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Die ubiquitäre, anthropogene Ausbreitung von pharmazeutischen Substanzen in der Umwelt, stellt ein weitreichendes Problem für alle Lebewesen dar. Hormone, die auf unterschiedlichsten Wegen in den aquatischen Lebensraumgelangen, sind unter anderem verantwortlich für das Fischsterben. Da sich die Anwesenheit dieser Stoffe allgemein und besonders bei Hormonen in der Umwelt nur auf geringe Konzentrationen begrenzt und sie dabei dennoch ein großes Risiko darstellen, sind geeignete Methoden zum Nachweis und zur Entfernung dieser Stoffe aus dem aquatischen System notwendig. Diezbezüglich sollen bereits etablierte biosensorische Detektionsmethoden unter Einsatz von Aptameren untersucht werden, um niedermolekulare Substanzen zu detektieren. Das Zielmolekül stellt dabei das Hormon 17ß-Estradiol, dass auf der Beobachtungsliste der EU Wasserrahmenrichtlinie steht und zu welchem bereits spezifische Aptamere veröffentlich sind, dar.
Stability of control systems is one of the central subjects in control theory. The classical asymptotic stability theorem states that the norm of the residual between the state trajectory and the equilibrium is zero in limit. Unfortunately, it does not in general allow computing a concrete rate of convergence particularly due to algorithmic uncertainty which is related to numerical imperfections of floating-point arithmetic. This work proposes to revisit the asymptotic stability theory with the aim of computation of convergence rates using constructive analysis which is a mathematical tool that realizes equivalence between certain theorems and computation algorithms. Consequently, it also offers a framework which allows controlling numerical imperfections in a coherent and formal way. The overall goal of the current study also matches with the trend of introducing formal verification tools into the control theory. Besides existing approaches, constructive analysis, suggested within this work, can also be considered for formal verification of control systems. A computational example is provided that demonstrates extraction of a convergence certificate for example dynamical systems.
Standardsoftware wie Enterprise Resource Planning Systeme bieten eine ganzheitliche Unterstützung der Wertschöpfungsprozesse eines Anwenderunternehmens. Die darüber abgebildeten Geschäftsprozesse spiegeln im Allgemeinen das Wissen eines Entwicklerunternehmens über die Vorgehensweisen und Methoden innerhalb einer bestimmten Branche wider. In der heutigen Zeit gehören Enterprise Resource Planning Systeme zur softwaretechnischen Grundausstattung für die überwiegende Mehrzahl Kleiner und Mittlerer Unternehmen. Deren primärer Wettbewerbsvorteil liegt hierbei vor allem in ihrer Individualität, welche durch ein Enterprise Resource Planning System zu unterstützen ist. Diesbezügliche Anpassungen des Systems sind aufgrund seiner Komplexität häufig sehr kostenintensiv und übersteigen nicht selten das Budget eines Kleinen und Mittleren Unternehmens.
Workflow-Management-Systeme bieten eine einfache Möglichkeit die internen Geschäftsprozesse eines Anwenderunternehmens kostengünstig über ein Enterprise Resource Planning Systems abzubilden. Gleichzeitig erlauben sie die Steuerung der modellierten Arbeitsabläufe.
Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der Integration eines Workflow-Management-Systems in ein bestehendes Enterprise Resource Planning System. Das Integrationskonzept bezieht sich dabei ausschließlich auf Client-Server- Architekturen. Auf Basis einer IST-Analyse wird dabei ein Integrationskonzept für eine lose Kopplung beider Systeme entwickelt. Im Ergebnis soll dies einen einfachen Austausch des Workflow-Management-Systems garantieren und dessen Funktionen innerhalb des Enterprise Resource Planning System bereitstellen.
Schlüsselwörter: Workflow Management, Workflow-Management-System, Enterprise Resource Planning, Integration, Integrationskonzept, Kleine und Mittlere Unternehmen
Basierend auf dem aktuellen Verständnis über die olfaktorische Perzeption der Hundenase, der Definition des menschlichen Individualgeruchs und dem Einfluss von Wetterparametern und weiteren Faktoren, welche im Zusammenhang mit einer urbanen Umgebung auf eine molekulare Geruchsspur einwirken können, soll diese Arbeit den derzeitigen wissenschaftlichen Stand verdeutlichen und Wiedersprüche aufgreifen. Es wird eine umfangreiche Literatursammlung zum gegenwärtigen Wissensstand dargestellt, sowie bestehende Probleme polizeilicher Mantrail-Einsätze aufgezeigt. Die Arbeit bietet eine differente Betrachtungsweise im Umgang mit der Dokumentation dieser Einsätze und gibt erste Einblicke für die Entwicklung einer computergestützten Simulation, basierend auf statistischen Modellen. Eine daraus resultierende Software soll eine juristisch verwertbare Wahrscheinlichkeitsaussage zum Verhalten des Hundes in seiner urbanen Umgebung auf der Grundlage einer molekularen Spur ermöglichen und kann als Werkzeug zur Dokumentation, sowie zur Plausibilitätsbetrachtung von Mantrail-Einsätzen Verwendung finden. Basis für diese Ansätze bildet das Verständnis der Geruchswahrnehmung durch den Hund, sein Verhalten während eines Trails sowie die Kenntnisse über die Ausbreitung einer Geruchswolke in der Umwelt. Diese Aspekte, sowie deren Beeinflussung durch äußere Faktoren und die Mensch-Hund Beziehung die maßgeblich zum Erfolg beiträgt, werden in der vorliegenden Arbeit ausführlich diskutiert und erste Ansätze zur Demo-Software vorgestellt.
Cancer is one of the main causes of death in developed countries, and cancer treatment heavily depends on successful early detection and diagnosis. Tumor biomarkers are helpful for early diagnose. The goal of this discovery method is to identify genetic variations as well as changes in gene expression or activity that can be linked to a typical cancer state.
First, several cancer gene signaling pathways were introduced and then combined. 27 candidate genes were selected, through the analysis of several data sets in the GEO database, a few expression difference matrices were established. Those candidate genes were tested in the matrices and found five genes PLA1A, MMP14, CCND1, BIRC5 and MYC that have the potential to be tumor biomarkers. Two of these genes have been further discussed, PLA1A is a potential biomarker for prostate cancer, and MMP14 can be considered as a biomarker for NSC lung cancer.
Finally, the significance of this study and the potential value of the two genes are discussed, and the future research in this direction is a prospect.
In dieser Arbeit wurde der Einfluss des orphanen Kernrezeptors Peroxisom-Proliferatoraktivierte Rezeptor des Subtyps Gamma (PPARγ) auf die kardiale Differenzierung in vitro untersucht. Hierfür wurde die murinen embryonale Stammzelllinie CGR8 und das Modellsystems Embryoid Body verwendet. Zur Beantwortung der Fragestellung wurden einerseits pharmakologische Inkubationsexperimente mit spezifischen Agonisten sowie Antagonisten realisiert. Andererseits wurde das Differenzierungsverhalten vergleichend in einer PPARγ-Knockdown-Zelllinie betrachtet, welche durch eine stabile Herunterregulation des Rezeptorsubtyps gekennzeichnet ist.
Classification of time series has received an important amount of interest over the past years due to many real-life applications, such as environmental modeling, speech recognition, and computer vision.
In my thesis, I focus on classification of time series by LVQ classifiers. To learn a classifiers, we need a training set. In our case, every data point in the training set contains a sequence (an ordered set) of feature vectors. Thus, the first task is to construct a new feature vector (or matrix) for each sequence.
Inspired by [2], I use Hankel matrices to construct the new feature vectors. This choice comes from a basic assumption that each time series is generated by a single or a set of unknown Linear Time Invariant (LTI) systems.
After generating new feature vectors by Hankel matrices, I use two approaches to learn a classifier: Generalized Learning Vector Quntization (GLVQ) and Median variant of Generalized Learning Vector Quantization (mGLVQ).
Large bone defects are a major clinical problem affecting elderly disproportionally, particularly indeveloped countries where this population is the fastest growing. Current treatments include autologous and allogenous bone grafts, bone elongation with the Ilizarov technique, bone graft substitutes, and electrical stimulation. Each of these approaches enjoys varying degrees of success, however, each also has its associated problems and complications. A new, still experimental, treatment is Tissue Engineering that combines scaffolds, osteogenic stem cells and growth factors, and is showing encouraging early results in preclinical and initial clinical studies.
Electrical stimulation has been shown to enhance bone healing by promoting mesenchymal stem cell migration, proliferation, and differentiation. In the present study we combine Tissue Engineering with Electrical Stimulation and hypothesize that this combined approach will have a synergistic effect resulting in enhanced new bone formation. In our in vitro experiments we observed that the levels of electrical stimulation we tested had no cytotoxic effect, instead increased osteogenic differentiation, as determined by enhanced expression of the osteogenic marker, Alkaline Phosphatase. These findings support our hypothesis by demonstrating that in the tissue-engineering environment electrical stimulation promotes bone formation. The bioinformatics part of this project consisted of gene network analysis, identification of the top 10 osteogenic markers and analyzis of genegene interactions. We observed that in studies of stem cells from both human and rat the genes, BMPR1A, BMP5, TGFßR1, SMAD4, SMAD2, BMP4, BMP7, RUNX3, and CDKN1A, are associated with osteogenesis and interact with each other. We observed a total of 31 interactions for human and 29 interactions for rat stem cells. While this approach needs to be proven experimentally, we believed that these in vitro and in silico analyses could compliment each other and in doing so contribute to the field of bone healing research.
In dieser Arbeit wurden kulturelle Nachweisverfahren zur Detektion von Vaginitis Erregern mit molekularbiologischen Methoden verglichen und bewertet. Für diese Untersuchung standen Vaginalabstriche von Patientinnen zur Verfügung. Diese Vaginalabstriche wurden von Gynäkologen zur Untersuchung auf pathogene Keime in das Fachlabor „Diagnosticum“ nach Neukirchen geliefert. Es wurden folgende verschiedene Universal- und Selektionsnährmedien für den Nachweis verwendet: TSS-, MCK-, MRS-, PVX-, GAR- und CAN2-Agar. Außerdem erfolgte eine mikroskopische Beurteilung (Nugent-Score) der Abstriche. Dazu wurden die Proben nach der Gram-Färbung bei 1.000-facher Vergrößerung mikroskopisch betrachtet und bewertet. Nach der Identifizierung möglich pathogener Keime erfolgte die Resistenztestung, um für den behandelnden Gynäkologen die Auswahl des richtigen Antibiotikums zu erleichtern.
Die beiden Resistenztestungssysteme, VITEK2- (bioMérieux) und Phönix-System (Becton Dickinson), basieren auf der Bestimmung der Minimalen-Hemmkonzentration. An molekularen Nachweismethoden wurde ein DNA-Hybridisierungsverfahren, Affirm-Test (Becton Dickinson), verwendet. Ferner wurden zwei Nukleinsäuren-Amplifikationsmethoden genutzt. Zum einen wurde eine Multiplex Real-Time PCR (fast-track) und zum anderen eine TMA (Transcription Mediated Amplification) Methode verwendet. Die Multiplex Real-Time PCR ermöglicht den Nachweis verschiedener Erreger (Chlamydia trachomatis, Neisseria gonorrhoeae, Mycoplasma genitalium, Trichomonas vaginalis, Mycoplasma hominis, Ureaplasma urealyticum und Ureaplasma parvum). Für das TMA wurde ein Combo Assay zur Detektierung von Chlamydia trachomatis und Neisseria gonorrhoeae genutzt. Während der Masterarbeit wurden 251 Patientenproben untersucht und ausgewertet.
In meiner Masterarbeit habe ich mich mit Wasserlinsen als neuartige Energieträger für die Energiebranche beschäftigt. Dazu wurden im Labor Wasserlinsen in kleinen Becken angezüchtet und später dann als Substrat für die Biogasherstellung verwendet. Hierzu wurde ein Kleinfermentersystem im Labormaßstab aufgebaut, in dem erste Tests zur Erzeugung von Biogas aus Wasserlinsen erfolgten. Durch verschiedene Analysen wurde im Anschluss
bewertet, inwieweit sich Wasserlinsen zur Biogasproduktion eignen und welchen Einfluss Indol-3-Essigsäure auf die Synthese hatte.