaktionen und liefern schlecht reproduzierbare Resultate. Das Team um Chengfen Xing meisterte diese Herausforderung durch die Verwendung vollsynthetischer Hydro-

gele mit biomimetischen, das heisst biologische Systeme nachahmenden, Eigenschaften. Ihre Wahl fiel auf ein Polymer (PIC) mit einem wendelförmigen Rückgrat. Es besteht aus Polyisocyanid mit aufgepfropften Ethylenglykol-Ketten und bildet das poröse hochbiokompatible Hydrogel (siehe Struktur unten rechts im Bild). Zudem verfügt es über eine faserartige Architektur, die sehr den biologischen Gelen auf der Basis von Kollagen und Fibrin ähnelt. Ein solches Hydrogel kombinierten die Forscher mit einem Fotosensibilisator auf Basis eines Polythiophens (siehe Struktur unten links im Bild). In Lösung liegt es als ungeordnetes Knäuel vor und absorbiert violettes Licht. Eine Einlagerung in die wendelförmigen Bereiche des Hydrogels bringt die Polythiophene in eine gestreckte, aufgereihte Anordnung. In dieser Form ist die Absorption wesentlich stärker und in den roten Spektralbereich verschoben (siehe Bild oben). Dies ist günstiger, da rotes Licht tiefer eindringen kann. So erhielten die Forscher ein Gel mit hervorragenden antimikrobiellen Effekten gegenüber Bakterien wie E. coli und B. subtilis sowie Pilzen wie C. albicans, das als Ansatzpunkt für Wundauflagen mit «eingebautem Infektionsstopper» dienen könnte. Die Vorteile dieser Art der Keimbekämpfung: Sie ist nichtinvasiv und ihre Wirkung ist räumlich und zeitlich gut kontrollierbar. Auch Antibiotika-resistente Keime lassen sich abtöten und das Risiko, neue Resistenzen zu verursachen, ist wesentlich geringer.

¹ Hebei University of Technology, Tianjin (China)

Originalpublikation Dr. Hongbo Yuan, Prof. Dr. Yong Zhan, Prof. Dr. Alan E. Rowan, Prof. Dr. Chengfen

Ein Hydrogel ist ein molekulares Netzwerk, in dessen «Maschen» Wasser eingelagert ist. Antimikrobielle Hydrogele lassen sich beispielsweise durch Einmischen oder Anknüpfen antimikrobieller Komponenten an ein polymeres Gel herstellen. Die Forscher von der Hebei University of Technology, Tianjin (China), der Radboud University, Nijmegen (Niederlande) sowie der University of Queensland, Brisbane (Australien) wählten einen alternativen Weg und nahmen die fotodynamische antimikrobielle Chemotherapie zum Vorbild. Dabei werden sogenannte Fotosensibilisatoren durch Licht in einen angeregten Zustand versetzt. Durch einen strahlungslosen Übergang gelangt der Fotosensibilisator in einen anderen, langlebigen Anregungszustand. Dabei kann Energie auf Sauerstoffmoleküle übertragen werden. So entstehen hochreaktive Sauerstoffspezies, die Mikroben abtöten.

Synthetische Hydrogele mit biologischen Eigenschaften

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Bild: Angewandte Chemie

Nach einer Operation, bei der Behandlung von Wunden oder bei der Gewebezucht sind Infektionen eine gefürchtete Bedrohung, die lebensgefährlich werden kann. Gele mit «eingebauten» antimikrobiellen Eigenschaften können diese Gefahr deutlich mindern. In der Zeitschrift «Angewandte Chemie» stellen Wissenschaftler ein Hydrogel vor, welches bei Bestrahlung mit rotem Licht reaktive Sauerstoffspezies erzeugt, die Bakterien und Pilze effektiv abtöten.

Das Polythiophen (PMNT) zusammen mit dem synthetischen Polymer (PIC) führt zu mehr aktiven Sauerstoffspezies, die gegen Bakterien vorgehen.

Xing, Prof. Dr. Paul H. J. Kouwer, «Biomimetic Networks with Enhanced Photodynamic Antimicrobial Activity from Conjugated Polythiophene/Polyisocyanide Hybrid Hydrogels», Angwandte Chemie (2020); https://doi.org/10.1002/ange.201910979 Medienmitteilung Angewandte Chemie www.angewandte.de

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FOKUS

Vorsorge ist besser als Nachsorge

Molekül stoppt Verkalkung in Gefässen Wenn im Körper Blutgefässe oder andere Weichteile verkalken, ist das ein Problem. Am besten wäre es also, dass Verkalkungen gar nicht erst entstehen könnten. Forschende der ETH Zürich haben einen potenziellen Wirkstoff entwickelt, welcher zumindest die Fortsetzung einer Gefässverkalkung stoppen könnte. Grundgerüst des Wirkstoffs bildet ein Stoff, das zur Speicherung von Phosphat in Getreide und Hülsenfrüchten vorkommt.

Fabio Bergamin ¹ Von einer Gefässverkalkung sind viele Pa tienten mit chronischer Niereninsuffizienz betroffen. Bei ihnen ist der Stoffwechsel gestört, was dazu führen kann, dass sich Kalziumsalze in Weichteilen – zum Bei spiel in Blutgefässen oder sogar auf Herz klappen – ablagern und diese verhärtet. Häufige Folgen davon sind schwere Herz kreislauferkrankungen, die mitunter töd lich enden können. Bevor Patienten vom Wirkstoff profitieren können, braucht es allerdings weitere Untersuchungen und Tests. Bei der Verkalkung handele es sich um Kalziumphosphatkristalle, die sich ins Ge webe einlagerten, erklärt Jean-Christophe Leroux, Professor für Galenik an der ETH Zürich. «Der Wirkstoff lagert sich an Kalzi umphosphatkristalle an und verhindert so, dass diese weiterwachsen können.»

Abkömmling eines Naturstoffs Das neue Molekül ist strukturell verwandt mit der Phytinsäure (kurz auch IP6, siehe Bild). Diese kommt natürlicherweise in Hülsenfrüchten und in Getreide vor und bindet Phosphat und verschiedene Mine ralstoffe – wie zum Beispiel Kalzium, Ma gnesium und Eisen. Die Pflanzen nutzen das Molekül in ihren Samen, damit den daraus spriessenden Keimlingen genü gend dieser Stoffe zur Verfügung stehen. Dass Phytinsäure auch in der menschli chen Blutbahn eine Wirkung entfaltet, ist schon eine Weile bekannt. Das Molekül muss dazu injiziert werden, weil es über

¹ ETH Zürich

die Verdauung nicht in den Körper aufge nommen wird. Derzeit laufen klinische Studien, in welchen andere Wissenschaft ler die Wirksamkeit von Phytinsäure gegen Gefässverkalkung untersuchen.

Molekülsammlung durchforstet «Das Problem ist allerdings, dass Phytin säure nicht besonders stabil ist und in kurzer Zeit vom Körper abgebaut wird», sagt Antonia Schantl. Sie ist Doktorandin in Leroux’ Gruppe und Erstautorin der in der Fachzeitschrift «Nature Communica tions» veröffentlichten Arbeit. Leroux und seine Mitarbeitenden setzten sich daher zum Ziel, das Molekül durch gezielte che mische Veränderungen zu stabilisieren. Sie entwickelten eine Reihe von verwand ten Molekülen, welche die ETH patentie ren liess. Um eines oder mehrere dieser Abkömmlinge dereinst als Medikament vermarkten zu können, gründeten Leroux und weitere Beteiligte das Spin-off Inosi tec, welches von der ETH die Lizenz er warb, die Molekülfamilie nutzen und ver markten zu dürfen. In einem von der Schweizer Innovations förderagentur Innosuisse mitfinanzierten Projekt durchforstete Leroux’ Gruppe an der ETH nun gemeinsam mit Inositec so wie mit Forschenden weiterer Hochschu len diese Molekülsammlung. Die Wissen schaftler testeten die Moleküle im Reagenzglas auf ihr Vermögen, das Wachs tum von Kalziumphosphatkristalle im Blut zu verhindern. Zusätzlich überprüften sie auch die Stabilität der Moleküle. Ausser dem testeten sie die Wirksamkeit in einem Krankheitsmodell in Ratten. In diesen Stu dien erwies sich eines der Moleküle aus der Sammlung als besonders geeignet.

Phytinsäure (IP6) kommt vor allem in Hülsenfrüchten vor. Ausgehend von diesem Grundgerüst wurden in der Studie eine Reihe von Derivaten synthetisiert.

Bevor eine Zulassung als Medikament für den Wirkstoff beantragt werden kann, wer den die Wissenschaftler der ETH gemein sam mit Inositec sowie Dritten in weiteren Tests unter anderem Fragen der Medika mentensicherheit und der optimalen Do sierung nachgehen. An dieser Arbeit waren neben den For schenden der ETH Zürich und von Inositec Wissenschaftler des Universitätsspitals Lausanne, der Universitäten Antwerpen und Edinburgh sowie der McGill University in Montreal beteiligt. Publikation A. E. Schantl et al., «Inhibition of vascular calcification by inositol phosphates derivati zed with ethylene glycol oligomers», Nature Communications (2020) ; DOI: 10.1038/ s41467-019-14091-4

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

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CHEMIE

Tetravinylallen erstmals synthetisiert

Ungesättigt und von hoher Symmetrie Viele Naturstoffe haben einen komplizierten molekularen Aufbau und lassen sich nur schwer im Labor herstellen. Hilfe könnte von einem kleinen Kohlenwasserstoff namens Tetravinylallen kommen, das australische Wissenschaftler zum ersten Mal synthetisiert haben. Chemiker könnten mit dieser Substanz komplexe molekulare Gerüste schneller und umweltfreundlicher aufbauen als mit herkömmlichen Verfahren, heisst es in der Studie, die in der Zeitschrift Angewandte Chemie erschienen ist.

Tetravinylallen ist ein sehr ungewöhnliches Molekül. Abwechselnde Doppel- und Einfachbindungen machen Moleküle stabiler und weniger reaktiv. Zwei Doppelbindungen in Folge bedeuten dagegen Hochspannung für die Elektronenkonfiguration; das Molekül wird sehr reaktiv. Doktorandin Cecile Elgindy, die an der Australian National University in Canberra (Australien) forscht, hat nun zum ersten Mal diese ungesättigte Substanz hergestellt. Bei dieser Verbindung flankieren je zwei Einheiten aus einer Einfach- und einer Doppelbindung zwei zentrale, benachbarte und deswegen hochgespannte Doppelbindungen. Tetravinylallen ist nicht nur hinsichtlich der elektronischen Verteilung interessant, sondern verfügt zudem über eine faszinierende Symmetrie. Beide Merkmale bezaubern Chemiker. Sie versprechen besonders elegante Lösungsansätze zur Synthese von weiteren Verbindungen, denn diese Verteilung von Doppelbindungen und die Reaktivität machen mehrere Reaktionen in einem einzigen Schritt möglich. Hochkomplexe Moleküle

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Dr. Karin J. Schmitz ¹

Nach mehreren Reaktionsschritten konnte schliesslich mit einer Ausbeute von 16 % das exotische Molekül synthetisiert werden. Hier sind lediglich die Ausgangsstoffe und das gewünschte Endprodukt dargestellt.

könnten deutlich schneller und unter geringerem Chemikalienverbrauch aufgebaut werden als üblich. Es gibt bereits ähnliche Moleküle wie Tetravinylallen, aber diese sind kleiner und verfügen nicht über diese hohe Symmetrie.

Komplizierte Reaktion mit nur einem Reaktionspartner Diesen Stoff herzustellen sei keineswegs einfach gewesen, schreiben die Autoren. Letztlich gelang es ihnen in fünf Reaktionsschritten, bei denen sie mehrere kleinere Moleküle aneinanderhängten. Die Wissenschaftler stellten auch Derivate von Tetravinylallen her, also leicht veränderte Va rianten. Um zu zeigen, was mit Tetravinylallen alles möglich ist, setzten die Forscher die Ver-

bindung zu einer Art Steroid mit einem recht komplizierten molekularen Gerüst um. Nur ein einziger Reaktionspartner war nötig, alle Reaktionen konnten über die Bedingungen im Reaktionsgefäss, wie Wärme und Lösungsmittel, gesteuert werden. Tetravinylallen reiht sich in eine bekannte Gruppe von ungesättigten Kohlenwasserstoffen ein, aber weist als Besonderheit eine hohe Symmetrie auf. Synthesechemiker suchen stets nach neuen Wegen, um Naturstoffe und Arzneimittel besser und eleganter herzustellen. Hier könnte Tetravinylallen nützlich sein – oder einfach die reine chemische Grundlagenforschung an interessanten Molekülen weiterhin inspirieren. Medienmitteilung Angewandte Chemie www.angewandte.de 3/2020

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CHEMIE

Des scientifiques de l’Université de Genève (UNIGE) ont analysé 200 combinaisons de différents médicaments utilisés pour lutter contre les tumeurs, afin d’en diminuer les doses.

Une nouvelle combinaison de médicaments

Une arme chimique contre le cancer Des scientifiques de l’Université de Genève (UNIGE) ont analysé 200 combinaisons de différents médicaments utilisés pour lutter contre les tumeurs, afin d’en diminuer les doses. Grâce à une nouvelle technique qui permet de tester l’impact d’une combinaison simultanément sur une cellule cancéreuse et sur une cellule saine, ils ont découvert un mélange très prometteur de quatre composants, nommé C2 , capable de détruire les cellules tumorales tout en épargnant les cellules saines.

Afin d’être efficaces, les médicaments s’attaquant aux tumeurs doivent être agressifs. Toutefois, l’équilibre entre la destruction des cellules cancéreuses et les dommages collatéraux infligés aux cellules saines est un défi constant. En effet, administrer de hautes doses d’un médicament anti-cancéreux peut provoquer deux dommages principaux: une résistance progressive aux médicaments, le corps s’habituant à cette administration massive, et des effets secondaires indésirables sur les cellu-

les saines du patient. Comment combattre alors le cancer, sans pour autant porter atteinte aux malades? « L’objectif premier est de réduire les doses de médicaments, afin d’éviter les résistances. C’est pourquoi nous créons de nouvelles formules composées de plusieurs traitements en faibles doses, qui nous permettent d’atteindre notre objectif sans pour autant provoquer de résistance », explique Patrycja Nowak-Sliwinska, professeure à l’Institut des Sciences Pharmaceutiques de Suisse Oc-

cidentale (ISPSO) de l’UNIGE et au Centre de recherche translationnelle en onco-hématolgie (CRTOH) de l’UNIGE.

Tester simultanément les nouvelles formules Les chercheurs de l’UNIGE se sont intéressés à dix substances utilisées contre le cancer, avec lesquelles ils ont produit quelque 200 combinaisons possibles. « Grâce à une méthode développée dans

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notre laboratoire, nous avons pu tester in vitro ces différentes combinaisons simultanément sur une cellule cancéreuse et sur une cellule saine, afin de comparer directement les effets du traitement sur l’une et l’autre. Nous avons pu éliminer les formules qui ne détruisaient pas les cellules malades comme celles qui impactaient également les cellules saines », précise Patrycja Nowak-Sliwinska. Grâce à cette technique de validation simultanée, les chercheurs de l’UNIGE ont identifié les combinaisons les plus efficaces et provoquant le moins d’effets secondaires possibles sur les cellules saines. Parmi elles, une se détache tout particulièrement: C 2.

Un nouveau traitement contre le cancer Composée de quatre produits (tubacin, C1-994, erlotinib et dasatinib), C 2 déve loppe un nouveau mécanisme d’action très prometteur. « Lors de nos tests in vitro, nous avons constaté que C 2 tuait jusqu’à 20 fois plus de cellules cancéreuses que les autres combinaisons, tout en épar gnant les cellules saines », s’enthousiasme Patrick Meraldi, professeur au Département de physiologie cellulaire et métabolisme de la Faculté de médecine de l’UNIGE et au CRTOH. En effet, C 2 a la particularité de cibler les centrosomes surnuméraires présents uniquement chez les cellules tumorales. « Chaque cellule est munie de deux centrosomes, des organites qui lui permettent de se diviser en deux en ‹ tirant › chacun de leur côté une moitié de la cellule », explique Patrick Meraldi. Les cellules cancéreuses, elles, ont plus de centrosomes qui tiraillent la cellule dans trois ou quatre directions lors de sa division, provoquant une mort cellulaire. Pour empêcher cela, les cellules cancéreuses regroupent les centrosomes en deux pôles. « C 2 bloque justement ce regroupement, induisant donc une mort cellulaire spécifique aux cellules tumorales avec des centrosomes surnuméraires, tout en épargnant les cellules saines », continue le chercheur genevois. Actuellement, il existe sur le marché un médicament qui induit également des divisions en trois ou quatre directions : le 3/2020

Paclitaxel. Mais de hautes doses sont nécessaires, provoquant de nombreux effets secondaires chez les patients. « C’est pourquoi nous souhaitons remplacer l’usage du Paclitaxel par C 2, ou alors par une combinaison entre les deux qui permettrait de réduire les risques de résis tance et de toxicité », poursuit Patrycja Nowak-Sliwinska. Pour ce faire, les chercheurs de l’UNIGE ont déposé un brevet sur la combinaison C 2 et sont actuellement en phase de test in vivo sur des souris, afin d’observer les effets de cette nouvelle formule sur l’ensemble de

l’organisme et non pas uniquement sur une cellule isolée. Un traitement prometteur se profile à l’horizon. Contact Prof. Patrick Meraldi Faculté de médecine Université de Genève Rue Michel Servet 1 1211 Genève 4 +41 22 379 55 12 patrick.meraldi@unige.ch www.unige.ch

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BIOWISSENSCHAFTEN

Krankheitserreger brauchen Magnesium

Neuer Abwehrmechanismus in der Zelle Dringen Krankheitserreger in die Körperzellen ein, bekämpft unser Körper sie mit verschiedenen Methoden. Eine Forschungsgruppe am Biozentrum der Universität Basel hat nun erstmals zeigen können, wie eine Pumpe in den Zellen die eingedrungenen Erreger in Schach hält. Wie die Forscher in der Fachzeitschrift «Science» berichten, erzeugt diese Pumpe einen Magnesiummangel und hemmt dadurch das Bakterienwachstum.

Wirtsprotein legt Krankheitserreger lahm Die Forscher haben in ihrer Studie Salmonellen untersucht, die unter anderem Magen-Darm-Grippe und Typhus verursachen. Sie nisten sich in kleinen Einschlüssen in den Fresszellen des Immunsystems, den sogenannten Makrophagen, ein. Ob und wie schnell sich die Salmonellen in den Einschlüssen vermehren und sich schliesslich weiterverbreiten, hängt stark von der Funktionstüchtigkeit des NRAMP1-Transporters ab. «Man weiss schon seit langem, dass NRAMP1 mit der Widerstandsfähigkeit gegen Infektionen in Verbindung steht. Doch das Wie und Warum, war nie ganz klar», sagt Bumann. «Wir waren sehr von der Tatsache überrascht, dass dieses Transportprotein Magnesiumionen aus den Zell einschlüssen herauspumpt und die Salmonellen so ruhigstellt. Das ist ein ganz neuer, unerwarteter Mechanismus.»

Magnesium ist Achillesferse für Bakterien Magnesium ist ein zentraler Bestandteil vieler Stoffwechselenzyme, daher schrauben die Bakterien bei einem Mangel ihren Stoffwechsel herunter und verlangsamen ihr Wachstum. «Magnesium ist für intrazelluläre Erreger die Achillesferse. Je weniger davon vorhanden ist, desto mehr lechzen sie danach. Die Bakterien geraten in Alarmbereitschaft und aktivieren ihrerseits alle Aufnahmesysteme für Magnesium. Trotzdem schaffen sie es nicht, genug davon zu bekommen», so Erstautor Cunrath. «Ist die Pumpe in den Wirtszellen hingegen defekt, haben die Salmonellen genügend Magnesium, um schnell zu wachsen.» 14

Bild: Universität Basel, Biozentrum

Wenn Krankheitserreger einen Organismus befallen, ruft das sofort das Immunsystem auf den Plan, welches die Bakterien bekämpft. Um den patrouillierenden Abwehrzellen zu entkommen, nisten sich einige Bakterien in den Zellen des Wirts ein. Der Wirt hat jedoch Strategien entwickelt, um die im Zellinneren versteckten Keime in Schach zu halten. Wie Forschende am Biozentrum der Universität Basel nun herausgefunden haben, ist Magnesium entscheidend für das Bakterienwachstum im Zellinneren. Magnesiummangel bedeutet Stress für die Bakterien. Die Erreger hören auf zu wachsen und vermehren sich nicht mehr. Die Wirtszelle, also die Zelle, die von den fremden Bakterien befallen worden ist, erzeugt diesen Magnesiummangel durch ein Transportprotein mit der Bezeichnung NRAMP1.

Elektronenmikroskopische Aufnahme einer mit Salmonellen (rot) infizierten Fresszelle (blau).

Transporter beeinflusst Widerstandskraft des Wirtes Die Funktionstüchtigkeit von NRAMP1 spiegelt sich in der Anfälligkeit für Infektionen wider. Tiere und Menschen, die nur wenig NRAMP1 bilden, sind empfindlicher gegenüber verschiedenen intrazellulären Erregern. Fehlt dieser Transporter völlig, verläuft die Infektion bereits bei einer sehr geringen Erregerzahl tödlich. Infektionen sind immer ein Wettkampf auf Zeit zwischen Wirt und Erregern. Mit neuen Medikamenten, die den Magnesiumhaushalt der Bakterien zusätzlich stören, könnte man die Erreger noch stärker ausbremsen und damit dem Wirt einen entscheidenden Vorteil verschaffen, um die Infektion zu besiegen. Kontakt Prof. Dr. Dirk Bumann Universität Basel Petersplatz 1 4001 Basel +41 61 207 23 82 dirk.bumann@unibas.ch www.unibas.ch

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BIOWISSENSCHAFTEN

Die andere Genetik (Teil 1)

Von der DNA zur Epigenetik Dank der Strukturbestimmung der DNA entdeckten Forscher ziemlich bald die wesentlichen molekularen Vorgänge, die bei der Vererbung des genetischen Materials oder während der Proteinsynthese ablaufen. Doch vor fast zwanzig Jahren zeigten sich Mechanismen, welche die Gene entweder aus- oder einschalten, ohne die Informationen auf der DNA zu verändern: Die Epigenetik etablierte sich als Forschungszweig. In welche Richtung bewegt sich heute die noch junge Disziplin?

Roger Bieri Eine Bienenkönigin unterscheidet sich genetisch kaum von einer Arbeiterbiene. Dennoch ist sie wesentlich grösser, lebt länger und ist zeugungsfähig. Das «Wundermittel» Gelée Royale machts möglich. Nur die Bienenkönigin stärkt sich mit dieser reichhaltigen Masse. Die Ernährung beeinflusst also ihre Genexpression, ohne dabei die DNA zu verändern – ein typischer Fall von Epigenetik. Die Epigenetik ist heute eine stark interdisziplinär ausgerichtete Disziplin geworden. Eine wichtige Voraussetzung für die rasante Entfaltung dieses Forschungszweiges war die Charakterisierung der DNA.

Es waren die beiden Wissenschaftler Francis Harry Crick und James Watson, welche die dreidimensionale Struktur der Desoxyribonukleinsäure (DNA) anfangs der 50er-Jahre erstmals chemisch korrekt beschrieben (siehe Bild 1). Dabei entdeckten sie gleichzeitig einen ersten molekularen Mechanismus zur Vererbung des genetischen Materials. Die Forschungswelt war sich nun absolut sicher, dass die DNA der biologische Träger unseres Erbguts war. Zu jener Zeit schlugen mehrere Wissenschaftler eine Struktur der DNA vor, die uns aus heutiger Sicht bizarr erscheinen mag, aber aufgrund der damaligen Datenlage durchaus plausibel war. So vermuteten einige Forscher, dass sie aus drei Strängen anstelle von zwei bestünde. Sie beschrieben das Biomolekül also als eine Art Spirale, die aus drei ineinander verschlungenen Ketten gebildet wird. Dieser 3/2020

Bild: Shutterstock

1953: Die Strukturaufklärung der DNA wurde publik

Bild 1: Es sind ziemlich genau die hier dargestellten Struktureigenschaften der DNA, die Watson und Crick postuliert haben. Unten ist die Doppelhelix mit den vier Basen Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C) schematisch dargestellt. Ein Adenin paart sich nur mit einem Thymin und ein Guanin nur jeweils mit Cytosin.

Ansicht waren beispielsweise der Chemieund Friedensnobelpreisträger Linus Pauling und sein Kollege Robert Corey. Zudem gingen sie fälschlicherweise davon aus, dass sich die Basen der DNA jeweils auf der Aussenseite der Stränge befänden und sich somit die Phosphate der DNA innerhalb der Spirale positionierten. Allein schon wegen der negativen Ladung der Phosphatgruppen sei die Lage dieser Moleküle nicht in der Achse der Helix, also im Innern der Spirale möglich, argumentierten die jungen Wissenschaftler Crick und

Watson in ihrer berühmten Publikation [1] folgerichtig. Sie würden sich einfach abstossen und eine chemische Stabilität einer solchen Struktur wäre so nicht gegeben. Sie zeigten nicht nur auf, dass die DNA eine rechtsgängige Doppelhelix ist, sondern konnten auch chemisch beschreiben, wie die beiden Stränge miteinander verknüpft sind. Sie erkannten, dass Wasserstoffbrücken die Basen jeweils mit den Basen des gegenüberliegenden Strangs verbinden. Dabei bildeten sie immer die gleichen Paare (siehe Bild 1, oben rechts). 15

Berühmtester Satz der Genetik Dieser stammt wohl aus der Feder des britischen Wissenschaftlers Francis Harry Crick und seinem amerikanischen Kollegen James Watson. Sie formulierten ihn damals in den 50er-Jahren in ihrer Publikation in der Fachzeitschrift «Nature», als sie die Struktur der DNA entschlüsselt hatten und dabei gleichzeitig einen ersten molekularen Mechanismus zur Vererbung des genetischen Materials gefunden hatten. Die prominente Phrase lautet folgendermassen: «Es ist unserer Aufmerksamkeit nicht entgangen, dass diese spezifische Paarbindung, die wir nun postulieren, sofort einen möglichen Kopiermechanismus für das genetische Material vermuten lässt» [1]. Der Satz ging in die Wissenschaftsgeschichte ein, nicht wegen des Inhalts, sondern wegen der doch recht anmassenden Formulierung «Es ist unserer Aufmerksamkeit nicht entgangen».

Das heisst, die vier unterschiedlichen Basen paarten sich immer mit derselben Sorte: Eine perfekte molekulare Grundlage, um die Stränge voneinander zu lösen und so immer wieder von neuem zu kopieren. Dies war die eigentliche Erkenntnis der beiden Wissenschaftler, die sie in ihrer berühmten Publikation festhielten.

Die vergessenen Wissenschaftler Watson und Crick konnten diese Annahme allerdings nicht ganz allein, sondern erst dank einer Reihe anderer Wissenschaftler lösen. Im Wettrennen um die Strukturaufklärung des Biomoleküls waren sie im Besitz eines entscheidenden Vorteils: Im Gegensatz zu anderen Mitstreitern, wie z. B. Linus Pauling, besassen sie eine aufschlussreiche und noch unveröffentlichte Röntgenaufnahme der DNA, welches Rosalind Franklin und Raymond Gosling zuvor entwickelt hatten. Dieses Abbild war wiederum erst dank der eifrigen Forschung vom Schweizer Chemiker Rudolf Signer und seinem Team an der Universität Bern möglich gewesen. Die Berner Forscher schafften es, das Biopolymer zu extrahieren und konnten dessen Moleku16

largewicht bestimmen. Ihre hochreinen Proben nutzten schliesslich Franklin und Gosling für ihre Röntgenaufnahme. Das entscheidende Abbild der DNA überreichte Maurice Wilkins, ein Arbeitskollege von Franklin, den beiden noch jungen Wissenschaftlern, noch bevor Franklin und Gosling ihre Arbeit veröffentlicht hatten. So kam es, dass lediglich Watson, Crick und Wilkins den Nobelpreis erhielten, obschon Franklin, Gosling, Signer und andere hier nicht namentlich erwähnten Forscher einen wesentlichen Beitrag zur Entzifferung dieses Biomoleküls leisteten.

1958: Das zentrale Dogma Crick schlug bereits früh eine grundlegende Hypothese zur molekularen Entschlüsselung des Erbguts vor. Die Informationen (die Abfolge der Basenpaare) auf der DNA dienen bekanntlich als Bauanleitung für den ganzen Organismus. Crick ging davon aus, dass diese Informationen aus biochemischer Sicht nur in bestimmte Richtungen weitergegeben werden könnten: Die DNA kann sich selbst kopieren (Replikation), sie kann ihre Basensequenz an die Basensequenz der RNA übertragen (Transkription) und die RNA stellt ihre Daten wiederum für die Proteinbiosynthese zur Verfügung (Translation), indem sie die Basensequenz in die Aminosäuresequenz der Proteine übersetzt (siehe Bild 2). Welche DNA-Sequenz zu welcher Aminosäurensequenz führt, verrät der berühmte genetische Code, der Mitte der 60er geknackt wurde. Die Hypothese unterstreicht, dass ein Informationsfluss, ausgehend vom Protein auf die DNA oder RNA, nicht möglich ist. Auch sei die Übertragung von Sequenzinformationen vom Protein zu einem anderen Protein nicht anzunehmen, so Crick. Er selbst bezeichnete diese zentrale Hypothese als «Central Dogma», das so viel wie «zentraler Glaubenssatz» bedeutet. Dass dieser Ausdruck provozieren soll, liegt auf der Hand [4] und ist keineswegs atypisch für den Wissenschaftler (siehe Kasten). Es gibt allerdings molekulare Vorgänge, welche die Genexpression direkt manipulieren, ohne dabei gleichzeitig den genetischen Code zu verändert. Diese Mechanismen werden unter dem Sammelbegriff Epigenetik zusammengefasst. Die Bezeich-

Bild: Shutterstock, modifizier t von Roger Bieri

BIOWISSENSCHAFTEN

Bild 2: Das zentrale Dogma: Sobald die Informationen von der DNA zum Protein gelangt sind, ist kein Informationsfluss in die umgekehrte Richtung mehr möglich.

nung «Epigenetik» begründete der Biologe Conrad Hal Waddington bereits in den 40er-Jahren: Eine neue Wortschöpfung aus Epigenese und Genetik.

1996: Molekulare Vorgänge der Epigenetik Die DNA liegt in der Zelle immer mehr oder weniger verpackt vor. Sie wickelt sich um bestimmte Proteine, sogenannte Histone. Diese bilden zusammen mit der DNA einen kompakten Faden (Chromatin), der sich wie eine Telefonschnur aus vergangenen Zeiten kräuselt. Am dichtesten ist das Erbgut während der Zellteilung verpackt. Genau während dieser Phase bündelt sich das Material und die charakteristischen Chromosomen sind erkennbar. So stellt die Zelle sicher, dass kein Erbmaterial während der Zellteilung verloren geht und beide Tochterzellen gleichviel DNA erhalten. Es gibt mehrere molekulare Prozesse der Epigenetik. Sie betreffen den DNA-Strang direkt oder das Chromatin. Ausserdem gibt es auch Prozesse oberhalb der Chromatin ebene, die beispielsweise die RNA betreffen [3]. Bleiben wir bei der DNA. Hier sind besonders die Vorgänge der Methylierung prominent. Dabei transferieren Enzyme (DNA- Methyl-Transferasen) Methylgruppen auf bestimmte DNA-Basen. Die wohl häufigste Methylierung ist hierbei die an der DNA- Base Cytosin. Die Methylgruppe auf der Base markiert sozusagen eine bestimmte Region des DNA-Strangs. Daran binden sich nun spezielle Enzyme, die wiederum dafür sorgen, dass sich die DNA dort dichter ver3/2020

BIOWISSENSCHAFTEN

2003: Ein Schlüsselexperiment

Bild 3: Crick erläutert das zentrale Dogma am Cold-Spring-Harbor-Symposium im Jahr 1963. Im Hintergrund ist die skizzenhafte Darstellung der Hypothese auf der Wandtafel zu sehen.

melanin im Haarfollikel gebildet wird. Dieses Melanin färbt das Fell gelb. Nun gibt es für dieses Gen eine Mutation, die neben einer charakteristischen Gelbfärbung des Fells auch andere Beschwerden wie Fettleibigkeit zur Folge hat. Da es sich um eine dominante Mutation handelt, werden diese Merkmale auch dann an die Nachkommen vererbt, wenn ein krankes Elternteil sich mit einem gesunden paart. So zumindest lautet die Theorie. Doch die Forscher fanden heraus, dass die Muta tion bei der Gabe von Nahrungsergänzungsmitteln (unter anderem Folsäure und Vitamin B12) während der Schwangerschaft scheinbar anders vererbt wird. Das Fell der Nachkommen ist nicht mehr nur gelb. Es zeigt sich ein differenzierteres

Bild: National Institutes of Health

Das Anheften von Methylgruppen bewältigen die Enzyme wie die DNA-MethylTransferasen nicht allein, hierbei helfen ihnen «fremde» Moleküle, die von aussen in den Körper eindringen – beispielsweise in Form von Nahrung wie bei der Bienenkönigin. Es gibt einige Schlüsselexperimente, in denen das «Phänomen Epigenetik» nachgewiesen worden ist. So testeten Forscher die Vererbung eines bestimmten Merkmals bei Mäusen [4]. Im Mittelpunkt stand das Gen agouti, das für eine gelbliche Färbung des Fells bei vielen Tieren und unter anderem eben auch bei Mäusen verantwortlich ist. Das Gen führt zur Produktion eines bestimmten Proteins, welches dafür sorgt, dass das Phäo-

Bild: Cold Spring Harbor Laborator y

packt. Auf diese Weise kann die Transkription nicht mehr an dieser Stelle stattfinden. Das Gen wurde ausgeschaltet. Anstelle der DNA können auch die Histone von epigenetischen Prozessen betroffen sein. Dort können die Histon-Schwänze (bestehen aus den basischen Aminosäuren Lysin und Arginin) verändert werden. Methylierungen oder Acetylierungen kommen ebenfalls vor. Zudem werden neue Phosphatgruppen an die Histone transferiert. Auch in diesem Fall werden bestimmte Gruppen von Proteinen «angelockt».

Bild 4: Hier sind nur einige epigenetische Mechanismen, die auf molekularer Ebene beschrieben worden sind, dargestellt.

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Muster: Das Fell ist gescheckt, mit gelber Farbe gesprenkelt oder ganz gelb oder gar nicht gelb. Die Mutation präsentiert sich zwar anders, aber sie wurde dennoch ganz gewöhnlich an die Nachkommen weitergegeben. Die Nahrungsmittelzusätze führten jedoch dazu, dass die DNAs der Jungtiere an bestimmen Orten methyliert wurden. Die Methylgruppen sammelten sich auf dem Strang in der Nähe des Gens agouti und beeinflussten an dieser Stelle die Genexpression. Der Grad an Methylierung war aber bei den Tieren unterschiedlich, was das weite Spektrum an Fellfarben auch verdeutlichte. Weitere zentrale Experimente folgten und die Wissenschaft stellt sich heute die Frage, ob epigenetische Muster beim Menschen über Generationen hinweg weitervererbt werden und welche Rolle dabei unser Alltag spielen könnte. Lesen Sie mehr hierzu im zweiten Teil dieses Artikels. Literatur [1] F. H. C. Crick, J. D. Watson, «Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid», Nature (1953), Jg. 171; H. 4356, 737–738 [2] Jörn Walter, «Epigenetik», 1. Auflage, Nomos, Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften, 2017 [3] Ken Garber, «Epigenetics comes to RNA», Science (2019), Vol 365, Issue 6448, 16 – 17 [4] R. Waterland, et al., «Transposable Elements: Targets for Early Nutritional Effects on Epigenetic Gene Regulation», Molecular and Cellular Biology, 23(15), 5293-5300; DOI:10.1128/MCB.23.15.5293-5300.2003 17

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Bilder: Fraunhofer IAF

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Wie stark wird wohl der Computer in Zukunft die Arbeit im Syntheselabor erleichtern?

Am Computer innert Sekunden

Vorhersagen von Moleküleigenschaften Künstliche Intelligenz (KI) und Algorithmen für maschinelles Lernen werden heute routinemässig verwendet, um unser Kaufverhalten vorherzusagen, Reiserouten vorzuschlagen oder Bilder und Gesichter zu erkennen. In der Forschung etabliert sich KI gerade als ein Instrument zur Unterstützung von wissenschaftlichen Entdeckungen. So wird KI in der Chemie immer häufiger eingesetzt, um die Ergebnisse von Experimenten vorherzusagen. Die KI muss daher auch die physikalischen Gesetze besonders gut kennen.

Ein interdisziplinäres Team von Wissenschaftlern der Universität Warwick, der Technischen Universität (TU) Berlin und der Universität Luxemburg hat einen KI-Algorithmus entwickelt, der es unter anderem erlaubt, anhand der gewünschten chemischen Eigenschaften einer Substanz die dafür notwendige Struktur zu bestimmen. Eine Fähigkeit, die besonders bei der Entwicklung von neuartigen Medikamenten und Materialien eine wichtige Rolle spielen dürfte.

Optimale Synthesevorgaben auf dem Smartphone Der von den Chemikern, Physikern und Informatikern entwickelte Algorithmus ist 20

in der Lage, die Quantenzustände eines Moleküls, die sogenannte Wellenfunktion, die alle energetischen Eigenschaften dieses Moleküls bestimmen, zu berechnen. Dazu musste die KI lernen, grundlegende Gesetze der Physik zu verinnerlichen und Gleichungen der Quantenmechanik – wie zum Beispiel die Schrödingergleichung – zu lösen. Das Lösen dieser und ähnlicher Gleichungen auf herkömmliche Weise erfordert enorme Rechnerkapazitäten und vor allem auch Monate an Rechnerzeit. «Genau hier liegt normalerweise der Engpass bei der rechnergestützten Entwicklung neuer, speziell für medizinische und industrielle Anwendungen entwickelter Moleküle», so Prof. Dr. Klaus-Robert Müller, Professor für maschinelles Lernen an der

TU Berlin. Der neu entwickelte Algorithmus kann dagegen auf einem Laptop oder Natel innerhalb von Sekunden genaue Vorhersagen liefern.

Wirkstoffentwicklung wird bald vereinfacht? «Die Veröffentlichung ist das Ergebnis einer dreijährigen gemeinsamen Anstrengung und erforderte Informatik-Know-how, um einen Algorithmus zu entwickeln, der flexibel genug ist, um die Form und das Verhalten von Wellenfunktionen zu erfassen, aber auch Chemie- und Physik-Knowhow, um quantenchemische Daten zu verarbeiten und dazustellen», so Dr. Reinhard Maurer vom Fachbereich Chemie der 3/2020

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Auch einfache Moleküle wie Ethanol sind, quantenmechanisch gesehen, hochkomplex. Man denke nur an die intermolekularen Kräfte, die unter den Ethanol-Molekülen vorherrschen.

Universität Warwick. Klaus-Robert Müller ergänzt: «Diese interdisziplinäre Arbeit ist ein wichtiger Fortschritt, denn sie zeigt, dass KI-Methoden die schwierigsten Aspekte der quantenchemischen Simulation erlernen können. Dazu gehört auch das sogenannte ‹inverse Design›, das besonders für die Medikamentenherstellung ein langjähriger Traum der Pharmakologie und der Chemie ist.» Von «inversem Design» spricht man, wenn man eine bestimmte chemische Eigenschaft eines Moleküls vorgibt und aus diesen Vorgaben die entsprechende molekulare Struktur entwirft und optimiert. Das interdisziplinäre Team geht davon aus, dass sich KI-Methoden zukünftig weiter als wesentlicher Bestandteil in der Computerchemie und der Molekularphysik etablieren werden und auch nachhaltig das «inverse molekulare Design» ermöglichen werden. Originalbeitrag K. T. Schütt et al., «Unifying machine learning and quantum chemistry with a deep neural network for molecular wavefunction», Nature Communications (2019)

Kontakt Prof. Dr. Klaus-Robert Müller Fachgebiet Maschinelles Lernen Technische Universität Berlin Marchstrasse 23 D-10587 Berlin +49 30 314 78620 klaus-robert.mueller@tu-berlin.de www.ml.tu-berlin.de

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Wie längst im Schach, so jetzt auch bei der Spektrenanalyse

Künstliche Intelligenz schlägt Dr. sc. nat. Es gab Zeiten, da musste man einem analytischen System jeden Befehl einzeln geben oder ihn zumindest in die Software hineinprogrammieren. Heute braucht sie «nur» den Input grosser Datenmengen und lernt dann selbständig – zum Beispiel Spektren lesen und im Voraus berechnen. Neben «Big Data» zeigt ein zweiter Trend zu «small is beautiful» – bis hin zu kleinen und praktischen handgehaltenen Spektrometern.

Die Betonung liegt auf dem Wörtchen «jeden». Denn die Potenziale der Künstlichen Intelligenz lassen sich auf vielen Feldern ausspielen. Die chemische Forschung stellt allerdings wegen ihres besonders hohen Anspruchs einen Gipfel dar, der sich schwerer als in anderen Disziplinen besteigen lässt. Aber im Austausch von Hochschule und Industrie stiess man bereits in luftige Höhen vor. «Zum Beispiel konnten wir dies kürzlich für Novartis bei der automatisierten Kategorisierung von Spektren im Millisekundentakt demonstrieren», berichtet Prof. von Lilienfeld. «Für diese Aufgabe hat es bis anhin einen promovierten analytischen Chemiker gebraucht. Er benötigte ungefähr 20 Minuten pro Spektrum und wies eine höhere Fehlerquote auf als die von uns eingesetzte Künstliche Intelligenz.» Im Bereich der Spektroskopie findet zurzeit eine ganze Reihe von Neuentwicklungen statt. Zum Beispiel haben Forscher mit KI-Verfahren jetzt, statt wie bisher nur für kleine, auch für grössere und komplexe Moleküle Infrarotspektren vorhersagen können. Die Grundlage bilden neuronale Netzwerke mit der Fähigkeit, «aus Erfahrung zu lernen». Für die Praxis könnte man sich den folgenden Fall vorstellen: Ein Spektrum zeigt eine unbekannte Substanz. Selbst wenn ihr IR-Spektrum noch nie ge22

Bild 1 und 2: Tragbare NIR-Spektrometer ermöglichen die Analyse von Proben auch ausserhalb des Labors.

messen wurde, so könnte man es doch simulieren und die Substanz darüber letztlich identifizieren, ohne sie synthetisiert und vermessen zu haben. Ebenso liessen sich bestehende Spektrenbibliotheken allein durch Errechnen neuer Spektren wesentlich erweitern.

Kleine Analysensysteme Neben der enormen Unterstützung durch Künstliche Intelligenz beeindruckt die Miniaturisierung spektroskopischer Geräte. Zum Beispiel ist der Platzbedarf von Raman-Spektrometern in wenigen Jahren von «raumfüllend» bis «handlich» geschrumpft. Das geht bis hinunter zu handgehaltenen Analysesystemen, in der Raman- ebenso wie in der Infrarot-, der Nahinfrarot- (NIR) und der Mittelinfrarotspektroskopie. In dieser Form entwickeln die genannten spektroskopischen Verfahren ein marktveränderndes Potenzial. Zum Beispiel stellen handgehaltene NIR- oder Ramanspektrometer eine Alternative zur traditionellen Karl-Fischer-Titration bei der Bestimmung der (Rest-)Feuchte dar. Für die Spektroskopie spricht viel: Ein Probenzug entfällt und damit auch ein Grossteil des Risikos für

Bild: Shimadzu

Grosse Rechenleistung

Bilder: trinamiX

Das Zauberwort heisst heute in vielen Fällen «Künstliche Intelligenz». Ihr genereller Einsatz ist ganz offensichtlich disruptiv. «Er ermöglicht es, im Prinzip jeden deterministischen Prozess zu optimieren», gibt sich Prof. Dr. Anatole von Lilienfeld vom Departement Chemie der Universität Basel, überzeugt.

Bild 3: Im Speziellen ideal für die Entwicklung von Maldi-basierten Diagnosemethoden und generell für die Qualitätskontrolle in der Pharmazeutik sowie für Forschungs- und Auftragslabore in Wissenschaft und Indus trien: lineares Benchtop-Massenspektrometer mit vielen intelligenten Funktionen auf minimaler Stellfläche.

einen Kontakt des Personals mit toxischen Stoffen. Kein Probenkontakt des Analysesystems bedeutet gleichzeitig die Vermeidung einer Hauptfehlerquelle innerhalb des Gesamtablaufs der Analyse. Und Verbrauchsmaterialien fürs Labor entfallen ebenso, was ein zusätzliches Plus für die Umwelt bedeutet. Im Falle transparenter Gebinde tun die Miniaturspektrometer zuverlässig ihren 3/2020

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Bild 4: Für vorausschauende Instandhaltung, Anlagenüberwachung und -steuerung: Die Informationen aller Geräte stehen als Basis für eine Auswertung mithilfe Künstlicher Intelligenz zur Verfügung.

Dienst und empfehlen sich damit zum Beispiel für die 100-% -Identitätsprüfung von Rohstoffen im Wareneingang. Auch der Trend zum «Continuous Manufacturing» (statt der Batch-Fertigung) treibt den Markt in Richtung handgehaltener Analytik. Der Mitarbeiter stellt sich mit dem NIRoder Raman-Spektrometer einfach an ein Sichtfenster und kontrolliert dort den laufenden Prozess «at line» und erhält an Ort und Stelle sein Ergebnis. Den Weg ins Labor und lange Wartezeiten kann er sich sparen. Einer zunehmenden Nachfrage erfreuen sich auch in-line-Systeme. NIR- und Raman-Sonden werden fest im Prozess in stalliert und lassen sich gegebenenfalls elektronisch vernetzen. So kann der Betreiber die spektroskopischen Daten nutzen und dabei von allen Möglichkeiten Künstlicher Intelligenz bei der Anlagenüberwachung und -steuerung profitieren.

Bauweise: Automatisierte Probenvorbereitung Auch Massenspektrometer beanspruchen eine immer kleinere Stellfläche und lassen ihre Anwender doch von vielen intelligenten Funktionen profitieren wie etwa durch die direkte Anbindung vollständig automatisierter Module zur Probenvorbereitung bei linearen Benchtop-Maldi-MS-Geräten 3/2020

(z. B. Maldi-8020, Shimadzu). Noch deutlich kompakter zeigen sich handgehaltene Massenspektrometer, wie sie etwa beim Aufspüren kleinster Mengen an chemischen Kampfstoffen eingesetzt werden. Zu guter Letzt noch einmal zurück zur automatischen Katalogisierung von Spektren: Warum sollte hier der Naturwissenschaftler nicht verlieren dürfen? Auch im Schach müssen sich heute Grossmeister leistungsfähigen Computern geschlagen geben. Eines zeigt sich daran jedoch immer deutlicher: In Chemie, Pharma und Biotech stehen wir nahe an der Schwelle disruptiver Veränderungen durch Künstliche Intelligenz. Die gesamte Bandbreite der hier dargestellten Trends und Innovationen erlebt der Besucher auf der diesjährigen Ilmac Lausanne.

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MEDIZIN

Mögliche Ursache für Nebenwirkung gefunden

Beta-Blocker und Hautentzündungen Beta-Blocker werden häufig gegen Bluthochdruck und andere Herz-Kreislauf-Erkrankungen eingesetzt. Bei manchen Patienten können sie jedoch eine entzündliche Schuppenflechte auslösen oder verstärken. Wissenschaftler der Universität Bonn und der Freien Universität Berlin haben nun eine mögliche Ursache dafür gefunden. Ihre Ergebnisse sind in der renommierten Fachzeitschrift «Autophagy» erschienen.

Bild: Gerrit Müller/Freie Universität Berlin

Dass Beta-Blocker schwere Hautentzündungen verursachen können, ist schon lange bekannt. Die Ursache für dieses Phänomen war allerdings bislang weitgehend unbekannt. Die aktuelle Studie bringt jedoch Licht ins Dunkel: Demnach können Beta-Blocker augenscheinlich den Abbau defekter Zellbestandteile stören. Im Gegenzug setzen die Zellen dann Botenstoffe frei, die immunvermittelte entzündliche Reaktionen auslösen. In diese Richtungen deuten zumindest Experimente mit Zellkulturen hin. Die Wissenschaftler hatten dabei einen Wirkstoff namens Propranolol (siehe Bild 2) unter die Lupe genommen. Unabhängig vom eigentlichen Wirkmechanismus, der Blockade von Betarezeptoren, verdankt er seine entzündungsfördernden Nebenwirkungen vermutlich der Kombination zweier Eigenschaften: «Propranolol ist fettlöslich und zugleich leicht alkalisch», erklärt Prof. Dr. Günther Weindl vom Pharmazeutischen Institut der Universität Bonn.

«Gelber Sack» in der Zelle

Bild 1: Propranolol stört die Autophagie und aktiviert entzündliche Signalkaskaden in Immunzellen: Sichtbar sind in Blau der Zellkern, in Rot ein Autophagie-Marker und in Grün ein bei Entzündung aktiviertes Protein.

Dank seiner Fettlöslichkeit kann der Wirkstoff Biomembranen durchqueren – das sind dünne fettähnliche Häutchen, die Zellen und manche ihrer Bestandteile umschliessen. Der zweite Punkt sorgt dagegen dafür, dass Propranolol sich in saurer Umgebung positiv auflädt. In diesem Zustand kann die Substanz dann nicht mehr durch die Membran zurück. Problematisch wird diese Kombination bei einem Vorgang, den Experten Autophagie nennen. Dabei nutzen Zellen Bläschen aus Biomembranen als eine Art «gelben Sack», in welchem sie defekte Proteine und andere Zellbestandteile verpacken. Der Sack verschmilzt dann später mit einem zwei-

ten Membran-Beutel, dem Lysosom. Dieses enthält zersetzende Enzyme, die den Inhalt des gelben Sacks zerlegen und die einzelnen Bausteine wieder in die Zelle abgeben – ein perfektes Recycling. Die Flüssigkeit im Lysosom ist leicht sauer, denn nur in diesem Milieu können die Enzyme ihre Arbeit verrichten. Wenn daher ein Propranolol-Molekül per Zufall seinen Weg durch die Membran in den Beutel findet, wird es positiv geladen und sitzt in der Falle. Mit der Zeit sorgt dieser Effekt dafür, dass sich immer mehr Propranolol im Lysosom anhäuft. «Und dieser Prozess stört augenscheinlich die Autophagie»,

Die Autophagie Wie so oft helfen Exkurse ins Altgriechische, um Fachbegriffe richtig zu erfassen. Die Autophagie stammt aus den altgriechischen Bezeichnungen «auto» und «phagein», was gerne mit «selbst» und «essen» übersetzt wird. Die Autophagie beschreibt einen zellulären Prozess, in welchem defekte Bestandteile in der Zelle gesammelt und «verdaut» werden. Auf diese Weise wird in der Zelle aufgeräumt.

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MEDIZIN

das so genannte Interleukin-23, das hauptsächlich von Immunzellen abgesondert wird. Folge davon sind die beobachteten Hautprobleme.»

Nicht alle Beta-Blocker sind problematisch

Bild 2: Propranolol ist ein Racemat: (R) -Propranolol und (S) -Propranolol.

sagt Weindl. «Das wiederum verändert eine Reihe von Prozessen in der Zelle. Als ein Resultat schüttet sie unter anderem Entzündungsbotenstoffe aus, vor allem

Wie diese Prozesse auf molekularer Ebene genau zusammenhängen, wollen die Forscher nun weiter untersuchen. Schon jetzt deuten ihre Ergebnisse aber darauf hin, dass die entzündlichen Effekte vor allem bei fettlöslichen Beta-Blockern auftreten. Tatsächlich gibt es in dieser Wirkstoffgruppe auch Substanzen, die weniger gut membrangängig sind. «Wir haben sie in unseren Zellkulturen getestet», betont der Pharmakologe. «Die Interleukin-23-Ausschüttung war bei ihnen deutlich geringer als nach Propranolol-Gabe.» Diese Ergebnisse müssen aber noch bei lebenden Organismen verifiziert werden.

Dass eine gestörte Autophagie schwere Erkrankungen auslösen kann, ist dagegen schon seit längerem bekannt. Darunter sind etwa Demenz, entzündliche Darm erkrankungen und Diabetes. Originalbeitrag Gerrit Müller, Charlotte Lübow und Günther Weindl, «Lysosomotropic beta blockers induce oxidative stress and IL23A production in Langerhans cells», Autophagy (2019); DOI: 10.1080/15548627.2019.1686728 Kontakt Prof. Dr. Günther Weindl Pharmazeutisches Institut der Universität Bonn Gerhard-Domagk-Strasse 3 D-53121 Bonn +49 228 739103 g.weindl@uni-bonn.de www.uni-bonn.de

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MEDIZIN

Migränemedikament mit gefährlicher Nebenwirkung

Gut gegen Migräne, schlecht fürs Herz

Das Neuropeptid αCGRP (engl. «α Calcitonin Gene-Related Peptide») wirkt auf zwei unterschiedliche Arten. Direkt an der Freisetzungsstelle der Nervenzellen – beispielsweise an den Hirnhäuten – führt es zu Entzündungen und erweitert die Blutgefässe, was Migräneattacken verursachen kann. Ganz anders wirkt es auf das Herz, wie ein Forscherteam der Universität Zürich (UZH) herausgefunden hat.

Wie die Wissenschaftler anhand von Studien mit Mäusen zeigen, wird αCGRP auch aus der arbeitenden Skelettmuskulatur freigesetzt. Via Blut gelangt es aus dem Muskel zum Herz, wo es jene krankmachenden Veränderungen des Herzens hemmt, die durch chronischen Bluthochdruck entstehen. «Beim Menschen ist es genau so wie bei der Maus: Körperliche Aktivität und Sport erhöhen den Blutplasmaspiegel von αCGRP, was sich bei erhöh-

Bild: Stock/Andrey Popov

Neue Medikamente gegen Migräne blockieren das Neuropeptid αCGRP, das etwa an den Hirnhäuten zu Gefässerweiterungen führt. Dasselbe Peptid, das bei körperlicher Aktivität in der Muskulatur gebildet wird, schützt das Herz – was für Menschen mit chronischem Bluthochdruck überlebenswichtig ist. Für sie dürfte die neuartige Migräneprophylaxe gefährlich sein, wie Forschende der Universität Zürich an Mäusen zeigen.

Ein Arzt misst einem männlichen Patienten den Blutdruck.

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MEDIZIN

Shimadzu_Q-TOF_CH_2020.qxp_90x266 12.02.20 12:01 Seite 1

tem Blutdruck positiv auf das Herz auswirkt», sagt Studienleiter Johannes Vogel, Professor am Institut für Veterinärphysiologie der UZH. Quadrupole Time-of-Flight Liquid Chromatograph Mass Spectrometer

Therapieoption für gewisse Patienten mit Bluthochdruck Die Forschenden verglichen in ihrer Arbeit normale Mäuse und solche mit chronischem Bluthochdruck, die entweder körperlich passiv waren oder immer wieder freiwillig im Laufrad liefen. Dabei zeigte sich, dass normale Konzentrationen von αCGRP im Blutplasma überlebenswichtig, und dass die positiven Effekte von körperlicher Aktivität auf das Herz von dem Peptid abhängig sind. Weiter schützt αCGRP das Herz auch unabhängig von seinen in höheren Dosen blutdrucksenkenden Eigenschaften. «Substanzen, die die Freisetzung von αCGRP aktivieren, könnten in Zukunft bei Patienten mit Bluthochdruck eingesetzt werden, die nur sehr eingeschränkt körperlich aktiv sein können, oder bei denen blutdrucksenkende Medikamente nicht oder zu wenig wirken», erklärt Johannes Vogel. Die Forschungsarbeit förderte noch ein weiteres Ergebnis zutage: Bei Mäusen mit chronischem Bluthochdruck führte eine langfristige Verabreichung von αCGRP-Blockern zu lebensbedrohlichen Störungen der Herzfunktion. Solche Medikamente, die das Neuropeptid gezielt blockieren, werden seit kurzem zur Migräneprophylaxe verwendet. Da das Neuropeptid αCGRP vom Zebrafisch bis zum Menschen sehr ähnlich sei, müsste es sich um einen zentralen biologischen Mechanismus handeln, der in vielen Organismen vergleichbar funktioniert. Gemäss dem Herzkreislauf-Spezialisten Vogel sind die Resultate daher auch für den Menschen relevant: «αCGRP-Blocker sollten zur Migränevorbeugung nur eingesetzt werden, wenn den Patienten regelmässig der Blutdruck kontrolliert wird. Chronischer Bluthochdruck sollte in die Liste der Kontraindikationen für den langfristigen Einsatz von αCGRP-Blockern aufgenommen werden.» Originalbeitrag Tom Skaria, et al., «Blood Pressure Normalization-Independent Cardioprotective Effects of Endogenous, Physical Activity-Induced Alpha Calcitonin Gene-Related Peptide (αCGRP) in Chronically Hypertensive Mice», Circulation Research (2019); DOI: 10.1161/ CIRCRESAHA.119.315429

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NEWS

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

n Das neue Merck Biotech Development Center in Corsiersur-Vevey (VD) wird sich der Entwicklung und Herstellung biotechnologischer Wirkstoffe für klinische Studien widmen. Angesichts des Wachstums der Healthcare-F+E-Pipeline wird diese Investition dazu beitragen, die kosteneffiziente und flexible Bereitstellung von Material für klinische Studien nachhaltig zu sichern, die Entwicklung neuer biologischer Substanzen zu beschleunigen und die Herausforderung der zunehmend komplexen Herstellung biotechnologischer Stoffe der nächsten Generation zu meistern. www.merckgroup.com n Ammoniak als nachhaltiger Energieträger: Ein bisschen Wasser, etwas Stickstoff aus der Luft, und Strom aus dem Windpark. Ammoniak besteht aus leicht verfügbaren Rohstoffen, und es wird als grüner Energieträger gehandelt. Hocheffizient

kann aus Ammoniak wiederum Wasserstoff hergestellt werden, um nutzbare Energie zu erzeugen. Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) und des Zentrums für BrennstoffzellenTechnik GmbH (ZBT) entwickeln dafür eine innovative Anlage: den Ammoniak-Cracker. NH3toH2, in Worten «Ammoniak zu Wasserstoff» lautet der Name des bis 2022 laufenden Projekts, an dessen Ende ein möglichst effizienter Cracker stehen soll, der direkt mit einer Brennstoffzelle gekoppelt werden kann. www.uni-due.de n Polymilchsäuren, Stärke-Mischungen, Cellulose und andere Biokunststoffe erzielen deutlich höhere Wachstumsraten als herkömmliche Standardkunststoffe. Ceresana hat bereits zum fünften Mal den Weltmarkt für «grüne» Polymere untersucht. In immer mehr Anwendungsgebieten können Biokunststoffe eingesetzt werden.

Die Analysten prognostizieren ihnen deshalb auch für die Zukunft eine dynamische Entwicklung: Der neuste Ceresana-Report erwartet, dass der Biokunststoff-Umsatz bis 2026 auf rund 4,4 Milliarden US-Dollar wachsen wird. www.ceresana.com

und die Laboreinrichtungen des brasilianischen Unternehmens übernommen. www.lanxess.de

n UPM investiert 550 Millionen Euro in eine industrielle Bioraffinerie am Chemiestandort Leuna in Sachsen-Anhalt. In der Fabrik sollen Biochemin Lanxess hat die Übernahme kalien auf Holzbasis produdes Unternehmens Itibanyl Pro- ziert werden. Diese Biochemidutos Especiais Ltda. (Ipel) ab- kalien werden in einer Vielzahl geschlossen. Die zuständigen an Produkten des täglichen Kartellbehörden hatten der Bedarfs den Umstieg von fosTransaktion Anfang Januar zu- silen Rohstoffen auf nachhaltigestimmt. Ipel mit Sitz in Jarinu ge Alternativen ermöglichen. bei São Paulo ist einer der füh- Die Investition eröffnet vollrenden Biozidhersteller in Brasi- kommen neue Märkte für lien und erzielte im Jahr 2018 UPM und damit verbunden einem Umsatz im unteren grosses Wachstumspotenzial. zweistelligen Millionen-Euro- In der Bioraffinerie wird aus Bereich. Mit der Akquisition Laubholz eine neue Genera baut Lanxess seine Position als tion von nachhaltigen, chemieiner der weltweit führenden schen Grundstoffen entsteHersteller von bioziden Wirk- hen: Bio-Monoethylenglykol stoffen und Formulierungen (bMEG), funktionelle Füllstofaus. Der Konzern hat damit fe, Bio-Monopropylenglykol auch die rund 100 Mitarbeiter sowie Industriezucker. www.upm.de sowie die Produktionsanlage

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NEWS

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Michael Hall mit dem Sjöberg-Preis 2020 ausgezeichnet

Michael N. Hall ist seit 1987 wissenschaftlicher Mitarbeiter und Mitglied der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Basel.

Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften verleiht den Sjöberg-Preis 2020 gemeinsam an Prof. Michael Hall vom Biozentrum der Universität Basel und Prof. David Sabatini vom Massachusetts Institute of Technology (USA). Die beiden Wissenschaftler erhalten die Auszeichnung für ihre Entdeckung

von mTOR und deren Rolle bei der Kontrolle von Zellwachstum und Zellstoffwechsel. Der Sjöberg-Preis zeichnet Wissenschaftler für ihre wegweisende Forschung auf dem Gebiet der Krebsforschung aus. Prof. Michael N. Hall vom Biozentrum der Universität Basel und Prof. David M. Sabatini werden gemeinsam für ihre Entdeckung des Enzyms TOR geehrt, einem zentralen Regulator für das Zellwachstum. Die Entdeckung von TOR ermöglichte es Wissenschaftlern, das Zellwachstum und seine Bedeutung für Entwicklung, Alterung und Krankheiten wie Krebs besser zu verstehen. Michael Hall entdeckte mit TOR eine evolutionär konservierte Proteinkinase, die durch

Nährstoffe aktiviert wird und das Zellwachstum zentral steuert. Diese Entdeckung veränderte das Verständnis über das Zellwachstum grundlegend. Denn Zellwachstum ist nicht, wie lange Zeit angenommen, ein spontaner Vorgang, der einfach passiert, sondern ein stark regulierter, plastischer Prozess, der durch TOR-abhängige Signalwege gesteuert wird. Seit der Entdeckung von TOR hat sich die Forschung, die als Grundlagenforschung begann, auf die medizinische Forschung und die pharmazeutische Industrie ausgeweitet.

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Exportplus dank Chemie- und Pharmaindustrie Der Schweizer Aussenhandel hat im vergangenen Jahr wieder zugenommen, wenn auch etwas zaghafter als 2018. Vor dem Hintergrund der globalen Unsicherheit von Handelsstreitigkeiten und der Weltkonjunktur entwickelte sich der schweizerische Aussenhandel im Jahr 2019 dennoch positiv. Die Exporte legten um 3,9 Prozent auf 242,3 Milliarden Franken zu und die Importe um 1,6 Prozent auf 205 Milliarden Franken. Somit erzielte der Warenverkehr in beiden Handelsrichtungen Rekordwerte. Die Handelsbilanz schloss mit einem neuen Höchststand von 37,3 Milliarden Franken. Für das Ex3/2020

portplus ist ausschliesslich das Schwergewicht der Chemieund Pharmabranche verantwortlich, das innerhalb eines Jahres um rund 10 Milliarden Franken (+ 9,8 %) zugelegt hat. Im Jahr 2019 stieg die Nachfrage nach schweizerischen Produkten. Am kräftigsten nahmen die Umsätze wegen der Exporte nach Nordamerika (+ 8,9 %) zu, wobei der Anstieg hauptsächlich auf die USA (+ 3,4 Milliarden Franken) zurückzuführen ist. Die Exporte nach Europa und Asien wuchsen mit + 3,1 bzw. 3,5 Prozent praktisch im Gleichschritt. Für das Plus Europas waren unter anderem die Mehrlieferungen

nach Belgien (+ 24,0 %), in die Niederlande (+ 14,7 %), nach Spanien (+ 14,3 %) sowie nach Russland (+ 23,7 %) – grösstenteils Lieferungen von pharmazeutischen Produkten – verantwortlich. Dagegen sanken die Verkäufe nach Frankreich um 6 Prozent und jene ins Vereinigte Königreich um 1,8 Prozent, womit der zweitstellige Rückgang des Vorjahres abgebremst wurde. Die Ausfuhren nach Asien prosperierten dank dem Mehrversand nach China (+ 9,7 %) und Singapur (+ 13,3 %). Medienmitteilung Eidgenössische Zollverwaltung www.ezv.admin.ch

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Sorge der Bevölkerung um die Umwelt wächst Der Anteil der Bevölkerung, der die Umweltqualität in der Schweiz als sehr gut oder eher gut beurteilt, ist zurückgegangen: von 92 Prozent in den Jahren 2015 und 2011 auf 84 Prozent im Jahr 2019. Über 50 Prozent der Bevölkerung schätzen den Verlust von Biodiversität, den Einsatz von Pestiziden und den Klimawandel als sehr gefährlich für Mensch und Umwelt ein. Dies sind erste Ergebnisse einer Befragung zum Thema Umwelt, die das Bundesamt für Statistik (BFS) zum dritten Mal durchgeführt hat. Bei der Strahlung, wie sie von Mobilfunkantennen oder Hochspannungsleitungen aus-

geht, hat sich der Anteil derjenigen Personen, die sich davon sehr gestört oder eher gestört fühlen, gar mehr als verdoppelt: nämlich von 10 Prozent in den Jahren 2015 und 2011 auf 23 Prozent im Jahr 2019. Zudem waren 2019 90 Prozent der Bevölkerung mit dem Landschaftsbild in ihrer Wohnumgebung sehr zufrieden oder eher zufrieden, im Vergleich zu 93 Prozent im Jahr 2015 und 94 Prozent im Jahr 2011. Der Verlust der Biodiversität und der Klimawandel wurden 2019 von der Bevölkerung in der Schweiz als deutlich gefährlicher für Mensch und Umwelt eingeschätzt als noch

2015: Galt der Verlust der Biodiversität damals noch für 36 Prozent als sehr gefährlich, waren 2019 gar 54 Prozent dieser Meinung. Beim Klimawandel stieg dieser Wert in derselben Periode von 34 Prozent auf 51 Prozent. Mit 53 Prozent ebenfalls vom überwiegenden Teil der Bevölkerung als sehr gefährlich für Mensch und Umwelt beurteilt wurde 2019 ausserdem der Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln bzw. Pestiziden. Andere Umweltveränderungen und Technologien wurden als weniger gefährlich eingeschätzt bzw. deren Beurteilung hat sich seit der letzten Erhebung nicht gross ver-

ändert. Die Ausnahme bilden die Mobilfunkantennen: Zwischen 2015 und 2019 ist der Anteil derjenigen Personen, die diese als sehr gefährlich für Mensch und Umwelt bewerteten, von 11 Prozent auf 18 Prozent angestiegen. 2019 waren zudem 61 Prozent der Bevölkerung der Meinung, dass die Umweltbelastung als solche ein sehr grosses oder eher grosses Problem für die Schweiz darstellt, gegenüber 39 Prozent im Jahr 2015.

Medienmitteilung BSF www.bsf.admin.ch

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Bild: Easy fairs Switzerland GmbH

VER ANSTALTUNGEN

Mehr als 2000 Besucher informierten sich Mitte Februar auf der Maintenance und «Solids Zürich».

«Solids Zurich» und Maintenance Schweiz 2020

Zufriedene Aussteller und Besucher An den beiden Messetagen vom 12. bis 13. Februar trafen sich insgesamt über 2000 Fachbesucher und 125 Aussteller in Zürich. Im Vergleich zur letzten Fachmesse in dieser Konstellation im Jahr 2018 blieb die Teilnehmerzahl stabil. Die Rückmeldungen der Teilnehmer zeichnen ein positives Bild. Die Hauptthemen «Predictive Maintenance» und «Smart Data» brachten die verschiedenen Akteure zusammen und sorgten dabei für reges Interesse an den Ausstellerständen wie auch an den Fachreferaten.

Ausschlaggebend für das positive Fazit zur Maintenance Schweiz 2020 sind die erfreulichen Rückmeldungen der Teilnehmer, die für die Qualität der Veranstaltung sprechen. «Insgesamt sind unsere Erfahrungen in diesem Jahr sehr positiv», sagt Stefan Voegele, Event Content Manager bei Easyfairs, dem Veranstalter. «Von der Seite der Aussteller erhielten wir ein gutes Fazit zur Quantität und Qualität der Kontakte, wobei hier die Qualität ausdrücklich gelobt wurde. Darüber hinaus blicken wir auf sehr gut besuchte Vortragsprogramme in den beiden Messehallen zurück, ausserdem auf die ‹Smart Maintenance Conference› mit rund 70 Teilnehmern auf der Entscheidungsebene von Wirtschaft und Wissenschaft.» Es war die nun die zweite Konferenz dieser Art. Auch dieses Jahr entstand sie in Zusammenarbeit mit der Swiss Alliance for Data-Intensive Services. Im Science- & Solution Center veranstaltete 3/2020

das Energieprogramm Topmotors jeweils das Programm am Vormittag. An den Nachmittagen war das Science- & Solution Center voll in der Hand der ausstellenden Firmen und Partnern. Die Themen von Experten rund um den Fokus auf Energieeffizienz sorgten für reges Interesse. «Auch die Akzeptanz der Besucher ist äusserst erfreulich», sagt Rolf Tieben, der technische Leiter von Topmotors.

Vom Explosionsschutz bis zur Reinigung Neben Lösungen für eine Permanentüberwachung von Pumpen und ausgefeilte Reinigungssysteme präsentierten die Aussteller auch neue Explosionsschutzsysteme. Beispielsweise bieten die IEP Technologies Explosionsschutzsysteme und die dazugehörigen Servicedienstleistungen an. Ganzheitliche integrierte Explosionsschutz-

lösungen sind mehr als die Summe von Einzelkomponenten. Als intelligente Systeme müssen sie vielmehr vernetzt agieren. Das Highlight von IEP Technologies ist eine grundlegende Neuerung: Den «eSuppressor», wie Thierry Salm erläutert. Er funktioniert ohne Pyrotechnik und Gasgeneratoren. Stattdessen basiert die Innovation auf einer elektrischen Lösung, die von einem Magneten gesteuert wird. Damit ist es möglich, die Funktionsfähigkeit des Auslösemechanismus permanent zu überwachen. Alltägliche Industrieabläufe besitzen das Potenzial für eine Staubexplosion. Bormann & Neupert by BS & B habe mit ihren Produkten drei Betätigungsfelder, wie der Sales Manager Ingo Bornfleth erklärt. Wo brennbare Materialien befördert, gefiltert, erwärmt, gewalzt oder in feiner Pulverform gesprüht werden, können sich die drei Elemente des «Explosionsdreiecks» vereinen: 31

Bilder: Alexander Jegge

VER ANSTALTUNGEN

Bormann und Neupert by BS & B: Ingo Bornfleth.

Lambda Coolmaster: Armin Wiedmaier.

Gericke: Urs Haller.

Keller Prozesstechnik: Josef Keller (links), Barbender Technologie: Jan Hendrick Klassen (rechts).

IEP Technologies: Thierry Salm.

KSB (Schweiz): Christoph Polzer.

TECmetall: Robert Blarer.

Flowserve: Lukas Jenny.

Nilfisk: Kurt Ledergerber.

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VER ANSTALTUNGEN

Staub, Sauerstoff und Zündquelle. Wenn diese mit verstreutem Staub in einem geschlossenen und ungeschützten Verarbeitungsvolumen auftreten, kann eine Verpuffung ausgelöst werden, die einen sofortigen Überdruck und Feuerball zur Folge hat. Die Schutztechnologie von BS & B bietet Flexibilität. Explosionsdruckentlastung, Explosionsunterdrückung, Brandbekämpfung mit einer Auswahl von chemischen und mechanischen Systemen zur Isolation von miteinander verbundenen Verarbeitungsanlagen und Funkenerkennungs- und Löschausrüstung, um sowohl mit der Zündquelle einer Staubexplosion als auch der eines Feuers fertig zu werden. Bei Staubexplosionen spielt naturgemäss Staub eine entscheidende Rolle. Diesem hat sich eine ursprünglich dänische Firma gewidmet. Die Firma Nilfisk kam im Jahr 1910 mit ihrem ersten Staubsauger namens C1 auf den Markt. Heute ist sie eine der weltweit führenden Hersteller von professionellen Reinigungsgeräten. An der Solids zeigt der Verkaufsleiter der Schweiz, Kurt Ledergerber, den Sauger der Serie 120 mit «Longpack», einem «Endlossack». Der Vorteil ist ein fast staubfreies Entsorgen des aufgesaugten Staubes, indem fortlaufend der Sack mit Kabelbinder abgetrennt wird und so ohne neue Staubent wicklung weggebracht werden kann. Bleiben wir beim Thema Sauberkeit. Die sogenannte Trockeneisreinigung ist die Spezialität von Lambda Coolmaster. Geschäftsführer Armin Wiedmaier sieht für seine Maschine vielfältigen Einsatz. Im Moment wird sie hauptsächlich beim Spritzguss eingesetzt, aber immer mehr kommen auch neue Bereiche dazu. Der Vorteil des Verfahrens sei, dass nach der Reinigung keine Zusatzarbeit mehr komme, nach der Reinigung sei Schluss, so

Manche Apparaturen sehen aus wie kunstvolle Skulpturen.

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Wiedmaier. Dabei werden die Oberflächen geschont, Lösungsmittel ist ein Fremd wort, das Verfahren ist nicht giftig und aus serdem relativ günstig.

Dosieren, Wägen und Filtrieren Die Kernkompetenz von Brabender Technologie liegt in der Herstellung von Geräten und Systemen für die Bereiche Dosieren, Wägen, Austragen, Steuerung sowie Durchflussmessung von Schüttgütern und Flüssigkeiten. Jan Hendrik Klaassen kann mit keiner Topneuigkeit aufwarten. Die Stärke von Brabender ist die ständige Optimierung der eigenen Geräte, um dadurch den Anwendungsbereich ständig zu erweitern. Dazu dient auch die Solids, auf der man neue Märkte finden und Anregung zu neuen Entwicklungen geben kann. Tecmetall versucht mit Sieben, Filtern und Lochblechen die ganze Bandbreite der Filtration abzudecken. Sie vertrete alle wichtigen Player bei der Filtration, so Geschäftsführer Robert Blarer. Er preist die vollautomatische Filtrationsanlage von Heta an, die zum Beispiel bei der Wasseraufbereitung zum Einsatz kommt. Aber auch Schokolade oder Milch kann mit entsprechender Modifikation filtriert werden.

Pumpen, Mischer und Überwachung Flowserve Sihi bietet für die unterschiedlichsten Anforderungen in der Prozessindustrie vollständig trockenlaufende Vakuumpumpen an. Für verfahrenstechnische Prozesse werden zunehmend trockenlaufende Vakuumpumpen eingesetzt. Diese Pumpen müssen die unterschiedlichsten Anforderungsprofile erfüllen, wie beispielsweise ein unbelastetes Vakuum (frei von Öl- oder Betriebsflüssigkeiten), Forderung nach niedrigen Arbeitsdrücken, Flexibilität in Batchprozessen, niedrige Entsorgungskosten für Betriebsflüssigkeiten und niedrige Lebenszykluskosten. Der GMS C Mischer von Gericke ist der einzige Doppelwellen-Mischer auf dem Markt, der dank einer einseitigen Lagerung die Stirnseite des Mischers zu Reinigungszwecken komplett öffnen kann. Mit der einseitig gelagerten Konstruktion wurde

Gleich drei Spezialisten kümmern sich um einen Interessenten.

auch die Anzahl der Dichtungen mit Produktkontakt halbiert. Mit Mischern von Gericke seien auf diese Weise bis zu zwölf Mischzyklen pro Stunde möglich, erklärt Verkaufschef Urs Haller. Das Mischen mit der Doppelwelle ist besonders schonend und wird für heikles Mischgut sowie in der Nahrungsmittelindustrie eingesetzt. KSB ist einer der führenden Industriearmaturen- und Pumpenhersteller. Sie warteten an der Solids mit einer Innovation auf, mit der Permanentüberwachung von Pumpen mittels einer App. Die Lösung ist ideal bei Pumpen, die nicht ausfallen dürfen, wie eine Wasserversorgung oder für Pumpen ohne personelle Bedienung. Die App kann mögliche Pannen anzeigen, Verschleiss feststellen und die dazugehörige Hardware bestellen. So ähnlich wie beim Auto anzeigt, dass etwas nicht stimmt und man zum Service fahren sollte.

Erste Dreifachmesse mit der «Aqua Suisse 2021» Mit dem Abschluss der diesjährigen Veranstaltung richtet sich der Blick auf die nächste Ausgabe am 10. und 11. Februar 2021. Diese vereint erstmals die Maintenance Schweiz mit der Pumps & Valves Zürich und der neu geschaffenen Fachmesse «Aqua Suisse 2021» für Abwasser, Wasser und Gas. Die Zusammensetzung der Aussteller an der Aqua Suisse 2021 steht ein Jahr vor der Veranstaltung bereits zu 90 Prozent fest. Auch die Zahl der Anmeldungen für die Maintenance Schweiz und die Pumps & Valves Zürich zeigen, dass das Konzept für grosse Zugkraft sorgt. Text: Easyfairs/Alexander Jegge www.maintenance-schweiz.ch www.aqua-suisse-zuerich.ch www.pumps-valves.ch 33

VER ANSTALTUNGEN

Von der Digitalisierung bis zur Routineanalytik

Die Analytica zeigt die ganze Laborwelt Vom 31. März bis 3. April 2020 öffnet die Analytica ihre Tore auf dem Gelände der Messe München, mit mehr als 1200 Ausstellern. Ein Fokus der Weltleitmesse für Labortechnik, Analytik und Biotechnologie mit begleitender Konferenz: die digitale Transformation der Laborwelt. Partner aus Wissenschaft und Industrie haben sich zusammengetan, um das bislang praxisorientierteste Labor-der-Zukunft-Konzept in einer einzigartigen Sonderschau zu präsentieren.

Bilder: Messe München GmbH

Eine verlässliche Analytik ist heute wichtiger denn je – für die Kontrolle des globalen Warenverkehrs ebenso wie für die Einhaltung von Klimazielen und die Entwicklung von neuen Materialien oder Medikamenten. «Die positive Branchenstimmung spüren wir bei den Ausstelleranmeldungen zur Analytica», sagt Susanne Grödl, Projektleiterin Analytica bei der Messe München. Vor allem das Interesse aus dem Ausland wächst stark: So werden Aussteller aus den USA erstmals in Form eines Gemeinschaftsstandes dabei sein. Grossbritannien, Spanien sowie Korea haben wieder Landesstände gebucht.

«Action Area» zeigt Labore mit flexiblen Workflows «Die Megatrends Digitalisierung und Vernetzung beschäftigen die Branche», unterstreicht Pro-jektleiterin Grödl, «daher erweitern wir die Sonderschau Digitale Transformation sowohl flächenmässig als auch inhaltlich.» Neben dem Forum mit Expertenvorträgen wird es in Halle B2 eine «Action Area» geben – mit digitalisierten Workflows zum Anfassen. Branchengrössen, Mittelständler und Start-ups präsentieren hier live ihre Konzepte für den digitalen Wandel. «Kernthemen im Labor der Zukunft sind Digitalisierung, Miniaturisierung und Automatisierung», erklärt Dr. Felix Lenk, Leiter der Forschungsgruppe SmartLab-Systeme an der Technischen Universität Dresden. Mit seinem Team organisiert und konzipiert er die Action Area zum Thema Labor 4.0 auf der Messe. Insgesamt konnten 17 Industriepartner gewonnen werden, die erstmals in diesem Umfang zusammenarbeiten, um Lab-of-the-Future-Workflows 34

Neben futuristischen Technologien präsentieren sich auf der Analytica auch altbewährte Laborprodukte wie hier die schönen Messkolben.

zu realisieren. Dazu gehören Unternehmen wie Eppendorf, Düperthal, Lauda, Merck, Mettler Toledo, Olympus sowie innovative Start-ups. Die vorgestellten Labore entstehen exklusiv für die Weltleitmesse. Sie zeigen im Zentrum der Action Area in jeweils wechselnden Vorführungen zwei komplexe Labor-Workflows. Dafür wird die Fläche mehrmals täglich umgebaut. «Das Labor der Zukunft muss sich flexibel immer neuen Aufgabenstellungen anpassen können. Wir demonstrieren hier, wie das in der Praxis funktionieren kann», erklärt Dr. Lenk. Zu diesem Aufbau gehören Roboterarme, die die Labormitarbeiter bei manuellen Tätigkeiten unterstützen. Halbtransparente Datenbrillen, sogenannte

«Mixed Reality Glasses», machen Informationen und Daten leicht verfügbar. Die vernetzte Ausstattung – darunter Pipetten, Dispenser, Pumpen, Waagen und Zentrifugen – garantiert einen durchgängig digitalisierten und standardisierten Workflow. Alle Daten laufen in einem digitalen Laborbuch zusammen. Sechs kleinere Hands-on-Workflows werden um diesen zentralen Workflow herum gruppiert. Die Besucher können dort aktiv eingreifen und Labor-der-Zukunft-Prozesse ausprobieren. Diese Workflows zeigen zum Beispiel vernetzte Temperaturkontrollen bei Bioprozessen, digitalisierte optische Analysen und die Kontrolle exothermer Reaktionen. 3/2020

VER ANSTALTUNGEN

Um die Flexibilität der smarten Labore zu gewährleisten, kommen auf der Analytica Module in Wabenform zum Einsatz, die immer wieder neu zusammengestellt werden können. Die Bauform hat sich in den letzten Jahren in der Entwicklerszene als vorteilhaft für den Einsatz im Labor erwiesen, weil sie besonders raumsparende Zusammenstellungen ermöglicht. Die Wabenmodule werden für die Analytica mit umfangreicher Technik ausgestattet und mit Schnittstellen ausgerüstet, die sie universell verknüpfbar machen. Die Besucher erleben damit das derzeit flexibelste Labor-der-Zukunft-Konzept weltweit.

Das Rahmenprogramm Das Forum Biotech und das Forum Laboratory & Analysis mit Best-Practice-Vorträgen der Hersteller finden ebenfalls wieder statt. Auf dem Programm des Forums Biotech stehen zudem die «Finance Days» am 1. und 2. April sowie der Thementag Personalisierte Medizin am 3. April. Und alle, die den Besuch der Analytica für die eigene Karriereplanung nutzen möchten, sollten weder den «Job Day» am 3. April noch das umfangreiche Fortbildungsangebot der Analytica verpassen. Praktische Tipps für die Laborarbeit gibt es in den «Live Labs» Lebensmittelanalytik und Materialanalytik. In den komplett eingerichteten Laborzeilen zeigen internationale Marktführer ihre Produkte und Systeme im Einsatz. Zu den Publikumsmagneten zählen ausserdem die «explosiven» Vorführungen der Sonderschau Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit.

Die Konferenz: Forschung im Fokus «Talking Science» lautet das Motto der «Analytica Conference». Sie findet an den ersten drei Messetagen im Kongresszentrum ICM der Messe München statt und schlägt mit rund 200 Vorträgen die Brücke von der Routineanalytik in die Forschung. Neben dem übergeordneten Schwerpunkt Digitalisierung stehen verschiedene aktuelle Themen auf der Konferenzagenda. Im Jahr der Olympischen Sommerspiele in Tokio gehört auch Dopingkontrolle dazu. Aufgrund der Vielfalt an leistungssteigernden Mitteln – darun3/2020

ter kleine anorganische Substanzen ebenso wie grosse Biomoleküle – benötigen Dopingkontrolleure ausgefeilte Analysentechniken. Welche Methoden zielführend sind, beleuchtet das ganztägige Symposium «Emerging topics in analytical toxicology, forensics and doping control» am 1. April, organisiert von dem Toxikologen Hans H. Maurer von der Universität des Saarlandes. Mario Thevis von der Deutschen Sporthochschule Köln wird in diesem Rahmen unter anderem auf die Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (IRMS) eingehen. Dass sich das Verfahren ebenso für die Analyse von psychoaktiven Substanzen eignet, erfährt man in derselben Session von Michael Pütz vom Bundeskriminalamt in Wiesbaden. Weiteres Highlight: Der FBI-Chemiker Marc A. LeBeau aus Virginia wird über Fingerprint-Methoden in der Drogen- und Sprengstoffanalytik sprechen. Die Basis der Konferenz bilden nach wie vor die zahlreichen Neuentwicklungen in der instrumentellen Analytik. So sind die Spektroskopie, Mikroskopie, Elektroanalytik und viele weitere Analysentechniken mit eigenen Vortragsreihen vertreten. Über Trends in der Chromatographie und Massenspektrometrie (MS) beispielsweise informiert ein ganztägiges Symposium am 31. März. Weitere Vortragsreihen bilden die komplette Wertschöpfungskette von Biopharmazeutika ab. Die Bedeutung der Analytik für den Pharma- und Gesundheitssektor zieht sich durch die gesamte Konferenz: Am 31.3.2020 stehen Sessions zur Medizinischen Informatik und zur klinischen Massenspektrometrie auf dem Programm, am 1. April geht es weiter mit Referenzinter vallen in der Endokrinologie und dem Nachweis von antibiotikaresistenten Bakterien und anderen Krankheitserregern. Am 2. April rücken Flüssigbiopsien für die personalisierte Krebsmedizin in den Vordergrund. Mit dieser noch relativ jungen Technik lassen sich Krebszellen oder Tumor-DNA im Blut nachweisen. Auch für Lebensmittel- und Umweltanalytiker hat die Konferenz viel zu bieten: Die «Foodomics-Session» am ersten Konferenztag beispielsweise beleuchtet die Bedeutung von Omics-Techniken für den Nachweis von bioaktiven Inhaltsstoffen sowie für die Echtheitsprüfung von Le-

Praktische Tipps für die Laborarbeit gibt es in den «Live Labs» Lebensmittelanalytik und Materialanalytik.

bensmitteln. Im Anschluss gibt es einen Überblick über neue Lebensmittelschadstoffe. Auf der Agenda des zweiten Konferenztages wiederum stehen mobile organische Schadstoffe sowie neue Ansätze im Wasser-Monitoring. Ob auf der Konferenz oder in den Messehallen: Der Austausch der verschiedenen Branchenakteure steht immer im Vordergrund. «Indem wir Gerätehersteller, Anwender und Wissenschaftler, Investoren und Entscheider aus aller Welt und allen analytischen Disziplinen zusammenbringen, treiben wir die Innovationskraft der Branche an», fasst Grödl zusammen. In Zeiten des Wandels spielt der fächerübergreifende globale Dialog eine Schlüsselrolle. Die Analytica bietet dafür eine weltweit einzigartige Plattform.

Kontakt Messe München GmbH Messegelände D-81823 München +49 89 949 11488 info@analytica.de www.analytica.de

ANALYTICA EXPONATE Automatische IQ/OQ mit AIQ-Tool Software

Mit der AIQ-Tool-Software von AnaTox lassen sich problemlos alle chromatographischen Systeme, die entsprechend USP/EP zugelassen sind, einfach und sicher qualifizieren. Die allgemeine Prozedur kann für alle Systeme aller Hersteller angewendet werden. Die Bedienung ist denkbar einfach. Der Anwender wird Schritt für Schritt durch alle Menüs geführt und kann/muss keine Parameter einstellen. Alle Referenzen sind weltweit verfügbar. Die Standards und Messgeräte können frei konfiguriert werden. Alle Daten, Einstellungen und Ergebnisse landen in einer Datenbank. Eine manuelle Nachbearbeitung der Chromatogramme ist nicht erlaubt und sichert die hohe Datenintegrität. Die Chromatogramme lassen sich exportieren, um die Ergebnisse nachprüfbar zu machen. Mit der Datenbank lässt sich die Qualifikationshistorie für jedes In strument einfach und schnell darstellen. Wird für jedes Instrument eine eigene Datenbank angelegt, kann die Vermischung von Qualifikationsdaten vermieden werden und die Auditierung vereinfacht werden. Die Benutzerverwaltung und die Dokumentation erfüllen selbstverständlich alle erforderlichen Anforderungen wie z. B. digitale Signatur und Audit Trail.

Halle A1 Stand 434

AnaTox GmbH & Co. KG Reinheimer Strasse 18b D-15517 Fürstenwalde Telefon +49 3361 36 98 950 info@anatox.de www.anatox.de

Umwelt- und Abwasser analytik in Perfektion

Der neue enviro TOC ist speziell für die flexible und ressourcenschonende TOC- und TNb Bestimmung in Umwelt- und Abwasserproben zugeschnitten. Dabei wurden das Know-how und die herausragenden Funktionen des Vorgängermodells vario TOC select mit innovativen Technologien vereint: Die komfortable Messung von TOC, NPOC, TC, TIC, DOC, POC oder TNb ist dank dem automatisierten 60 Positionen Probengeber und dem schnellen Moduswechsel sowohl in flüssigen als auch festen Proben mit nur einem System möglich. Neue Spülfunktionen sorgen außerdem für verschleppungsfreie Ergebnisse. Die TNb -Bestimmung erfolgt mittels bewährter EC-Zellentechnik oder mit der neuartigen, integrierten Chemilumineszenz-Detektion (CLD). Diese punktet mit linear kalibrierten, äusserst stabilen Messwerten und einfacher Ergebnisauswertung. Die vollständige Wiederfindung und komplette Oxidation auch schwer aufschließßbarer C-Verbindungen wird durch den leistungsstarken Heizer gewährleistet. Zusätzlich zum wartungsarmen Gerätekonzept sorgt die SALTTRAP Matrixabscheidung für einen effektiven Schutz des Verbrennungsrohres und Detektors, wodurch eine lange Lebensdauer und geringe Betriebskosten des enviro TOC garantiert sind.

Halle A2 Stand 311

Elementar Analysensysteme GmbH Elementar-Strasse 1 D-63505 Langenselbold Telefon +49 6184 9393-0 info@elementar.com www.elementar.com

Dynamic Headspace DHS 3.5

Der Einsatz des mit viermal mehr Sorbens ausgestatteten neuen «Dynamic-Headspace- System 3.5» (DHS 3.5) verbessert die Wiederfindung flüchtiger organischer Verbin dungen (VOC) gegenüber Standard-DHS. Einsetzen lassen sich 3,5-Zoll-Sorptionsröhrchen beladen mit beispielsweise bis zu 240 mg Tenax TA. Die bessere Wiederfindung zieht eine höhere Genauigkeit sowie niedrigere Bestimmungsgrenzen beim Nachweis sehr flüchtiger Stoffe (VVOC) nach sich. Die Temperatur des Röhrchens während der Anreicherung lässt sich auf Werte zwischen 10 und 70 °C einstellen. Nach der Anreicherung ist ein Trocknungsschritt möglich, um etwa kondensiertes Wasser oder Alkohol zu entfernen. Die GC/MS-Bestimmung der Analyten erfolgt nach thermischer Desorp tion im ThermalDesorber 3.5+ (GERSTEL-TD 3.5+), vollständig automatisiert mit dem GERSTEL-MultiPurposeSampler (MPS). Der MPS arbeitet bis zu 120 Proben inklusive individueller 3,5-Zoll-Röhrchen effizient in einen Durchlauf ab. Neben 10- und 20-mL- Vials lassen sich DHS-Behälter mit 250, 500 und 1000 mL Volumen verarbeiten (DHS large).

Halle A1 Stand 321

GERSTEL AG Wassergrabe 27 CH-6210 Sursee Telefon +41 41 9 21 97 23 Fax +41 41 9 21 97 25 gerstelag@ch.gerstel.com www.gerstel.de

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ANALYTICA EXPONATE ThermalDesorber TD 3.5 +

Die Thermodesorptions-Analytik erfolgt ohne Lösemittel und erfüllt damit Kriterien einer grünen Analytik. Das GERSTEL-TD 3.5+ basiert auf 3,5-Zoll-TD-Röhrchen aus Stahl, die häufig in Standardmethoden verlangt werden. Das Pluszeichen impliziert, dass GERSTEL-Plus-Röhrchen mit 20 Prozent mehr Sorbensmaterial eine erhöhte Kapazität bieten, um Nachweisgrenzen zu verbessern und um die Wiederfindung sehr flüchtiger Stoffe (VVOCs) zu steigern. Das TD 3.5+ lässt sich erweitern durch das Dynamic-Headspace-System (DHS 3.5/ DHS Large) für die vollautomatische Bestimmung u. a. von Materialemissionen, Restlösemitteln und -monomeren in festen oder flüssigen Proben, die in individuellen inerten Behältern mit einem Volumen von zwischen 10 mL und 1 L unter definierten Bedingungen gelagert und konditioniert werden. Die Extraktion und Anreicherung der Analyten erfolgt automatisiert. Der komplette Ablauf, inklusive GC/ MS-Analyse ist voll automatisiert unter Einsatz des GERSTEL-MultiPurposeSamplers (MPS) und der MAESTRO-Software. Zu Kalibrier- und Qualifizierungszwecken lassen sich Sorptionsröhrchen automatisiert mit Standards dotieren.

SECcurity² Anlagen für GPC/SEC, IPC und 2D

Akku-Pipettierhilfe ROTILABO®

(Bio)SECcurity², der Nachfolger der PSS SECcurity-Serie, ist die flexible, modulare Lösung für GPC/SEC, IPC und 2D von Polymeren, Biopolymeren und Proteinen. Mit WinGPC UniChrom MCDS als leistungsstarker Softwarezentrale, die über den ChromPilot auch Geräte anderer Anbieter integrieren kann, stehen alle Verfahren der LC von Makromolekülen zur Verfügung. Vorgestellt auf der Analytica werden neue Optionen für SECcurity²-Module, die WinGPC Säulendatenbank für automatisches Tracking, WinGPC Erweiterungen im Compliance Pack, der Importfilter für Chromeleon-Daten, neue hochauflösende GPC/SEC-Säulen für wässrige und organische Applikationen und polymere Referenzstandards. Weiterhin erhalten Sie Informationen zu PSS-Kursen und Webinaren, zu unserem Auftragsanalytiklabor und den Möglichkeiten für GPC/SEC, IPC oder 2D Methodenentwicklung.

Machen Sie sich das Pipettieren einfach. Unsere benutzerfreundliche Pipettierhilfe mit Akku-Betrieb ist ideal für müheloses Liquid Handling. Das ergonomisch geformte Gehäuse und die konkav geformten Fingertasten sorgen für ermüdungsfreies Arbeiten und eine einfache Bedienung. Zwei wählbare Pipettiergeschwindigkeiten (High- oder Low-Speed) bedienen unterschiedliche Anwendungen, während der Gravity-Modus freien Flüssigkeitsablauf ohne Motorbetrieb ermöglicht. Das Gehäusematerial ist UV-beständig, daher kann die Pipettierhilfe während der UV-Sterilisation in der Clean-Bench verbleiben. Der Pipettenhalter ist autoklavierbar, ein austauschbarer PTFE-Membranfilter verhindert Kontaminationen. Das seitliche Beschriftungsfeld sowie fünf farbige Pipettenhalter helfen bei der Unterscheidung verschiedener Geräte. Durch einen zusätzlichen Pipettenadapter kann die Pipettierhilfe auch für kleine Pipettenvolumina genutzt werden. Eine lange Akku-Laufzeit und die Möglichkeit des Weiterarbeitens während des Ladevorgangs sorgen für flexible Einsatzmöglichkeiten. Anhand der Low- Battery- LED-Anzeige lässt sich der Ladestand des Geräts jederzeit erkennen.

Halle A1 Stand 420

Halle B1 Stand 303

Halle A1 Stand 321

GERSTEL GmbH & Co. KG Eberhard-Gerstel-Platz 1 D-45473 Mülheim an der Ruhr Telefon +49 208 76503-0 gerstel@gerstel.de www.gerstel.de

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PSS Polymer Standards Service GmbH In der Dalheimer Wiese 5 D-55120 Mainz Telefon +49 6131 96239 0 info@ pss-polymer.com www.pss-polymer.com www.pss-shop.com www.psscolumnselector.com

Roth AG Fabrikmattenweg 12 CH-4144 Arlesheim Telefon +41 61 712 11 60 Fax +41 61 712 20 21 info@carlroth.ch www.carlroth.ch

TERMINE

Kurse, Seminare, Workshops und Messen 23.04.

Kompakt: Zulassung 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

Management GMP-regulierter Reinräume Ort: D-Marburg Veranstalter: Reinraumakademie der profi-con GmbH Rosa-Luxemburg-Strasse 12–14, D-04103 Leipzig +49 341 98989-303 info@reinraum-akademie.de www.reinraum-akademie.de/veranstaltungen/

27.04

Basis: Von der Risikobewertung zum Managen der Risiken 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

Chemie 4.0: Was kommt konkret auf mich zu? Ort: D-Frankfurt a. M. Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. (GDCh) Varrentrappstrasse 40–42, D-60486 Frankfurt a. M. +49 69 791 73 64 fb@gdch.de, www.gdch.de/fortbildung

28.04.

Patente in der Praxis: Chancen und Risiken sowie Tipps und Tricks Ort: D-Frankfurt a. M. Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. (GDCh) Varrentrappstrasse 40–42, D-60486 Frankfurt a. M. +49 69 791 73 64 fb@gdch.de, www.gdch.de/fortbildung

28.– 29.04.

Computervalidierung Modul 3: Spezifizieren und Testen Ort: D-Speyer Veranstalter: PTS Training Service Am Freigericht 8, Postfach 4308, D-59759 Arnsberg +49 2932 51 477 info@pts.eu, www.pts.eu

28.– 29.4.

Visualisierung von Labordaten mit Excel Ort: CH-Basel Veranstalter: Aicos Technologies AG Sandweg 46, CH-4123 Allschwil +41 61 686 98 76 info@aicos.com, www.aicos.com

APRIL 2020 01.04.

21.04.

Verhalten im Reinraum Ort: D-Leipzig Veranstalter: Reinraumakademie der profi-con GmbH Rosa-Luxemburg-Strasse 12–14, D-04103 Leipzig +49 341 98989-303 info@reinraum-akademie.de www.reinraum-akademie.de/veranstaltungen/

21.– 22.04.

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

22.04.

Basis: GMP-Dokumentation 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

22.04.

22.– 23.04.

Professionelle Reinraumreinigung Ort: D-Leipzig Veranstalter: Reinraumakademie der profi-con GmbH Rosa-Luxemburg-Strasse 12–14, D-04103 Leipzig +49 341 98989-303 info@reinraum-akademie.de www.reinraum-akademie.de/veranstaltungen/ Interpretation von FT-IR Spektren / Applikationen in der Polymerchemie (Kunststoffe, Oberflächen, Coatings) Ort: CH-Biel-Benken Veranstalter: Portmann Instruments AG, Gewerbestrasse 18, CH-4105 Biel-Benken +41 61 726 65 55 info@portmann-instruments.ch www.portmann-instruments.ch

MAI 2020 04.– 05.05.

Big Data – Grundlagen, Methoden und praktische Umsetzung Ort: D-Frankfurt a.M. Veranstalter: Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. (GDCh) Varrentrappstrasse 40–42, D-60486 Frankfurt a. M. +49 69 791 73 64 fb@gdch.de, www.gdch.de/fortbildung

06.– 07.05.

Intensiv: Quality by Design, ICH Q8-Q11 Ort: Hochschule für Life Sciences – FHNW Hofackerstrasse 30, CH-4132 Muttenz Veranstalter: PMC-suport Tellistrasse 116 CH-5000 Aarau +41 44 450 19 20 www.pmc-support.ch Weitere Termine finden Sie unter www.chemiextra.com bei Agenda/Veranstaltungen

3/2020

FIRMEN BERICHTEN

Lichtvorhänge mit robustem Design

Ex II 3GD

Ex II 2GD

Sichere Produktivität im Ex-Bereich Für Gase (G) und Stäube (D) Gerätekategorie (Atex) 3 Gerätegruppe II Explosionsgeschüzt

Für Gase (G) und Stäube (D) Gerätekategorie (Atex) 2 Gerätegruppe II Explosionsgeschüzt

Ob durch die Entstehung von hochexplosiven Dämpfen in der chemischen Industrie oder durch Mehlstaub in der Luft von Abfüllanlagen: In vielen industriellen Produktionsbereichen herrscht Explosionsgefahr. Das robuste und zuverlässige Gehäusedesign der Sicherheits-Lichtvorhänge und Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken des Unternehmens Sick verhindert, dass ein Funke in die explosive Atmosphäre gelangt. Die Gefahr einer potenziellen Zündquelle ist somit gebannt.

Als Anbieter von optoelektronischen Schutzeinrichtungen sorgt die Firma Sick bereits seit mehr als 65 Jahren für den wirksamen Schutz von Mensch und Arbeitsumgebung. Aufgrund seiner vielfältigen Einsatzmöglichkeiten leistet insbesondere der Sicherheits-Lichtvorhang der Produktefamilie deTec bereits in nahezu allen Branchen und Anwendungsbereichen einen entscheidenden Beitrag zur Realisierung einer sicheren Produktivität.

Sicherheit – auch unter extremen Bedingungen Die Sicherheits-Lichtvorhänge eignen sich zur Absicherung von Gefahrbereichen, Zugängen und Gefahrstellen. Durch umfangreiche und innovative Diagnosemöglichkeiten sind bei ihrem Einsatz kürzere Stillstandszeiten und somit eine höhere Produktivität realisierbar. Die standardisierte Anschlusstechnik und das kompatible Zubehör für die gesamte Produktfamilie reduzieren den Konfigurationsaufwand und ermöglichen eine schnelle Inbetrieb-

Wahrscheinlichkeit, dass ein brennbarer Stoff unter normalen Betriebsbedingungen auftritt

1999/92/EC

2014/34/EU

Ex-Zone: Bereich, in dem explosionsfähige Atmos phären auftreten können

Gerätekategorie (Atex) und Geräteschutzniveau EPL (IEC Ex)

Tritt ständig, über lange Zeiträume oder häufig auf

Zone 0 (Gase) Zone 20 (Stäube)

1 G/D (Gase/Stäube) Höchstes Schutzniveau mit einem sehr hohen Mass an Sicherheit

Tritt gelegentlich auf

Zone 1 (Gase) Zone 21 (Stäube)

2 G/D (Gase/Stäube) Erhöhtes Schutzniveau mit einem hohen Mass an Sicherheit

Tritt wahrscheinlich nicht, selten oder nur kurzfristig auf

Zone 2 (Gase) Zone 22 (Stäube)

3 G/D (Gase/Stäube) Normales Schutzniveau mit erforderlichem Mass an Sicherheit

Verantwortlich

Betreiber

Sensorhersteller Struktur der Ex-Varianten von Sick

Bild und Tabelle: Sick

Klassifizierung von Explosionsgefahr

Tabelle 1: Klassifizierung nach explosionsgefährdenden Bereichen und Gerätekategorien.

nahme. Die Aktivierung der benötigten Funktionen erfolgt ohne Software durch den passenden Systemstecker mit M12-Anschluss. Je nach Anwendung können unterschiedliche Ex-Zonen mit den

explosionsgeschützten Varianten aus dieser Produktreihe bedient werden. Das robuste und zuverlässige Gehäusedesign der Varianten der Kategorie 3 G/D (siehe Tabelle 1) ist speziell für die hohen

Standards create opportunities! Normen schaffen Chancen, geben Orientierung und Sicherheit. Dafür setzen wir uns täglich ein, zusammen mit unseren Normenexperten! Diese stellen wir in diesem Jahr ins Rampenlicht und widmen ihnen monatlich eine Story auf unserer Schweizerische Normen-Vereinigung (SNV) Sulzerallee 70, Postfach CH-8404 Winterthur/ Switzerland www.snv.ch

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3/2020

Webseite. Schauen Sie regelmässig auf www.snv.ch rein und lassen Sie sich inspirieren!

17.01.2020 11:42:36

FIRMEN BERICHTEN

Sicherheitsanforderungen in explosionsgefährdeten Bereichen ausgelegt. Alle Geräte sind kaskadierbar, bieten durch Blindzonenfreiheit sehr hohe Flexibilität und ermöglichen ein platzsparendes Maschinendesign. Ein standardisiertes Anschluss- und Zubehörkonzept spart Zeit und Kosten bei der Inbetriebnahme. Das druckfest gekapselte Gehäuse für Sicherheits-Lichtvorhänge der Kategorie 2 G/D ist für unterschiedliche Gefahrbereiche ausgelegt und zugelassen (siehe Kas-

Ex II 3GD

Ex II 2GD Für Gase (G) und Stäube (D) Gerätekategorie (Atex) 3 Gerätegruppe II Explosionsgeschüzt

Bild 1: Robustes Design für Lichtvorhänge unterschiedlicher Kategorien.

ten). Das Gehäuse ist kompatibel mit zahlreichen Sicherheits-Lichtvorhängen von Sick und eignet sich für den Einsatz in Lackierkabinen, Getreidesilos, Anlagen der chemischen Industrie, um nur einige BeiKlassifizierung von Explosionsgefahr spiele zu nennen. Die Kombination aus druckfest gekapseltem Gehäuse Wahrscheinlichkeit, dass ein 1999/92/ECund Sibrennbarer Stoff unter norcherheits-Lichtvorhang wurde den entEx-Zone: Bereich, in dem malen Betriebsbedingungen explosionsfähige und Atmos sprechenden Prüfungen unterzogen auftritt phären auftreten können ist UL-gelistet. Diese Sicherheitslösung Tritt ständig, lange 0 (Gase) erfüllt alsoüber zuverlässig alleZone erforderlichen Zeiträume oder häufig auf Zone 20 (Stäube) Sicherheitsstandards und regulatorischen Anforderungen. Konfektioniert mit Leitung

Sicherheits-Lichtvorhänge der Kategorie 2 G/D – Atex für Gas: II 2 G Ex db IIB T6 – Atex für Staub: II 2 D Ex tb IIIC T56 °C Db IP6X – NFPA 70/NEC 500 Klasse I, Div. 1, Gruppen C und D – NFPA 70/NEC 500 Klasse II, Div. 1, Gruppen E, F und G – NFPA 70/NEC 500 Klasse III, Div. 1

Für Gase (G) und Stäube (D) Gerätekategorie (Atex) 2 Gerätegruppe II Explosionsgeschüzt

und fertig montiert im Gehäuse ist das Komplettsystem zudem UL-zertifiziert und stellt ein herausragendes, bislang am Markt einzigartiges Angebot dar. Kontakt Sick 2014/34/EU AG Gerätekategorie Breitenweg 6 (Atex) und Geräteschutzniveau CH-6370 Stans EPL (IEC Ex) +41 41 619 29 39 1 G/D (Gase/Stäube) contact@sick.ch Höchstes Schutzniveau mit einem sehr hohen Mass an www.sick.ch Sicherheit

Tritt gelegentlich auf

Zone 1 (Gase) Zone 21 (Stäube)

2 G/D (Gase/Stäube) Erhöhtes Schutzniveau mit einem hohen Mass an Sicherheit

Tritt wahrscheinlich nicht,

Zone 2 (Gase) Zone 22 (Stäube)

3 G/D (Gase/Stäube) Normales Schutzniveau mit erforderlichem Mass an Sicherheit

Betreiber

Sensorhersteller Struktur der Ex-Varianten von Sick

Der Massedurchflussregler Der Massedurchflussregler für Gase der «red-y smart series» selten oder nurist kurzfristig auf besonders geeignet für Mess- und Regelaufgaben in den Bereichen Pharma, Biotechnologie und Life Science. Präzise und flexible Messung Verantwortlich Die smart controller überzeugen durch hohe Genauigkeit und einen grossen Dynamikbereich. Zwei Ausführungsvarianten «Standard» und «Hi-Performance»: Genauigkeit bis zu ± 0.3 % vom Endwert + ± 0.5 % vom Messwert und Dynamik 1:100

Gasverbrauchsmessung Sichere und schnelle Regelung

Die red-y smart controller arbeiten mit einem sehr dichten Regelventil. Die Einschwingzeit beträgt ca. 300 ms. Diese Eigenschaften machen den red-y smart besonders geeignet für eine Grosszahl an anspruchsvollen Anwendungen wie z. B. Oberflächenbeschichtung. Für gleichbleibende Qualität von Oberflächen ist eine hohe Messgenauigkeit und stabiles Regelverhalten wichtig. Die thermischen Massedurchflussregler ermöglichen sowohl Master/Slave Mischungen (Mastergas und zusätzliche Gase im definierten Verhältnis) oder Gasgemische mit fixen prozentualen Anteilen.

Eine Investition in die Gasverbrauchsmessung zahlt sich schon bei kleinen Gasversorgungssystemen in kurzer Zeit aus: Transparenz schaffen

Durch eine Verbrauchsmessung wissen Sie immer, wie viel Gas wo und wann verbraucht wird. Der Verbrauch kann den Bezügern zugeordnet werden. Sicherheit erhöhen

Die Verbrauchsmessung erhöht die Sicherheit im Umgang mit toxischen oder explosiven Gasen dank der raschen Erkennung und Einkreisung von Leckstellen. Kosten senken

Flammensteuerung

Die wichtigste Voraussetzung für eine konstante Qualität ist eine stabile Gasmischung, resp. Gasdosierung. Die thermischen Mass Flow Controller bestechen durch schnelles Regelverhalten und hohe Genauigkeit – angesteuert und überwacht am PC oder über SPS. Die Reproduzierbarkeit von Produktionsprozessen zahlt sich schnell aus.

Competence in Analytical Instrumenta

Mit einer Verbrauchsmessung von Gasen werden Verluste durch Extraktion UV-VIS Spektralphotometrie Leckagen verhindert. Bei den Bezügern wird ein sparsamer Umgang mit H2 / N2 / Air Generatoren den Ressourcen gefördert. Emission AerosolAusgerüstet mit den beiden Industrial-Ethernet-Protokollen EtherCAT Messtechnik Di («Ethernet for Control Automation Technology») und Profi netGasRT («RealGaswarngeräte An Titration Analytik Wasseranalytik Time»), sind sie nun optimal bereit für die Industrie 4.0. Destillation

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3/2020

PUBLIREPORTAGE

Konsequent kompromisslos bei Sicherheitsarbeitsplätzen

Containment-Lösungen von Weiss Technik

Mit den Sonder-Laborabzügen Workstation setzt Weiss Technik einmal mehr Massstäbe im Bereich normgerechter Sicherheitsarbeitsplätze. Im Arbeitsbereich werden die Schadstoffe durch die Tischabsaugung direkt am Entstehungsort erfasst und den Filtern im Unterbau zugeführt. In Punkto Sicherheit bietet die Workstation geprüften Personen- und Umgebungsschutz in Anlehnung an die DIN EN 14175-3. Der durchgeführte Smepac-Test belegt den Einsatz mit Substanzen bis zur Klasse OEB 4. Dank des speziellen Luftführungssystems mit Teil-Umluftbetrieb produziert die Workstation mit nur 250 m³/h deutlich weniger Abluft als herkömmliche Laborabzüge. Das reduziert den Abluftbedarf der Gebäudelüftung erheblich und senkt die Energiekosten damit markant. Der helle und grosszügige Arbeitsbereich sowie der leise Betrieb sorgen für angenehme, ergonomische Arbeitsbedingun-

Stabilitätstestschrank PharmaEvent – GMP- und FDA-konform.

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Bilder: Weiss Technik

Wo mit kritischen Stoffen gearbeitet wird, sind sie unabdingbar: Sicherheitsarbeitsplätze. Sie dienen dem Schutz von Mitarbeitern, Produkten und Umgebung und sind in Laboratorien von Instituten und Unternehmen der Chemie- und Pharmabranche im Einsatz. Als langjähriger Branchenpartner bietet Weiss Pharmatechnik speziell auf diese anspruchsvollen Arbeits- und Produktionsbedingungen abgestimmte Lösungen – von Serienprodukten bis hin zu High-Containment-Systemen.

Die Workstation reduziert das Abluftvolumen deutlich gegenüber herkömmlichen 28.01.20 Labor3667_WT-CH_Anz-2020_DE-L_CE-210x210_RZ01.indd 1 09:57 Abzügen.

gen. Durch zahlreiche Extras, wie z. B. unterschiedliche Filtertypen und deren Kombinationen sowie individuell konfigurierbare Medien-Module, lässt sich die Workstation flexibel an die jeweiligen Anforderungen anpassen. Ausstattungs-Optionen, wie z. B. ein Gasdetektor zur Anzeige der Schadstoffsättigung, ein Flüssigkeitssensor unterhalb der Arbeitsfläche und ein elektrischer Frontschieber, der automatisch schliesst, wenn der Arbeitsbereich verlassen wird, erhöhen die Arbeitssicherheit zusätzlich.

gentechnischen Arbeiten. Bei der Entwicklung der Sicherheitswerkbank spielte neben Funktionalität und Sicherheit auch die Energieeffizienz eine grosse Rolle. Durch eine optimierte Luftführung, den Einsatz moderner EC-Ventilatoren und neuer Hepa-Patronenfilter mit verbesserter Strömungstechnik, konnte nicht nur der Schallpegel, sondern auch der Energieverbrauch deutlich reduziert werden. Der Innenraum der Sicherheitswerkbank ist nach GMP-Anforderungen fugenarm gestaltet und lässt sich leicht reinigen und desinfizieren.

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Die Mikrobiologischen Sicherheitswerkbänke BDK SB II und die BDK SBV II für Zytostatika schützen die Gesundheit von Mitarbeitern bei mikrobiologischen und

Die Stabilitätstestschränke PharmaEvent von Weiss Technik wurden speziell für die Anforderungen der Testlabors in der Pharmazeutischen Industrie (ICH-Richtlinie 41

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Q1A) entwickelt. Mit den Stabilitätsprüfsystemen PharmaEvent kann die Lagerung zur Ermittlung der Haltbarkeitsdauer von pharmazeutischen Substanzen höchst sicher und gemäss den gesetzlichen Vorgaben durchgeführt werden – inklusive Monitoring, Kalibrierung und Qualifizierung. Die Regelung der Temperatur und der Luftfeuchte erfolgt mit hochgenauen Sensoren in Verbindung mit einem speziell entwickelten Regler.

WIBOjekt-Sicherheits arbeitsplätze Die WIBOjekt-Sicherheitsarbeitsplätze verfügen über speziell geformte Luftauslässe, durch die ein Reinluftschleier entsteht, der gefährliche Schadstoffe wie Gase oder luftgetragene Produktstäube zuverlässig erfasst und der Rückwandabsaugung zuführt. So wird ein sicheres Arbeiten bei freier Zugänglichkeit ermöglicht. Die Luftauslässe sorgen dafür, dass die Luftströmung alle schädlichen Emissionen der Abluft zuführt. Selbst beim Durchgreifen des Mitarbeiters bleibt der Luftschleier weitestgehend stabil und schützt sowohl Menschen als auch den Umgebungsraum vor austretenden Emissionen. Das bewährte WIBOjekt-Luftführungsprinzip sorgt für den sicheren Personen- und Umgebungsschutz in Anlehnung an die DIN EN 14175-3.

TÜV-geprüfte Sicherheitswerkbank BDK SBV II gemäss DIN 12980.

Isolator von Weiss Technik für die Steril-Produktion.

High-Containment-Systeme Das WIBObarrier-System wurde speziell für die Arbeitsbereiche entwickelt, in denen ein stabiler Personenschutz und eine hohe Reinluftqualität für den Produktschutz erforderlich sind. Die innovativen Sicherheitsarbeitsplätze verfahren nach dem Drei-Zonen-Prinzip. Die im vorderen Haubenbereich integrierte Auslassdüse baut

WIBOjekt-Arbeitstisch für den Einsatz im industriellen Bereich.

einen stabilen Reinluftschleier auf, der Mitarbeiter, Produkt und Umgebungsraum schützt. Das Produkt bleibt frei von Kontamination. Während der Produktbereich mit der Hepa gefilterten Reinluft überströmt wird, schützt der Barrier-Schleier vor Verwirbelungen, die durch Bewegungen des Mitarbeiters entstehen. Bei der Entwicklung aller WIBObarrier-Geräte wurde auf die Einhaltung von Produktexpositionen gemäss OEL Level sowie Reinluftqualitäten nach DIN EN ISO 14644-1 Wert gelegt. Die WIBObarrier-Sicherheitsarbeitsplätze gibt es als offene Systeme bis hin zu geschlossenen High-Containment-Systemen in Isolator-Qualität.

Kontakt Weiss Technik AG Brügglistrasse 2 CH-8852 Altendorf +41 55 256 10 66 info.ch@weiss-technik.com www.weiss-technik.ch

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Neu und nur bei Jungheinrich AG

Die professionelle Ex-Schutz-Revision Die Logistik für die chemische und die pharmazeutische Industrie ist herausfordernd. Strengste gesetzliche Vorschriften und höchste Priorität für Sicherheit und Hygiene im Umgang mit sensiblen, oft auch gefährlichen Produkten setzen hier unverrückbare Leitplanken. Das gilt für den Transport, die Lagerung und den sachgerechten Umgang mit Gefahrenstoffen genauso wie für die Arbeits- und Umweltsicherheit.

Bild: Jungheinrich AG

Damit die Sicherheit explosionsgeschützter Stapler im fortgeschrittenen Alter gewährleistet ist, müssen sie regelmässig geprüft werden. Stapler mit Ex-Schutz sind etwas Besonderes. Deshalb bedarf es auch eines besonderen Service. Als einziger Anbieter bietet Jungheinrich nebst der Ex-Schutz-3-Jahres-Wartung neu die professionelle Ex-Schutz-Revision an. Damit erfüllen wir die wachsende Nachfrage unserer Kunden und halten gleichzeitig die hohen Sicherheitsansprüche der europäischen Atex-Richtlinie 2014/24/EU (Atex = «Atmosphères Explosibles») 100-prozentig ein.

Verlassen Sie sich auf unser Wartungs-Know-how

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Der Service für Ex-Schutz-Stapler ist ein komplexes Thema, das selbst geschulte Sicherheitsbeauftragte vor nicht alltägliche Fragen stellt. Als Hersteller explosionsge-

schützter Stapler wissen wir genau, worauf es ankommt. Die Revision führen wir in unserem stationären Service bei Junghein-

Hauptinhalt der Ex-Schutz-Revision – DC-Motoren: Ersatz von Kohlen, Lagerbuchsen, Revision und Auswuchten Rotor und Stator, Kontrolle Spaltmasse, Prüfung Wellenrundlauf usw. – Überprüfung, Reinigung aller elektrischen und leitenden Komponenten sowie Austausch, falls nötig – Ersatz Kabel, Kabeldurchführungen, Gehäuseverschraubungen, Schlösser, Schützen, Räder, Bolzen, bei Bedarf auch neue Gabelummantelung usw. – Testen und Laden der Batterie sowie Überprüfung aller Komponenten – Kontrolle aller von aussen zugänglichen Kunststoffoberflächen mit antistatischem Schutz sowie Austausch bei Beschädigung – Prüfen der ohmschen Widerstände auf Einhaltung der vorgeschriebenen Werte – Bremsen: Kontrolle der Funktion «erhöhte Absicherung» von Bremsbelagverschleiss und Thermostat gegen Überhitzung – Reparaturen gemäss Mängelliste und Angebotsfreigabe – Lackierung Gerät Die obligatorische 1-Jahres-Wartung ist bei dieser Revision inklusive.

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rich in Hirschthal durch, in dem unsere nach einem besonderen Ausbildungskonzept geschulten Mitarbeiter alle technisch und rechtlich notwendigen Arbeiten vornehmen.

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Rotationsverdampfer damals und heute

Mit dem richtigen Dreh Im Laboralltag ist das «Abrotieren» von Lösungsmittel eine Grundoperation. Die Entwicklung des Rotationsverdampfers liegt noch gar nicht so lange zurück. Von den Anfängen bis zu modernen Geräten ergibt sich eine Erfolgsgeschichte, die bis heute weitergeschrieben wird.

Bilder: Heidolph

Das Verdampfen ist eine Grundoperation in der Chemie, die schon seit Jahrtausenden von Menschen genutzt wird. So gehen Beschreibungen von Destilliergeräten bis zu 5500 Jahre zurück ins antike Mesopotamien. An dem Prozess selbst hat sich seitdem nichts geändert – schliesslich beruht er auf einem physikalischen Prinzip: Dank unterschiedlicher Dampfdrücke lassen sich Stoffgemische durch kontrolliertes Erhitzen voneinander abtrennen. Im Vergleich zu den antiken Destillationen sind heutige Anwendungen natürlich wesentlich präziser und effizienter. Dies liegt vor allem an einer entscheidenden Verbesserung, die auf den US-amerikanischen Chemiker Lyman C. Craig zurückgeht.

Die Geburt des «Rotis» Vor etwa 70 Jahren veröffentlichte er ein Paper, in dem er den Aufbau einer damals revolutionären Gerätschaft beschrieb: Ein Glaskolben, der über einen Riemen um die eigene Achse gedreht wurde und aus dem bei angelegtem Unterdruck in einen zweiten Kolben Lösungsmittel abdestilliert werden konnte – der erste offizielle Entwurf eines Rotationsverdampfers, umgangssprachlich heute oft «Roti» genannt. Die Entwicklung dieses Geräts war durch Erfahrungen aus der Praxis getrieben. Wie andere Chemiker hatte auch Lyman seiner Zeit mit den Tücken der Lösungsmitteldestillation zu kämpfen: Lokale Hotspots im Destillierkolben führten leicht zum Überspritzen der Mischung – zum Siedeverzug – wenn die Temperatur zu schnell anstieg. Die Strategien dagegen waren vielfältig: Von Zusätzen wie Glasperlen oder Keramikstücken bis zum Einleiten von Luft fanden Laboranten zahlreiche Tricks gegen ein Überkochen. Auch das Einschmelzen eines Metalldrahtes in den 44

Anwender Dr. Tobias Schnitzer, AK Prof. Dr. Helma Wennemers, Departement Chemie und Angewandte Biowissenschaften, ETH Zürich.

Boden des Glaskolbens zwecks Wärmeabfuhr war eine verbreitete Praktik, ebenso wie das Einbringen von Glaswolle in den Kolben. Doch all das gestaltete sich mehr oder weniger umständlich. Erst dank dem Rotationsverdampfer ist der Siedeverzug heute sehr gut unter Kontrolle zu halten. Die Drehung des Kolbens verringert dabei nicht nur ein Überkochen der Lösung, sondern beschleunigt auch das Verdampfen des Lösungsmittels. Da die Innenseite des Kolbens bei der Drehung mit einem Flüssigkeitsfilm bedeckt ist, ist die Oberfläche vervielfacht, an der Lösungsmittel in die Gasphase übertreten kann. Der angelegte Unterdruck ermöglicht zudem ein schnelles Abziehen von Lösungsmitteln unter milden Temperaturen.

All diese Vorzüge haben Rotationsverdampfer zu einem der verbreitetsten Geräte in Chemielaboren gemacht. Und auch wenn die Grundprinzipien heute dieselben sind wie vor 70 Jahren, gibt es immer wieder Weiterentwicklungen. Hierbei stehen nach wie vor die Laboranten im Mittelpunkt. So hat der Gerätehersteller Heidolph die Rotationsverdampfer der neuen Hei-VAP-Serie gemeinsam mit Anwendern entwickelt. Über einen Zeitraum von nahezu zwei Jahren befragte der Hersteller dazu Nutzer aus aller Welt, veranstaltete Ideenworkshops und Prototypentests und entwarf so neue Modelle möglichst nah an den Bedürfnissen der Anwender. So sind viele kleine Verbesserungen entstanden, die dem Bedienkomfort zugutekommen, z. B. stabilere, grosse Griffe zum sicheren 3/2020

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Tragen des Wasserbades, die man komplett umgreifen kann.

im Labor integrieren und problemlos in den Laboralltag einbinden. So finden die Rotationsverdampfer überall ihren Platz: Vom Lösungsmittelverdampfen im Forschungslabor bis hin zur Extraktion von Aromen in der Sternegastronomie.

Verdampfen mit Automatik Auch die gleichzeitige Steuerung von Rotation und Vakuum über ein innovatives Bedienpanel ist ein Ergebnis der engen Zusammenarbeit zwischen Nutzer und Hersteller. Moderne Features wie eine umfassende Lösungsmitteldatenbank und die Option, Programme selbst zu schreiben, gehören heutzutage ebenfalls zu den Standards eines leistungsstarken Rota tionsverdampfers. Die Geräte der ControlModelle (Hei-VAP Expert Control und HeiVAP Ultimate Control) verfügen über einige zusätzliche Funktionen gegenüber den Standard-Modellen. So kann im optimierten DAA-Modus (Dynamic Auto Accurate) sogar komplett automatisiert verdampft werden. Und ganz gleich ob Standard- oder Control-Modell: Die neuen Geräte lassen sich in jegliche Peripherie

Erstveröffentlichung des Artikels in der Laborpraxis 11/2019

Innovatives Bedienpanel.

Kontakt Christoph Schumann Heidolph Instruments GmbH & Co. KG Walpersdorfer Strasse 12 D-91126 Schwabach +49 9122 9920 62 christoph.schumann@heidolph.de www.heidolph.com

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Bild: Adobe Stock

FORSCHUNGSWELT

Laut den Berechnungen der Bioinformatiker könnten genetisch modifizierte Pflanzen bis zu fünfmal mehr CO 2 binden.

Zuerst die Theorie dann die Praxis

Pflanzen sollen mehr CO2 binden Wenn der Stoffwechsel von Pflanzen derart modifiziert werden könnte, dass diese mehr CO2 aufnehmen und speichern würden, so entzögen diese der Atmosphäre eine gewisse Menge an Kohlendioxid. Wie realistisch sind solche Gedanken? Genau diese Überlegungen veranlassten Bioinformatiker der Universität Würzburg, ein mathematisches Modell zu erstellen. Das Ergebnis muss nun noch an Modellpflanzen getestet werden.

Jedes Jahr werden weltweit durchschnittlich 120 Gigatonnen Kohlendioxid durch die Boden- und Vegetationsatmung freigesetzt. Pflanzen sind durch Photosynthese imstande, im gleichen Zeitraum rund 123 Gigatonnen aufzunehmen. Weil allerdings der Mensch in erster Linie durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Erdöl und Erdgas weitere zehn Gigatonnen CO2 in diesen Kreislauf einspeist, bleibt ein Überschuss von sieben Gigatonnen. «Und diese sieben Gigatonnen sind unser grosses Problem», sagt Thomas Dandekar, Inhaber des Würzburger Lehrstuhls für Bioinformatik an der Universität Würzburg. Sie treiben die Klimaerwärmung an und sorgen dafür, dass weltweit die Temperaturen in einem kritischen Mass ansteigen. Bei der Suche nach einer Lösung für dieses Problem glauben Dandekar und seine Mitarbeiter einen vielversprechenden Weg entdeckt zu haben: Sie setzen dafür auf effektivere Pflanzen, die dank eines modi46

fizierten Stoffwechsels dafür sorgen, dass die CO 2 -Restmenge besser gebunden wird. Die Ergebnisse ihrer Studie haben die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift «Trends in Biotechnology» veröffentlicht.

Modulierte Stoffwechselnetze berechnet Bioinformatiker forschen in der Regel mithilfe mathematischer Modelle am Computer. So untersuchte Dandekar in den vergangenen Monaten mit seinem Team, ob die Stoffwechselnetzwerke von Pflanzen auf eine solche Art moduliert werden können, dass die Pflanzen imstande sind, mehr Kohlendioxid zu binden. Dabei kombinierten die Wissenschaftler zwei unterschiedliche Methoden, den Stoffwechsel der Pflanzenzelle zu modulieren. Durch aufwendige Berechnungen fanden sie heraus, dass Pflanzen durch die Kombination fünfmal mehr CO2 binden könnten als im Naturzustand.

Das, was theoretisch berechnet wurde, muss nun in praktischen Versuchen erprobt werden. Dafür ist Dandekars Kollege Muhammad Naseem zuständig. Naseem stammt aus Pakistan, er ist promovierter Molekularbiologe und arbeitet nicht nur in Würzburg, sondern auch an der Zayed University in Abu Dhabi, der Hauptstadt der Vereinigten Arabischen Emirate. Seit zwei Jahren hat er dort eine Professur. Am 4. Januar flog Naseem wieder nach Abu Dhabi. Im Laufe dieses Jahres will er dort mit den praktischen Versuchen beginnen. «Wir werden mit der leicht transformierbaren Tabakpflanze und der Ackerschmalwand experimentieren», so der Wissenschaftler.

Weniger Kohlendioxid bei mehr Ertrag «Wenn wir so weitermachen wie bisher, wird der Klimawandel fatale Folgen ha3/2020

FORSCHUNGSWELT

ben», warnt Dandekar. Er selbst rechnet damit, dass sich die Durchschnittstemperatur im Vergleich zur vorindustriellen Zeit um bis zu vier Grad erhöhen könnte. Die kommenden zehn Jahre müssten genutzt werden, um neue Wege zu finden, das bereits freigesetzte CO2 in der Atmosphäre zu entfernen, die CO 2 -Emissionen zu reduzieren und Strategien zur Anpassung an den Klimawandel zu entwickeln. Die Würzburger Forschungen würden, sollten sie sich in der Praxis bewähren, zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen. Denn die modulierten Pflanzen binden nicht nur viel CO2, sie sind zudem deutlich ertragreicher. Das Forschungsprojekt könnte laut Thomas Dandekar ganz konkret grossen Unternehmen helfen, ihren Ausstoss an CO2 zu kompensieren. Der Bioinformatiker denkt zum Beispiel an die Zementindustrie, die ein immenses Problem mit Kohlendioxid hat. Schätzungen gehen dahin, dass die Zementherstellung für vier bis acht Prozent der weltweiten CO 2 -Emissionen verantwortlich ist. Modifizierte Kieselalgen könnten dazu beitragen, diese hohen Ausstossmengen zu reduzieren, erläutert der Professor: «Man könnte diese schnell wachsenden Algen direkt in den Sandgruben halten.»

Modell muss sich in der Praxis bewahrheiten Die Anpassung an den Klimawandel sei für Länder ausserhalb Europas aktuell noch wichtiger als für Deutschland, erklärt Muhammad Naseem. Gerade in den Vereinigten Arabischen Emiraten seien die Folgen bereits deutlich spürbar. Klimaforscher warnen auf Basis von Modellprognosen, dass die Temperaturen in den grossen Städten am Arabischen Golf auf 50 oder sogar 60 Grad Celsius klettern könnten. Das wären selbst für Arabien unerträgliche Hitzerekorde. «Das grosse Problem ist, dass die Vereinigten Arabischen Emirate zu den Ländern mit dem höchsten CO2 -Fussabdruck pro Kopf zählen», so Muhammad Naseem. CO2 müsse also dringend reduziert werden. Die Idee, zwei Modulationsmethoden zu verbinden, sieht Naseem als Glücksfall an, denn dadurch könnten zwei Menschheitsprobleme angegangen werden – vorausgesetzt, die Computeranalysen decken sich 3/2020

mit dem Verhalten der Pflanze im Freiland. «Es geht zum einen um den Klimawandel und zum anderen um die Ernährung, und beides hängt eng zusammen», sagt der Wissenschaftler. Durch den Klimawandel verbrennen Felder, Pflanzen vertrocknen, mancherorts verdorrt die gesamte Ernte. Pflanzen mit modulierten Stoffwechselwegen könnten nicht nur dafür sorgen, dass mehr CO 2 gebunden wird: Der gentechnische Eingriff führt auch zu einer höheren Biomasseproduktion. Natürlich sind diese neuen ForschungserTTgebnisse nicht die einzige Strategie, den 18 8_ Klimawandel abzumildern. Kleine,rendkühlener_ 1-2 de, weisse Wolken direkt über dem Meer – das sogenannte «Marine Cloud Brightening» – oder Ökodiesel aus CO2 mithilfe von Wasserstoff aus Solarzellen sind zwei weitere gute Strategien. «Welcher Weg oder Strategie-Mix auch gewählt wird, erst muss jede Strategie vorsichtig zehn Jahre exploriert werden, ehe man sie einsetzt», warnt Dandekar. Eine stärkere Förderung der Erforschung und kritischen Exploration aktiver Strategien gegen den Klimawandel sei wegen der weltweit fehlenden Bereitschaft, tatsächlich CO2 einzusparen, dringend geboten, «sonst stehen wir 2030 ohnmächtig da, ohne Möglichkeiten, uns gegen den immer stärkeren Klimawandel und CO2 -Anstieg zu schützen.»

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Originalpublikation TTDW Muhammad Naseem, Özge Osmanoglu 160_9k W_ ren de and Thomas Dandekar, «Synthetic rewiring r_1 -2 of plant CO 2 -sequestration galvanizes plant biomass production», Trends in Biotechnology (2020); DOI: 10.1016/j.tibtech.2019.12.019 P

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UMWELT

Neue Erkenntnisse über Wolkeneigenschaften

Teilchen führen zu helleren Wolken

Konvektive Wolken in den Tropen vom Forschungsflugzeug aus fotografiert.

In 26 Tagen um die Welt Die Mitarbeiter der Gruppe Aerosolphysik und Umweltphysik an der Universität Wien waren Teil des internationalen und fachübergreifenden Forschungsteams, das herausfand, wo und wie diese winzigen Partikel entstehen. «Zusammen mit Kollegen der Harvard University, von Nasa, Noaa und weiteren US-Institutionen nahmen wir an der ‹Atmospheric Tomography Mission› teil – eine der umfassendsten Flugzeugmesskampagnen, bei der die Atmosphäre von der Arktis bis zur Antarktis im Pazifik und Atlantik in einem Zeitraum von drei Jahren untersucht wurde», beschreibt die Aerosolphysikerin Weinzierl.

Bild: Nasa

Die Forschenden von Cires (Cooperative Institute for Research In Environmental Sciences), der University of Colorado, der Noaa (US National Oceanic and Atmospheric Administration), der Nasa und der Universität Wien untersuchten die Partikelneubildung in den Tropen über dem Pazifik und Atlantik. Ihre Modellrechnungen ergeben ein globales Band an Partikelneubildung, welches 40 Prozent der Erdoberfläche abdeckt. Sie fanden heraus, dass hochreichende Wolken in den Tropen Gase in hohe Höhen transportieren. Dort entsteht aus diesen Gasen eine Vielzahl sehr kleiner Aerosolpartikel – dieser Prozess wird Gas-zu-Partikel-Konversion genannt. «Unsere Messungen zeigen, dass diese winzigen Partikel überleben, mit der Zeit anwachsen und schliesslich gross genug werden, um als Wolkenkondensa tionskeime zu dienen», erklärt Agnieszka Kupc von der Universität Wien. Bei diesem Vorgang sinkt die Luft ausserhalb der Wolken Richtung Boden ab. Die neu gebildeten Partikel wachsen dabei an, da Gase auf den Partikeln kondensieren sowie Partikel zusammenkleben und dabei weniger, aber grössere Partikel bilden. Einige dieser Partikel werden gross genug, um die Eigenschaften der Wolken in der unteren Troposphäre zu verändern. An Orten mit sauberer Luft, wo nur sehr wenig Partikel aus anderen Quellen existieren, ist der Effekt der Partikelneubildung grösser. In ihrer Studie zeigen sie, dass diese Partikel die Wolken in den Tropen aufhellen. «Das ist sehr wichtig, denn hellere Wolken reflektieren mehr Sonnenenergie zurück in den Weltraum und das wiederum beeinflusst den kühlenden Beitrag dieser Wolken auf das Klima», so Bernadett Weinzierl.

Bild: Maximilian Dollner

Hellere Wolken beeinflussen unser Klima. Sie reflektieren mehr Sonnenenergie und das wiederum kühlt die Atmosphäre. Aufsteigende tropische Luftmassen transportieren Gase in die obere Atmosphäre, die dort winzige Partikel bilden und einen Prozess ins Rollen bringen, der letzten Endes Wolken aufhellen kann. Diesen Vorgang hat ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung einer Gruppe von der Universität Wien untersucht. Mit den neuen Daten könnten künftig Klimamodelle verbessert werden.

Messflüge: Die Atmosphäre von der Arktis bis zur Antarktis im Pazifik und Atlantik wurde in einem Zeitraum von drei Jahren untersucht. Die Messungen fanden zwischen ungefähr 200 m und 12 km Höhe während aller vier Jahreszeiten statt.

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Bessere Klimamodelle

Bild: Bernadett Weinzierl

«Das Verständnis, wie sich diese winzigen Partikel in den Tropen bilden und zu den Wolkeneigenschaften beitragen, hilft

Blick in die Kabine des Forschungsflugzeuges, das mit zahlreichen Messgeräten ausgestattet ist. Links: Komponenten des Messsystems der Universität sind zusammen mit Messgeräten von Noaa in einem Messrack montiert.

Das Forschungsflugzeug im Sommer 2016 in Pago Pago. Das Spektrometer ist unter dem rechten Tragflügel montiert.

uns, Wolken besser in Klimamodellen darzustellen und die Klimamodelle weiterzuentwickeln», sagt die Hauptautorin Christina Williamson von der Noaa Chemical Sciences Division. Der Einfluss von Aerosolen auf Wolken und die Strahlungsbilanz ist immer noch eine der grössten Unsicherheiten in Klimamodellen. «Unsere Forschung ist ein wichtiger Schritt hin zu einer besseren Darstellung von Aerosolen und Wolken in Klimamodellen und so auch zu einem besseren Verständnis der Aerosol-Wolken-Klima-Wechselwirkungen», schliesst Bernadett Weinzierl. Originalpublikation Christina J. Williamson et. al., «A large source of cloud condensation nuclei from new particle formation in the tropics», Nature (2019); DOI: 10.1038/s41586-019-1638-9

Bild: Bernadett Weinzierl

Die Forscher flogen mit einem Nasa-Forschungsflugzeug insgesamt vier Mal (in allen vier Jahreszeiten) über den Atlantik und Pazifik von Pol zu Pol. Dabei erhoben sie Daten innerhalb einer jeweils 26-tägigen Messphase. «Wir flogen zwischen knapp über dem Meeresspiegel und einer Höhe von rund zwölf Kilometern kontinuierlich hinauf und hinunter, wobei wir in allen Höhen Partikel und Gase gemessen haben», berichtet Agnieszka Kupc. «Das Flugzeug war mit modernsten Messinstrumenten ausgestattet – sozusagen ein fliegendes Labor. Das ermöglichte uns, einen einzigartigen Datensatz zu sammeln, der vielen Wissenschaftlern erlaubt, Aerosolpartikel und Gase zu charakterisieren und ihre Verteilung in der Atmosphäre zu untersuchen», so Doktorand Maximilian Dollner.

Bild: Maximilian Dollner

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Konvektive Wolken in den Tropen.

Kontakt Univ.-Prof. Dr. Bernadett Weinzierl Fakultät für Physik Universität Wien Boltzmanngasse 5 A-1090 Wien +43 1 4277 73412 bernadett.weinzierl@univie.ac.at www.univie.ac.at

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Natürlicher Fressfeind kann immun werden

Schädlinge wehren sich vergebens Der Maiswurzelbohrer, einer der weltweit schlimmsten Maisschädlinge, kann Pflanzenabwehrstoffe nutzen, um sich damit gegen seine natürlichen Fressfeinde, die Fadenwürmer, zu verteidigen. Diese können aber ihrerseits gegen diese Stoffe immun werden und so den Maiswurzelbohrer besser in Schach halten, wie Forschende der Universität Bern zeigen. Dieser Mechanismus könnte dazu beitragen, die biologische Schädlingsbekämpfung zu verbessern.

Der Maiswurzelbohrer verursacht im Maisanbau eine jährliche Schadensumme von über zwei Milliarden US-Dollar und ist damit ein ökonomisch schwerwiegender Schädling in der Landwirtschaft. Er stammt ursprünglich aus Amerika, wird aber zunehmend in Europa beobachtet.

Ein Erfolgsrezept des Maiswurzelbohrers konnten Christelle Robert und Matthias Erb vom Institut für Pflanzenwissenschaften (IPS) der Universität Bern bereits in einer früheren Studie aufzeigen: Maispflanzen speichern in ihren Wurzeln bestimmte Abwehrstoffe, sogenannte Benzoxazinoide. Für viele Schädlinge sind diese Stoffe giftig. Der Maiswurzelbohrer hat jedoch eine Strategie entwickelt, um diese Stoffe für sich zu entgiften. Die Larven des Maiswur-

Bild: Shutterstock

Erfolgreicher Schädling

Bild 1: Der Maiswurzelbohrer stellt in Nordamerika ein grosses landwirtschaftliches Problem dar. Auch in Europa wütet dieser Schädling bereits.

zelbohrers werden damit resistent gegen diese Abwehr. Schlimmer noch – die Larven speichern die Benzoxazinoide (siehe Bild 2) in ihrem Körper und setzten sie

wiederum zur Selbstverteidigung gegen ihre Fressfeinde, die Fadenwürmer (Nematoden) ein. Dass der Maiswurzelbohrer eine Abwehrstrategie gegen Nematoden

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gefunden hat, ist insbesondere deshalb von Bedeutung, weil diese Fadenwürmer in der Landwirtschaft zur biologischen Bekämpfung des Maiswurzelbohrers eingesetzt werden. «Mit den Fadenwürmern wurden bereits beträchtliche Erfolge im Feld erzielt; effizienzsteigernde Massnahmen könnten diesem vielversprechenden Ansatz weiter Vorschub leisten», erklärt Matthias Erb, Projektleiter und Professor für biotische Interaktionen am IPS. «Vor diesem Hintergrund stellten wir uns die Frage: Wenn Schädlinge wie der Maiswurzelbohrer immun gegen Pflanzenabwehrstoffe werden können, gelingt dieser Trick möglicherwiese auch bestimmten Nützlingen wie den Fadenwürmern?»

Nützlinge gezielt züchten zur Schädlingsbekämpfung Die Forschenden verglichen Fadenwürmer aus Gebieten, die vom Maiswurzelbohrer befallen sind, mit solchen aus nicht befallenen Gebieten rund um den Globus. «Wir stellten fest, dass Fadenwürmer aus den befallenen Gebieten resistent waren gegen die Pflanzenabwehrstoffe im Gegensatz zu den Fadenwürmern aus Gebieten, wo der Maiswurzelbohrer nicht vorkommt», sagt Xi Zhang, die als Doktorandin am Projekt mitgearbeitet hat. Im Labor konnten die Forschenden beobachten, dass Fadenwürmer, die dem Maiswurzelbohrer ausgesetzt waren, innerhalb von nur wenigen Generationen resistent gegen Pflanzenabwehrstoffe wurden. «Besonders die Geschwindigkeit dieser Anpassung hat uns überrascht», so Zhang. Die Resultate der Studie, die im Journal «Pnas» publiziert wurden, sind insbesondere für die biologische Schädlingsbekämpfung relevant. «Nützlinge wie der Fadenwurm, die resistent gegen Pflanzen-

Maiswurzelbohrer in der Schweiz? Laut dem Kompetenzzentrum für landwirtschaftliche Forschung Agroscope konnte der Maiswurzelbohrer in der Schweiz noch nicht wirklich Fuss fassen. Zwar wurden immer wieder Schädlinge gemeldet, aber diese konnten sich bis heute nicht verbreiten. Hierzulande müssen allerdings immer wieder neue Pheromonfallen aufgestellt werden. Die Problematik wird momentan also durch eine ständige Überwachung in Schach gehalten.

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VERKAPSELUNGEN UND MASSGESCHNEIDERTE GRANULATE

Bild 2: In den Larven der Maiswurzelbohrer sind die Benzoxazinoide an einem Zucker (hier in der Sesselkonformation) gebunden. Die toxische Verbindung speichert die Larve in ihrem Körper.

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Bild 3: Der Maiswurzelbohrer (Diabrotica virgifera virgifera) wird in der Schweiz überwacht. Eine grafische Darstellung zeigt die Fallenfänge auf.

abwehrstoffe sind, können Schädlinge, die diese Stoffe aus der Pflanze aufnehmen, besser unter Kontrolle halten», erklärt Studien-Koautor Ricardo Machado. Diese Eigenschaft kann durch gezielte Selektion sehr schnell erworben werden und ist damit ein vielversprechendes Züchtungsziel. «Wir gehen davon aus, dass auch viele andere Nützlinge durch Resistenzzüchtung, welche sich auf Pflanzenabwehrstoffe konzentriert, verbessert werden können», so Machado. In einem nächsten Schritt arbeiten die Forschenden daran, auch die symbiotischen Bakterien der Nematoden resistent gegen Benzoxazinoide zu machen und die so verbesserten Nützlinge im Feld gegen den Maiswurzelbohrer zu testen. «Dies ist der nächste Schritt, um unsere Forschung der landwirtschaftlichen Anwendung näherzubringen», so Machado.

Pflanzliche Abwehrstoffe verändern Nahrungsketten Im Forschungsprojekt, das vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) gefördert wird, setzen die Forschenden auf einen kombinierten Ansatz aus Verhaltensökologie, analytischer Chemie und Pflanzengenetik. Die Forschungsergebnisse verdeutlichen die Bedeutung von sogenannten Pflanzensekundärstoffen wie die Benzoxazinoide für die Evolution und Dynamik von Nahrungsketten. «Das Wettrüsten zwischen Pflanzen und Pflanzenfressern wird oft als Motor der chemischen und biologischen Vielfalt dieser beiden Gruppen ge-

sehen», so Studien-Koautorin Christelle Robert. «Unsere Studie weist darauf hin, dass Pflanzensekundärstoffe möglicherweise die Evolution von ganzen Nahrungsketten beeinflussen.» Im Rahmen der fakultätsübergreifenden Forschungskooperation «One Health» der Universität Bern untersuchen die Forschenden neuerdings auch, wie sich Benzoxazinoide auf die Gesundheit von Tier und Mensch auswirken. «Die Integration unserer Erkenntnisse in die landwirtschaftliche Hauptnahrungskette ist eine hochspannende Aufgabe mit viel Potenzial», sagt Matthias Erb. Originalbeitrag Xi Zhang, Cong van Doan, Carla C. M. Arce, Lingfei Hu, Sandra Gruenig, Christian Parisod, Bruce E. Hibbard, Maxime R. Hervé, Chad Nielson, Christelle A. M. Robert, Ricardo A. R. Machado, Matthias Erb, «Plant defense resistance in natural enemies of a specialist insect herbivore» Proceedings of the National Academy of Sciences (2019); DOI: 10.1073/pnas.1912599116. Kontakt Prof. Dr. Matthias Erb Institut für Pflanzenwissenschaften Universität Bern Altenbergrain 21 CH-3013 Bern +41 31 631 86 68 matthias.erb@ips.unibe.ch www.unibe.ch

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Bilder: Shutterstock

VERFAHRENSTECHNIK

In der chemischen Produktion stellt sie wohl die gefürchtetste Gefahr dar: die Explosion.

Erfolgreiche Unterdrückung einer Explosion

75 Millisekunden, um Leben zu schützen Zuerst kommt die Druckwelle, dann folgt die Flamme: Bei einer ungewollten Zündung im Inneren einer explosionsgefährdeten Anlage muss alles schnell gehen, wenn eine Katastrophe verhindert werden soll. Doch was passiert genau und wie kann die Gefahr gebannt werden? IEP Technologies erklärt die kritische Phase einer Staubexplosion und wie zuverlässige Systeme zur Unterdrückung und Entkopplung Leben schützen können. Die wichtigste Erkenntnis: Entscheidend sind die ersten 75 Millisekunden.

Ob Mehl-, Holz- oder Kohlestaub – wegen ihrer relativ grossen Oberfläche bieten Staub- und Pulverteilchen ideale Voraussetzungen, um Feuer zu fangen und eine Explosion auszulösen. Im Ernstfall kommt es daher auf eine wirksame Unterdrückung sowie Entkopplung von Druckwelle und Verbrennung an, damit das Risiko einer Explosionsübertragung und einer nicht mehr kontrollierbaren Detonation verringert wird. Der Hintergrund: Die Druckwelle einer Staubexplosion breitet sich mit der Schallgeschwindigkeit von ungefähr 330 Metern pro Sekunde aus, die Flamme mit ungefähr zehn Metern pro Sekunde. Eine effektive Unterdrückung gelingt dann, wenn der Verbrennungszone die Wärme entzogen wird, so dass die Temperatur unter die Mindest3/2020

Die Druckwelle einer Staubexplosion breitet sich mit der Schallgeschwindigkeit von ungefähr 330 Metern pro Sekunde aus, die Flamme mit ungefähr zehn Metern pro Sekunde.

VERFAHRENSTECHNIK

zündtemperatur des Materials fällt und dadurch keine Explosion mehr möglich ist.

Blitzschnelle Sensoren Doch wie gelingt Explosionsunterdrückung im Detail? Im Mittelpunkt steht ein ebenso simples wie effizientes Konzept: Ungefähr zwanzig Millisekunden nach der Zündung eines Funkens im Inneren einer Anlage detektiert ein Sensor die anlaufende Explosion anhand des sprunghaften Druckanstiegs. Daraufhin wird das Löschmittel automatisch und mit hoher Geschwindigkeit an den Explosionsherd herangeführt, breitet sich aus, absorbiert die Hitze und stoppt dadurch den Druckanstieg bis etwa 75 Millisekunden nach der

Zündung. Das Ergebnis: Die Explosion ist aufgehalten und unterdrückt worden, ohne dass grössere Schäden für Menschen oder an den Maschinen entstanden sind.

Experten müssen alles im Blick haben «Eine derart schnelle Verkettung von Prozessen wie bei einer Explosion erfordert ein beträchtliches Mass an Expertise – eine Grundvoraussetzung, die wir als Komplettanbieter von Explosionsschutzlösungen lückenlos erfüllen», erklärt Rudi Post, Geschäftsführer von IEP Technologies in Deutschland. «Neben der hohen Qualität unserer Produkte und Komponenten ist es uns wichtig, Kunden einen

Rundum-Service zu bieten, der ihnen die Gewissheit verschafft, über die effektivste Sicherheitstechnologie zu verfügen. Das schliesst eine intensive Beratung vor Ort ebenso ein wie den ganzheitlichen Überblick über sämtliche technischen Lösungsoptionen, die zum Schutz von Leben und Vermögenswerten verfügbar sind.» Kontakt Markus Häseli IEP Technologies GmbH Kaiserswerther Strasse 85 c D-40878 Ratingen +49 2102 5889 221 markus.haeseli@hoerbiger.com www.ieptechnologies.com

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VERFAHRENSTECHNIK

KMU und Industrie 4.0?

Big Data für kleine Firmen

Im Jahr 2017 entwickelten das Fraunhofer IPT, das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) aus Chemnitz und das schwedische «Powertrain Manufacturing for Heavy Vehicles Application Lab» (PMH Application Lab) die Idee, das «Swedish-German Testbed for Smart Production» zu errichten: Die Testumgebung, so der Plan, sollte als Plattform dienen, um die vernetzte und standortübergreifende Produktion in Kooperation mit regionalen KMU praktisch zu erproben. Innerhalb einer geeigneten Cloud-Infrastruktur können dort digitale Zwillinge als virtuelle Abbilder realer Werkstücke erzeugt und anhand modellbasierter Datenanalysen zur Verbesserung der Fertigungsprozesse genutzt werden.

Digitale Infrastruktur erfolgreich installiert In der ersten Phase des Forschungsprojekts errichteten die Partner eine digitale Infrastruktur, die eine Zusammenarbeit

über Standorte hinweg erlaubt: Eine sichere Cloud-Umgebung ergänzt nun die bestehenden Netzwerk-Infrastrukturen der Projektpartner. Über einen VPN-Tunnel sind zahlreiche Maschinen und Anlagen bereits in die IT-Umgebung eingebunden, so dass sich Maschinendaten aufnehmen und weiterverarbeiten lassen. Das Fraunhofer IPT hat ausserdem gemeinsam mit dem schwedischen Mobilfunknetzausrüster Ericsson eine prototypische 5G-Verbindung errichtet. Mit dem neuen Mobilfunkstandard können selbst grosse Datenmengen in hoher Geschwindigkeit und mit geringen Latenzen zwischen Sensoren und Cloud- sowie Grossrechensystemen bewegt werden.

Dezentrale Analyse und Verarbeitung von Messdaten Nach dem Aufbau der Infrastruktur geht das gemeinsame Forschungsprojekt nun in die zweite Phase: In Kooperation mit dem Fraunhofer IWU als Teil des «Mittel-

Bild: Fraunhofer IWU

Auch für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) werden die digitale Vernetzung der Produktion und die zentrale Überwachung von Fertigungsprozessen immer wichtiger. Big-Data-Lösungen einzuführen, die eine solche Vernetzung ermöglichen, fordert jedoch von KMU Ressourcen und technische Expertise, die diesen nicht immer im eigenen Haus zur Verfügung steht. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) aus Aachen arbeitet deshalb an Lösungen speziell für KMU.

In der zweiten Phase des Forschungsprojekts geht es um die standortübergreifende Analyse und Weiterverwendung von Messdaten aus Fertigungsprozessen.

stand 4.0-Kompetenzzentrums Chemnitz» werden nun Projekte zur standortübergreifenden Analyse und Weiterverwendung der erhobenen Messdaten aus unterschiedlichen Fertigungsprozessen umgesetzt. Gemeinsam mit Partnerunternehmen werden nun Daten entlang der gesamten Fertigungskette erhoben und nutzbar gemacht: Planungsdaten, ergänzt durch prozessbezogene Kennwerte, ge-

Polyurethan, der Konstruktionswerkstoff für anspruchsvolle Formteile -

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VERFAHRENSTECHNIK

messene Bauteil- und Maschinenzustände sowie Qualitätsdaten und ermittelte Kosten. Diese Daten dienen nicht nur zur Anreicherung von Simulationsmodellen, sondern verbessern auch die Prognosen der Fertigungsprozesse.

Fertigungsprozesse wurden simuliert Schwerpunkte in den Projekten legen die Projektpartner auf die digitale Vernetzung der Fertigungsstandorte und die praktische Erprobung von Schlüsseltechnologien wie 5G in der Produktion. So entwickeln Fraunhofer IPT und IWU beispielsweise verschiedene Szenarien für die Analyse und Regelung von Fertigungsprozessen. Ziel ist es dabei, digitale Prozess- und Anlagenmodelle zu erhalten und anfallende Daten und Analysen standortübergreifend bereitzustellen. Die Daten werden jedoch nicht nur gesammelt; sie dienen vielmehr

dazu, Prognosen für künftige Entwicklungen zu erstellen. Und sie helfen dabei, die Fertigungsprozesse aktiv zu kontrollieren, um einzugreifen, noch bevor Fehler oder Störungen auftreten.

5G-Technologie wird getestet Zur Datengewinnung werden Sensoren direkt an der Maschine, am Werkzeug oder am Bauteil angebracht. Die aufgezeichneten Fertigungsdaten zum Zustand der Fräsmaschine und des Bauteils werden aufbereitet, in der Cloud gespeichert, analysiert und in einem «Fertigungs-Cockpit» visualisiert. Ein weiterer Anwendungsfall beschäftigt sich mit der Datenübertragung aus einer Werkzeugmaschine mittels einer 5G-Verbindung in die Cloud. Von den Projektergebnissen können vor allem KMU profitieren, indem für sie die Barrieren bei der Nutzung cloudbasierter

Datenhaltungssysteme abgebaut werden. Das Vorhaben wird gefördert durch das «Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Chemnitz», das zur Förderinitiative «Mittelstand-Digital» gehört. Mit Mittelstand-Digital unterstützt das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi die Digitalisierung in kleinen und mittleren Unternehmen.

Kontakt Alexander Ibach Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT Steinbachstrasse 17 D-52074 Aachen +49 241 8904 396 alexander.ibach@ipt.fraunhofer.de www.ipt.fraunhofer.de

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3/2020

WERKSTOFFE

Un matériau plus durable

Pour renforcer les ouvrages en béton L’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) a mis au point une nouvelle génération de matériau cimentaire fibré ultra performant (BFUP) entre 60 et 70 % plus écologique que le BFUP actuel. Il pourra servir à renforcer et à prolonger la durée de vie des ouvrages en béton existants, à l’exemple de ponts, et à en construire de nouveaux.

Sandrine Perroud ¹

Environ 40 % des émissions de CO 2 mondiales sont liées au domaine de la construction.

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ENDLICH FÜR DIE SCHWEIZ

¹ EPFL, Lausanne

Bild: Shutterstock

Environ 40 % des émissions de CO2 mondiales sont liées au domaine de la construction. La production elle-même de béton représente une part importante de ces émissions. Or, les pays tels que la Suisse, qui connaissent un boom des constructions en béton depuis les années 1960, font aujourd’hui face à un grand défi, autant environnemental que technique: celui de leur entretien pour garantir leur sécurité sur le long terme. A l’EPFL, le Laboratoire de maintenance, construction et sécurité des ouvrages (MCS), dirigé par le professeur Eugen Brühwiler, a fait, en 25 ans, son expertise de ces enjeux. D’un côté, en développant des bétons plus écologiques et de l’autre,

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en effectuant des évaluations plus réa listes de la sécurité des infrastructures existantes, par des méthodes de monitoring notamment, à l’exemple de ponts routiers et de ponts ferroviaires en Suisse et ailleurs dans le monde. Dans le cadre d’une thèse de doctorat, un chercheur du MCS est parvenu à développer une nouvelle génération de matériau cimentaire fibré ultra performant (BFUP) qui, contrairement à sa formule actuelle, pourra se passer totalement des fibres en acier, tout en conservant les mêmes propriétés mécaniques. Ce nouveau BFUP est ainsi de 60 à 70% plus écologique que le matériau actuel et 10% plus léger. Ses propriétés sont si performantes qu’un premier transfert de technologie devrait avoir lieu en 2020 dans le cadre du renforcement d’un pont.

Figure: Alain Herzog/EPFL

WERKSTOFFE

Amir Hajiesmaeili a testé les propriétés du nouveau matériau sous différentes pressions.

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grédients sous la forme de poudre, en respectant leurs propriétés scientifiques et Mélange idéal en suivant un modèle développé au MCS, Amir Hajiesmaeili aime cuisiner et se dé dans le but de trouver un nouveau type de brouille plutôt bien dans ce domaine. BFUP aussi résistant que celui déjà utilisé Après un master en génie civil mené à sur les chantiers, mais moins gourmand l’Université de Téhéran, il a rejoint l’EPFL en CO2. Il a ensuite soumis ses échantilpour effectuer un doctorat, dans le cadre lons à différents tests de résistance et de du projet du Fonds national suisse de la déformation et affiné ses calculs. recherche scientifique (FNS) PNR 70, dé- «Après trois ans d’échecs répétés, nous dié au tournant énergétique. Durant près sommes finalement arrivés au mélange de quatre ans, il s’est aussi mis à «cuisiner» idéal, qui respecte, de surcroît, les hauts à l’EPFL, en mélangeant chaque semaine standards de la construction», explique dans une cimenteuse différents d’in-07:47l’ingénieur. La recette innovante, il l’a trouTOSOH_Ins_58x90_4c_Layout 1 types 20.12.12 Seite 1 vée en remplaçant non seulement la fibre d’acier par une fibre synthétique de polyéthylène très rigide, permettant une bonne adhérence avec la matrice cimentaire, mais aussi en remplaçant 50% du ciment, utilisé habituellement comme liant, par de la poudre de calcaire disponible en grande quantité partout dans le monde. «Le point le plus difficile était de trouver le matériau qui assurait au mélange une texture homogène tout en présentant une résistance élevée.»

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Le BFUP de première génération est utilisé pour renforcer les ponts depuis 15 ans selon une technologie développée en Suisse et exportée à l’étranger qui permet de prolonger la durée de vie des ouvrages en béton. Son bilan CO2 est déjà inférieur à celui du béton armé traditionnel. «Avec

ce type de matériau, nous ajoutons de la plus-value aux ouvrages existants que nos ancêtres nous ont transmis, car nous rendons ces infrastructures quasiment éternelles», commente Eugen Brühwiler, dont le laboratoire a déjà supervisé le renforcement plus de 100 ponts et bâtiments en Suisse. «De plus, cette solution est bien plus avantageuse sur le long terme, financièrement en environnementalement, que de détruire un ouvrage du passé, qu’il soit un pont ou un monument historique, pour ensuite le reconstruire.» Selon l’expérience d’Eugen Brühwiler, le transfert technologique n’est possible que lorsque toute la chaîne de construction sur un chantier jouit d’une bonne formation, comme c’est le cas en Suisse, du directeur à l’ouvrier, lorsqu’il y a un code de cons truction et grâce à des incitations finan cières et personnelles, qui aident les acteurs de la construction à changer.

Contact Prof. Eugen Brühwiler EPFL Lausanne Route Cantonale CH-1015 Lausanne +41 21 693 28 82 eugen.bruehwiler@epfl.ch www.epfl.ch

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LITERATUR

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Worauf es ankommt GMP-Inspektionen und -Audits sind ein wesentlicher Bestandteil in der Sicherung der Arzneimittelqualität. Ohne eine erfolgreiche GMP-Inspektion gibt es keine Herstellerlaubnis; eine GMP-Inspektion ist auch Voraussetzung für die Einfuhr von Arzneimitteln und bestimmten Wirkstoffen. Namhafte Experten aus Industrie und Behörde führen umfassend in den Themenkomplex ein und vermitteln praktische Lösungsansätze für die tägliche Arbeit. Audit-Checklisten (zum Download) ergänzen dieses pharma technologie journal, sie dienen als Musterdokumente und roter Faden in der Praxis. Neu in der 3. Auflage 2020 Auditierung der Datenintegrität · Inspektionen von Excipients-Herstellern · GCP-Audits · GDPAudits · FDA-Inspektionen · Audits in China. Das pharma technologie journal bietet Fachwissen und praktische Lösungsansätze für die tägliche Arbeit im pharmazeutischen Betrieb. Die Schriftenreihe wird von Concept Heidelberg herausgegeben.

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der pharmazeutischen Technologie. Die Ausgaben werden von einem wissenschaftlichen Beirat ausgewählt und von Concept Heidelberg he rausgegeben. G. Becker, T. Dietrich, J. Fetsch, B. Pahlen, M. Pfeiffer, H. Prinz, B. Renger, N. Spiggelkötter, R. Schulze, «GMP-Inspektionen und -Audits» 2020, 3. Auflage, 232 Seiten, Taschenbuch, ECV Editio Cantor, ISBN: 978-387193-472-8

Quelle: Editio Cantor Verlag

Der Gradient in der HPLC

Neun Autoren haben bei der Entstehung dieses umfangreichen Werkes mitgewirkt. Sie kennen sich sowohl in der Praxis als auch in der Theorie der Gradientenelution bestens aus. Das von Stavros K romidas herausgegebene Buch ist für Laborleiter und Personen, die sich bereits bestens in der chemischen bzw. pharmazeutischen HPLC-Analytik auskennen. Dank seiner übersichtli3/2020

chen Gliederung lässt es sich auch als Nachschlagewerk verwenden, um gewisse Unsicherheiten zu beseitigen. Das Buch ist zweiteilig: Im ersten Teil sind die Grundsätze der Gradientenelution anzutreffen. Dort wird die Leserin oder der Leser Schritt für Schritt durch die wesentlichen Pro blematiken geführt und ihnen werden pragmatische Antworten auf grundlegende Fragen geliefert: Worauf kommt es bei der Gradienten-Optimierung wirklich an? Welche Mythen kursieren immer noch in den Laboren? Im zweiten Teil sind spezifische Kapitel mit speziellen Problemstellungen zu finden. Stavros Kromidas (Hrsg.), «Der Gradient in der HPLC für Anwender», 2019, 1. Auflage, 245 Seiten, 109 schwarz-weis se Abbildungen, gebunden, Wiley-VCH, ISBN: 978-3-52734404-8.

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MANAGEMENT

Klare Voraussetzungen

Homeoffice braucht sinnvolle Regeln

Wer die Möglichkeit hat, einen Teil der Arbeit von zu Hause aus zu erledigen, ist zufriedener als Beschäftigte ohne Homeoffice. Auch die Vereinbarkeit von Familie und Beruf kann leichter fallen. Das hängt allerdings stark von den Rahmenbedingungen ab. So kommt es beispielsweise darauf an, wie ausgeprägt die Präsenzkultur im Unternehmen ist und wie die Beschäftigten ihr Verhältnis zum Vorgesetzten einschätzen. Eine wichtige Rolle spielt auch, ob Homeoffice vertraglich geregelt ist oder nicht. Ausserdem sollten für alle Beschäftigten die gleichen Regeln gelten, nach denen Leistung bewertet wird. Das geht aus einer deutschen Studie von Dr. Yvonne Lott hervor. Die WSI-Forscherin stützt sich auf Befragungen des Instituts für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung aus den Jahren 2014 und 2015 zu

Bild: Adobe Stock

Homeoffice kann Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmern helfen, Beruf und Familie unter einen Hut zu bringen, aber das ist kein Selbstläufer. Arbeitgeber und Vorgesetzte müssen die richtigen Voraussetzungen schaffen. Bestimmte Regeln könnten helfen, dieses Arbeitsmodell sowohl für Arbeitgeber als auch Arbeitnehmer sinnvoll zu gestalten. Dies zeigt zumindest eine deutsche Studie des Wirtschafts- und Sozialwissenschaftlichen Instituts (WSI) der Hans-Böckler-Stiftung.

Homeoffice innerhalb der normalen Arbeitszeit ist laut der Studie der Work-Life-Balance erwartungsgemäss deutlich zuträglicher als ausserhalb dieser Zeiten.

den Erfahrungen von Beschäftigten mit Homeoffice. Diese liefern die aktuellsten verfügbaren Daten, um detailliert zu untersuchen, von welchen Faktoren es abhängt, dass Beschäftigte Homeoffice wirklich als Entlastung bei der Vereinbarkeit empfinden. Die Vorteile der Arbeit im Homeoffice liegen auf der Hand: Wer Kinder betreuen oder einen Angehörigen pflegen muss, der hat dafür «mehr» Zeit. Auch für Weiterbildung und Ehrenämter vergrössern sich die Spielräume. Der Studie zufolge geben 52 Prozent der Beschäftigten an, dass sich die Vereinbarkeit von Beruf und Privatleben durch Homeoffice verbessere. Tel. +41 31 972 31 52 Fax +41 31 971 46 43 info@msp.ch www.msp.ch

Unternehmenskultur entscheidet Heimarbeit kann aber auch zusätzlichen Druck erzeugen. Vor allem, wenn sie im

Unternehmen als nicht selbstverständlich gilt und nur in Ausnahmefällen gewährt wird. Dann können sich Beschäftigte im Homeoffice verpflichtet fühlen, höhere Leistungen zurückzugeben, über die vereinbarte Arbeitszeit hinaus zu arbeiten und auch ausserhalb dieser Zeit erreichbar zu sein. Knapp 50 Prozent der Befragten sagen, dass die Grenze zwischen Arbeit und Freizeit verschwimme. Ob die positiven oder negativen Erfahrungen überwiegen, ist laut Lott in hohem Masse von den betrieblichen Voraussetzungen und der Unternehmenskultur abhängig. In Betrieben, die sich durch eine Reihe von Massnahmen aktiv für die Vereinbarkeit von Familie und Beruf einsetzen, profitieren Beschäftigte stärker von der Heimarbeit. So beträgt die durchschnittliche Wahrscheinlichkeit, ausschliesslich gute Erfahrungen mit Homeoffice zu machen, in Betrieben, die 3/2020

MANAGEMENT

Aufstiegsmöglichkeiten für Teilzeitkräfte bieten, 49 Prozent. In Betrieben, die den Frauenanteil in Führungspositionen durch flexible Arbeitszeiten fördern, liegt die Wahrscheinlichkeit bei 42 Prozent. Ohne diese Massnahmen sind es im Durchschnitt knapp 31 beziehungsweise 28 Prozent.

Alle gleich behandeln Vorgesetzte haben ebenfalls einen grossen Einfluss darauf, wie Beschäftigte im Homeoffice die Vereinbarkeit zwischen Beruf und Privatleben erleben. Geben Arbeitnehmer an, dass sie ihr Vorgesetzter überhaupt nicht gerecht behandelt, beträgt die Wahrscheinlichkeit für eine ausschliesslich gute Erfahrung mit Homeoffice im Durchschnitt knapp vier Prozent. Stimmen sie der Aussage voll und ganz zu, dass ihr direkter Vorgesetzter sie bei allen Aspekten der Arbeit gerecht behandelt, liegt die durchschnittliche Wahrscheinlichkeit für eine «gute Vereinbarkeitserfahrung» hingegen bei knapp 53 Prozent.

Die Rolle der Vorgesetzten Auch die Arbeitszeiten sind wichtig: Homeoffice innerhalb der normalen Arbeitszeit ist der Work-Life-Balance erwartungsgemäss deutlich zuträglicher als auss erhalb dieser Zeiten – und ganze Tage zu Hause zu arbeiten ist förderlicher als stundenweise. Die Wahrscheinlichkeit für ausschliesslich gute Erfahrungen beträgt 53 Prozent mit ganzen Tagen gegenüber 29 Prozent mit einzelnen Stunden im Homeoffice. «Beschäftigte, die nur stundenweise zu Hause arbeiten, nutzen Homeoffice wahrscheinlich eher um Arbeit nachzuholen oder vorzubereiten», schreibt Lott. Bedenklich sei dabei, dass nur 15 Prozent der Beschäftigten ganze Tage zu Hause arbeiten und lediglich 22 Prozent innerhalb der normalen Arbeitszeit arbeiten. Daneben spielt die Formalisierung eine Rolle: Ist Homeoffice vertraglich geregelt, machen 46 Prozent der Arbeitnehmer durchweg gute Erfahrungen, ohne vertragliche Regelung – etwa bei informellen Absprachen – sind es 32 Prozent. Allerdings arbeiten bisher nur 17 Prozent der Beschäftigten im Homeoffice auf Basis einer vertraglichen Regelung. «Die bisherige Forschung zeigt, dass Beschäftigte, die im Homeoffice arbeiten, einsatzbereiter und zufriedener mit ihrem Job sind», lautet das Fazit der Wissenschaftlerin. Bereits die Möglichkeit, zu Hause arbeiten zu können, erhöhe Zufriedenheit und Produktivität, da durch das Angebot das Vertrauen zwischen Arbeitgeber und Beschäftigten gestärkt werde. Allerdings komme es stark auf die betrieblichen Rahmenbedingungen an. Führungskräfte sollten für ein Arbeitsumfeld sorgen, das von Fairness geprägt ist. Sie sollten Beschäftigte, die ihre Arbeitszeiten an ausserberufliche Bedürfnisse anpassen, als gleichwertige Mitarbeiter anerkennen. Was selbstverständlich klingt, ist in der Praxis nach wie vor oft ein Problem: Vorgesetzte beurteilten Beschäftigte im Homeoffice häufig nicht nach ihrer tatsächlich erbrachten Leistung. Wer zu Hause arbeitet, werde oft als «Minderleister» stigmatisiert und müsse negative Bewertungen fürchten – häufig seien davon Frauen betroffen, schreibt Lott. Wichtig sei daher, dass für alle Beschäftigten innerhalb eines Betriebs – 3/2020

Sales Manager Services – Pure Solutions Aufgaben • Vertrieb Dienstleistungen des Fachbereichs Pure Solutions mit dem Schwerpunkt «neue Dienstleistungen» • Betreuung von Meinungsführern aus den Bereichen Laborforschung, Arbeitssicherheit, Hygiene und Data Based Services • Konzeptarbeit; Auf- und Ausbau neuer Dienstleistungs- und Finanzierungsangebote wie z. B. «Pay per Use», «Digital Data Based Solutions» und «Consulting» Hardskills • Ausbildung FH/Bachelor (BWL, Marketing) Master bevorzugt • Mehrjährige Vertriebserfahrung im pharmazeutischen Umfeld, Lüftungstechnik oder Gesundheitsmanagement • Technischer Sachverstand, starke Affinität zur Dienstleistung • Nachweislich vertraut mit den Möglichkeiten hinsichtlich Data Based Services • Deutsch, Englisch und Französisch verhandlungssicher Softskills • Freude an der Arbeit im Team • Belastbarkeit • Kommunikative, gewinnbringende Persönlichkeit • Bereits vorhandenes Branchennetzwerk • Kompetenter Auftritt gegenüber den Kunden • Bereitschaft zur schweizweiten Reisetätigkeit ca. 75 % Haben wir Sie angesprochen? Senden Sie Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen per E-Mail an jobs@skan.ch. Bei Fragen wenden Sie sich bitte an Frau Sandra Gorgievska, HR Business Partner. Weitere Informationen zum Unternehmen finden Sie auf unserer Website: www.skan.ch/puresolutions

MANAGEMENT

Homeoffice verbessert die Vereinbarkeit von Arbeit und Privatleben nein (48 %)

ja, aber … (18 %)

Bilder: WSI, bearbeitet von R.B.

ja (34 %)

Die Antworten auf die Frage nach der Work-Life-Balance im Zusammenhang mit Homeoffice. 34 Prozent sagen klar ja, 48 Prozent sagen nein und 18 Prozent sagen zwar ja, aber betonen, dass die Grenzen zwischen Arbeit und Freizeit verschwimmen würden.

32%

46%

WAHRSCHEINLICHKEIT, NUR POSITIVE ERFAHRUNGEN MIT HOMEOFFICE ZU MACHEN

OHNE VERTRAGLICHE REGELUNG

MIT VERTRAGLICHER REGELUNG

In der Studie wurde die Wahrscheinlichkeit, ausschliesslich positive Vereinbarungserfahrungen mit Homeoffice zu machen, bestimmt. Hierbei spielt die vertragliche Regelung von Homeoffice eine entscheidende Rolle. Die Wahrscheinlichkeiten in der Grafik wurden auf ganze Zahlen gerundet.

egal ob vor Ort oder im Homeoffice – allgemeingültige Kriterien gelten, nach denen die Arbeit beurteilt wird. Betriebsvereinbarungen und ein gesetzliches Recht auf Homeoffice könnten dabei helfen, die Akzeptanz zu steigern – und damit auch die Wahrscheinlichkeit, dass Beschäftigte eine bessere Work-Life-Balance erleben. Originalpublikation Yvonne Lott, «Work-Life-Balance im Homeoffice: Was kann der Betrieb tun?», WSI-Report 62

Nr. 24 (2020); https://www.boeckler.de/ pdf/p_wsi_report_54_2020.pdf

Kontakt Hans-Böckler-Stiftung Hans-Böckler-Strasse 39 D-40476 Düsseldorf +49 211 7778 0 zentrale@boeckler.de www.boeckler.de

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SEKTION NORDWESTSCHWEIZ UND FRICKTAL Feierabendevent im Pantheon der Automobile

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Automobilnationen wie Frankreich, Italien und Deutschland werden wir bestens unterrichtet. Und dann wäre da noch das Pantheon selbst, welches von aussen – aufgrund seiner kreisrunden Form – schon von weitem ins Auge sticht. Auch im Inneren verkörpert es, mit seiner freischwebenden Decke, einen architektonischen Leckerbissen. Dabei ist auch das Pantheon selbst ein Upcycling-Produkt, war es doch früher eine simple Lagerstätte.

Elektromobilität anno 1916.

Öfters neue Antike Das Pantheon beherbergt, neben den zur Sammlung gehörenden Fahrzeugen, auch klassische Fahrzeuge im Privatbesitz. Regelmässige Sonderausstellungen von bestimmten Herstellern oder zu besonderen Themen rund ums Automobil ziehen Freunde älterer Fahrzeuge immer wieder aufs Neue für einen Besuch an. So besteht noch bis zum 19. April die exklusive Gelegenheit, die Sonderausstellung «Meisterwerke des Hermann Graber» zu bewundern. Auf der Basis exklusiver Chassis von Herstellern wie Bu-

gatti und Rolls Royce, sind die stilsicheren Aufbauten des nicht nur in der Schweiz wohlbekannten Carrossiers zu bestaunen. Die gezeigten Exponate zeugen nicht nur von Stilsicherheit und Eleganz, sie sind auf den öffentlichen Strassen (leider) nur allzu selten zu sehen. Da stellt sich doch wieder einmal die Frage: Kann ein Automobil Kunst sein? Puristen räumen gerne ein, dass ein Kunstwerk keinen anderen Zweck haben darf als die reine Form. Ich wage zu behaupten, dass jeder, der im Pantheon einige der schönsten Kreationen auf Rädern zu Gesicht bekom-

Bilder: P.Merkofer

Alteisen ist schon seit längerem hoch im Kurs. Insbesondere dann, wenn es in schnittige Formen gepresst und mit vier Rädern versehen ist. Ob es Patina ansetzen darf, doch lieber originalgetreu restauriert sein soll oder gar – um einen neumodischen Ausdruck in diese antike Autowelt zu überführen – durch Upcycling zu einem «Besser als das Originalgefährt» hochgezüchtet wird, daran scheiden sich die Geister. Auch die zahlreich aus den Sektionen Nordwestschweiz und Fricktal eingetroffenen Mitglieder sind sich bis zum Ende des Besuchs uneins. Dabei begleitet uns Frau Carol Wyss so charmant durch das Pantheon in Muttenz und klärt uns automobiltechnisch auf. Ihre Leidenschaft für das Pantheon als solches, wie auch für seinen wertvollen Inhalt, begeistert ihr Publikum nicht weniger als die eigentlichen Stars des Museums. Die Vorliebe des Gründers, Stephan Musfeld, für motorisierte britische Fabrikate ist kaum zu übersehen. Aber auch über zahlreiche Exponate aus anderen grossen

Ein Bugatti, im Kleid des Carrossiers Hermann Graber.

men hat, welche sich aufgemacht haben, die Strassen zu erobern, mit mir einig geht, dass ein Automobil sehr wohl ein Kunstwerk sein kann. Was spricht denn schon gegen einen Zusatznutzen? So gesehen kann ein Kunstwerk auf Rädern auch 63

VERBANDSSEITE

Interessante Diskussionen und zufriedene Gesichter zum Ende des Anlasses.

Die versammelte Truppe schart sich um ein automobiles Prachtstück.

als Evolution des Kunsthandwerks betrachtet werden. Apropos Evolution: Elektromobilität und Moderne? Zumin-

dest ein Exponat der Ausstellung zeigt, dass es bereits in der Kindheit des Automobils Versuche der Elektromobilität

gab. Egal welcher Treibstoff und welche Art diesen zu speichern in Zukunft das Rennen machen wird. Spätestens beim Apéro und geselligen Beisammensein stellt sich für die Besucher die Frage, welchen Treibstoff sie selbst bevorzugen. Typisch SCV in diesem

Kontext: Weil der Mensch nicht vom Wein alleine lebt, wird zum Apéro auch sonst noch Leckeres serviert . . . Daumen hoch für unsere Gastgeberin, das Pantheon samt seinen Kunstschätzen und selbstverständlich ganz besonders für den Organisator, Paul Studer. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer haben den Anlass in jeder Hinsicht ausgekostet. Egal ob mit Patina oder komplett restauriert. Am Ende wäre wohl jeder Teilnehmer gerne mit seinem persönlichen Favoriten aus dem Pantheon nach Hause gefahren. Patrick Merkofer

SEKTION OBERWALLIS

Das Sektionsjahr 2019, eine kurze Revue: Begonnen haben wir das Jahr mit der 48. Generalversammlung am 25. Januar 2019. Die 29 Anwesenden wurden von meinen Vorstandskollegen und mir durch die Agenda der GV geführt. Anschliessend genossen alle das gemeinsame Nachtessen im Saal des Restaurants Terrasse in Visp. Wir durften sechs neue Aktivmitglieder sowie 19 Freimitglieder als Lernende aufnehmen. Leider hatten wir auch zehn Austritte zu bedauern. Innerhalb des Vorstandes fanden einige Mutationen statt. Rinaldo Gsponer wurde für seine Vorstandsarbeit verdankt, seine Nachfolge konnten wir mit Bojan Pavlovic sicherstellen. Zudem konnten wir Silvio Abgottspon im Vorstand als 64

Beisitzer gewinnen. Als Delegierter zurückgetreten ist Martin Williner. Als Ersatz habe ich mich zur Verfügung gestellt. Neben den Mutationen durften wir einige Mitglieder für ihren Einsatz ehren. Als Freimitglieder: die drei besten Lehrabgänger Michel Zenger, Daniel Haldimann und Charles Labaya. Für die 35-jährige Mitgliedschaft: Fernando Holzer und Adrian Imwinkelried. Im Februar ging es auf die Skier nach Zermatt. Eingeladen waren Mitglieder mit Partnern. Mit guter Laune ging es die Lifte hoch und die Pisten runter. Später, gegen dreizehn Uhr, nahmen wir auf dem Furri das Mittagessen ein. Danach stellten wir das Skifahren ein und wir widmeten uns dem gemütlichen Teil, mit einigen Kaffee Furri. Nach den flotten Gesprä-

chen auf der sonnigen Gartenterrasse ging es wieder nach Zermatt und kurz darauf mit dem Zug nach Hause. Die Exkursion im Mai führte uns nach Ibach-Schwyz. Dort durften wir die Victorinoxfabrik besichtigen. Die Gruppe von 20 Teilnehmern reiste morgens von Visp aus mit zwei Kleinbussen in Richtung Zentralschweiz. Dort bekamen wir die Möglichkeit, die Werkstätten EMR und Mechanik, die Lager und die Produktionshallen von Victorinox von Nahem zu sehen. Anschliessend ging es weiter nach Brunnen, wo wir uns im Restaurant Weisses Rössli zum Mittagessen einfanden. Der schöne Vierwaldstättersee zeigte sich am Nachmittag von seiner schönsten Seite und so konnten wir bei strahlendem Sonnenschein an der

Bild: ZVG

Jahresbericht des Präsidenten

Stephan Zenklusen

Uferpromenade ein Glace essen und die Altstadt erkunden. Einen Besuch des Swiss Knife Valley Visitor Center rundete den Tag ab, bevor es zurück ins Wallis ging. Der traditionelle Familientag fand Anfang August wieder im Forsthaus Alba unterhalb Bürchen statt. Gegen elf Uhr ha3/2020

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ben sich die angemeldeten Gäste zum Apéro eingefunden. Orlando Juon hat uns den ganzen Tag mit Leckereien verwöhnt. Von Grilladen bis hin zum Dessertbuffet war für Gross und Klein etwas dabei. Nach dem Essen gab es für die Mitglieder den obligaten Schnaps, anschliessend durften diese ihren Frauen den Kaffee servieren. Zum Abschluss genossen wir noch ein Raclette, bevor die muntere Runde aufgelöst wurde. Das Aufräumen und Reinigen waren wie jedes Jahr die Aufgabe des Vorstandes. Mithilfe deren Partner wurde das speditiv erledigt. Im November führten wir die interne Besichtigung durch. Mit über 20 Teilnehmer ging es zum Sitzungszimmer Sunnu Binna. Alle waren gespannt, was uns bei der Besichtigung dieses Mal erwarten würde. Wir waren im Herbst 2017 schon einmal auf der Ibex-Baustelle, als die Gebäude erst hochgezogen wurden. Von dem Verantwortlichen wurden wir dort herzlich empfangen und direkt in zwei Gruppen eingeteilt. Eine Gruppe machte sich zu Fuss auf den Weg zur Baustelle, wo sie einen interessanten Rundgang im Gebäudeinneren machten. Die andere Gruppe blieb im Sitzungszimmer. Ihnen wurde mit einer leicht verständlichen und anschaulichen Präsentation das gesamte Konzept von Ibex Solution vorgestellt.

Tagung mit dem Zentralvorstand Im November durfte ich an die Klausur nach Bern reisen. Es war ein toller, informativer Tag. Am Vormittag ging es um das Geschäftliche. Auch wir von den Sektionen konnten wieder einige Themen einbringen. Ebenfalls hat der ZV über einige Punkte informiert. Dies kurz zusammengefasst: Der Präsident Kurt Bächtold hat kurz ein neues Konzept vorgestellt, wie man neue Aktivmitglieder gewinnen kann. Hierbei bekommen die Sektionen, sowie das Mitglied, welches ein neues Mitglied rekrutiert, einen kleinen finanziellen Beitrag vom SCV. Dies wird innerhalb der Sektionen und der DV zur Abstimmung gebracht. Zudem wurde über die verschiedenen Ressorts berichtet, mit anschliessendem Austausch zu deren Geschäften. Die Delegiertenversammlung am 21. März 2020 wird in Bern stattfinden. Das Rahmenprogramm wurde gemeinsam diskutiert. Auch die Zukunft der Delegiertenversammlungen wurde gemeinsam erörtert. Wir von der Sektion Oberwallis werden im Jahr 2022 die Delegiertenversammlung im Oberwallis durchführen. Innerhalb der Sektionen ist oft das Problem, den Zugang zu den Lehrenden zu bekommen sowie auch die rückläufigen Mitgliederzahlen. Ebenfalls wird man sich Gedanken machen müssen, wie es

innerhalb des Zentralvorstandes weitergehen soll. Dort ist es schwierig, die vakant werdenden Positionen nachbesetzen zu können. Nach dem offiziellen Geschäft am Vormittag gingen alle gemeinsam in der Berner Innenstadt zu Mittag essen. Gegen drei Uhr konnte ich dann die Heimreise ins Wallis antreten. Der Abschluss des Jahres bildete das Vorstands-Nachtessen. In diesem Jahr wurden neben den Vorstandsmitgliedern auch die Revisoren und Lehrlingsbeisitzer eingeladen. Wir konnten im Dezember einen flotten Abend im Restaurant Bristol in Visp geniessen. Das Jubiläumsjahr 2020 und was euch erwartet In den zwei Vorstanditzungen, jeweils eine im Frühling und die andere im Herbst, haben wir neben den Planungen des laufenden Vereinsjahres noch das Jubiläumsjahr vorbereitet. Ohne viel zu verraten, werde ich eine kleine Vorschau geben. Beginnen werden wir das Jubiläumsjahr im März mit dem traditionellen Skitag in Zermatt. Dort wird uns Orlando einmal mehr gekonnt die Pisten vorausfahren und hie und da die eine oder andere interessante Gegebenheit rund um Zermatt erklären dürfen. Im Mai laden wir euch dann zur Exkursion ein. Was wir uns ansehen und wohin es geht, ist noch geheim. Es sei nur so viel

verraten: Es geht hoch hinaus. Ein etwas gemütlicher Sportanlass darf natürlich nicht fehlen. Deshalb ist ein Bocciaabend ebenfalls in Planung. Im Sommer gibt es neben Ferien und Sonne auch noch den Jubiläumstag. Wir werden uns wie gewohnt im Forsthaus Alba, unterhalb von Bürchen, treffen. Mit Orlando als Chef de Cui sine ist leckeres Essen garantiert. Auch die Mitglieder mit den Familien können sich auf einen tollen Tag freuen. Es wird Unterhaltung für Gross und Klein geboten. Um das Fest auch richtig zu zelebrieren, werden wir auch Gäste einladen und für Live-Musik sorgen. Im Verlauf des Herbstes werden wir die interne Besichtigung/Weiterbildung im Lonza-Werk durchführen. Da wir die letzten vier Jahre in Folge neue Bauten besichtigt haben, geht es diesmal «back to the roots» mit dem Thema: Was ist hier eigentlich sonst noch so um die 50 Jahre alt? Ein, wie ich finde, doch passendes Thema zum fünfzigsten Jubiläum. Abschliessend werden wir das Jubiläumsjahr mit der 50. Generalversammlung im Januar. Neben dem geschäftlichen Teil werden wir euch beim gemütlichen Zusammensein, in Form eines Galaabends, unterhalten.

Der Präsident Stephan Zenklusen

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bensdauer. Weiterhin wird die Schüttelkapazität auf dem Tablar nicht reduziert. Die Online-Messung von OTR- und CTR-Verlauf von bis zu 16 verschiedenen Kultivierungen gleichzeitig erlaubt es dem Nutzer, gezielte Probenahmen und -analysen zu besonders interessanten oder kritischen Zeitpunkten der Kultivierung durchzuführen. Mithilfe der TOM-Anlage lassen sich wichtige Informationen über die Vitalität und Wachstumsrate der Kulturen gewinnen sowie nicht-optimale Kultivierungsbedingungen identifizieren, z. B. Sauerstofflimitierung, Zweitsubstratlimitierung oder Produkt- und pH-Inhibierung. Mit den von Kuhner TOM erfassten Kultivierungsdaten lässt sich eine schnelle und systematische Optimierung des Kultivierungsmediums und der Kultivierungsbedingungen durchführen. Dies führt zu einer schnelleren Prozessentwicklung und einem vereinfachten Scale-up. Adolf Kühner AG Dinkelbergstrasse 1 CH-4127 Birsfelden +41 61 319 93 93 office@kuhner.com www.kuhner.com

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