Laborscope 12 2014
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Laborscope 12 2014
LABORTECHNIK • VERFAHRENSTECHNIK • CHEMIE • MEDIZIN • BIOTECHNOLOGIE 12/14 Wunsch erfüllt: Ein System, das alles kann! ThermoDesorption und Pyrolyse im Einklang. U-Boot-Labor für die Medizin Genetische Schnappschüsse Kühlen mit der kältesten Materie der Welt Seite Seite Seite Offizielles Organ 4 14 18 LABORSCOPE Inhalt 3 Editorial Laborscope präsentiert 4Laborverfahren 8 Laborscope Farbe 14 Biotechnologie 20 Aus der Praxis 24 Aus der Forschung 26 Laborscope aktuell 29 Agenda 30 Einkaufsführer 32 Impressum Grüezi mitenand Computerisierung und Miniaturisierung prägen die Entwicklung von Laborverfahren. Dabei wird das Rad meist nicht neu erfunden, sondern man baut auf bewährten Technologien wie der Magnetresonanztomografie (MRI) auf. Mit herkömmlichen MRI-Geräten lassen sich Details bis zu einem Zehntel Millimeter sichtbar machen. Nun ist es gelungen, ein einzelnes Wasserstoffatom nachzuweisen. Damit wird die räumliche Auflösung dieser MikroskopieTechnik massiv gesteigert. Künftig könnte sie auch für die Aufklärung von Proteinstrukturen verwendet werden. Doch nützen hoch aufgelöste Bilder wenig, wenn sie falsch interpretiert werden. Um menschliche Fehler zu vermeiden, kommen daher Software-Tools zum Einsatz. Das Computer-Programm BraTumIA zur Erkennung bös- artiger Hirntumore macht zurzeit international Furore. Die Software gleicht die MRI-Bilder eines Patienten mit allen bereits erfassten Daten ab und bestimmt die Gewebestrukturen des bösartigen Tumors bis ins Detail. Dank «Data Mining» verbessert sich das Verfahren fortlaufend von selbst. Noch ins Reich der Science Fiction gehören medizinische Mikro-Labore, die als Mini-U-Boote durch den Körper des Patienten navigieren und vor Ort Ausbesserungen vornehmen. Doch bereits wird intensiv an Verfahren geforscht, um die schwimmenden Labore dereinst anzutreiben. Nun ist es gelungen, Mikroantriebe zu konstruieren, die klein genug für den Einsatz in Körperflüssigkeiten sind. Elias Kopf Zum Titelbild Mit dem GERSTEL-PYRO-Modul lässt sich die ThermalDesorptionUnit (TDU) flexibel zu einem vollwertigen Pyrolysator ausbauen. In Verbindung mit dem MultiPurposeSampler (MPS) können bis zu 196 Proben in einem GC-Lauf automatisiert pyrolysiert und analysiert werden. Das GERSTEL-PYRO-Modul arbeitet mit Pyrolysetemperaturen von 350 bis 1000 °C und erlaubt unterschiedliche Pyrolyse-Techniken wie die «Pulsed Pyrolyse», bei der die Maximaltemperatur schnellstmöglich erreicht wird, oder eine temperaturprogrammierte Vorgehensweise mit Heizraten von 0,02 bis 100 °C/s. Darüber hinaus ist das PYROModul für die «sequenzielle Pyrolyse» und die «fraktionierte Pyrolyse» sowie die «Evolved Gas Analysis» (EGA) ausgelegt. Störende flüchtige Verbindungen lassen sich durch eine vorgeschaltete Thermodesorption mit Lösemittelausblendung entfernen. Wunsch erfüllt: Ein System, das alles kann! ThermoDesorption und Pyrolyse im Einklang. www.gerstel.de Laborscope 12/14 Laborscope 7–8/12 1 Analytische Gase on-line mit Parker LaborgasGeneratoren śÏ 0ŔAĔÒ Gase für: jÊs´ =Á¯U} 1eeq ! ! CH-8117 Fällanden TelefonÊuu¶º´ 044 317s´ 57 s´ 57 %e¯ ±¹¯>±±e jj 24 >Æ ! Bruggacherstrasse Fax Êuu¶º´ 044 317s´ 57 ´´ 77 qJű>w U} ÅÅŠű>w U} info@wisag.ch www.wisag.ch •LC/MS,ICPundEvaporation(Stickstofffür1bis4LC/MS) •Gaschromatographie(UHP-Wasserstoff,UHP-ZeroAirund UHP-Stickstoff) •TOCAnalyzer(CO2-freieBrennluft) •FT-IRAnalyzer Fragen Sie uns - wir beraten Sie gerne BURGER Engineering AG Bernstrasse 101 3053 Münchenbuchsee T: +41 31 938 88 70 F: +41 31 938 88 71 burger-engineering.ch Entdecken Sie eine Welt voller ungesehener Möglichkeiten. Überzeugende Anwendungen und Verfahren von PanGas. 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Eine Vielzahl von Funktionen und bedienerfreundlichen Assistenten sowie ein ausgeklügeltes automatisches Verfahren zur Regler-Abstimmung helfen während der Inbetriebnahme und bei der Konfiguration von Ein- und Ausgängen, Überwachung, Datenaufzeichnung und Diagnose. sentiert maxon motor ein miniaturisiertes OEM-Einsteckmodul in Briefmarkengrösse. Der leistungsstarke 4-Quadranten PWM-Servokontroller ist für die effiziente Ansteuerung von permanentmagneterregten bürstenbehafteten DC-Motoren und BLDCMotoren (bürstenlose DC-Motoren, sogenannte EC-Motoren) mit HallSensoren bis 48 Watt Dauerleistung ESCON Module 24/2 (35.6 x 26.7 x 12.7 mm) Digitaler OEM-Servokontroller für bürstenbehaftete DC-Motoren und BLDC-Motoren (bürstenlose DCMotoren) mit Hall-Sensoren bis 144 Watt © 2014 maxon motor und 144 Watt Spitzenleistung ausgelegt. Als Teil der ESCON-Familie besticht es durch hohe Benutzerfreundlichkeit, ausserordentliches Leistungsspektrum und unübertroffene Leistungsdichte in der Servokontroller-Technologie. Mehr an Komfort, Funktionalität, Schutz und Leistung sind heute kaum erreichbar. Zusätzliche neue Funktionalitäten, wie die Auswertung von RC Servo Signalen für Drehzahl- oder Stromsollwert, Offset und Strombegrenzung, sowie die Möglichkeit zur Vorgabe von analogen Drehzahlrampen bereichern die gesamte ESCONServokontroller-Familie Das innovative OEM-Einsteckmodul besitzt ausgezeichnete Reglereigenschaften. Das driftfreie, gleichzeitig aber extrem dynamische Drehzahlverhalten erlaubt einen grossen Drehzahlbereich bis 150‘000 min-1. Es verfügt über umfangreiche Funktionalitäten mit frei konfigurierbaren digitalen und analogen Ein- und Ausgängen und kann in diversen Betriebsmodi (Drehzahlregler, Drehzahlsteller, Stromregler) betrieben werden. Perfekt auf maxon Motoren abgestimmt, macht das ESCON Module 24/2 miniaturisierte, dynamische Antriebslösungen möglich, welche höchsten Ansprüchen genügen. Dabei lässt es sich mit minimalem Aufwand nahtlos in komplexe Applikationen integrieren. Unverkennbarer Vorteil: Der Kunde kann sich ganz seiner eigentlichen Aufgabe widmen – der Entwicklung seines Gerätes. Um die Ansteuerung der Motoren muss er sich hingegen nur in zweiter Linie kümmern, denn dazu kann er auf das ins ESCON Modul gepackte Antriebs-Know-how von maxon motor zurückgreifen. Zur Integration auf OEM-seitige Platinen steht ein ausführlicher Motherboard Design Guide und für die Erstinbetriebnahme ein Motherboard zur Verfügung. Der kompakte Servokontroller wird über einen analogen Sollwert kommandiert. Dieser kann mittels analoger Spannung, externem Potentiometer, einem Fixwert sowie mittels PWM-Signal oder RC Servo-Signal mit variablem Tastverhältnis vorgegeben werden. Weitere interessante Funktionalitäten sind beispielsweise die drehrichtungsabhängige Freigabe (Enable) oder Sperrung (Disable) der Endstufe oder das Beschleunigen und Abbremsen mit definierter Drehzahlrampe. Die Drehzahl kann mittels digitalem Inkremental-Encoder (2 Kanal mit/ohne Line Driver), DC-Tacho oder Hall-Sensoren geregelt werden. Schutzeinrichtungen vom Feinsten Das ESCON Module 24/2 besitzt Schutzbeschaltungen gegen Überstrom, Übertemperatur, Unter- und Überspannung, Spannungstransienten und Kurzschluss der Motorleitung. Ebenso verfügt es über geschützte digitale Einund Ausgänge und eine einstellbare Strombegrenzung zum Schutz von Motor und Last. Motorstrom und Ist-Drehzahl der Motorwelle können mittels analoger Ausgangsspannung überwacht werden. Flexibilität und Effizienz pur Der grosszügige Bereich von Eingangsspannung und Einsatztemperatur bis +60°C bei Nennleistung und darüber hinaus mit Derating erlaubt einen flexiblen Betrieb in vielen Antriebsapplikationen, beispielsweise im Kleingeräte- und Gerätebau oder in der Robotik. Für mobile, hocheffiziente und verbrauchsoptimierte Anwendungen ist das ESCON Module 24/2 mit seinem hohen Wirkungsgrad von 92% und den winzigen Abmessungen eine Wahl erster Güte. maxon motor ag Brünigstrasse 220 Postfach 263 CH-6072 Sachseln Tel. 041 666 15 00 Fax 041 666 16 50 www.maxonmotor.com Laborscope 12/14 Laborscope 7–8/12 3 Laborverfahren: Mikroantriebe U-Boot-Labor für die Medizin Mikro-Labore oder Nano-Roboter könnten im menschlichen Organismus künftig einmal medizinische Dienste verrichten. Diesem Ziel sind Forscher einen wichtigen Schritt näher gekommen. Es ist ihnen erstmals gelungen, Mikroantriebe zu konstruieren, die zweierlei erfüllen: Sie sind klein genug für einen Einsatz in Körperflüssigkeiten oder sogar in einzelnen Körperzellen. Und sie sind so gebaut, dass sie sich in Flüssigkeiten durch ihre eigene Bewegung selbstständig fortbewegen können. 1966 erschien der Film «Die phantastische Reise». Ein U-Boot wird darin samt Personal so sehr verkleinert, dass es sich durch einen menschlichen Körper bewegen und die Besatzung im Gehirn eine Operation durchführen kann. Bis heute ist das reine Sciencefiction, und der Transport eines OP-Teams zu einem Krankheitsherd wird es sicher auch bleiben. UBoote, die sich durch den Körper manövrieren lassen, könnten dennoch von grossem Nutzen sein: Sie könnten einen pharmazeutischen Wirkstoff gezielt an einen bestimmten Punkt etwa in der Netzhaut bringen. Oder ein medizinisches Minilabor punktgenau im Organismus platzieren. Und sie könnten es ermöglichen, eine Gentherapie gezielt an einer bestimmten Zelle vorzunehmen. Wenn es nach Peer Fischer, Leiter der Arbeitsgruppe «Mikro-, Nano- und Molekulare Systeme» am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart, geht, können Mediziner in absehbarer Zukunft auf Mikro-Labore oder sogar Nano-Roboter zurückgreifen, um solche Aufgaben zu erfüllen. Die kleinen Helfer sollen die gewünschten Ziele im Körper akkurat ansteuern, ohne dass ein grösserer operativer Eingriff nötig wäre. Antrieb als Herausforderung Bei diesem Vorhaben gibt es allerdings zwei grundlegende Herausforderungen. Natürlich müssen solche Vehikel ausreichend klein sein, Mikroschwimmer in Muschelform: Nach dem Vorbild der Schalentiere hat ein Team um Stuttgarter Max-Planck-Forscher ein winziges U-Boot konstruiert, das rechts schematisch gezeigt ist. Mithilfe kleiner Magnete, die hier als rot-blaue Zylinder dargestellt sind, lassen sich die beiden Hälften des Schwimmkörpers öffnen und schliessen. Bild: MPG 4 Laborscope 12/14 Laborscope 7–8/12 Die Mikromuschel schwimmt – und das ist nicht selbstverständlich. In Flüssigkeiten wie Wasser käme sie mit symmetrischen Bewegungen nicht vorwärts, in Medien, deren Viskosität sich bei Bewegungen ändert, dagegen schon. In einer solchen haben die Stuttgarter Forscher sie getestet und sie dabei im Mikroskop beobachtet. Bild: MPG um zum Beispiel per Spritze in den Augapfel injiziert werden zu können. Zum anderen müssen sie sich, einmal in den Körper gebracht, dort auch in der gewünschten Weise und Richtung fortbewegen können. In beiderlei Hinsicht melden Forschergruppen um Peer Fischer nun Fortschritte. Gemeinsam mit Forschern am Technion in Israel und an der TU Dortmund hat die Stuttgarter Gruppe in einer aktuellen Arbeit eine Art künstliche Muschel entwickelt, die nur wenige Hundert Mikrometer gross ist. Diese haben die Wissenschaftler so konstruiert, dass sie sich in Testflüssigkeiten durch einfaches Öffnen und Schliessen der Muschelschalen fortbewegt. Das ist nicht so selbstverständlich, wie es zunächst klingt. «Die Muschel ist ja nur wenige Male grösser, als ein menschliches Haar dick ist», erklärt Fischer. «Für diesen Schwimmkörper ist eine Flüssigkeit wie Wasser also etwa so zäh wie für uns Honig oder gar Teer.» Und bei so hoher Reibung in Flüssigkeiten gilt eigentlich, dass symmetrische Bewegungen, wie eben das gleichförmige Öffnen und Schliessen einer Muschelschale, unter dem Strich kein Fortkommen bewirken. Das Vor und Zurück durch die jeweils gegensätzlichen Bewegungen heben sich schlicht auf. In Wasser wäre die Mikromuschel aus diesem Grund in der Tat nicht vom Fleck gekommen. Doch weil die Forscher langfristig den Einsatz in biologischen Medien im Auge haben, testeten sie ihren Schwimmer direkt auch in dafür Laborverfahren: Mikroantriebe geeigneten Modellflüssigkeiten. Und die weisen im Gegensatz zu Wasser Besonderheiten auf. «Die meisten Körperflüssigkeiten haben die Eigenschaft, dass sich ihre Viskosität je nach Bewegungsgeschwindigkeit ändert», sagt Fischer. «In Gelenkflüssigkeit zum Beispiel ordnen sich Hyaluronsäure-Moleküle im Ruhezustand zu netzwerkartigen Strukturen an, die für eine hohe Viskosität sorgen. Doch sobald sich etwas durch diese Flüssigkeit bewegt, bricht das Netzwerk auf – und das Fluid wird dünnflüssiger.» Eine magnetische Steuerung öffnet und schliesst die Muschel Genau dieses Verhalten machten sich die Wissenschaftler bei ihrer Muschel zunutze. Konkret steuerten sie die Muschelschalen so, dass sie sich sehr viel schneller öffnen als schliessen. «Dieses zeitlich asymmetrische Bewegungsmuster führt dazu, dass die Flüssigkeit während des Öffnens dünnflüssiger ist als beim anschliessenden Schliessen», sagt Doktorand Tian Qiu vom Stuttgarter Team. Damit ist die Distanz, welche die Muschel beim Öffnen zurücklegt, auch eine andere als die, um die sie sich beim Schliessen wieder zurückbewegt. Netto kommt sie also voran. Es sei das erste Mal überhaupt, dass sich ein künstliches Gebilde dieser Grössenordnung mit symmetrischen Bewegungszyklen in Flüssigkeiten fortbewegte, so Tian Qiu. Um ihren Mikroschwimmer überhaupt derart kontrollieren zu können, arbeiteten sie in der Achse, die das Gelenk zwischen beiden Muschelschalen bildet, magnetische Seltenerdmetalle ein. Über ein von aussen angelegtes Magnetfeld regulierten sie dann, wie sich die Muschelschalen öffnen und schliessen – letztlich also, wie sie sich fortbewegen. Die Erkenntnis der Stuttgarter Forscher, dass mikroskopische Vehikel durch manche Flüssigkeiten auch mit symmetrischen Bewegungen schwimmen, gilt aber nicht nur für magnetisch angetriebene Tauchfahrzeuge. Vielmehr lässt sich ein Miniatur-U-Boot in Muschelform auch durch andere Aktuatoren bewegen, etwa einen, der auf eine Temperaturveränderung reagiert. Die eigentliche Muschel bestand aus einem relativ harten Kunststoff. Hier lag die besondere Herausforderung darin, die Muschelschalen einerseits extrem dünn und andererseits robust genug für die Ruderbewegungen in einem vergleichsweise zähen Medium zu gestalten. Die Wissenschaftler wollen ihre Mikroschwimmer Nano-U-Boot mit Propellerantrieb: Solch eine winzige Schraube versehen die Stuttgarter Forscher mit Magneten und versetzen sie durch ein Magnetfeld in Drehung, sodass sie sich durch eine Flüssigkeit schraubt. Bild: MPG nun in konkreten biologischen Flüssigkeiten testen. «Uns interessiert im nächsten Schritt zum Beispiel, ob wir diesen Roboter auch durch eine extrazelluläre Matrix, also durch ein Gewebe, steuern können», so Peer Fischer. Eine Nanoschraube wirkt wie ein Propeller Für die Stuttgarter Gruppe um Peer Fischer war es schon der zweite Miniatur-Roboter, den sie innerhalb kurzer Zeit der Fachwelt vorstellten. Bereits im September hatten sie gemeinsam mit Kollegen aus Israel ein sogar noch deutlich kleineres Vehikel präsentiert. Dabei handelt es sich um eine gläserne korkenzieherähnliche Schraube. Solche schraubenartigen Strukturen gibt es schon länger. Allerdings war ihre Herstellung bis vor kurzem auf Grössenordnungen im Bereich von zehn und mehr Mikrometern begrenzt. Jetzt war es den Forschern aus Stuttgart zum ersten Mal gelungen, einen entsprechenden Propeller mit einem Durchmesser um die 100 Nanometer, also einem Zehntel Mikrometer herzustellen. In der Länge misst der Miniatur-Schwimmer 400 Nanometer. Bei der Fabrikation ihres Nanopropellers nutzten die Wissenschaftler eine Technik, die sie selbst entwickelt haben. Dabei dampfen sie das Silicat-Material Schicht für Schicht in geometrisch definierter Weise auf. Um den kleinen Roboter antreiben zu können, versahen die Wissenschaftler ihn stellenweise mit magnetischem Nickel. Legten sie dann ein Magnetfeld an und liessen es um eine bestimmte Achse rotieren, versetzen sie auch die nickelhaltige Nanoschraube in Rotation. Und damit genau in die Bewegung, mit der sich der Propeller in einer Flüssigkeit voranbewegen kann. Wie bei ihrer Mikromuschel aus Kunststoff, so zielen die Visionen der Forscher auch bei ihrem gläsernen Nano-U-Boot auf medizinische Anwendungen. Als Testmedium wählten sie daher ebenfalls Hyaluronsäure. «Dabei handelt es sich um ein Polysaccharid, dessen Moleküle im Verbund gelartige und damit hochviskose Strukturen bilden», erklärt die Mitautorin Debora Schamel, die am Stuttgarter Max-Planck-Institut promoviert. Im menschlichen Organismus kommt es nicht nur in Gelenkflüssigkeit, sondern etwa auch in vielen Bindegeweben vor. Langer Weg zum U-Boot-Labor Bisherige künstliche Gebilde waren noch zu gross, um das eng geflochtene Netzwerk der Hyaluronan-Moleküle zu durchdringen. Debora Schamel freut sich daher über den Fortschritt ihres Teams: «Erstmals haben wir jetzt einen Nano-Roboter, der klein genug ist, um auch durch diese engen Maschen zu schwimmen.» Das winzige U-Boot könnte aber auch in anderen Medien als Gelenkflüssigkeit zum Einsatz kommen. Weitere Flüssigkeiten, in denen solche Nanovehikel zum Beispiel Wirkstoffe transportieren könnten, seien der Glaskörper im Auge, Schleimhäute – oder auch Blut. «Theoretisch ist bei der Grösse unserer Konstruktion sogar eine Verwendung innerhalb von Zellen denkbar», so Fischer vorsichtig. Dazu freilich müsste noch ein Weg gefunden werden, die Nano-U-Boote auch in die Zellen einzuschleusen. Bis ähnliche Therapien, wie sie «Die phantastische Reise» von 1966 schildert, Wirklichkeit werden, bleibt also noch einiges zu tun. Quelle: MPG Laborscope 12/14 Laborscope 7–8/12 5 Laborverfahren: MikroSKOPIE Extrem hochaufgelöste Magnetresonanztomografie Fabio Bergamin Zum ersten Mal konnten Wissenschaftler mittels Magnetresonanztomografie ein einziges Wasserstoffatom nachweisen. Damit wird die räumliche Auflösung dieser Mikroskope massiv gesteigert. Künftig könnte sie auch verwendet werden, um Proteinstrukturen aufzuklären. Mit einem üblichen, in einem Spital zum Einsatz kommenden Magnetresonanztomografen (englisch: MRI) können Details bis zu etwa einem Zehntel Millimeter sichtbar gemacht werden, zum Beispiel in Querschnittsbildern des menschlichen Körpers. Wissenschaftler der ETH Zürich sind gemeinsam mit Kollegen der Universität Leipzig daran, diese Auflösung massiv zu steigern – auf die Grösse eines einzelnen Atoms, was etwa eine Million Mal kleiner ist. Mit einem von ihnen selbst entwickelten MRIGerät ist es ihnen erstmals gelungen, auf der Oberfläche eines Diamanten ein einzelnes Wasserstoffatom nachzuweisen. Möglich war diese bedeutende Steigerung der Auflösung, weil die Die Messapparatur der ETH-Forschenden mit dem Diamanten (grün). Bild: ETH Forschenden unter der Leitung von Christian Degen, Professor am Laboratorium für Festkörperphysik, in ihrem MRI-Gerät eine andere Messtechnik verwendeten als in üblichen Magnetresonanztomografen im Spital. In den bekannten Spitalgeräten wird die Magnetisierung der Atomkerne im menschlichen Körper mit einer elektromagnetischen Spule induktiv gemessen. «Die räumliche Auflösung dieser Technik ist heute weitgehend optimiert. Aus physikalischen Gründen lässt sich die Auflösung nicht mehr stark steigern», erklärt Degen. Die ETHWissenschaftler massen in ihrem Experiment die Magnetisierung hingegen mit einem neuartigen Diamantsensor in einer optischen Messanordnung mit einem Fluoreszenzmikroskop. Fehlstelle im Diamant als Sensor Ein Guter Tipp Laborchemikalien Bioanalytik Chromatographie Filtration Industriestrasse 7 CH-5522 Tägerig Tel. 056 481 70 60 Fax 056 481 70 68 www.egtchemie.ch 6 Laborscope 12/14 Laborscope 7–8/12 Der Sensor bestand aus einer sogenannten Stickstoff-Fehlstelle im Diamant. Dabei fehlen im sonst regelmässigen Kristallgitter an benachbarten Stellen zwei Kohlenstoffatome, wobei eines durch ein Stickstoffatom ersetzt ist. Diese Fehlstelle ist nicht nur fluoreszierend, sondern auch magnetisch, weshalb sie für extrem feine Magnetfeldmessungen geeignet ist. Für ihr Experiment präparierten die Forschenden einen rund zwei mal zwei Millimeter grossen Diamanten so, dass einige Fehlstellen wenige Nanometer unter der Oberfläche zu liegen kamen. Über eine optische Messung der Magnetisierung konnten sie zeigen, dass sich in mehreren Fällen weitere magnetische Atomkerne in unmittelbarer Umgebung befanden. «Die Quantenmechanik liefert dabei einen zweifelsfreien Beweis, dass es sich um einzelne Wasserstoffatomkerne handelt, und nicht um eine Ansammlung mehrerer Wasserstoffatome», so Degen. Ausserdem konnten die Wissenschaftler aus den Messdaten die Lage der magnetischen Atomkerne in Bezug zur Fehlstelle mit einer Genauigkeit von besser als einem Ångström (einem Zehnmillionstel Millimeter) eruieren. Nano-MRI für die Strukturbiologie «Dies ist ein wichtiger Zwischenschritt hin zur Kartierung von ganzen Molekülen», erklärt der ETH-Professor, der 2012 für seine Forschung auf dem Gebiet vom Europäischen Forschungsrat einen «ERC Starting Grant» erhielt. So möchten die Forschenden als nächstes versuchen, mit ihrem Nano-MRI-Gerät ein kleines Molekül zu vermessen. Doch auch wenn sich mit der Technik künftig eine Vielzahl von Atomen kartieren lässt, ist es weder das Ziel noch praktikabel, mit dieser Technik einen ganzen menschlichen Körper atomgenau zu kartieren. Vielmehr ist es der Traum der Wissenschaftler, die Technik dereinst zur Aufklärung der räumlichen Struktur von Biomolekülen wie zum Beispiel Proteinen zu verwenden. Derzeit verwenden Wissenschaftler für Proteinstrukturaufklärung meist die Röntgenkristallografie. Dazu werden allerdings Kristalle gebraucht, die aus Milliarden von identischen Molekülen bestehen. Proteine zu kristallisieren ist jedoch in vielen Fällen schwierig. Erreichen die ETH-Physiker ihr Ziel, würde für die Bestimmung der Struktur im Prinzip ein einzelnes Molekül genügen. Ein weiterer Vorteil von Nano-MRI ist, dass man Atome durch Isotope gezielt markieren kann. Dies würde Biologen helfen, Fragestellungen zur Funktion von Proteinen besser untersuchen zu können. Quelle: ETH Laborverfahren: COMPUTERGESTÜTZE BILDANALYSE Software analysiert Hirntumore blitzschnell Schneller als der Arzt, gleich sorgfältig und gratis: Das Berner ComputerProgramm BraTumIA zur Erkennung der Leitung der Professoren Roland Wiest (Universitätsklinik für Neuroradiologie) und Mauricio Reyes (ISTB). bösartiger Hirntumore macht inter- Analyse bis ins kleinste Detail national Furore. Dank «Data Mining» BraTumIA unterstützt Neuroradiologen optimal in ihrer Analyse-Arbeit. Die Software gleicht die MRI-Bilder eines Patienten mit allen bereits erfassten statistischen Daten ab und bestimmt die Gewebestrukturen des bösartigen Tumors bis ins Detail. Prof. Roland Wiest, Neuroradiologe und Leiter des Support Center of Advanced Neuroimaging am Inselspital: «Die präzise Segmentierung des Tumorgewebes ermöglicht uns, die Bildinformationen immer genauer zur Therapie-Optimierung einzusetzen. Dies ist enorm wichtig, weil neue Behandlungsstrategien bei Gliomen – bösartigen Tumoren – auf exakte Wachstumsdaten der Tumore angewiesen sind.» lernt die Software selbstständig laufend dazu. Höchstens zehn Minuten pro Patient benötigt das vollautomatische Computer-Programm für die Analyse der Magnetresonanz-Aufnahme eines Gehirntumors. Der Arzt braucht dafür 30 bis 60 Minuten. BraTumIA berechnet den Tumor zudem als weltweit erste Software dreidimensional ohne menschliche Unterstützung. Der Mensch würde das viel langsamer und mit einem höheren Fehlerrisiko machen. Im Spital-Alltag wird daher von Hand nur in zwei Ebenen gemessen. Entwickelt und klinisch geprüft hat das Programm ein Team von Ärzten und Ingenieuren des Inselspitals und des Instituts für Chirurgische Technologien und Biomechanik (ISTB) der Universität Bern unter Data Mining: Software lernt dazu BraTumIA reiht sich damit in den Trend des medizinischen Data Mining ein. Ähnlich wie beim gewöhnlichen Data Mining, bei dem im Internet Daten zu Kauf- oder Lesegewohnheiten von Kunden gesammelt werden, verbessert sich die Software durch das stete Sammeln neuer statistischer Daten laufend. International erfährt BraTumIA zurzeit grosse Aufmerksamkeit: Die Washington Post nutzte die Software Anfang Oktober als Vorzeige-Objekt bezüglich Data Mining im medizinisch-analytischen Bereich – die Software hatte bei internationalen Vergleichen bezüglich Messgenauigkeit stets einen Rang unter den ersten drei erreicht. Die Möglichkeit, die Software laufend mit neuen statistischen Daten zu «füttern», ist für Gehirntumor-Patienten in Zukunft entscheidend: Analysieren Ärzte MRIBilder von Tumorgeweben manuell, sind theoretisch Analyse-Fehlschlüsse in verschiedene Richtungen möglich. Die Software macht, falls überhaupt, Analyse-Fehler immer in die gleiche Richtung. Diese können Ärzte rasch und zielgerichtet überprüfen und auf ein Minimum reduzieren. Bald auch bei MS und Schlaganfällen Die intensive Zusammenarbeit von Ingenieuren und Ärzten in der Entwicklung von BraTumIA könnte bald auch Patienten mit Multipler Sklerose (MS) sowie Patienten nach einem Schlaganfall zugute kommen. Zurzeit arbeitet die Forschergruppe mit Hochdruck an zwei weiteren Versionen der Software. Bei MSPatienten soll BraTumIA genaue Analysen von entzündetem Hirngewebe in der weissen Hirnsubstanz (Plaques) liefern. Bei Schlaganfall-Patienten wird die Software der Risikoanalyse dienen: Unmittelbar nach dem Schlaganfall erkennt sie, welche Hirnbereiche auch nach der Behandlung voraussichtlich geschädigt bleiben. Dazu bezieht BraTumIA auch klinisch erhobenen Daten mit ein. BraTumIA: Die Software liefert Neuroradiologen eine schnelle und äusserst exakte Bilddaten-Analyse von bösartigen Gehirntumoren. (Bild: Unibern) Quelle: Unibern Laborscope 12/14 Laborscope 7–8/12 7 LABORSCOPE FARBE Die sichere Prüfumgebung für Lithium-Ionen-Batterien Die Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien wird in vielen Bereichen, wie zB in der Elektromobilität, immer beliebter. Aufgrund der hohen spezifischen Energie wächst mit zunehmender Speichergrösse die potentielle Gefahr kritischer Situationen. Unternehmen und Forschungseinrichtungen, welche mit Energiespeichern auf Li-Ionen-Basis umgehen, müssen sich der Herausforderung stellen, diesen Umgang so sicher wie möglich zu gestalten. Batterieprüfräume der DENIOS AG nehmen diese Herausforderung an. Der nicht sachgemässe Umgang mit Lithium-Ionen-Batterien birgt ein grosses Gefahrenpotenzial. Tiefenentladung, chemische Reaktionen, im schlimmsten Fall die Explosion der Batterien sind mögliche Szenarien. Vorfälle in Prüflaboren, die auf technisches oder menschliches Versagen zurückzuführen sind, machen deutlich, dass der Schutz von Mitarbeitern und Umwelt höchste Priorität hat. Technik-/ Sicherheitsräume von DENIOS sind die optimale Lösung, wenn es um das Lagern und Prüfen von Lithium-Ionen-Batterien geht. Grösse, Ausstattung, Sicherheitseinrichtung: Jeder Raum wird genau nach den Vorgaben des Kunden gebaut. Die jahrzehntelange Erfahrung der DENIOS AG in Konstruktion und Bau von Gefahrstofflagern kommt auch bei den Technik-/ Sicherheitsräumen zur Anwendung, besonders im Bereich Sicherheit. Druckentlastungsflächen im Dach- oder Seitenbereich ermöglichen im Ernstfall einen kontrollierten Druckausgleich. Die Zerstörung des Raumes oder die Gefährdung der Mitarbeiter durch aufreissende Türen und unkontrolliert freiwerdende Energie kann so8 Laborscope 12/14 mit schon im Vorfeld verhindert werden. Eine hochleistungsfähige technische Lüftung sorgt ausserdem für die Ableitung gesundheitsgefährdender und gegebenenfalls explosiver Gase. Eine umfassende Überwachung ist aus Sicherheitsgründen unumgänglich. Sensorische Gasdetektion, Temperaturüberwachung oder Brandfrühsterkennung erhöhen die Betriebs- und Arbeitssicherheit. Eine Ausstattung mit Brand- und Explosionsschutz ist für den Schutz von Mitarbeitern und technischem Equipment selbstverständlich. DENIOS Systeme werden speziell für die sichere Lagerung von gefährlichen Medien konstruiert. Die Systeme entsprechen den hiesigen Anforderungen und verfügen über europäischen Zulassung durch das DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik). Dank integrierter Auffangwanne sind Prüfräume von DENIOS optimal für die Aufnahme von auslaufenden Elektrolyten vorbereitet. In Kombination mit PE-Inlinern (fest verbaute Polyethylen-Auffangwannen) werden Schäden an Material und Umwelt umfassend vorgebeugt. DENIOS AG Mythenstrasse 4 5430 Wettingen Tel. 056 417 60 60 Fax 056 417 60 61 ALUFIX CLASSIC: ALUFIX Classic ist das modulare Spann- und Fixiersystem aus hochfestem Aluminium mit verschleissarm beschichteten Oberflächen für nahezu alle Anwendungen der dimensionellen Messtechnik. Der Hersteller Horst WITTE Gerätebau, Barskamp KG, Germany, gegründet 1969 als Produktionspartner der Luft- und Raumfahrtindustrie, ist heute einer der führenden Entwickler und Hersteller von modularen Spann-, Positionier- und Messeinrichtungen. Gemäss der wirklichen Idee eines Baukastensystems sind alle ALUFIX-Elemente wieder verwendbar und mit allen anderen Witte-Systemen und Elementen kombinierbar. Im Vergleich zum klassischen Vorrichtungsbau kann das ALUFIX-System schon ab der 2.Verwendung der Komponenten einen Kostenvorteil bringen. Anwendungsmöglichkeiten: Messaufnahmen: • einfach und direkt gebaut mit Komponenten aus dem modu- laren Baukasten nach dem ALUFIX-Prinzip • erweitert mit Messelementen, z.B. digitalen Messuhren Vorrichtungen zum: • Montieren und Justieren • Kleben und Schweissen • Fräsen und Lasern ALUFIX-Qualitätsstandard: • ALUFIX CLASSIC: hoch festes Aluminium für höchste Ansprüche an Belastung, Stabilität, Langlebigkeit und Genauigkeit. • ALUFIX ECO: Mittelfestes Aluminium als preisgünstige Alternative für normale Bean- spruchung und moderate Umbau-Intervalle. Systemgrössen: • AF16 (Raster 16 mm, Bohrungs-Ø 8 mm) und Alufix NewXS für Kleinteile / für optisches Messen • AF25 (Raster 25 mm, Bohrungs-Ø 12.5 mm) für kleine bis mittelgrosse Teile / für Einzelteilvorrichtungen • AF40 (Raster 40 mm, Bohrungs-Ø 20 mm) für mittelgrosse bis grosse Teile • AF50 (Raster 50 mm, Bohrungs-Ø 25 mm) für grosse, schwere Teile Elemente-Gruppen: Basis-Elemente (Platten, Quader, Streben, Winkel) Verstell-Elemente (Schlitten, Wippen, Hubsäulen, Drehteller) Anlage-Elemente (Kugeln, Kegel, Prismen, Passstücke) Spannelemente (Niederhaltefedern, Kniehebelspanner, Spannpratzen, Backenfutter, Schraub- LABORSCOPE FARBE stöcke, Magnete, Vakuumsauger) Verbindungselemente (Kupplungen, Schnell-Verbinder, Schraubverbinder) Im ToolShop von Brütsch/Rüegger Tools www.brw.ch finden Sie mit dem Stichwort «Alufix» einige einfache und bewährte StarterKits aus der Elemente-Gruppe Spannelemente zum Kennenlernen des Systems. Gern sendet Brütsch/Rüegger Tools Ihnen zur weiteren Information den Katalog zum NewXS Spannsystem sowie den neuen WITTE-Gesamtkatalog ALUFIX, Modulare Spannsysteme 2014/2015. Auf Wunsch besucht Sie ein Fachberater mit einem Demo-Baukasten-Set und baut Ihnen für ein Musterteil die passende Spannvorrichtung. Kontakt: Verkauf. Messtechnik@brw.ch Raster-Vakuum-Spannplatten (Set), ebenfalls aus dem Hause WITTE: Modulares Spannplatten-System aus Aluminium zum Spannen nichtmagnetischer Werkstücke mit einfachen, quadratischen und rechteckigen Formen. Sie finden diese Spannplatten im ToolShop mit der Artikel-Nr. BRW 417060. Lassen Sie sich durch eine unverbindliche Vorführung eines Fachspezialisten überzeugen. Kontakt: Verkauf. Fertigungstechnik@brw.ch Brütsch/Rüegger Werkzeuge AG Heinrich Stutz-Strasse 20 Postfach 8902 Urdorf Tel. 044 736 63 63 Fax 044 736 63 41 sales@brw.ch www.brw.ch Art und Weise ohne den Einsatz von Lampen oder anderen externen Heizvorrichtungen, die zur Korrosion in stark säurehaltigem Milieu neigen. Aufgrund seines innovativen Designs benötigt das DST-1000 kein Kühlwasser. Das erlaubt nicht nur mehr Flexibilität im Vorgang, sondern unterstützt auch das Einsparpotential innerhalb des Labors. Die komfortable eingebaute Abflussrinne entfernt überflüssige Säure einfach und effizient und benötigt keine zusätzliche Pumpe. Ausserdem passt die kompakte Einheit in nahezu alle Labor-Abzugshauben, da sie nur eine Arbeitsfläche von max. 40 x 30 cm beansprucht. Das Produktprogramm von AHF analysentechnik AG umfasst verschiedenste Laborartikel aus hochreinem PFA. Sie haben noch Fragen? Das Team von AHF berät Sie gerne! AHF analysentechnik AG Kohlplattenweg 18 DE-72074 Tübingen Tel. +49 (0)7071 970 901-0 Fax +49 (0)7071 970 901-99 info@ahf.de www.ahf.de Huber Eintauchkühler als flexible Kühllösung bis -100 °C Hochreines Subboiling–Destillationssystem aus PFA Metallfreies System zur Herstellung hochreiner Säuren für die Probenvorbereitung im Ultraspurenbereich Das DST-1000 Subboiling-Destillationssystem ist das ideale Zusatzgerät für Analysen mit ICPOES und ICP-MS. In der neuen Version jetzt auch mit Staubschutzaufsatz für den Einfülltrichter! Das Gerät ermöglicht die tägliche Herstellung hochreiner Säuren in ppt-Qualität, wodurch der höchste Reinheitsgrad (10ppt) erreicht werden kann. Auch die Destillation von HF ist problemlos möglich. Sämtliche Bauteile des Geräts sind aus hochreinem Fluorpolymer (PFA) gefertigt. Des Weiteren zeichnet sich das DST1000 durch seine Sicherheit und einfach Handhabung aus. Der Heizungsmantel, der die Evaporationskammer umgibt, erwärmt den Inhalt auf schonende Mit den Eintauchkühlern der TCReihe bietet Huber Kältemaschinenbau eine flexible Lösung für zahlreiche Kühlanwendungen. Die Geräte sind einfach in der Handhabung und eignen sich zum schnellen Abkühlen von Flüssigkeiten. Eine typische Anwendung ist das Gegenkühlen bei Wärmethermostaten. Die TC-Eintauchkühler gibt es ungeregelt für Kühlaufgaben bei denen eine Dauerkühlung benötigt wird bzw. als Variante mit Temperaturregelung und Pt100Fühleranschluss. Die geregelten Modelle mit dem Typenzusatz «E» verfügen über eine LED-Temperaturanzeige mit Sollwerteingabe und regeln mit einer Genauigkeit von ±0,5 K. Alle Modelle sind wahlweise mit spiralförmiger oder flexibler Eintauchkühlsonde aus Edelstahl erhältlich, damit können Flüssigkeiten in nahezu allen Gefässen abgekühlt werden. Die Modellreihe besteht aus drei Grundmodellen mit Kälteleistungen bis 300 Watt für Arbeitstemperaturen von -100 °C bis +100 °C (modellabhängig). Die kompakten Gehäuse sind aus hochwertigem Edelstahl gefertigt, besitzen Tragegriffe und benötigen nur wenig Stellfläche. Peter Huber Kältemaschinenbau GmbH Werner-von-Siemens-Strasse 1 D-77656 Offenburg Tel. +49 (0) 781-96030 Fax +49 (0) 781-57211 info@huber-online.com www.huber-online.com Laborscope 12/14 9 LABORSCOPE FARBE Der schnellste Muffelofen der Welt ermöglicht Mehr Punch im Fliegengewicht die rasche Bestimmung von Russ- und Kohlefa- Die neue Serie 3274 BP4 sern sowie Carbon-Nanotubes in Polymeren Im Kampf um hohe Leistung bei Auch unter Der Kunststoff-Schnellverascher Phönix MIV mit Inertgas-Atmosphäre ermöglicht die schnelle Veraschung einer Vielfalt von unterschiedlichen Kunststoffen und Kautschuk zur Bestimmung des Russ- bzw. Kohlefaseranteils und des Gehaltes an Carbon-Nanotubes. Das Resultat: Was früher Stunden brauchte, wird jetzt in Minuten erreicht. Die Einsatzgebiete für derartige Kunststoffcompounds sind typischerweise im Flugzeug- und Automobilbau (Stossstangen, Zierleisten, Armaturen, Wannen, Abdeckungen, Fertigteile, etc.) zu finden. Da die Werkstoffeigenschaften eines Kunststoffcompounds wesentlich von seinem Füllstoffgehalt abhängen, ist eine Schnellbestimmung dieses Füllstoffes (Russ, Kohlefaser, CarbonNanotubes etc.) zur effektiven Prozesskontrolle unerlässlich. Mit einem schnellen Eingreifen in die laufende Produktion kann enorm Geld eingespart werden. Mit konventionellen Muffelöfen werden Polymer und Füllstoff gemeinsam im Tiegel verascht und somit kann der Füllstoff nicht gemessen werden. Eine Alternative stellt das Phönix MIV mit Inert10 Laborscope 12/14 gas-Atmosphäre wie z. B. Stickstoffspülung dar. Die Schnellveraschung im Kunststoffverascher Phönix MIV liefert in nur 10 min. das Ergebnis. Dabei wird die Heizmuffel wird mit Inertgas wie z. B. Stickstoff gespült. Das Kunststoffpolymer verschwelt und verlässt den Tiegel während der kohlenstoffhaltige Füllstoff im Tiegel zurück bleibt. Also wird im Phönix MIV innerhalb von nur 10 min. der Kunststoff verascht und die kohlenstoffhaltigen Füllstoffe werden in ihrem gesamten Gewebe freigelegt. Das eingebaute Gebläse ent- fernt Rauch, Hitze und Dämpfe automatisch und erhöht so die aktive Arbeitssicherheit. CEM GmbH Pionier und Marktführer in der Mikrowellen-Labortechnik Carl-Friedrich-Gauss-Str. 9 D-47475 Kamp-Lintfort Tel. + 49 (0) 28 42 - 96 44 0 Fax + 49 (0) 28 42 - 96 44 11 www.cem.de geringstem Gewicht hat FAULHABER mit der Entwicklung seiner Serie 3274 BP4 einen neuen Champion in den Ring geschickt. Der bürstenlose DC-Servomotor, 32 mm Durchmesser und 74 mm Länge, hat ein Dauerdrehmoment von satten 165 mNm. Mit knapp 320 g bringt er dabei weniger als die Hälfte an Gewicht auf die Waage als herkömmliche Motoren mit vergleichbarem Leistungsvermögen. Der vierpolige bürstenlose DCServomotor ist besonders für Anwendungen geeignet, in denen es auf hohe Leistung und dynamischen Start-/Stopp-Betrieb bei möglichst geringstem Gesamtgewicht ankommt, wie beispielswiese in Gelenkantrieben von humanoiden Robotern, elektrischen Greifern in der Prozessautomatisierung oder Hochleistungsfahrantrieben für die Inspektionsrobotik. Der 3274 BP4 ist überlastfähig und arbeitet ohne verschleissanfällige mechanische Kommutierung. So erreicht er eine Betriebslebensdauer, die um ein Vielfaches höher ist als die eines herkömmlichen DC-Kleinstmotors. Die Steigung der Motorkennlinie beträgt nur 3 rpm/mNm bei einem Anhaltemoment von 2,7 Nm. härtesten Umgebungsbedingungen wie niedrigen Temperaturen oder hohen mechanischen Belastungen wie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt kann der 3274 BP4 zuverlässig liefern, was die Anwendung fordert. Dafür sorgen unter anderem ein robustes Edelstahlgehäuse und der Verzicht auf die sonst übliche Verwendung von Klebstoffen bei der Montage. Ein besonderer Mehrwert dieser Motorenserie ist die hohe Flexibilität in der Ausführung. Standardmässig ist die FAULHABER Serie 3274 BP4 mit digitalen Hall Sensoren ausgestattet. Hochauflösende optische und magnetische Encoder lassen sich einfach am hinteren Multifunktionsflansch anbringen. Optional ist der Motor auch mit analogen (linearen) Hall Sensoren verfügbar, die in vielen Anwendungsfällen einen Encoder ersetzen können. Zur leistungsoptimierten Abrundung des kompletten Antriebssystems steht darüber hinaus eine grosse Auswahl an Präzisionsgetrieben zur Verfügung. FAULHABER MINIMOTOR SA 6980 Croglio Tel. 091 611 31 00 Fax 091 611 31 10 www.faulhaber.com LABORSCOPE FARBE Einweg-Durchflusssensoren bieten neue Möglichkeiten für Medizingeräte Reichelt Chemietechnik bietet Laborartikel aus PFA (Perfluoralkoxy). PFA ist ein perfluorierter, teilkristalliner, thermoplastischer Kunststoff. Er vereint die hervorragenden chemischen Eigenschaften von Polytetrafluorethylen (PTFE) mit den mechanisch-technischen Eigenschaften von Poly-Fluorethylenpropylen (FEP). Sensirion AG (Schweiz), der führende Hersteller von digitalen Mikrosensoren, lanciert neue Einweg-Durchflusssensorlösungen für medizinische Geräte. Der Einsatz intelligenter, kleiner und kosteneffektiver Einweg-Durchflusssensoren wird die Medikamentenverabreichung von Grund auf verändern und bietet sicherere, zuverlässigere und mobilere Lösungen für die Pflege im Spital und zu Hause. Der Einweg-Durchflusssensor LD20-2000T misst Durchflussraten im Inneren medizinischer Schläuche, beispielsweise in einem Infusionsbesteck oder in Kathetern. Da er sehr kosteneffektiv ist, eignet er sich auch für den Einsatz in Einweganwendungen. Die Medikamentenabgabe über ein Infusionsbesteck, eine Infusionspumpe oder andere medizinische Produkte kann von nun an präzise und in Echtzeit gemessen werden. Da es dadurch leichter wird, die Behandlung zu überwachen und zu steuern, werden bessere Behandlungsergebnisse erzielt. Durch die automatische Erkennung von Störungen – beispielsweise Verschluss, undosierter Durchfluss, Luftblasen oder Risse in der Schlauchverbindung – wird die Patientensicherheit deutlich erhöht. Im Inneren des Einweg-Durchflusssensors misst ein Mikrochip den Durchfluss innerhalb eines fluidischen Kanals. Flussraten von 0 bis 420 ml/h und darüber hinaus werden mit der üblichen Genauigkeit von 5 % des Messwerts bestimmt. Inerte, benetzte Materialien für medizinische Anwendungen gewährleisten Sterilität ohne Verunreinigung der jeweiligen Flüssigkeit. Der gerade, offene Durchflusskanal ohne bewegliche Teile garantiert die herausragende Zuverlässigkeit der Messtechnologie. Dank der geringen Grösse des Sensorchips sind sehr schnelle und reproduzierbare Messungen möglich. Mit der CMOSens®Technologie von Sensirion wird das vollständig kalibrierte Signal auf dem nur 7,4 mm2 grossen Chip verarbeitet und linearisiert. Der Einweg-Durchflusssensor LD20-2000T ermöglicht es Herstellern medizinischer Geräte, mithilfe einer bahnbrechenden, erst kürzlich eingeführten Technologie neue, innovative Lösungen zu entwickeln. Sensirion verfügt über umfassende Erfahrung im Bereich Medizin, und Sensirions Durchflusssensoren werden bereits in zahlreichen Anwendungen in anspruchsvollen Bereichen genutzt, von Diagnoseinstrumenten bis zur Prozesssteuerung in der Halbleiterindustrie. PFA ist gegenüber nahezu allen Chemikalien stabil. Desweiteren ist der Kunststoff äusserst witterungsbeständig und strahlungsresistent. PFA kann in einem weiten Temperaturbereich eingesetzt werden und erlaubt Arbeitstemperaturen von -200 bis +260 °C. Gefässe aus diesem Werkstoff sind unzerbrechlich, autoklavierbar und aufgrund der hydrophoben und antiadhäsiven Eigenschaften ihrer glatten Oberfläche leicht zu reinigen. Alle genannten Eigenschaften prädestinieren PFA besonders für den Einsatz in der Spurenanalytik und zum kontaminationsfreien Arbeiten mit reinen und aggressiven Medien. RCT Reichelt Chemietechnik bietet aus PFA Laborflaschen, Probengefässe sowie Schalen und Becher an. Eine Besonderheit ist der für Heizplatten geeignete Becher aus Per- fluoralkoxy. Dieses Becherglas verfügt über einen Boden aus Graphit, der die Wärme gut auf das Bechermaterial PFA überträgt. Der Becherinhalt (Flüssigkeit) kommt nur mit dem PFA in Berührung. Die Behältnisse aus PFA finden Sie sowohl online als auch in gedruckter Form im Handbuch THOMAPLAST® I. Dieses und alle weiteren Handbücher können Sie jederzeit kostenfrei anfordern. Als Laborhändler bietet RCT Reichelt Chemietechnik ein umfassendes Angebot an Laborartikeln. Dieses beinhaltet Schläuche und Verbinder, Ventile und Durchflussmesser, Filtrationszubehör, Dichtungen und Befestigungselemente, Kleb- und Schmierstoffe, Halbzeuge, Pumpen und Antriebselemente. Alle Artikel sind in vielen Ausprägungen und aus unterschiedlichen Materialien lieferbar. RCT Reichelt Chemietechnik GmbH + Co. Englerstrasse 18 D-69126 Heidelberg Tel. +49 (0) 6221 3125 15 Fax +49 (0) 6221 3125 10 www.rct-online.de SENSIRION AG Laubisruetistrasse 50 8712 Staefa ZH Tel. 044 306 40 00 Fax 044 306 40 30 www.sensirion.com Laborscope 12/14 11 LABORSCOPE FARBE Steigende Nachfrage nach individuellen Hapa-Tinten Komfortables Laden von bis zu zehn Geräten mit der neuen ARP USB Ladestation Hapa, der innovative Spezialist für On-Demand-Drucklösungen, erfreut sich einer rasant steigenden Nachfrage nach individuell entwickelten Tinten. Die Anzahl der über USB zu ladenden Geräte nimmt immer weiter zu. Mit der neuen ARP USB Ladestation können jetzt bis zu zehn Geräte gleichzeitig mit Strom versorgt werden. Das spart Platz und Steckdosen. kompakt. Das Gewicht beträgt lediglich 560 Gramm. Für die optimale Kühlung der Ladestation ist ein Lüfter eingebaut. Das benötigte Stromkabel ist selbstverständlich im Lieferumfang enthalten. Tablets, Smartphones, MP3Player – Immer mehr Geräte werden heutzutage per USB geladen. Gleichzeitig werden Notebooks eher kleiner als grösser und haben dadurch immer weniger Platz für (USB-) Anschlüsse zum Laden der Geräte. Auch direktes Laden über die Steckdose kann ab einer bestimmten Anzahl Geräte zum Problem werden. Für die Ladestation sind verschiedene Zubehörartikel erhältlich. Dazu zählen USB Kabel in verschiedensten Ausführungen und Längen, zum Beispiel Micro USB oder Apple Lightning. Um die Ordnung zu bewahren, bietet sich der ARP Halter für 5 Tablets/ Smartphones an (Art.-Nr.: 5021962). Dieser eignet sich für Geräte bis zu einer Dicke von 1,2 cm und hält sie dank integriertem Gewicht sicher in Position. Immer mehr Unternehmen sind auf der Suche nach einem Tintenhersteller, der Tinten individuell für ihre Anwendungen entwickelt und die Produktionsmenge flexibel an ihren Bedarf anpasst, insbesondere bei sehr geringem Auftragsvolumen. Hapas neue Divison Hapa Ink entwickelt, produziert und liefert individuelle Tinten, die exakt auf die Anwendungen, Substrate und Bedarfsmengen der Kunden abgestimmt sind, und das auch bei kleinen Mengen. Optimale Ergebnisse Sowohl das Basissortiment als auch die individuellen Tinten bieten eine bedeutend höhere Druckqualität. «Unsere Tinten werden für einen optimalen Druck auf Kunststoff, Aluminium, Glas und Etikettenmaterial aller Art entwickelt», erklärt Mathias Theiler, Head of Hapa Ink. Sie zeichnen sich aus durch ausserordentliche Haftkraft, optimierte Fliesseigenschaften, Lichtechtheit sowie Tropfenqualität und -stabilität. «Besonders stolz sind wir auf die Opazität unserer weissen Tinten – sie ist in der Branche wohl unübertroffen», fügt er hinzu. Seit der Gründung Ende 2013 beliefert Hapa Ink ihre Kunden mit Tinten in jeder gewünschten 12 Laborscope 12/14 Menge – sei das Auftragsvolumen noch so klein. Die langfristige Verfügbarkeit der Tinten ist gewährleistet. Durchdachte Entwicklung Das Entwicklungsteam von Hapa Ink nutzt ausgeklügelte Analysemethoden und -instrumente, um Viskosität, Haftung, Opazität und Oberflächenspannung der Tinten zu optimieren. Die Spezialisten führen präzise UV-VisAnalysen und FT-IR-Spektroskopieanalysen durch, entwickeln UV-Dispersionen und messen die Leucht- und Deckkraft der Farben. Ferner hat Hapa Ink ein Sortiment an eigens für UV-Tinten geeigneten Reinigungsmitteln entwickelt. «Ein klarer Trend hin zur Just-in-time-Produktion, zu prozessfreundlichen Lean-Methoden und zu immer spezielleren und komplexeren Verpackungen bestimmt die Nachfrage nach unseren Tinten», erklärt Theiler. «Entscheidend ist, dass die Qualität bei jedem einzelnen Produktionslauf hundertprozentig stimmt. Nur so wird eine maximale Kosteneffizienz erreicht. Tinten, die speziell für die verwendeten Prozesse und Materialien entwickelt wurden, garantieren stets beste Ergebnisse und verringern das Risiko von Verpackungsfehlern», so Theiler. «Es ist einfach effizienter, die Tinte dem Prozess anzupassen, statt umgekehrt.» Hapa AG Chriesbaumstrasse 4 8604 Volketswil Tel. 043 399 32 00 Fax 043 399 32 01 info@hapa.ch www.hapa.ch Die Lösung ist die neue USB Ladestation von ARP. Sie benötigt nur eine Steckdose und bietet insgesamt zehn USB Anschlüsse zum Aufladen. Das integrierte Netzteil mit 105 Watt stellt sicher, dass an jedem Anschluss 2,1 Ampere Leistung zur Verfügung stehen. Dadurch ist ein schnelles Laden garantiert. Die Ladestation eignet sich hervorragend für Schulen, Verkaufsabteilungen mit Tablets und generell alle, die schon immer schlauer und schneller all ihre Geräte laden wollten. Mit einer Grösse von 175 x 130 x 50 mm ist die Ladestation sehr Die ARP USB Ladestation ist ab sofort zum Preis von CHF 99.- im ARP Online-Shop verfügbar (Art.-Nr.: 5021961). Dort findet man auch alle technischen Spezifikationen, die aktuelle Verfügbarkeit und passende Zubehörartikel. ARP Schweiz AG Birkenstrase 43 b 6343 Rotkreuz Tel. 041 799 09 09 www.arp.com LABORSCOPE FARBE FAULHABER ANTRIEBSSYSTEME Auf 460 Seiten präsentiert FAULHABER im neuen Katalog 2015 sein vielfältiges Produktprogramm für Klein- und Kleinstantriebssysteme. Übersichtliche Leistungstabellen und ausführliche technische Informationen erleichtern die Auswahl und führen schnell und gezielt zu den detaillierten Beschreibungen und technischen Daten der einzelnen Komponenten. Ein abgestimmtes Sortiment an hochwertiger Antriebstechnologie zur Realisierung anspruchsvoller und komplexer Aufgaben. FAULHABER MINIMOTOR SA 6980 Croglio Tel. 091 611 31 00 Fax 091 611 31 10 www.faulhaber.com Tecan’s AC Extraction Plate™ boosts productivity for clozapine testing at King’s College Hospital King’s College Hospital, London, has established a fully automated therapeutic drug monitoring protocol for clozapine using Tecan’s AC Extraction Plate™ and Freedom EVO® liquid handling platform. Lewis Couchman, Senior Clinical Scientist (Clinical Biochemistry Laboratory and Toxicology Department), explained: «We perform about 30,000 tests a year for clozapine, preparing the samples manually by liquid-liquid extraction. We wanted to automate the analytical process, making it more rapid and robust, and less prone to human error – as well as reducing costs and providing the capacity to grow the service – and the AC Extraction Plate and Freedom EVO have the potential to make a real difference to our workflow.» «Currently, samples arriving at the laboratory by 1 pm are manually extracted during the afternoon, run overnight, and the results reported the following day. The Freedom EVO can prepare a whole AC Extraction Plate in around 30 minutes, followed di- rectly by LC-MS analysis, with a runtime of just under four minutes a sample. We have compared around 500 samples prepared manually and using the automated method, and are really impressed with the results; there is no discrepancy between the two methods. We are in the final stages of the evaluation phase, but everybody is excited at the prospect of seeing it implemented.» Tecan Trading AG Cornelia Kegele / Antonietta Allocca Seestrasse 103, 8708 Männedorf Tel 044 922 81 11 Fax 044 922 81 12 info@tecan.com www.tecan.com Verbesserung der Konsistenz und Effizienz in frühen Stadien der Arzneimittelforschung Ein führender britischer Anbieter in den Bereichen der frühen Arzneimittelforschung und Entwicklungsprozess-Dienstleistungen hat die Konsistenz und Effizienz seiner Analysen durch die Verwendung von VIAFLO II Pipetten und dem VIAFLO ASSIST von INTEGRA verbessert. Durch das Einsetzen einer elektronischen VIAFLO II Pipette in den VIAFLO ASSIST können die Pipettierprotokolle vollautomatisch ausgeführt werden. Eine Wissenschaftlerin der britischen Gesellschaft bemerkte: «Unser Labor ist sehr zufrieden mit der Entscheidung, Mehrkanalpipetten und den VIAFLO ASSIST Pipettierassistenten anzuschaffen und in unsere tägliche Arbeit einzubinden. Wir benutzen den VIAFLO ASSIST für automatisierte Mehrkanal-Pipettieranwendungen, wie Verdünnungsreihen bei einer Vielzahl von Assays wie z.B. ELISA´s und Zellproliferationstests. Für Assays, die mehrere Dispensierungen benötigen, wird der ASSIST auch für die Plattenvorbereitung benutzt». Sie fügte hinzu: «Unser Labor hat auch ein robotergestütztes System, aber für kleinere Plattenmengen bevorzugen wir den VIAFLO ASSIST, da das Einrichten sehr schnell ist». Zusammenfassend stellte sie fest: «Insgesamt wurde die Konsistenz der Analysen durch die Nutzung der neuen VIAFLO II Pipetten und der automatischen Pipettierfunktion des VIAFLO ASSIST verbessert. Da der VIAFLO ASSIST leicht zu be- dienen ist, binden ihn mehr Mitarbeiter unseres Labors in ihre tägliche Arbeit ein. Der VIAFLO ASSIST hat uns auch geholfen, unsere Effizienz zu steigern, z.B. wenn wir Sandwich-ELISAs durchführen. Während eine Platte mit Antikörpern oder Puffer beschichtet wird, kann eine andere Platte im Plattenwäscher gewaschen werden, so dass diese unterschiedlichen Arbeitsschritte parallel ablaufen können». Mehrkanalpipetten sind eine wertvolle Hilfe für Laboratorien, die mit Mikrotiterplatten arbeiten. Jedoch führen lange und wiederholte Pipettierarbeiten zu Belastung und Ermüdung, können zum RSI-Syndrom führen und darüber hinaus die Ergebnisse weniger reproduzierbar machen. Der VIAFLO ASSIST stellt, zusammen mit INTEGRA’s elektronischen VIAFLO II Pipetten, eine perfekte Kombination dar, die Nutzer vor RSI schützt und gleichzeitig die Reproduzierbarkeit von langwierigen Pipettierprotokollen wie z.B. Verdünnungsreihen, Plattenbefüllungen und Reagenzzugaben erheblich erhöht. Durch das Einsetzen einer elektronischen VIAFLO II Pipette in den VIAFLO ASSIST können die Pipettierprotokolle vollautomatisiert ausgeführt werden. INTEGRA Biosciences AG Zizers, Switzerland Tel: + 41 81 286 9530 info@integra-biosciences.com www.integra-biosciences.com Laborscope 12/14 13 BIOTECHNOLOGIE Genetische Schnappschüsse Felix Würsten Viele Medikamente versuchen zu verhindern, dass sich Krebszellen weiter teilen. Doch die angegriffenen Zellen wehren sich mit einem raffinierten Mechanismus und lassen die Medizin ins Leere laufen. Assistenzprofessor Massimo Lopes hat den Reparaturvorgang der Zellen entschlüsselt. Unterstützt von Forschungsgeldern der Europäischen Union will er ihn in Zukunft überlisten. Es ist eine Arbeit, die viel Geduld erfordert: Stundenlang sitzen die Mitarbeitenden von Massimo Lopes in einem dunklen Raum und betrachten am Elektronenmikroskop kleine DNA-Fragmente, die sie vorher aus Krebszellen herausgelöst haben. Was die jungen Forscherinnen und Forscher suchen, sind eigentliche Schnappschüsse der Genetik: Es sind Stellen in der Erbsubstanz, wo sich der Doppelstrang der DNA gerade dupliziert und sich so auf die bevorstehende Zellteilung vorbereitet. Genau dort, so ist ihr Chef überzeugt, befindet sich ein Schlüssel, der die Krebstherapie massgeblich verbessern könnte. Das Aufteilen und anschliessende Kopieren der DNA-Doppelstränge ist ein zentrales Element der Zellteilung, sagt Massimo Lopes, Assistenzprofessor am Institut für molekulare Krebsforschung. Denn erst wenn sich die Chromosomen im Zellkern verdoppelt ha14 Laborscope 12/14 ben, kann sich eine Zelle teilen. Und da sich Krebszellen häufig teilen, spielt dieser Mechanismus bei ihnen eine besonders wichtige Rolle. «Ein wesentliches Merkmal von Krebszellen ist ja gerade, dass sie sich ungebremst vermehren», erläutert Lopes. «Deshalb setzen viele Krebsmedikamente genau hier den Hebel an: Sie zielen darauf ab, das Kopieren der DNA zu unterbinden und so das weitere Wachstum des Tumors zu verhindern.» Den Kopiervorgang verstehen Wie genau die Krebsmedikamente in den Kopiervorgang eingreifen und damit die ausgeklügelte Mechanik im Zellkern stören, versteht man erst ansatzweise. Deshalb kann man nicht genau sagen, warum die einen Medikamente bei einer Krebsart besser wirken als die anderen. «Die Chemotherapie basiert nach wie vor zu einem grossen Teil auf empirischen Erkenntnissen», stellt der Wissenschaftler fest. «Das hat mich schon während meines Studiums erstaunt.» Genau dies will Lopes nun ändern, indem er Schritt für Schritt aufzeigt, wie die DNA kopiert wird. Dabei kann er einen ersten wichtigen Erfolg vorweisen: Mit seiner Gruppe hat er einen Mechanismus entdeckt, der erklären könnte, warum Krebsmedikamente teilweise nicht so wirken wie erhofft. Verfahren kopiert: Der Doppelstrang wird vom einen Ende her wie ein Reissverschluss geöffnet. Gleich hinter dieser Öffnung werden die beiden Einzelstränge kopiert, so dass am Ende zwei vollständige DNA-Doppelstränge vorliegen. Stellen im Erbgut, die sich gerade kopieren, erkennt man dementsprechend an einer typischen Gabelung: Auf der einen Seite der Verzweigung befindet sich derjenige Teil des DNA-Strangs, der noch aufgeteilt werden muss; auf der anderen Seite der Gabelung befinden sich die beiden neuen Kopien. Genau diese dreiarmigen Gebilde sind es, die Lopes’ Mitarbeiter unter dem Mikroskop suchen. weiterfahren kann.» Übersetzt in die Welt der DNA heisst das: Die Moleküle der Krebsmedikamente verändern den bestehenden DNADoppelstrang so stark, dass der Kopiervorgang blockiert wird. Die molekularen «Züge» in den Krebszellen sind von diesen Hindernissen natürlich besonders stark betroffen, da sich diese Zellen häufig teilen. Doch es werden auch bei gesunden Zellen «Gleise» blockiert. Dies ist besonders fatal bei jenen Zellen, die sich regelmässig erneuern, etwa die Zellen in den Schleimhäuten oder die Haarzellen. Dort behindern die Krebsmedikamente die Zellteilung ebenfalls. Deshalb fallen bei einer Chemotherapie den Patientinnen und Patienten die Haare aus. Den molekularen Zug stoppen Wehrhafte Krebszellen «Dieser Kopiermechanismus ist wie ein Zug, der einem Gleis nachfährt», vergleicht Lopes diesen Vorgang mit einem Bild aus dem Alltag. «Die Grundidee bei der Chemotherapie ist nun, dass wir Hindernisse auf die Gleise legen, sodass der Zug nicht mehr Lopes hat nun herausgefunden, dass die Krebszellen über einen raffinierten Abwehrmechanismus verfügen, der die Wirkung der Krebsmedikamente reduziert. Dieser Abwehrmechanismus sorgt nicht nur dafür, dass die molekularen Züge stoppen, wenn sich ein Hindernis auf dem Gleis befindet, Pfiffiges Verfahren Um das zu verstehen, muss man sich etwas in die Abläufe vertiefen, die sich unmittelbar vor der eigentlichen Zellteilung abspielen. In dieser Phase wird die DNA in den Zellen nach einem pfiffigen DNA unter dem Elektronenmikroskop: Krebsforscher Massimo Lopes. Foto: Stefan Walter RtUReag.spez.Chem_2011neu:Katalog BIOTECHNOLOGIE sondern er befähigt die Zellen auch, die Gleise wieder in Ordnung zu bringen. Oder anders gesagt: Der DNA-Strang wird vom Reparaturmechanismus neu arrangiert, sodass der Kopiervorgang fortgesetzt werden kann. Dabei geschieht etwas Erstaunliches: Wenn der Reparaturmechanismus merkt, dass sich irgendwo im DNA-Strang eine Fehlstelle befindet, wird der Kopiervorgang unterbrochen und in der Gegenrichtung fortgesetzt. Dabei wird, anstelle des Teilstrangs mit Fehlstelle, der neue Doppelstrang, der keine Fehlstelle enthält, als Vorlage benutzt. Unter dem Mikroskop erkennt man dies an einer doppelten Gabelung. Anstelle eines dreiarmigen Gebildes hat man also plötzlich ein vierarmiges Gebilde vor sich. Neue Gleise verlegen Auf der einen Seite der Gabelung befindet sich derjenige Teil der DNA, der noch nicht aufgeteilt wurde; auf der anderen finden sich die anderen drei Arme: Zwei davon sind die neuen Kopien und der dritte besteht nur aus neuen Teilsträngen. Die Fehlstelle wird umgangen, indem anstelle des alten Doppelstrangs der fehlerlose neue Strang als Vorlage benutzt wird. Diese Korrektur ermöglicht es den Zellen, den ursprünglichen Kopiervorgang wieder aufzunehmen. Oder wie es Lopes ausdrückt: Der Zug kann die Strecke wieder befahren, weil um das Hindernis herum neue Gleise verlegt wurden. Bei diesem Vorgang handelt es sich offenbar um einen fundamentalen Reparaturmechanismus: «Wenn wir Krebszellen untersuchen, die mit Krebsmedikamenten behandelt wurden, finden wir bei einem Viertel bis einem Drittel der gegabelten DNA-Fragmente vier Arme», berichtet Lopes. Bemerkenswert ist, dass bereits Mitte der 1970erJahre vorgeschlagen wurde, Zellen könnten auf diese Weise Defekte in der DNA korrigieren. Doch die Idee wurde nicht weiterverfolgt; sie schien zwar einleuchtend, aber letztlich doch zu kompliziert. Und man konnte sie damals auch nicht experimentell überprüfen. Erst jetzt, fast vierzig Jahre später, kann Lopes zeigen, dass die Korrektur in den Zellen tatsächlich so abläuft. Ready-to-use Reagenzien ... Den Mechanismus stören Mit den neuen Erkenntnissen hat der Wissenschaftler einen guten Ausgangspunkt für die weitere Forschung. Für diese erhielt er Anfang Jahr von der EU im Rahmen eines ERC Consolidator Grant 2,3 Millionen Franken zugesprochen – gerade noch rechtzeitig vor der Annahme der Masseneinwanderungsinitiative, wie er schmunzelnd erklärt. Zusammen mit Partnern aus anderen europäischen Ländern will er nun herausfinden, wie man den Korrekturmechanismus in den Zellen gezielt stören könnte. «Wenn es uns gelingt, das Abwehrsystem in den Krebszellen zu überlisten, müssen wir möglicherweise weniger Hindernisse auf die Gleise legen, um die Züge an der Weiterfahrt zu hindern. Oder anders gesagt: Wir könnten die Dosierung bei der Chemotherapie verringern und so auch die Nebenwirkungen reduzieren.» ... und CHEMIKALIEN für jeden und den speziellen Bedarf! Felix Würsten ist freischaffender Journalist. Direktbestellung 061/712 11 60 oder www.carlroth.ch mit Neuheiten & Sonderangeboten Laborbedarf - Life Science - Chemikalien ROTH AG Quelle: Universität Zürich Fabrikmattenweg 12 - 4144 Arlesheim Tel: 061/712 11 60 - Fax: 061/712 20 21 info@carlroth.ch - www.carlroth.ch Laborscope 12/14 15 13.07.2 BIOTECHNOLOGIE Schweizerischer Nationalfonds unterstützt Schmerzforschung am Wurm Der Biologe Dominique Glauser erhält für die Schmerzerforschung an Fadenwürmern vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) einen Starting Grant für Jungforschende. Das gewichtige Stipendium soll dabei helfen, die bisherigen Erkenntnisse des Förderprofessors am Departement für Biologie der Universität Freiburg zu verfeinern und weiter voranzutreiben. Ziel ist es, mit Hilfe der Forschung am Wurm eine neue Generation von Schmerzmitteln zu finden, die gezielter eingesetzt werden können und mit weniger Nebenwirkungen belastet sind. Wer mit seiner Hand in Kontakt mit einer glühend heissen Herdplatte kommt, verspürt einen unmittelbaren intensiven Schmerz und zieht die Hand sofort von der Herdplatte weg. Die Reaktion besteht also aus zwei Teilen: Dem Schmerz und dem Rückzugsreflex. Das Forschungsteam um Professor Dominique Glauser des Departements für Biologie interessiert sich für den Teil dazwischen. Was passiert zwischen dem gespürten Reiz und der Reaktion? Sie verfolgten ab dem Schmerzempfinden bis hin zu den Neuronen, in welcher Weise die Infor16 Laborscope 12/14 mation an den Bewegungsapparat einerseits und ans Gehirn andererseits weitergegeben wird. Ein Forschungsansatz, der nicht zuletzt aufgrund der umfassenden Analyse der Schmerztransmission – vom Molekül bis hin zum reaktiven Verhalten – besonders spannend ist und kürzlich in der internationalen Fachzeitschrift Neuron publiziert wurde. Schmerz lass nach Der Fadenwurm Caenorhabditis elegans verfügt über ein Nervensystem, das in vielerlei Hinsicht demjenigen des Menschen sehr ähnlich ist, abgesehen natürlich von der enorm viel kleineren Anzahl an Neuronen (302 Neuronen). Es ist deshalb nicht erstaunlich, dass auch der Fadenwurm eine sehr offensichtliche Reaktion zeigt, wenn er beispielsweise mit grosser Hitze in Berührung kommt. Er stellt also ein ideales Modell dar zur Erforschung der Mechanismen im Bereich der Nozizeption, also der Wahrnehmung von Schmerzen verursachenden Stimuli. Mit Hilfe von im Labor mutierten Würmern gelang es Prof. Glauser, die Rolle des Proteins CMK-1 im Bereich der Sensibilität auf Hitze zu entschlüsseln. Wird ein Wurm in unmittelbarer Nähe einer grossen Hitzequelle ausgesetzt, sucht er unmittelbar darauf das Weite; er versucht, der Gefahr zu entkommen. Das Protein CMK-1 ist in diesem Moment im Zytoplasma der Schmerz wahrnehmenden Neuronen vorhanden. Verbringt der Wurm hingegen eine längere Zeitspanne in der Hitzequelle, nehmen seine Sensibilität und damit auch sein «Fluchtreflex» ab. Der Wissenschaftler konnte nachweisen, dass sich CMK-1 mit der Schmerzforschung: Was passiert zwischen einem gespürten Reiz und der Reaktion? Bild: Thinkstock nachlassenden Sensibilität in den Zellkern des Neurons verschiebt und schliesst daraus, dass diese Verschiebung des Proteins in den Zellkern die Ursache für das geminderte Schmerzempfinden ist. Entsprechende Tests, in welchen das Protein CMK-1 künstlich in das Zytoplasma oder eben in den Zellkern transportiert wird, bestätigten, dass damit die Sensibilität des Wurms beeinflusst werden kann und untermauern die Annahme, dass dieser molekulare Mechanismus in der Lage ist, die Reaktion auf Schmerzempfinden zu verändern. Sollte es gelingen, diese Verschiebung des Proteins CMK-1 auch beim Menschen provozieren zu können, würde dies den Weg zu einer völlig neuen Form der Schmerztherapie ebnen. Dazu müsste ein Medikament entworfen werden, dass dazu führt, das CMK-1, das auch beim Menschen vorkommt, sich in den Zellkern der Schmerzempfindungsneuronen verschiebt und damit zur Reduktion der Sensibilität führt. Da dieser potentielle Wirkstoff haupt- sächlich einen Einfluss auf das periphere Nervensystem hat, kann die Gefahr von Nebenwirkungen vermindert werden. «In einem nächsten Schritt werden wir untersuchen, wie CMK-1 in den Zellkern gelangt resp. was das Protein veranlasst, sich zu verschieben. Auch möchten wir noch genauer herausfinden, welche Gene von CMK-1 im Zellkern reguliert werden, damit möglichst viele Nebenwirkungen ausgeschlossen werden können», so Dominique Glauser zum weiteren Verlauf seiner Forschung. Der Starting Grant des SNF zur Unterstützung von Prof. Glausers Forschung beläuft sich auf 1,5 Millionen Franken und läuft über fünf Jahre. In Neuron veröffentlichte Studie: http://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(14)00959-3 Quelle: Universität Freiburg/ Université de Fribourg BIOTECHNOLOGIE Mögliche Alternative zu Antibiotika entdeckt Ein internationales Forscherteam unter Berner Leitung hat eine neue Substanz entwickelt, um schwere bakterielle Infektionen zu behandeln – ohne den Einsatz von Antibiotika. Damit könnten künftig auch Antibiotika-Resistenzen vermieden werden. Antibiotika sind seit der Erfindung des Penicillins vor fast 90 Jahren aus der Behandlung bakterieller Infektionen nicht mehr wegzudenken. Allerdings warnt die Weltgesundheitsorganisation WHO vor der Entwicklung von AntibiotikaResistenzen, die sich weltweit ausbreiten: In diesen Fällen wirken Antibiotika nicht mehr. Somit können dann auch simple Infektionen wie eine Lungenentzündung tödlich enden. Zudem sind der WHO zufolge dringend neue Wirkstoffe nötig, die sich zwar gegen Bakterien richten, aber keine bakterielle Resistenz hervorrufen. Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Eduard Babiychuk und Annette Draeger vom Institut für Anatomie der Universität Bern hat nun einen alternativen Ansatz zu bisherigen Antibiotika entwickelt: Die Forschenden haben durch Liposomen, das sind künstlich hergestellte Nanopartikel, die aus Bestandteilen der Fettschicht von Körperzellen gebildet werden, einen «Schutzschild» entwickelt. Dieser fängt die von den Bakterien ausgestossenen Giftstoffe ein und neutralisiert sie. Dadurch werden die Bakterien ungefährlich und können von den Zellen des Immunsystems überwältigt und unschädlich gemacht werden. Robuste Behälter aus stossfestem, säure- und lösungsmittel- sowie feuchtigkeitsbeständigem Material. vergiftung und wurden ohne Antibiotika wieder gesund. Zum Patent angemeldet Ektronenmikroskopische Aufnahme von Staphylococcus aureus, der unter anderem Lungenetzündungen hervorrufen kann. Foto: Eric Erbe, Christopher Pooley, Wikipedia, gemeinfrei. Die Studie wird von der Zeitschrift «Nature Biotechnology» am 2. November publiziert. Köder für Bakterien-Gifte entwickelt Liposomen werden unter anderem verwendet, um Medikamente in den Körper zu transportieren. Die Berner Wissenschaftler setzten nun Liposomen so zusammen, dass sie bakterielle Giftstoffe anziehen und so die Körperzellen vor diesem gefährlichen «Beschuss» schützen. «Wir haben einen unwiderstehli- chen Köder für bakterielle Toxine kreiert. Darum attackieren sie die Liposomen und werden dort gezielt eingefangen und unschädlich gemacht, ohne dass sie Schaden an unseren Körperzellen anrichten können», sagt der Studienleiter Eduard Babiychuk. «Da die Wirkung der Liposomen sich nicht gegen die Bakterien selber richtet, kann sich auch keine Resistenz entwickeln», fügt die KoLeiterin Annette Draeger hinzu. Mäuse, die im Tierversuch mit diesen Liposomen behandelt wurden, überlebten eine sonst tödliche Blut- Wegwerf-Overall mit Kapuze aus stoffähnlichem Vlies leicht und bequem. Mit Reissverschluss und Gummizug an Ärmeln und Beinen. Grössen: M, L, XL, XXL Fr. 138.-/100 Stück Der neue Wirkstoff ist von der Technologietransfer-Organisation Unitectra Bern, an der auch die Universitäten Basel und Zürich angeschlossen sind, zum Patent angemeldet worden. Die neue Substanz wird als Medikament unter dem Namen «CAL02» von der Genfer Biotechnologiefirma LASCCO SA weiterentwickelt und für die klinischen Studien und die Anwendung am Menschen vorbereitet. Die LASCCO SA ist auf die Entwicklung biomedizinischer Technologie spezialisiert. Eine erste klinische Studie mit Patienten, die an einer schweren Lungenentzündung durch Streptokokken leiden, ist zur Zeit in Planung. Angaben zur Publikation Brian D. Henry, Daniel R. Neill, Katrin Anne Becker, Suzanna Gore, Laura Bricio-Moreno, Regan Ziobro, Michael J. Edwards, Kathrin Mühlemann, Jörg Steinmann, Burkhard Kleuser, Lukasz Japtok, Miriam Luginbühl, Heidi Wolfmeier, André Scherag, Erich Gulbins, Aras Kadioglu, Annette Draeger & Eduard B. Babiychuk: Engineered liposomes sequester bacterial exotoxins and protect from severe invasive infections in mice, in Nature Biotechnology, (2014) Einmalhandschuhe aus Latex, Vinyl, PE oder Nitril. Puderfrei, beschichtet oder steril. Wegwerf-Mantel mit Kragen aus Stoffähnlichem Vlies. Grössen: M, L, XL, XXL, Fr. 195.-/100 Stück Quelle: Universität Bern Haube aus Vlies, weiss, blau, rot oder grün. Fr. 40.-/1000 Stück PVC-Schuhüberzug blau, mit Gummizug, Fr. 79.95/1000 Stück www.meditrade.ch Tel. 044 946 12 20 Laborscope 12/14 17 BIOTECHNOLOGIE Kühlen mit der kältesten Materie der Welt Physiker der Universität Basel haben eine neue Kühlmethode für mechanische Quantensysteme entwickelt: Mit einem ultrakalten atomaren Gas wurden die Schwingungen einer Membran auf weniger als 1 Grad über dem absoluten Nullpunkt abgekühlt. Diese Methode könnte unter anderem zu neuartigen Präzisionsmessinstrumenten führen, wie die Forscher im Fachmagazin «Nature Nanotechnology» berichten. Ultrakalte atomare Gase gehören zu den kältesten Objekten überhaupt. Mithilfe von Laserstrahlen lassen sich die Atome in einer Vakuumkammer einfangen und ihre Bewegung auf Schneckentempo abbremsen. Damit erreicht man Temperaturen von unter 1 Millionstel Grad über dem absoluten Nullpunkt – der Temperatur, bei der alle Bewegung zum Stillstand kommt. Bei solch niedrigen Temperaturen gehorchen die Atome den Gesetzen der Quantenphysik: Sie bewegen sich wie kleine Wellenpakete durch den Raum und können sich in einer Überlagerung von mehreren Orten gleichzeitig befinden. Diese Eigenschaften werden technologisch ausgenutzt, so etwa in Atomuhren und anderen Präzisionsmessinstrumenten. Ein ultrakalter atomarer Kühlschrank Kann man diese ultrakalten Gase als Kühlmittel verwenden, mit dem sich andere Objekte ebenfalls 18 Laborscope 12/14 auf niedrige Temperaturen abkühlen lassen? Dies würde vielfältige Möglichkeiten zur Untersuchung der Quantenphysik in neuen und möglicherweise grösseren Systemen erschliessen. Das Problem dabei ist, dass die Atome mikroskopisch klein sind und selbst die grössten bisher erzeugten Wolken von einigen Milliarden ultrakalten Atomen immer noch viel weniger Teilchen als etwa ein kleines Sandkorn enthalten. Damit ist die Kühlleistung der Atome begrenzt. Forschern der Universität Basel um Prof. Philipp Treutlein ist es nun gelungen, mit ultrakalten Atomen die Schwingungen einer millimetergrossen Membran zu kühlen. Die Membran ist ein 50 Nanometer dünner Film aus Siliziumnitrid, der wie das Fell einer kleinen quadratischen Trommel auf und ab schwingt. Solche mechanischen Oszillatoren sind nie ganz in Ruhe, sondern vollführen Schwingungen, die von der Temperatur abhängen. Obwohl die Membran rund eine Milliarde Mal mehr Teilchen enthält als die atomare Wolke, wurde ein starker Kühleffekt beobachtet, der die Membranschwingungen auf weniger als 1 Grad über dem absoluten Nullpunkt abkühlt. «Der Trick dabei ist, die gesamte Kühlleistung der Atome auf den gewünschten Schwingungsfreiheitsgrad der Membran zu konzentrieren», erklärt Dr. Andreas Jöckel, einer der Projektmitarbeiter. Die Wechselwirkung zwischen Atomen und Membran wird mit einem Laserstrahl erzeugt. «Das Laserlicht übt Kräfte auf Membran und Atome aus», so der Physiker. «Schwingt die Membran, ändert das die Lichtkräfte auf die Atome – und umgekehrt.» Der Laser überträgt die Kühlwirkung auf diese Weise über Distanzen von mehreren Metern, sodass sich die atomare Wolke nicht im direkten Kontakt mit der Membran befinden muss. Ein optischer Resonator aus zwei Spiegeln, zwischen denen sich die Membran befindet, verstärkt den Kopplungseffekt. Erstes Experiment weltweit Systeme, in denen ultrakalte Atome und mechanische Oszillatoren mithilfe von Licht gekoppelt werden, wurden bereits in theoretischen Arbeiten vorgeschlagen. Das Experiment der Universität Basel ist nun das weltweit erste, in dem ein solches System realisiert und für die Kühlung des Oszillators verwendet werden konnte. Mit weiteren technischen Verbesserungen sollte es möglich sein, die Schwingungen der Membran in den quantenmechanischen Grundzustand zu kühlen. Die Kühlung mithilfe der Atome ist für die Forscher nur der erste Schritt: «Die gut kontrollierbare Quantennatur der Atome in Kombination mit der lichtinduzierten Wechselwirkung bietet auch neue Möglichkeiten zur Quantenkontrolle der Membran», so Prof. Philipp Treutlein. Dies könnte Grundlagenexperimente zur Quantenphysik in einem relativ makroskopischen mechanischen System ermöglichen, das mit blossem Auge sichtbar ist. Zudem liessen sich sogenannte verschränkte Zustände von Atomen und Membran erzeugen. Diese würden die Messung der Membranschwingungen mit bisher unerreichter Präzision ermöglichen, was wiederum in neuartigen Sensoren für kleine Kräfte und Massen Anwendung finden könnte. Die Experimente an der Universität Basel wurden von der Europäischen Union finanziell unterstützt und sind Teil des Nationalen Forschungsschwerpunkts Quantenwissenschaften und Quantentechnologie (NCCR QSIT) sowie des Swiss Nanoscience Institutes (SNI). Originalbeitrag Andreas Jöckel, Aline Faber, Tobias Kampschulte, Maria Korppi, Matthew T. Rakher, and Philipp Treutlein: Sympathetic cooling of a membrane oscillator in a hybrid mechanical-atomic system,in Nature Nanotechnology, advance online publication (2014) Quelle: Universität Basel Eine Wolke von ultrakalten Atomen (rot) wird zur Kühlung der mechanischen Schwingungen einer millimetergrossen Membran (braun, in schwarzem Rahmen) verwendet. Die mechanische Wechselwirkung zwischen Atomen und Membran wird durch einen Laserstrahl und einen optischen Resonator (blaue Spiegel) erzeugt. Bild: Tobias Kampschulte, Universität Basel BIOTECHNOLOGIE Wie frühe Traumata das Verhalten prägen Angelika Jacobs Traumatische Erlebnisse in der Kindheit erhöhen das Risiko für psychische Krankheiten. Zu einem gewissen Grad können sie aber helfen, im späteren Leben besser mit schwierigen Situationen umzugehen. Forschende haben an Mäusen untersucht, wie sich solche Effekte auch auf die nächste Generation übertragen. Traumatische Erlebnisse hinterlassen ihre Spuren. Menschen, die in frühester Kindheit Schlimmes erfahren haben, leiden häufiger unter psychischen Erkrankungen wie dem Borderline-Syndrom oder Depressionen. Allerdings können solche schlimmen Erlebnisse unter gewissen Umständen auch positive Auswirkungen haben. So scheint leichter bis mittelschwerer Stress in der frühen Kindheit Betroffenen zu helfen, Strategien zu entwickeln, um im späteren Leben besser mit Stress umzugehen. In der Psychologie und Psychiatrie ist schon länger bekannt, dass negative Folgen eines Traumas auch noch bei den Kindern der Betroffenen auftreten können. Die molekularen Mechanismen hinter dieser Vererbung kommen erst langsam zutage. Ein Forscherteam um Isabelle Mansuy, Professorin für Neuroepigenetik der Universität und ETH Zürich, hat nun erstmals an Mäusen untersucht, inwie- fern sich auch die positiven Effekte von Stress auf die Nachfolge-Generation übertragen. Zielorientiert in schwierigen Situationen Die Forschenden setzten neugeborene Mäusemännchen traumatischem Stress aus, indem sie sie in unregelmässigen Abständen von ihren Müttern trennten. Zusätzlich setzten sie die Muttertiere extremem Stress aus. Dann untersuchten sie in Tests das Verhalten der herangewachsenen Mäuse und ihrer Nachkommen im Vergleich zu Kontrolltieren, die weder selbst noch in der Elterngeneration Stress erfahren hatten. Tatsächlich konnten die Nachkommen der gestressten Tiere auf komplexe Aufgaben effizienter reagieren als die Kontrollmäuse. Beispielsweise passte sich der Nachwuchs gestresster Väter besser an sich unvorhersehbar ändernde und komplexe Regeln einer Aufgabe an, um bei Durst eine Ration Wasser zu erhalten. Sie reagierten also flexibler. Bei einem anderen Test sollten sie nach einem Lichtsignal die Schnauze in eine Öffnung stecken, allerdings mit einer vorgegebenen zeitlichen Verzögerung von 6, 12 oder 18 Sekunden. Bei der längsten Verzögerung von 18 Sekunden, was eine sehr schwierige Aufgabe darstellt, schnitten die gestressten Mäuse und ihr Nachwuchs besser ab als die Kontrolltiere. Dies interpretieren die Forschenden als ein verbessertes zielorientiertes Verhalten in schwierigen Situationen. Da die Mäuseväter getrennt von ihrem Nachwuchs und deren Müttern gehalten wurden, können die Jungtiere das Verhalten nicht erlernt haben, sondern müssen es auf molekularem Wege über die Keimzellen vererbt erhalten haben. Um herauszufinden, wie genau es zum veränderten Verhalten kommt, und wie es sich auf die nächste Generation überträgt, untersuchten die Forschenden die Aktivität eines Gens, für dessen Zusammenhang mit Verhaltensflexibilität es bereits Hinweise gibt. Sowohl im Gehirn als auch in Spermien der gestressten Tiere fand das Team um Mansuy veränderte, sogenannte epigenetische, Markierungen an diesem Gen, welche festlegen, wie stark es abgelesen wird. Die veränderten Markierungen übertragen sich vermutlich durch die Spermien auch auf die Nachfolgegeneration und könnten somit für deren verändertes Verhalten mitverantwortlich sein. Bei dem Gen handelt es sich um die Erbinformation für den Mineralocorticoid-Rezeptor, der Signalstoffe wie das Stresshormon Cortison bindet und daraufhin eine Signalkaskade in Nervenzellen auslöst. Probleme überwinden helfen «Unsere Ergebnisse zeigen, dass Umwelteinflüsse das Verhalten verändern, und sich diese Veränderungen auch auf die NachfolgeGeneration übertragen können», erklärt Mansuy. Die Erkenntnis, dass sich nicht nur die Anfälligkeit für psychische Störungen von traumatisierten Eltern auf ihre Kinder überträgt, sondern auch das verstärkte zielorientierte Verhalten in schwierigen Situationen, könnte auch für die Klinik interessant sein. Um Probleme wie Depressionen zu überwinden, könnten Ärzte den Betroffenen helfen, allenfalls auf Stärken wie diese zu bauen. Auch liefern die Ergebnisse zu den Veränderungen des MineralcorticoidRezeptor-Gens wichtige Hinweise dafür, dass dort ein Ansatzpunkt für zukünftige Medikamente liegen könnte. «Wir sagen keinesfalls, dass frühkindliche Traumata etwas Positives sind», betont Mansuy. Ihre Studie an Mäusen zeige aber auf, wie extremer Stress das Gehirn und damit das Verhalten über Generationsgrenzen hinweg verändern könne, sowohl was negative als auch gewisse positive Aspekte angehe. Literaturhinweis Extremer Stress in früher Kindheit verändert das Verhalten. Foto: Ocskay Bence / Fotolia Gapp K, Soldado-Magraner S, Alvarez-Sánchez M, Bohacek J, Vernaz G, Shu H, Franklin TB, Wolfer D, Mansuy IM: Early life stress in fathers improves behavioural flexibility in their offspring. In: Nature Communications, (2014) Laborscope 12/14 19 AUS DER PRAXIS Integrierte Qualitätskontrolle in der Herstellung Rund 200 Unternehmen nutzen Qualitätsfunktionen der GUS-OS Suite Für Unternehmen in qualitätsorientierten Branchen wie zum Beispiel Pharmaund Chemieproduktion oder bei der Herstellung von Nahrungs- und Genussmitteln ist es entscheidend, zu praktisch jedem Herstellungsschritt auch den Nachweis der verwendeten und erzielten Qualität und der geleisteten Sorgfalt zu erbrin- Suite sorgt dafür, dass Qualitätsprüfungen, Messungen und Zertifikatsdokumentationen als Teil des Geschäftsprozesses angestossen werden. Damit wird sichergestellt, dass bei klar definierten Prozessschritten – wie zum Beispiel im Wareneingang, im Warenausgang und bei der In-Prozess-Kontrolle – die im Prüfplan vorgesehenen Messungen erfolgen und mit den hinterlegten SollWerten verglichen werden. Gleichzeitig wird so auch sichergestellt, dass die vereinbarten Massnahmen bei nicht tolerierbaren Abweichungen eingeleitet werden. gen. Dazu fordern unter Prüfplananlage: anderem die Guidelines Der Laborauftrag (Prüfplan) wird automatisch oder manuell auf Basis einer validierten Spezifikation erstellt. Dabei werden die Sollvorgaben aus der Spezifikation automatisch übernommen. Der Laborauftrag kann der einzelnen Prüfsituation angepasst werden. Neben der Freigabeprüfung können weitere Spezifikationen und daraus resultierende Prüfpläne wie der Good Manufacturing Practices auf. Mit GUS-OS Labor als integraler Bestandteil der auf die Prozessindustrie spezialisierten Unternehmenslösung GUS-OS Suite der GUS Schweiz AG wird diese Herausforderung ideal erfüllt. Als Modul der ERP-Lösung nutzt GUS-OS Labor als vollständiges Labor-Informations und Management-System (LIMS) nicht nur zentrale Datenbestände und Funktionen den Unternehmenslösung, wie zum Beispiel die Materialwirtschaft oder den Einkauf inklusive Lieferantenbewertung, die auch für die Beschaffung und Bevorratung von Prüfmitteln genutzt werden können. Auch das anwendungsintegrierte Workflow-Management der GUS-OS 20 Laborscope 12/14 In-Prozess-Kontrollen, Stabilitätsuntersuchungen, Nachuntersuchung, Reklamationsuntersuchung angelegt und bearbeitet werden. Probenziehung: Nach Anlage des Prüfplans wird die Probenziehung anhand von Gebinde- bzw. Chargenmengen oder definierten Intervallen berechnet. Die Probenziehung wird von den in den Spezifikationen hinterlegten Probenziehalgorithmen und Parametern gesteuert. Rückstellmuster und weitere Proben werden in der Probenziehung mit berücksichtigt. Rückstellmuster werden nach Klassen sortiert in der Stellplatzlagerverwaltung eingelagert und dann verfallsterminbezogen und zu Sonderaktionen ausgelagert. Messwerterfassung Die Messwerterfassung erfolgt wahlweise prüfplanbezogen oder probenbezogen. Die eingegebenen Messwertergebnisse werden online mit den bis zu drei eingestellten Toleranzstufen verglichen und automatisch ausgewertet. Dabei wird auch eine Prüfung der eingegebenen Nachkommastellen durchgeführt. Eine automatische Berechnung statistischer Kennzahlen sowie eine dynamische Formelberechnung sind integriert. Zertifikatserstellung: Die Zertifikatserstellung wird durch einen Assistenten unter- AUS DER PRAXIS tionen der integrierten Qualitätskontrolle innerhalb der GUS-OS Suite. Aus der Vielzahl der Einsatzbeispiele ergibt sich das Bild eines vollständigen LIMS, das sowohl in Labors für die Qualitätsprüfung als auch in Entwicklungs- und Testlabors eingesetzt werden kann Stabilitätsprüfungen: Stabilitätsprüfungen können bei verschiedenen klimatischen Bedingungen zu fest definierten Prüfzeitpunkten ausgeführt werden. Je Prüfzeitpunkt und Klimazone wird ein Prüfumfang analog zu den Freigabeprüfungen angelegt mit Definition der benötigten Proben. Je Prüfzeitpunkt erfolgt eine endgültige Festlegung und Freigabe des Prüfauftrags und dann eine Auslagerung der benö- Lausanne Beaulieu Lausanne 06. - 07. Mai 2015 Die Messe für Technologien & Dienstleistungen im Labor Inserat_labotec2015_185x135.indd 1 tigten Stabilitätsproben. Rund 200 Unternehmen in Zentraleuropa nutzen bereits die Funk- GUS Schweiz AG Sonnenstrasse 5 9000 St. Gallen Tel. 071 242 71 00 www.gus-group.ch. 2015 stützt, um kundenspezifische Zertifikate komfortabel und effizient zu konfigurieren. Bei vordefinierten Konfigurationen können die Zertifikate auch automatisch erzeugt werden. 04.11.2014 09:30:24 Laborscope 12/14 21 AUS DER PRAXIS Klebebänder auf dem Prüfstand Guido Deußing, Dipl. Ing. (Chemie) Die Gaschromatographie in Verbindung mit der Thermodesorption gibt auf einfache und schnelle Weise Auskunft über die Zusammensetzung flüchtiger Verbindungen unterschiedlichster Matrices. Durch den Einsatz eines Pyrolysemoduls lässt sich die Informationstiefe etwa bei der Analyse von Polymeren und Klebstoffen unter Einsatz handelsüblicher GC-Systeme erheblich vergrössern. Ein herkömmliches Klebeband besteht aus dem Trägermaterial, einem Haftvermittler und der Klebmasse. Bei doppelseitigem Klebeband ist eine Seite der Klebmasse zudem mit einer Trennfolie (Liner) abgedeckt. Für die Herstellung von Trennfolien verwendet werden Kunststoffe wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder Polyethylenterephthalat (PET). Trägerfolien können aus PE, PP, PET oder Weich- und Hart-Polyvinylchlorid (PVC) bestehen. Die Polymere lassen sich mit Additiven versetzen, Weichmachern, Alterungsschutz- oder Antiblockmitteln etwa, um die Materialeigenschaften den jeweiligen Erfordernissen anzupassen. Für die Herstellung der Klebmasse wiederum kommen Polyacrylate, Synthesekautschuke oder Naturkautschuke zum Einsatz, die ihrerseits Klebharze, Füllstoffe, Vernetzer oder Weichmacher enthalten können. Alles in allem sind Klebebänder durchaus als komplexe Gebilde zu bezeichnen. Um die Rohstoffqualität zu kontrollieren und sicherzustellen sowie Additive in den Zutaten zu identifizieren, um deren Verträglichkeit mit den ebenfalls zu untersuchenden Klebmassen bewerten zu können, sind Polymerzusammensetzung und Klebharzgehalt zu bestimmen. Hierfür hat sich laut Aylin Mess, Vjaceslav Frank und Andreas Westphal von dem in Hamburg ansässigen Unternehmen tesa SE die Pyrolyse-Gaschromatographie/Massenspektrometrie (PYRO-GC/ MS) bewährt, die durch thermische Fragmentierung in Verbindung mit der Gaschromatographie und Massenspektrometrie (GC/MS) vielfältige Möglichkei- Schematische Darstellung eines doppelseitigen Klebebandes. (PE = Polyethylen, PVC = Polyvinylchlorid) 22 Laborscope 12/14 Pyrogramm eines Kolophonium-Methylester-Harzes bei 800 °C Pyrolyse-Temperatur. Das Signal mit der höchsten Intensität konnte dem Methylabietat (m/z = 316) zugeordnet werden. ten in der qualitativen und quantitativen Analyse von Polymeren bietet [1]. Polymere im Fokus Von den Tesa-Experten analysiert wurde das PE-Material eines doppelseitigen Klebebandes. Tests hatten ergeben, berichten Mess und Kollegen, dass die mechanischen Eigenschaften der PE-Folie nicht den Erwartungen an eine typische PE-Folie entsprach, obgleich das Infrarot-(IR)-Spektrum für Vorder- und Rückseite ausschliesslich Signale eines PE gezeigt habe. Die Pyrolyse-GC/ MS wurde angewendet unter Einsatz folgender Gerätekombination: Agilent GC 7890 A mit Agilent-5975B-Single-QuadrupolMassenspektrometer und GerstelMultiPurposeSampler (MPS) für die automatisierte Probenvorbereitung und Probenaufgabe. Pyro- lysiert wurde bei 700 °C in der Gerstel-Thermaldesorptionunit (TDU), ausgestattet mit einem Pyrolysemodul (GERSTELPYRO). Detektiert wurden letztlich lineare und verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, berichten die Tesa-Experten. Durch Vergleich des Pyrogramms mit einer Pyrolyse-Bibliothek diverser Kunststoffe und Polymere konnten Mess und Kollegen feststellen, dass in PE typischerweise lineare aliphatische Kohlenwasserstoffe vorkommen, verzweigte aliphatische Kohlenwasserstoffe hingegen überwiegend in PP: «Die Vermessung eines PE/PP-Referenzgemisches ergab, dass es sich bei dem unbekannten ‚PE-Material‘ tatsächlich um ein Gemisch aus PE und PP handelte», schreiben die Tesa-Experten. Da die IRSpektren der Vorder- und Rückseite lediglich Signale von PE aufwiesen, wurde geschlussfol- AUS DER PRAXIS Das modulare GERSTEL-System Pyro vergrössert die Informationstiefe der Polymer- und Klebstoffanalytik. gert, das unbekannte Material sei eine Dreischicht-Verbundfolie mit einer PE-Aussen- und einer PP-Innenschicht. Additive bestimmen Um zu bewerten, ob die Klebmasse mit dem PVC-Träger verträglich ist, bestimmten Mess und Kollegen die im PVC eingesetzten Weichmacher unter Einsatz von IR-Spektroskopie und PyrolyseGC/MS. Die IR-Analyse hatte kein Phthalat im PVC-Additiv ergeben, sondern ein Polyurethan. Die GC/MS-Analyse der bei 800 °C erhaltenen Pyrolysefragmente erbrachte neben dem bei PVC zu erwartenden Salzsäure-Peak im Chromatogramm ein intensives Signal von Hexamethylendiisocyanat (HMDI). Hieraus habe sich ableiten lassen, schreiben Mess und Kollegen, dass in dem PVC ein Polymerweichmacher aus der Gruppe der Polyurethane enthalten war, der als Isocyanatkomponente HMDI beinhaltet. Der Weichmacher wurde letztlich als verträglich mit der Klebmasse eingestuft. In einem weiteren Fall wurde eine Pyrolyse-GC/MS mit Matrixkalibrierung zur Quantifizierung des Gehaltes an Klebharz (Kolophoniumharz) entwickelt. Die Schwierigkeit habe u. a. darin gelegen, geeignete Pyrolyseprodukte als Marker für die einzelnen Klebharze zu identifizieren, berichten die Wissenschaftler. Zum anderen sei die Probenpräparation zu optimieren gewesen, um eine angemessene Reproduzierbarkeit zu erzielen. Als Marker für Kolophonium-Methylester wählten die Tesa-Experten Methylabietat (m/z = 316). Für hydrierte Kolophoniumharze diente Norabietan (m/z = 262) als Quantifizierungsmarker. Mit beiden Methoden, als Single-Ion-Mode-(SIM)-Methode entwickelt, um ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis und eine höhere Empfindlichkeit zu gewährleisten, haben sich die Gehalte an Kolophoniumharzen mit einer maximalen Standardabweichung von vier Prozent bestimmen lassen, berichten Mess und Kollegen. Ziehe man den stark heterogenen Charakter derartiger Klebharze in Betracht, so die Wissenschaftler weiter, «können die entwickelten Pyrolyse-GC/MSMethoden zur Quantifizierung von Harzen als ausreichend genau angesehen werden. Auf diese Weise lassen sich die Gehalte an Kolophoniumharzen in Polyacrylat-Klebmassen zu Qualitätssicherungszwecken auf Korrektheit überprüfen.» Bleibe als Perspektive noch zu untersuchen, ob sich die Methoden auch auf andere Matrices, etwa Synthesekaut- schuke, anwenden lasse. Darüber hinaus könnte eine Erweiterung des Methoden-Portfolios auf andere Harzklassen wie Polyterpenharze oder Kohlenwasserstoffharze in Betracht gezogen werden. Jedenfalls habe sich die PyrolyseGC/MS laut Mess und Kollegen als vielseitiges Verfahren erwiesen, das sich zur qualitativen und quantitativen Analyse von Polymeren im Allgemeinen und Klebmassen im Besonderen nutzen lasse. Hervorzuheben sei bei dem vorgestellten Pyro-GC/MS-System der geringe Aufwand für die Probenvorbereitung sowie die grosse Informationstiefe, die sich bereits in Einzelmessungen erreichen lasse. Quelle [1] GERSTEL Aktuell 48 (2014) 10-11 Laborscope 12/14 23 AUS DER FORSCHUNG Warum Tumoren verfetten Inken Heeb | Forschung Beim klarzelligen Nierenzellkarzinom, dem häufigsten Nierentumor, verfetten die Krebszellen. Warum das passiert, war lange unklar. Jetzt haben ETH-Forschende die Ursache gefunden: Für den Fettstoffwechsel wichtige Zellstrukturen werden verstärkt abgebaut. Bei Nierenkrebs und einigen anderen Krebsarten kommt es vor, dass die Tumore verfetten. So rührt bei der häufigsten Nierenkrebsart, dem klarzelligen Nierenzellkarzinom, gar der Name daher, dass die betroffenen Zellen durch den hohen Fettanteil unter dem Mikroskop fast durchsichtig sind. Ein Forscherteam um Wilhelm Krek, Professor am Institut für Molekulare Gesundheitswissenschaften, ist der Frage nachgegangen, wie es zu dieser Verfettung kommt. Anhand von Tests mit gentechnisch veränderten Mäusen und Gewebeproben von Krebspatienten fanden die Wissenschaftler heraus, dass dabei den sogenannten Peroxisomen und einem Signalmolekül namens Hif2 Schüsselrollen zufallen. Peroxisomen sind intrazelluläre Strukturen, die zu den wichtigsten Akteuren im zellulären Fettstoffwechsel gehö- Mit modernster Mikroskopie-Technik (3D Structured Illumination Microscopy) kann dreidimensional sichtbar gemacht werden, wie ein Peroxisom (rot) von einer abbauenden Zellstruktur (Autophagosom, grün) verdaut wird. (Miriam Schönenberger / ETH Zürich) ren. Sie bauen Fettsäuren und weitere Lipide ab, und ausserdem findet der Aufbau bestimmter anderer wichtiger Lipide dort statt. Bei ihren Versuchen stellten die Wissenschaftler fest, dass das Signalmolekül Hif2, welches menschliche und tierische Zellen bei Sauerstoffmangel verstärkt produzieren, die Aktivität von Peroxisomen steuert. Das geschieht über einen Prozess, der als Autophagie (Selbst-Verdau) bezeichnet wird: Werden Peroxisomen bei der Arbeit beschädigt, sortiert die Zelle sie aus, die Peroxisomen werden abgebaut und durch neue ersetzt. «Hif2 beschleunigt diesen Prozess. Steigt die Konzentration von Hif2 in der Zelle an, verschwinden mehr Peroxisomen, als gebildet werden», erklärt Werner Kovacs, Oberassistent in der Gruppe von Krek. Zu einer solchen Hif2-Zunahme kommt es zum Beispiel bei Krebserkrankungen: Wenn Tumore sehr schnell wachsen, ist ihre Versorgung mit Nährstoffen und Sauerstoff knapp. Als Konsequenz davon nimmt die Hif2-Konzentration in den Tumorzellen zu, die Peroxisomen werden vermehrt abgebaut, was den Fettstoffwechsel in andere Bahnen lenkt. Das Tumorgewebe verfettet dabei. Zu viel Hif2 bei genetischer Erkrankung Allerdings ist nicht nur Sauerstoffarmut ein Auslöser für die Verfettung von Tumoren. In weiteren Versuchen bei Mäusen fanden die Wissenschaftler heraus, dass die Zellen auch bei bestimmten genetischen Erkrankungen zu viel Hif2 produzieren. Dies gilt vor allem für das vererbbare Von Hippel-LindauSyndrom, bei dem ein sogenanntes Tumorsuppressor-Protein defekt ist oder ganz fehlt. Normalerweise verhindert dieses Protein die Entste- The PIPETMAX Experience Maximize reproducibility of your biological sample prep GILSON ( Schweiz) AG I 8952 Mettmenstetten I Tel. 044 768 56 00 I Fax 044 768 23 21 I Email: info-ch@gilson.com I www.gilson.com 24 Laborscope 12/14 hung von Krebs. Fehlt es, kommt es zu einem gestörten Fettstoffwechsel und führt bei vielen Betroffenen zu Nierenkrebs. Nachdem die Forschenden das Zusammenspiel von Hif2 mit den Peroxisomen als Ursache für die Tumorzellverfettung ausgemacht haben, möchten sie künftig klären, ob eine Überproduktion oder sogar ein Mangel von bestimmten Lipidmolekülen zum Tumorwachstum beiträgt. Aus Kovacs‘ Sicht ist das noch offen. Aufschluss darüber soll weitere Forschung über die detaillierte Rolle von Hif2 im TumorzellFettstoffwechsel geben. So interessieren sich die ETH-Wissenschaftler auch dafür, unter den Lipidmolekülen Biomarker auszumachen, die künftig für die Krebsdiagnose verwendet werden könnten. Literaturhinweis Walter KM, Schönenberger MJ, Trötzmüller M, Horn M, Elsässer HP, Moser AB, Lucas MS, Schwarz T, Gerber PA, Faust PL, Moch H, Köfeler HC, Krek W, Kovacs WJ: Hif-2a Promotes Degradation of Mammalian Peroxisomes by Selective Autophagy. Cell Metabolism 2014. 22: 882-897, doi: 10.1016/j. cmet.2014.09.017 Quelle: www.ethz.ch Discover PIPETMAN L, with extremely low pipetting forces . AUS DER FORSCHUNG Proteine von der Rolle Um das Wachstum günstig zu beeinflussen, werden bei der Züchtung von Zellen immer öfter proteinbeschichtete Kulturschalen eingesetzt. Wissenschaftler haben eine Anlage entwickelt, mit der sich Proteinmuster im Rolle-zuRolle-Verfahren auf Folie drucken lassen. Grosse Stückzahlen können somit kostengünstig und effizient hergestellt werden. Zellen sind der kleinste lebende Baustein eines Organismus und damit auch ein gefragter »Werkstoff« für die biomedizinische Forschung: Als Komponente von Biosensoren kommen sie etwa in der Diagnostik, Arzneimittelentwicklung oder Umweltanalytik zum Einsatz. All diese Bereiche lassen sich – zum Nutzen des Verbrauchers – durch die Züchtung von Zellen vorantreiben. Zellen, wie sie natürlicherweise in menschlichen, tierischen oder pflanzlichen Organismen vorkommen, künstlich im Labor zu züchten, ist indes nicht so einfach. Denn auch Zellen sind in der Lage, ihre Umgebung wahrzunehmen – und ein »fremdes« Umfeld kann beispielsweise zu Änderungen der Form oder des Verhaltens führen. Damit verlieren die Zellkulturen jedoch an Aussagekraft. »Das ist, als wollte man das typische Verhalten eines Grossstadtbewohners analysieren und setzt ihn dazu in der Wüste aus«, sagt Dr. Thomas Velten vom Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT in St. Ingbert. Gegensteuern lässt sich, indem man ein Substrat, zum Beispiel den Boden einer Kulturschale, mit Proteinen beschichtet – die Zellen fühlen sich dadurch »heimischer«. Sämtliche bisherigen Methoden haben jedoch Nachteile. Beim Spin-Coating etwa wird ein Tropfen Proteinflüssigkeit in die Mitte des Substrats gegeben und durch eine Art Schleudervorgang auf der Oberfläche verteilt: »Ein beträchtlicher Teil der Flüssigkeit landet dabei ausserhalb des Substrats und geht ungenutzt verloren«, erklärt Velten. Anders beim Micro Contact Printing: Hier werden feine Proteinstrukturen im Mikrometerbereich auf das Substrat gedruckt. Das ist nicht nur ressourcenschonender, sondern hat auch den Vorteil, dass sich damit sehr feine Proteinstrukturen realisieren lassen, an denen sich die Zellen ausrichten. So kann man die Anordnung der Zellen gezielt steuern. Für grossflächige low-costAnwendungen, wie sie in der Biotechnologie benötigt werden, ist das Verfahren jedoch zu aufwändig und teuer. Proteintinte ohne Lösungsmittel Die Wissenschaftler vom Fraunhofer IBMT gehen daher einen neuen Weg: Gemeinsam mit der Firma SAUERESSIG entwickelten sie eine Rolle-zu-Rolle-Druckanlage, in der sich mikrostrukturierte Proteinmuster auf grossflächige Foliensubstrate aufbringen lassen. Die Rolle-zuRolle-Technik ist eine gängige Methode, um grosse Flächen schnell und kostengünstig zu bearbeiten. Ähnlich wie beim Zeitungsdruck wird das Substrat dabei zunächst auf eine Rolle gewickelt. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich eine leere Rolle. Dazwischen laufen die Druckprozesse ab, wobei das Substrat jeweils auf die leere Rolle auf Im Rolle-zu-Rolle-Verfahren werden die Proteine auf grossflächige Foliensubstrate gedruckt. © Fraunhofer IBMT der anderen Seite gespult wird. Allerdings lässt sich das Verfahren nicht einfach eins zu eins auf Anwendungen in der Biotechnologie übertragen. So ist etwa die standardmässig verwendete Tinte als Druckmedium ungeeignet. »Damit die Tinte schnell trocknet, werden ihr oft Lösungsmittel zugesetzt. Diese zerstören aber die Proteine«, erläutert Velten. Die Experten am IBMT entwickelten daher eine neuartige, spezielle Proteintinte. Genauso mussten sie sicherstellen, dass auch die anderen verwendeten Materialien, etwa das Foliensubstrat, biokompatibel sind. Auf ersten Substraten, die mit der neuen Anlage beschichtet wurden, konnten die Projektpartner bereits verschiedene Zelltypen erfolgreich kultivieren. Mittlerweile steht die Demonstrator-Produktionsanlage auch für die Entwicklung kundenspezifischer Druckprozesse zur Verfügung. Die maximale Folienbreite liegt derzeit bei 30 Zentimetern. Die kleinsten druckbaren Strukturen liegen im Bereich von 10 bis 20 Mikrometern. Als nächstes wollen Velten und sein Team auch leitfähige Strukturen im Rolle-zuRolle-Verfahren drucken und mit den Proteinmustern kombinieren. »Damit soll es langfristig möglich werden, komplette Biosensoren im Druckverfahren herzustellen«, so Velten. Konkrete Anwendungen haben die Wissenschaftler dabei auch schon im Blick: In zwei aktuellen Forschungsprojekten arbeiten sie an Sensoren zur Validierung von antiviralen Substanzen sowie an einem kostengünstigen Analysesystem auf Folie – Experten nennen es lab-on-a-foil-System – für die Vor-Ort-Messung eines Blutzucker-Markers. Dipl.-Phys. Annette Maurer Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT www.ibmt.fraunhofer.de Laborscope 12/14 25 LABORSCOPE AKTUELL Rotronic im Marketingbereich erfolgreich aufgestellt hen, dass er nach neun intensiven Jahren im hochspezialisierten Technologie-Umfeld eine neue Herausforderung in Angriff nehmen will», sagt Taraba. Im Zuge der Neuausrichtung des Marketingbereiches übergibt Christian Zengaffinen die Führung der Kommunikationsabteilung in neue Hände. www.rotronic.ch Sartorius-Metrologin Veronika Martens erhält Medaille der OIML Hohe Auszeichnung für Engagement im internationalen Messwesen Christian Zengaffinen verlässt per Mitte März die Rotronic Der führende Schweizer Anbieter von Produkten verschiedenster Messinstrumente, Lösungen im Bereich der unterbrechungsfreien Stromversorgung, Videoüberwachung und Electronic Packaging hat den Bereich Marketing und Kommunikation neu organisiert. Im Zuge dieser Neuausrichtung wird Christian Zengaffinen das Unternehmen per Mitte März 2015 auf eigenen Wunsch verlassen und nach einem Sabbatical eine neue berufliche Herausforderung in Angriff nehmen. Christian Zengaffinen war massgeblich beim Aufbau und der Neuausrichtung beteiligt und hat so den nachhaltigen Erfolg des Unternehmens sichergestellt. Entsprechend bedauert CEO Michael Taraba den gefällten Entscheid. Laut ihm war Zengaffinen die treibende Kraft beim Auf- und Ausbau der Marketing- und Kommunikationsstrategien sowie den getroffenen Massnahmen: «Gleichzeitig kann ich aber verste26 Laborscope 12/14 Für ihre herausragenden Leistungen ist der langjährigen SartoriusMitarbeiterin und MetrologieExpertin Veronika Martens die Medaille der Internationalen Organisation für gesetzliches Messwesen (OIML) verliehen worden. Mit dieser hohen Auszeichnung ehrt die Organisation Persönlichkeiten, die einen besonderen Beitrag zur Weiterentwicklung des gesetzlichen Messwesens geleistet haben. Die Diplom-Physikerin Martens ist seit vielen Jahren in verschiedenen nationalen und internationalen Organisationen und Gremien tätig, die sich mit den gesetzlichen Vorgaben und Regulierungen des Messwesens auseinandersetzen. Seit über 20 Jahren ist sie Mitglied im europäischen Dachverband der Waagenindustrie CECIP (Comité Européen des Constructeurs d´Instruments de Pesage), wo sie seit 2008 als engagierte Präsidentin der Legal Metrology Group (LMG) die Inter- essen der europäischen Waagenindustrie in der weltweiten Organisation OIML vertritt. Veronika Martens ist Mitglied im Kuratorium der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) und seit mehr als 40 Jahren für Sartorius tätig. Über zwanzig Jahre leitete sie das Metrologiezentrum des Unternehmens, bevor sie dessen Leitung altersbedingt im letzten Jahr an ihren Nachfolger, Karlheinz Banholzer, übergab. www.sartorius.com Huber jetzt mit eigener Niederlassung in den USA Huber Kältemaschinenbau eröffnet neue Niederlassung in den Vereinigten Staaten / die neue US-Tochter übernimmt den Vertrieb und Service für USA, Kanada und Mexiko Huber Kältemaschinenbau setzt seine internationale Expansion fort. Ab sofort ist der deutsche Temperiertechnikspezialist mit Hauptsitz in Offenburg auch in den USA mit einer Niederlassung vertreten. Die neue US-Tochter wird unter der Firmierung «Huber USA Inc.» zukünftig Endanwender und Händler in den Vereinigten Staaten, Kanada und Mexiko direkt bedienen. Der Standort von Huber USA ist Cary, NC in der Nähe des Raleigh-Durham International Airport. Damit ist Huber noch näher am Kunden, um direkte Beratung und Support anzubieten. Leiter der US-Niederlassung ist Georg Kiefer, der langjährige Erfahrung in der Temperiertechnikbranche mitbringt. Er freut sich auf die kommenden Herausforderungen: «Wir freuen uns darauf, unsere nordamerikanischen Kunden in Zukunft noch besser bedienen zu können. Dazu haben wir ein kompetentes und erfahrenes Team für Beratung, Verkauf und Service zusammengestellt. Unsere Kunden profitieren von der neuen Niederlassung, denn Garantieund Serviceleistungen werden jetzt direkt von Huber USA übernommen. Zudem ermöglicht der neue US-Standort kurze Lieferzeiten für Zubehör, Ersatzteile und Standardgeräte.» www.huber-online.com www.huber-usa.com Ausgezeichnete Krebsforscherin Die Pharmazeutin Cristina Müller erhält den Ruzicka-Preis, eine der bedeutendsten Schweizer Auszeichnungen für junge Forschende der Chemie. Sie arbeitet an einer Methode, Krebs direkt im Körperinnern radioaktiv zu bestrahlen. Der Ruzicka-Preis geht 2014 an Cristina Müller. Sie ist Forschungsgruppenleiterin am Zentrum für Radiopharmazeutische Wissenschaften von ETH Zürich, Paul-Scherrer-Institut (PSI) und Universitätsspital Zürich. Seitdem sie vor bald 15 Jahren als ETHPharmaziestudentin während ihrer Diplomarbeit erstmals mit der radiopharmazeutischen Diagnostik und Therapie von Krebs in Verbindung gekommen ist, forscht sie auf diesem Gebiet. Dabei geht es um die Entwicklung und den Einsatz von radioaktiv markierten Molekülen, die spezifisch an Krebszellen binden. Solche Stoffe werden einerseits für die medizinische Bildgebung entwickelt, damit Ärzte mittels Positro- LABORSCOPE AKTUELL Cristina Müller erhält den renommierten Ruzicka-Preis für Nachwuchsforschende in der Chemie. Bild: zvg. Quelle «André Urech nen-Emissions-Tomographie (PET) untersuchen können, wo sich das Krebsgewebe im Körper befindet, und ob sich bereits Ablegergeschwülste (Metastasen) gebildet haben. Andererseits ist es auch das Ziel, derartige Moleküle für therapeutische Zwecke zu verwenden, um im Körper Krebsgewebe mittels radioaktiver Strahlung punktgenau zu schädigen. Wertschätzung für Person und Fachgebiet Die 39-jährige Pharmazeutin forscht hauptsächlich am PSI in Villigen, ist aber auch an der ETH tätig, wo sie als Dozentin unterrichtet. Über ihre jüngste Auszeichnung freut sie sich sehr, wie sie sagt. «Der Ruzicka-Preis ist für mich eine grosse Wertschätzung für die geleistete Arbeit in den vergangenen Jahren. Und ich freue mich auch, dass unser Forschungsgebiet durch die Verleihung dieses Preises mehr Aufmerksamkeit erhält», so die Forscherin. Denn dass man Krebs durch radioaktive Strahlung von aussen behandeln könne, sei gemeinhin bekannt. Dass es hingegen auch vielversprechende Ansätze gebe, Krebs direkt an Ort und Stelle im Körperinnern zu bestrahlen, dürfte in der Öffentlichkeit weniger bekannt sein. Die Wissenschaftlerin erhält den Preis für ihre Arbeit in den vergangenen Jahren zur Entwicklung eines Molekülkomplexes, der nach dem sogenannten «Matched- Pair»-Prinzip konzipiert ist und dereinst sowohl in der Diagnostik als auch in der Therapie bestimmter Krebsarten verwendet werden soll. Der von Müller und ihren Kollegen entwickelte Komplex besteht aus mehreren miteinander verbundenen Teilen. Bei einem Teil handelt es sich um Folsäure, bei einem zweiten um ein radioaktives Metallatom (genauer: Radionuklid). Der Molekülkomplex bindet an Krebszellen, welche den Folsäure-Rezeptor verstärkt bilden. Das sind vor allem gynäkologische Krebsarten sowie Lungenkrebs. Ähnliches Molekül für Diagnose und Therapie Das Spezielle am Matched-PairPrinzip ist, dass die beiden für Diagnostik und Therapie verwendeten Molekülkomplexe chemisch identisch sind. Als Radiometall verwendeten Müller und ihre Kollegen für beide Molekülkomplexe das Element Scandium. Die beiden Komplexe unterscheiden sich lediglich in der Masse des verwendeten Scandium-Nuklids. Für die PET-Diagnostik kommt das Nuklid Scandium-44 zum Einsatz. Es sendet beim radioaktiven Zerfall sogenannte PositronenStrahlung aus, welche das Gewebe durchdringt und intakt lässt und somit für die Bildgebung verwendet werden kann. Für die Therapie verwendet Müller Scandium-47, das Beta-Strahlung emittiert. Diese hat eine kurze Reichweite, gibt jedoch eine hohe Energie ab und vermag so das Gewebe in nächster Nähe zu schädigen. «Ein wichtiger Vorteil des MatchedPair-Prinzips ist, dass Ärzte vor der Therapie mit einer chemisch identischen Verbindung testen können, wie sie sich im Körper verteilt, und ob sie sich wie gewünscht im Tumor anreichert», so Müller. Derzeit erproben sie und ihre Kollegen sowohl Diagnostik als auch Therapie an Tumor-tragenden Mäusen. Bevor die Substanzen beim Menschen zum Einsatz kommen können, sind laut der Forscherin noch weitere Optimierungsschritte notwendig. Ziel: Einsatz in der Medizin Weil Untersuchungen mit Abkömmlingen des Folsäure-Moleküls in Mäusen ergeben haben, dass sie sich nicht nur in Tumoren, sondern auch in den Nieren anreichern, optimierte Müller den Komplex und erweiterte ihn um eine dritte Komponente, welche reversibel an das Bluteiweiss Albumin bindet. Experimente zeigten, dass dieser Komplex nach einer Injektion in den Körper länger im Blutkreislauf verweilt und den Tumor häufiger passiert. Dadurch reichert er sich vermehrt im Tumorgewebe der Mäuse an und weniger stark in den Nieren. Cristina Müller mag besonders den interdisziplinären Aspekt ihres Forschungsgebietes. Am Zentrum für Radiopharmazeutische Wissenschaften arbeiten Chemiker, Radiochemiker, Pharmazeuten, Biologen und Biochemiker eng zusammen. Zudem haben in diesem Projekt auch Physiker mitgearbeitet. Gemeinsam mit ihren Kollegen optimiert Müller derzeit die radiopharmazeutischen Folsäure-Moleküle weiter. Denn ihr Ziel ist deren Einsatz in der Medizin. Ausserdem arbeitet Müller mit ihrer Gruppe daran, nach demselben Prinzip eine Substanz für die Diagnose und die Therapie von Prostatakrebs zu entwickeln. www.ethz.ch Hochschule Luzern unterstützt Experimente im All Am 19. Dezember bringt die Rakete SpaceX-5 verschiedene wissenschaftliche Experimente zur Internationalen Raumstation ISS. Den Ablauf von zwei biologischen Untersuchungen hat ein Team der Hochschule Luzern minutiös durchgeplant. Aus dem Kontrollraum in Hergiswil kann es die Astronauten im Falle von Schwierigkeiten direkt unterstützen. Alexandra Deschwanden, Leiterin Biotesc, im Kontrollraum des Kompetenzzentrums Aerospace Biomedical Science and Technology der Hochschule Luzern. Von hier aus kann sie in Kontakt mit Astronautinnen und Astronauten auf der Internationalen Raumstation ISS treten (im Bild mit Crewmitgliedern von 2013). Bild: Beat Brechbühl Die Schweiz stellt nach Claude Nicollier zwar keinen Astronauten mehr, als Mitglied der European Space Agency ESA leistet sie aber nach wie vor einen wichtigen Beitrag für die bemannte Raumfahrt. Und zwar von Hergiswil NW aus. Hier befindet sich das User Support and Operation Center Biotesc, das zum Kompetenzzentrum Aerospace Biomedical Science and Technology der Hochschule Luzern gehört. Seit 2000 plant und begleitet Biotesc im Auftrag der ESA biologische Experimente von Forschungsgruppen aus aller Welt. Pro Jahr organisiert das Team ein bis zwei Projekte, die auf der Internationalen Raumstation ISS im portablen Brutschrank Kubik durchgeführt werden. Ab 2015 kommt ein Experiment pro Jahr Laborscope 12/14 27 LABORSCOPE AKTUELL im fix installierten Biolab hinzu. In den kommenden Tagen sind die Mitarbeitenden von Biotesc wieder einmal speziell gefordert. Es ist für die Durchführung von zwei Experimenten einer deutschen und einer amerikanischen Forschungsgruppe verantwortlich. Die Experimente werden voraussichtlich am 19. Dezember mit einer SpaceX-5 Forschungsrakete vom amerikanischen Space Center Cape Canaveral aus auf die ISS transportiert. Die Flüge von Forschungsraketen können allerdings sehr kurzfristig verschoben werden. Anleitungen für Astronautin Samantha Cristoforetti In dem einen Experiment führen die Astronautinnen und Astronauten auf der ISS Untersuchungen an Muschelzellen, im anderen an menschlichen T-Zellen durch. Die Wissenschaftler versprechen sich davon Erkenntnisse über die Auswirkung von Schwerelosigkeit auf das Immunsystem. Denn bei Astronauten, die sich länger im All aufhalten, ist das Immunsystem ähnlich beeinträchtigt wie zum Beispiel bei alten Menschen. «Wenn wir verstehen, welche Vorgänge bei den Zellen unter Schwerelosigkeit in Gang gesetzt werden, nützt das längerfristig dem Verständnis, wie der Immunsystemfunktionsverlust zustande kommt und wie dieser möglicherweise behandelt werden kann», erklärt Alexandra Deschwanden, Leiterin von Biotesc. Ihr Team hat den Ablauf der Experimente minutiös geplant. Dazu gehören exakte Anleitungen für den ISS- Commander, den Amerikaner Barry Wilmore, und die italienische Astronautin Samantha Cristoforetti, die die Experimente durchführen. Die T-Zellen beispielsweise müssen in den Kubik eingesetzt und auf 37 Grad Körpertemperatur aufgewärmt werden. «Damit das Experiment ein Erfolg wird, halten wir in einem detaillierten Ablaufplan für Samantha Cristoforetti fest, wie, wo 28 Laborscope 12/14 Im Labor: Marcel Egli, Leiter Kompetenzzentrum Aerospace Biomedical Science and Technology der Hochschule Luzern. Bild Beat Brechbühl und wann der Kubik angeschlossen wird und wann genau sie die Experiment-Kassetten installieren und wieder entnehmen muss. Dabei stellen wir sicher, dass sich die Astronautin nicht verletzen kann», erklärt Deschwanden. Denn nicht zuletzt ist das Biotesc-Team jeweils für die Sicherheit der Astronautinnen und Astronauten während der Tests verantwortlich. Das Team kann die Experimente vom Kontrollraum in Hergiswil aus mitverfolgen. Falls es Schwierigkeiten gibt und die Astronauten Unterstützung brauchen, nimmt Biotesc Kontakt auf. Die Zell-Untersuchungen, die noch diesen Monat starten, dauern voraussichtlich bis im Januar. Während die Daten vom Muschelzell-Experiment über Satellit direkt an die Forschenden weitergeleitet werden, werden die Container mit den T-Zellen mit der SpaceX-5 wieder zur Erde transportiert und zu weiteren Untersuchungen an die Wissenschaftler übergegeben. Eigene Schwerelosigkeits-Experimente mit dem F-5 Tiger Das Kompetenzzentrum Aerospace Biomedical Science and Technology der Hochschule Luzern unterstützt mit Biotesc nicht nur Experimente auf der ISS, sondern führt auch eigene biomedi-zinische Forschungsprojekte unter Schwerelosigkeits-Bedingungen durch. Mit Schwerelosigkeits-Simulatoren können Langzeit-Auswirkungen untersucht werden. Aber auch Kurzzeit-Experimente verraten viel über die Funktionsweise von Zellen unter diesen ungewöhnlichen Bedingungen. In einem Projekt untersucht das Kompetenzzentrum beispielsweise, welchen Effekt Schwerelosigkeit auf die Zellwand von Muskelzellen hat. «Innerhalb von Sekundenbruchteilen können mechanisch sensible Strukturen der Zellwand auf die fehlende Schwerkraft reagieren. Dies könnte möglicherweise der Ursprung des Muskelschwunds von Astronauten darstellen, den man bei Weltraumflügen nachweisen kann», erklärt Marcel Egli, Leiter des Kompetenzzentrums. Bei solchen Kurzzeit-Untersuchungen arbeitet sein Team mit der Schweizer Luftwaffe zusammen. Mit den F-5 Tiger, die auf dem Militärflugplatz in Emmen stationiert sind, können die Piloten mittels eines Parabelflugmanövers bis zu 50 Sekunden Schwerelosigkeit erzeugen. Mehrmals im Jahr installieren die Wissenschaftler ihre ExperimentContainer in die Munitionsboxen und die Piloten leiten vor ihren regulären fliegerischen Übungen ein solches Manöver ein. Marcel Egli schätzt die Zusammenarbeit. «Wir können so wiederholt biomedizinische Forschung in realer Schwerelosigkeits-Umgebung durchführen. Diese Option hat in dieser Form weltweit keine andere Forschergruppe.» sundheit aktive Schweizer Firma dacadoo informiert heute, dass sie an den Global Digital Health 100 Awards 2014, welche vom internationalen Journal of Health erstellt und publiziert werden, als eine der Top 100 innovativsten Firmen ausgezeichnet werden. Angesichts der steigenden Bedeutung von mobilen Technologien und digitalen Lösungen im Gesundheitswesen, anerkennt der Global Digital Health 100 Award die bedeutende Arbeit, welche in diesem Bereich von Pionier-Firmen aus der ganzen Welt erbracht werden. "Dieses Jahr war unglaublich für die digitale Gesundheit" sagte Matthew Driver, Managing Editor des Journal of mHealth. "Es gibt so viele grossartige Firmen, die wirklich innovative und erstaunliche Produkte oder Dienstleistungen herausbringen, welche die Gesundheitsversorgung zukünftig revolutionieren werden. Es war für uns eine schwierige Aufgabe, aus dem Bereich der Firmen die Top 100 auszuwählen. dacadoo ist äusserst vielversprechend und verdient deshalb Finalist zu sein. Wir wissen, dass aus den Preisträgern 2014 einige zu erstaunlichen Unternehmen wachsen werden, die etwas bewirken können. " Die im Bereich der digitalen Gesundheit aktive Schweizer Firma dacadoo wird an den Global Digital Health 100 Awards 2014 als eine der 100 innovativsten Firmen ausgezeichnet. Die Auszeichnung steht für 6 Monate Forschung von einem redaktionellen Team der Zeitschrift, welches die Angebote und Innovationen aus über 1500 verschiedenen mobilen und digitalen Gesundheitsunternehmen weltweit analysiert hat. Daraus haben die Experten die Liste der Top 100 Firmen zusammengestellt. Peter Ohnemus erklärte stolz: "Die mobile und digital Gesundheit steht noch am Anfang einer grossen Wachstumsphase und wir sind sehr geehrt, diese prestigeträchtige Auszeichnung zu erhalten und als einer der Innovatoren in diesem Bereich ausgezeichnet zu werden.» Die im Bereich der digitalen Ge- www.dacadoo.com www.hslu.ch dacadoo wird als Top 100 an den Global Digital Health 100 Awards 2014 geehrt AGENDA • Seminar, D-Aachen 4./5. Januar 2015 • Seminar, CH-Basel 13. Januar 2015 Defektminimierung bei Parenteralia - Partikel durch Primärpackmittel GDP in der Schweiz - Besonderheiten im Arzneimittelvertrieb • Seminar, D-Neu-Isenburg 22./23. Januar 2015 Concept Heidelberg GmbH Rischerstrasse 8 D-69123 Heidelberg info@concept-heidelberg.de www.concept-heidelberg.de Auf den Punkt gebracht: Projektziele und Nutzeranforderungen eindeutig vereinbaren • Seminar, A-Innsbruck 29./30. Januar 2015 ODx and MBx - Orodispersible and Mucoadhesive Buccal Formulations APV Making science work Kurfürstenstrasse 59 D-55118 Mainz info@apv-mainz.de www.apv-mainz.de • Vortrag, CH-Basel 7. Januar 2015 Stabile Isotope als Werkzeug der modernen Pflanzenökologie Departement Umweltwissenschaften Bernoullistrasse 32 4056 Basel www.duw.unibas.ch • Vortrag, CH-Basel 8. Januar 2015 Ciclosporin: a magical mushroom • Vortrag, CH-Basel 22. Januar 2015 Vom ABC der Virushepatitis und therapeutischen Erfolgen Medizinische Fakultät der Universität Basel Klingelbergstr. 61 4056 Basel www.medizin.unibas.ch • Vortrag, CH-Zürich 12. Januar 2015 Designer DNA Bases: Probing Molecules and Mechanisms in Biology Institut für Chemie Universität Zürich Winterthurerstrasse 190 8057 Zürich www.chem.uzh.ch • Symposium, CH-Zürich 15. Januar 2015 Symposium of the CRPP Sleep and Health University Hospital Zurich Department of Neurology CRPP Sleep and Health Frauenklinikstrasse 26 8091 Zürich www.sleep.uzh.ch • Tagung, D-Frankfurt am Main 20./21. Januar 2015 10th Status Seminar Chemical Biology • Kolloquium, D-Frankfurt am Main 22. Januar 2015 6. Energiekolloqium der Chemiegesellschaften: Thema: Solar fuels • Infotag, D-Frankfurt am Main 26. Januar 2015 Infoday «Synthetic Pathways and Synthetic Enzyme Cascades» DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. Theodor-Heuss-Allee 25 D - 60486 Frankfurt am Main info@dechema.de www.dechema.de • Seminar, D-Hamburg 28. Januar 2015 Etikettierung gefährlicher Stoffe und Gemische für den Umgang und beim Transport UMCO Umwelt Consult GmbH Georg-Wilhelm-Strasse 183 D-21107 Hamburg umco@umco.de www.umco.de • Fachmesse, D-Leipzig 27.-29. Januar 2015 TerraTec – Internationale Fachmesse für Umwelttechnik und -dienstleistungen Leipziger Messe GmbH Projektteam TerraTec Messe-Allee 1 D-04356 Leipzig info@terratec-leipzig.de www.terratec-leipzig.de • Vortrag, CH-Bern 17. Januar 2015 In der Mitte des Lebens Forum für Universität und Gesellschaft Gesellschaftsstrasse 25 3012 Bern fug@fug.unibe.ch forum.unibe.ch • Symposium, CH-Bern 22. Januar 2015 11. Symposium «Fleisch in der Ernährung» Esskultur im Wandel: die Bedeutung von Fleisch gestern - heute - morgen Schweizerische Gesellschaft für Ernährung SGE Schwarztorstrasse 87 Postfach 8333 3001 Bern info@sge-ssn.ch www.sge-ssn.ch • Symposium, CH-Bern 29.-30. Januar 2015 Virology and Immunology: viral contagious animal diseases and zoonosis Institut für Virologie und Immunologie Laenggass-Str. 122 Postfach 8466 3001 Bern www.ivv.unibe.ch • Kurs, CH-Olten 4. Februar 2015 Prüfungsstress ade - mit der eigenen Strategie zum Erfolg Sekulab GmbH Postfach 28 4448 Läuflingen info@sekulab.ch www.sekulab.ch INSERENTENVERZEICHNIS BURGER Engineering AG Carl Roth GmbH + Co.KG easyFairs Switzerland GmbH FACHMESSE labotec 2015 EGT Chemie AG Gardner Denver Schweiz AG GERSTEL GmbH & Co. KG Gilson (Schweiz) AG H.Lüdi + Co.AG Meditrade AG MSP Kofel PanGas AG Procon AG Wisag AG • Seminar, D-Koblenz 23./24. Februar 2015 Richtig kalibrieren in Chromotographie und Spektroskopie • Seminar, D-Koblenz 25./26. Februar 2015 Ergebnis am Grenzwert – Freigabe oder Sperrung? • Seminar, D-Potsdam 2./3. März 2015 Labormanagement in Labor, Wissenschaft und Technik • Seminar, D-Potsdam 4.-6. März 2015 Führung und Management im Labor • Seminar, D-Potsdam 9.-13. März 2015 QM-Beauftragte(r) Labor Dr. Klinkner & Partner GmbH Wilhelm-Heinrich-Strasse 16 D-66117 Saarbrücken info@klinkner.de www.klinkner.de • Messe, D-Cologne 24.-26. Februar 2015 Filtech 2015 Filtech Exhibitions Germany GmbH & Co. KG PO Box 12 25 D-40637 Meerbusch info@filtech.de www.filtech.de Laborscope 12/14 29 EINKAUFSFÜHRER A E H Absauganlagen Entstaubung Här temessgeräte WESCO-Entstaubungstechnik AG Romanshornerstrasse 101, 9320 Arbon Tel. 071 447 19 60, Fax 071 447 19 61 entstaubung@wesco.ch, www.wesco.ch WESCO-Entstaubungstechnik AG Romanshornerstrasse 101, 9320 Arbon Tel. 071 447 19 60, Fax 071 447 19 61 entstaubung@wesco.ch, www.wesco.ch HELMUT FISCHER, Elektronik + Messtechnik AG, Moosmattstr. 1, 6331 Hünenberg Tel. 041 785 08 00, Fax 041 785 08 01 switzerland@helmutfischer.com www.helmut-fischer.com Analyse der Wasseraktivität NOVASINA AG, 8853 Lachen SZ Tel. 055 642 67 67, Fax 055 642 67 70 info@novasina.ch, www.novasina.com Etiketten KERN-ETIKETTEN AG, 8902 Urdorf Tel. 043 455 60 30, Fax 043 455 60 33 www.kernetiketten.ch HPLC-Anlagen + Zubehör KNAUER D: Hegauer Weg 38, 14163 Berlin Tel. +49 30 8097270, Fax + 49 30 8015010 info@knauer.net, www.knauer.net CH: flowspek AG, 4057 Basel Tel. 061 695 96 96, info@flowspek.ch B Brut-/CO 2 -Brutschränke Thermo Fisher Scientific (Zürich) AG Räffelstrasse 32, Postfach, 8045 Zürich Tel. 044 454 12 12, Fax 044 454 12 99 tél. 022 343 21 67 info.labequipment.ch@thermofisher.com www.thermofisher.com F Feinmechanik / Laborapparate RUDOLF WECHSLER Gartenstrasse 5, 4127 Birsfelden Tel. 061 312 09 49, Fax 061 312 09 34 I/J C Fluoreszens-Spectrometer Chromstahlbearbeitung HORIBA Jobin Yvon GmbH D-80208 Unterhaching Tel. +49 89 46 23 17-0, Fax +49 89 46 23 17-98 info-sci.de@horiba.com, www.horiba.com D G K Dosierpumpen Gebläse, axial und radial Kunststoffkoffer TECHEMA AG, 4105 Biel-Benken Tel. 061 381 45 09, Fax 061 382 07 55 office@techema.ch, www.techema.ch ABECON AG ZÜRICH, 8055 Zürich Tel. 044 451 14 00, Fax 044 451 20 22 info@abecon.ch, www.abecon.ch PREVENT AG Eichbergstrasse 60, 9452 Hinterforst Tel. 071 755 65 33, Fax 071 755 65 34 30 Laborscope 12/14 Laborscope 7–8/12 Infrarot-Strahler ABECON AG ZÜRICH, 8055 Zürich Tel. 044 451 14 00, Fax 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Fisher Scientific (Zürich) AG Räffelstrasse 32, Postfach, 8045 Zürich Tel. 044 454 12 12, Fax 044 454 12 99 tél. 022 343 21 67 info.labequipment.ch@thermofisher.com www.thermofisher.com Putztuch-Rollen DELTA ZOFINGEN AG Untere Brühlstr. 10, Postfach, 4800 Zofingen Tel. 062 746 04 04, Fax 062 746 04 09 Luftfilter/Aktivkohlefilter WESCO-Entstaubungstechnik AG 5430 Wettingen Tel. 056 438 11 20, Fax 056 438 11 00 luftfilter@wesco.ch, www.wesco.ch T Temperatur fühler (EEx ia-d) R ALBERT BALZER AG, Rotax Postfach, 4143 Dornach 2 Tel. 061 701 92 90, Fax 061 701 92 91 post@balzer-rotax.ch www.balzer-rotax.ch Tiefkühl-Schränke und -Truhen M Mikrotiterplatten-Instrumente Thermo Fisher Scientific (Zürich) AG Räffelstrasse 32, Postfach, 8045 Zürich Tel. 044 454 12 12, Fax 044 454 12 99 tél. 022 343 21 67 info.labequipment.ch@thermofisher.com www.thermofisher.com Raman-Spectrometer HORIBA Jobin Yvon GmbH D-80208 Unterhaching Tel. +49 89 46 23 17-0, Fax +49 89 46 23 17-98 info-sci.de@horiba.com, 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Scientific (Zürich) AG Räffelstrasse 32, Postfach, 8045 Zürich Tel. 044 454 12 12, Fax 044 454 12 99 tél. 022 343 21 67 info.labequipment.ch@thermofisher.com www.thermofisher.com U UV-Geräte ABECON AG ZÜRICH, 8055 Zürich Tel. 044 451 14 00, Fax 044 451 20 22 info@abecon.ch, www.abecon.ch Laborscope 12/14 Laborscope 7–8/12 31 EINKAUFSFÜHRER V Z Vakuum-Flanschverbindungen Zellkulturprodukte TRE ENGINEERING GMBH Aussergrütstrasse 2, 6319 Allenwinden Tel. 041 754 72 70, Fax 041 754 72 71 office@tregmbh.ch, www.tregmbh.ch Thermo Fisher Scientific (Zürich) AG Räffelstrasse 32, Postfach, 8045 Zürich Tel. 044 454 12 12, Fax 044 454 12 99 tél. 022 343 21 67 info.labequipment.ch@thermofisher.com www.thermofisher.com Vakuumpumpen VACUUBRAND GMBH + CO KG, Kundenberatung Schweiz, Theiligerstr. 72, 8484 Theilingen Tel. 052 384 01 50, Fax 052 384 01 51 info@vacuubrand.com, www.vacuubrand.com W IMPRESSUM Zentrifugen Thermo Fisher Scientific (Zürich) AG Räffelstrasse 32, Postfach, 8045 Zürich Tel. 044 454 12 12, Fax 044 454 12 99 tél. 022 343 21 67 info.labequipment.ch@thermofisher.com www.thermofisher.com Waagen Herausgeber / Verlag DEK-Verlags AG, Alfred Gysin Im Lutereich 44 CH-4411 Seltisberg Tel. 061 338 16 38, Fax 061 338 16 00 E-Mail: laborscope@laupper.ch Internet: www.labortechnik.ch 41. Jahrgang Erscheint achtmal jährlich Jahresabonnement: Schweiz:CHF 50.– (inkl. 2,5 % MwSt) Ausland:CHF 64.– (inkl. Porto) ISSN 1422-8165 Redaktion Monika Armbruster Alfred Gysin Elias Kopf Michaela Wisler KERN & SOHN GMBH Waagen, Gewichte, DKD-Kalibrierung Postfach 4052, D-72322 Balingen-Frommern Tel. +49 7433 99 33 0, Fax +49-7433 99 33 149 info@kern-sohn.com, www.kern-sohn.com Anzeigen Laupper AG Annoncen-Agentur CH-4410 Liestal Tel. 061 338 16 16, Fax 061 338 16 00 Wasseranalytik Layout / Satz Nora Eckert TINTOMETER AG, 5212 Hausen/AG Tel. 056 442 28 29, Fax 056 442 41 21 info@tintometer.ch, www.tintometer.ch Druck Rankwoog Print, CH-4800 Zofingen Für nicht oder durch Fremdautoren gekennzeichnete Beiträge übernimmt die Redaktion keine Verantwortung. Wir wollen LABORSCOPE abonnieren … LABORTECHNIK • VERFAHRENSTECHNIK • CHEMIE • MEDIZIN • BIOTECHNOLOGIE 6/14 im Jahresabonnement (8 Ausgaben) zum Preis von CHF 50.– inkl. 2,5 % MwSt. (Europa CHF 64.– inkl. 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