AMELAG Abwassermonitoring für die epidemiologische Lagebewertung Im Projekt „Abwassermonitoring für die epidemiologische Lagebewertung“ erheben Umweltbundesamt und Robert Koch-Institut die Viruslast von SARS-CoV-2 und anderen Erregern im Abwasser. Das interdisziplinäre Team setzt direkt den One-Health Gedanken um: Forschungsdaten aus dem Bereich Umwelt und öffentliche Gesundheit werden zeitnah aufgearbeitet, zusammengeführt und öffentlich bereitgestellt. Gemeinsam für die Gesundheit aller Das Umweltbundesamt ( UBA ) und das Robert Koch-Institut ( RKI ) erfassen im Kooperationsvorhaben „Abwassermonitoring für die epidemiologische Lagebewertung“ (AMELAG), ob und in welcher Häufigkeit SARS-CoV-2-Virusgenfragmente an knapp 170 Kläranlagen deutschlandweit im Abwasser vorkommen. So kann die lokale Verbreitung von Viren wie SARS-CoV-2 und möglichen Virusvarianten zeitnah erfasst und beurteilt werden. An diesem durch das Bundesministerium für Gesundheit ( BMG ) geförderten Kooperationsprojekt sind auch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz ( BMUV ), der Sanitätsdienst der Bundeswehr sowie für Gesundheit und Abwasser verantwortliche Behörden der 16 Bundesländer beteiligt, darüber hinaus Kläranlagenbetreibende, Labore, Logistikunternehmen sowie zahlreiche weitere Forschungseinrichtungen und Universitäten. Das AMELAG-Vorhaben setzt beispielhaft den im Koalitionsvertrag der Bundesregierung erwähnten One-Health Gedanken um: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterschiedlichster Fachdisziplinen arbeiten hier täglich kollaborativ und intersektoral zusammen. Nur so können die Expertisen aus den Bereichen Umwelt- und Naturwissenschaften, Gesundheitswissenschaften und öffentlicher Gesundheit, Data Science und Statistik das Abwasser als eine verlässliche Datenquelle für die Information der Öffentlichkeit und eine evidenzbasierte Politikberatung erschließen. Ablauf der Abwassersurveillance in AMELAG Verschiedene Krankheitserreger und deren Abbauprodukte reichern sich in menschlichen Ausscheidungen (z.B. Stuhl und Speichel) an und gelangen in das Abwasser. Abwasserproben werden mehrmals pro Woche am Zulauf von Kläranlagen entnommen. In der Regel wird nach der ersten mechanischen Reinigung, dem Rechen und dem Sandfang, automatisiert eine 24h-Mischprobe gewonnen. Diese Proben werden gekühlt in ein Labor transportiert und mit geeigneten Anreicherungsmethoden aufbereitet. Die Erbinformation ( DNA / RNA ) wird anschließend extrahiert und die vorhandenen Virusgenfragmente mittels der Polymerase-Kettenreaktion (engl. polymerase chain reaction, PCR) quantitativ erfasst. Neben den Routinemessungen der SARS-CoV-2-Genfragmente werden am Umweltbundesamt auch verschiedene weitere Methoden zum Nachweis klinisch relevanter Infektionserreger (z. B. Influenzavirus A/B) entwickelt und etabliert. Nach einer Datenprüfung hinsichtlich Qualität und Plausibilität, werden die Monitoringdaten von den datenliefernden Stellen in die eigens dazu eingerichtete Datenbank „Pathogene im Abwasser“ ( PiA-Monitor ) am Umweltbundesamt eingepflegt und verwaltet. Dort werden sie weiterverarbeitet, um witterungsbedingte Schwankungen des Rohabwasserstroms auszugleichen („Normalisierung“). Die normalisierten Datenwerte werden anschließend vom RKI als Verlaufskurve dargestellt, einer Trendberechnung unterzogen und im AMELAG-Wochenbericht sowie im Infektionsradar durch RKI und BMG veröffentlicht. Zusammen mit anderen Surveillance-Systemen wird eine epidemiologische Bewertung vorgenommen, die wiederum das Ableiten von Maßnahmen für den Gesundheitsschutz der Menschen und eine evidenzbasierte Politikberatung unterstützt. Link zum AMELAG-Erklärvideo: Was ist Abwassersurveillance (Youtube-Link) Wissenschaftliche Fragestellungen und Forschung am UBA Erarbeitung von Verfahren für den Nachweis von Infektionserregern und antimikrobiellen Resistenzen (AMR) in Abwasserproben – Forschung am Umweltbundesamt im Fachgebiet Mikrobiologische Risiken Es werden Konzepte für Methoden zum belastbaren Nachweis von relevanten Infektionserregern (einschließlich deren Antibiotikaresistenzen) in Abwasserproben entwickelt. Der Fokus liegt dabei auf Enterobakterien mit klinisch wichtigen Antibiotikaresistenzen. Um diese in den Abwasserproben zu identifizieren wird ein mehrstufiger Screening-Prozess entwickelt, der sowohl auf den direkten Nachweis der lebendigen Bakterien wie auch auf den Nachweis von Resistenzgenen und weiteren Sequenzinformationen abzielt. Hierbei kommen unter anderem massenspektrometrische Messmethoden, die Bestimmung der minimalen Hemmkonzentrationen gegenüber antibiotischen Wirkstoffen sowie molekularbiologische und sequenzbasierte Verfahren zum Einsatz. Methodenentwicklung und Etablierung von Nachweisverfahren von weiteren Public Health-relevanten viralen Erregern – Forschung am Umweltbundesamt im Fachgebiet Mikrobiologische Risiken Es werden Influenza A/B-Virusgenfragmente mittels molekularbiologischer Labormethoden nachgewiesen und die Ergebnisse evaluiert. Die Methoden werden für eine mögliche Implementierung in die Routine der Abwassersurveillance vorbereitet. Im Weiteren werden im Rahmen von AMELAG mittels verschiedener Aufbereitungs- und Extraktionsmethoden neue Verfahren zum Nachweis für weitere respiratorische und gastrointestinale Erreger, die sich im Abwasser befinden, entwickelt und erprobt. Je nach Beschaffenheit und Eigenschaften der Erreger sind verschiedene Aufbereitungsmethoden zur Anreicherung und Extraktion der Nukleinsäuren erforderlich. Dazu werden u. a. verschiedene Konzentrationsverfahren verglichen, Versuchsreihen mit Abwasserproben konzipiert, denen inaktivierte Viren oder virale Nukleinsäure zugesetzt wurden und es findet eine Validierung der Verfahren statt. Des Weiteren werden Versuche zur Ermittlung der Bestimmungsgrenzen durchgeführt. Ziel ist es, qualitätsgesicherte und valide Labormethoden zu entwickeln, die schrittweise durch fortlaufende Optimierung und Harmonisierung im Rahmen der Abwassersurveillance angewendet werden können. Laborharmonisierung / Standardisierung / Vergleichsuntersuchungen – Forschung am Umweltbundesamt im Fachgebiet Abwasseranalytik, Überwachungsverfahren Die derzeit gemessenen Konzentrationen von SARS-CoV-2 im Abwasser werden im Rahmen von AMELAG von über 20 unterschiedlichen Laboren ermittelt. Dabei kommen unterschiedliche Methoden u. a. hinsichtlich Aufkonzentrierung der Probe, Extraktion der Viren- RNA , in der PCR nachgewiesene Gensequenzen sowie der verwendeten PCR-Analytik zum Einsatz. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wird durch das UBA eine Identifizierung und Clusterung der Labormethoden durchgeführt und anschließend eine Harmonisierung angestrebt. Da davon auszugehen ist, dass verschiedene Methoden zu vergleichbaren Analytikergebnissen führen, soll eine Qualitätsbewertung der Daten mit Bezug zur jeweiligen Analytik durchgeführt werden. Das soll auch der Vorbereitung und Konzipierung eines Vergleichsversuches dienen, der ebenfalls im Rahmen des AMELAG Projekts durchgeführt werden wird. Dieser soll u.a. zur Ermittlung von Bestimmungsgrenzen dienen. In Erweiterung des Nachweisspektrums werden weitere, das öffentliche Gesundheitswesen betreffende Erreger wie Influenza und RSV, für die Laborroutine getestet und etabliert. Spurenstoffanalytik zur Untersuchung der Eignung weiterer Normalisierungsparameter – Forschung am Umweltbundesamt im Fachgebiet Abwasseranalytik, Überwachungsverfahren Bei der Ermittlung der Viruslast im Abwasser muss eine „Normalisierung“ der ermittelten Viruslast erfolgen. „Normalisierung“ bedeutet, dass versucht wird die Schwankungen der Abwassermenge und damit auch der Zusammensetzung der Abwasserbestandteile auszugleichen. Je besser man normalisieren kann, umso besser kann die Viruslast in Relation zum Bevölkerungsanteil berechnet werden. Statt der Möglichkeit einer Normalisierung durch die mittlere Durchflussrate, Quantifizierung von Surrogatviren oder üblichen Begleitparametern wie Leitfähigkeit und Ammonium, sollen in Kooperation mit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) durch Spurenstoffanalytik weitere Möglichkeiten und Parameter für eine Normalisierung an verschiedenen Kläranlagenstandorten ausgetestet werden. Hierbei kommen spezielle, hochdurchsatzfähige Testverfahren (ELISA) zur Anwendung, die zur hochempfindlichen Messung von Arzneimittelrückständen, Inhaltsstoffen und Stoffwechselprodukten modifiziert wurden. Die einzelnen Spurenstoffe werden bezüglich ihrer Eignung als humane Fäkalindikatoren exemplarisch an den jeweiligen Standorten evaluiert. Datenplausibilisierung und Normalisierung – Forschung am Umweltbundesamt im Fachgebiet Abwassertechnikforschung, Abwasserentsorgung Die Konzentration von SARS-CoV-2 im Abwasser kann durch Veränderungen der Abwasserzusammensetzung beispielsweise durch Regenereignisse stark beeinflusst werden. Die Trenderkennung wird dadurch erschwert. Die Durchflussrate ist ein gängiger Parameter um diese Schwankungen in der Abwasserzusammensetzung abzubilden. Es gibt allerdings auch eine Reihe alternativer Parameter und weiterer Möglichkeiten. Daher entwickelt das UBA Methoden, die eine Beurteilung unterschiedlicher Plausibilisierungs- und Normalisierungsansätze ermöglichen. Das Ziel soll eine objektive, standortspezifische Bewertung der unterschiedlichen Parameter sein und wie durch die Verwendung des entsprechenden Ansatzes die Trenderkennung verbessert werden kann. Zusammenfassend werden am UBA für die Abwassersurveillance notwendige technische Verfahrensabläufe entwickelt, weiter optimiert, harmonisiert und im Rahmen von Technischen Leitfäden dokumentiert. Dies betrifft die Probenahme, Labormethoden, Logistikkonzepte und den Bereich der Datenverarbeitung und -übermittlung an das RKI . Darüber hinaus engagiert sich das UBA im Bereich der Normung.
Exosomen sind eine Klasse extrazellulärer Vesikel, die von den allermeisten Zelltypen freigesetzt werden. Sie enthalten Proteine, Lipide und Nukleinsäuren. Zunächst wurden Exosomen lediglich als Instrumente zur Ausschleusung zellulärer Bestandteile gesehen. Mittlerweile ist aber auch bekannt, dass Exosomen von anderen Zellen aufgenommen werden und deren Phänotyp beeinflussen und somit ein Element der Zell-Zell Kommunikation darstellen. In einigen Tumorzelllinien wurde bereits gezeigt, dass ionisierende Strahlung die Zusammensetzung und Funktion von Exosomen verändert (AP1). Untersuchungen zum Einfluss ionisierender Strahlung auf die exosomen-vermittelte Zell-Zell Kommunikation von nicht-malignen normalen Zellen fehlen derzeit noch weitgehend. In diesem Projekt wurden strahlen-induzierte Veränderungen in der Protein und microRNA Zusammensetzung von Exosomen aus verschiedenen nicht-malignen Zellkultur Modellsystemen identifiziert (Lymphozyten, Fibroblasten, Endothel- und Epitehlzellen, AP2-AP4). Dabei bezogen sich die Proteinveränderungen sowohl auf Proteine in den Exosomen als auch auf deren Oberfläche (AP3). Unter anderem wurden auch Veränderungen in Exosomen nachgewiesen, die aus primären Lymphozyten von gesunden Spendern nach ex vivo Bestrahlung freigesetzt wurden. Um diese Ergebnisse in vivo Daten gegenüberzustellen wurden in AP5 Kandidatenproteine und microRNAs in Exosomen aus dem Blut von Strahlentherapiepatienten untersucht. Insgesamt zeigte dieses Projekt, dass exosomale microRNA und Protein Signaturen nach in vitro Bestrahlung der Donorzellen zelltyp- und dosis-spezifisch verändert werden. Auch nach in vivo Bestrahlung (Strahlentherapiepatienten) wurden Veränderungen in der exosomalen microRNA und Proteinzusammensetzung festgestellt. Da sich Exosomen durch ihre Stabilität auszeichnen und außerdem biologische Marker beinhalten, die nicht immer in den korrespondierenden Körperflüssigkeiten vorkommen, könnten diese besonders empfindliche und spezifische diagnostische Signaturen liefern. Die hier gefundenen Veränderungen sollten in weiteren strahlen-relevanten Kollektiven validiert werden um deren Eignung als Biomarker für Strahlenexposition zu testen. Zum weiteren Verständnis von Strahlenrisiken sollten auch potentielle funktionelle Unterschiede von Exosomen aus bestrahlten und nichtbestrahlten Zellen in einem Folgeprojekt abgeschätzt werden.
Die verlinkte Webseite enthält Informationen der Website chemikalieninfo.de des Umweltbundesamtes zur chemischen Verbindung Civet (Sekretion) Extrakte und ihre physikalisch modifizierten Derivate wie Proteine, Kohlenhydrate, Lipide, Nucleinsäuren, anorganische Ionen usw. aus Viverra civetta. Stoffart: Einzelinhaltsstoff.
Die verlinkte Webseite enthält Informationen der Website chemikalieninfo.de des Umweltbundesamtes zur chemischen Verbindung Civet (Sekretion) Extrakte und ihre physikalisch modifizierten Derivate wie Proteine, Kohlenhydrate, Lipide, Nucleinsäuren, anorganische Ionen usw. aus Viverra civetta. Stoffart: Stoffklasse.
Da bei vielen Seen der Freiwasserraum den vorherrschenden Anteil am Wasserkörper bildet, wird im allgemeinen auch der Schwerpunkt der hydrobiologischen Untersuchungen auf die Lebensgemeinschaft des Freiwassers gelegt. Diese besteht einerseits aus dem passiv mit dem Wasserkörper driftenden Plankton mit Phytoplankton als Primärproduzenten, Zooplankton als Konsumenten und den heterotrophen Mikroorganismen als Destruenten, und andererseits aus dem aktiv gerichtet schwimmenden Nekton, wozu insbesondere die Fische zählen. Plankton und Nekton sind die Akteure im ständigen Stoffkreislauf des Sees. Die im Plankton vorkommenden Arten werden laufend vom Institut für Seenforschung meistens an einer Station (Seemitte) in regelmäßigen Zeitabständen überwacht (14 täglich bis monatlich). Beim Phytoplankton handelt es sich um mikroskopisch kleine, im Wasser schwebende phototrophe Organismen, die einerseits zur Pflanzengruppe der Algen und andererseits zur Bakteriengruppe der Cyanobakterien gehören. Als photoautrophe Planktonorganismen bauen sie aus im Wasser gelösten Nährsalzen und Kohlensäure mit Hilfe des Sonnenlichts ihre Körpersubstanz auf. Sie stellen daher als „Primärproduzenten“ die Basis der Nahrungskette dar, die direkt oder indirekt als Energie- und Kohlenstoffquelle für alle anderen Organismen in einem Gewässer dient. Sowohl die Biomasse als auch die Artenzusammensetzung des Phytoplanktons sind wichtige Hinweise auf den Zustand eines Gewässers: eine niedrige Biomasse zeigt im Allgemeinen an, dass im Gewässer ein niedriges Nährstoffniveau herrscht, ein hohes Nährstoffniveau wird zu einer hohen Biomasse führen. Bestimmte Arten sind typisch für höhere Nährstoffkonzentrationen, andere Arten werden nur bei niedrigeren Konzentrationen gefunden, wieder andere Arten sind von der Nährstoffkonzentration weitgehend unabhängig. Das Phytoplankton wird nach Zusammensetzung und Biomasse erfasst. Dabei werden die Großgruppen der Cyanobakterien (Blaualgen) und der eukaryontischen Algen mit Euglenophyta (Augenflagellaten) Chromophyta (Kieselalgen u. Goldalgen), Dinophyta (Panzerflagellaten), Cryptophyta (Schlundalgen) und Chlorophyta (Grünalgen) durch Zählung der jeweils zugehörigen Einzelarten erfasst. Eine Abschätzung der Biomasse und der Gruppenzusammensetzung kann auch über die chemische Bestimmung der Algenpigmente erfolgen. Fotos: Diverse Phytoplankton-Arten unter dem Mikroskop. Von links nach rechts: Scenedesmus, Phacus, Ceratium, Cryptomonas, Microcystis. Die wichtigsten Gruppen des Zooplanktons sind die Kleinkrebse mit Cladoceren („Wasserflöhe“) und Copepoden („Hüpferlinge“), die Rotatorien („Rädertiere“), die Protozoen (Urtiere) mit Flagellaten und Ciliaten. Die meisten Arten ernähren sich von Algen, einige auch von Bakterien, wieder andere räuberisch durch Fressen anderer Zooplankter. Die Produktion des Zooplanktons (Wachstum und Fortpflanzung) ist im Wesentlichen abhängig von der Art und der Menge der vorhandenen Futteralgen sowie von der Temperatur. Daher ist in der Regel die Produktion im Sommer beschleunigt und im Winter verlangsamt. Die Art, Größe und Form der Algen bestimmt ihre Fressbarkeit. Die Menge der fressbaren Algen beeinflusst insbesondere bei hohen sommerlichen Temperaturen die Wachstums- und Fortpflanzungsgeschwindigkeit des algenfressenden Zooplanktons. Die Konkurrenz der einzelnen Zooplanktonarten um die gemeinsame Nahrungsgrundlage ist sehr komplex und von zahlreichen artspezifischen Faktoren abhängig. Durch den Fraß von einzelnen „bevorzugten“ Phytoplanktonarten ändern sich die Wachstumsbedingungen der verbleibenden Phytoplanktonarten. Die resultierenden Änderungen in Qualität und Quantität des „Phytoplanktons“ wirken sich wiederum auf das "Zooplankton" aus. Das „Zooplankton“ seinerseits dient als Nahrungsgrundlage für räuberische Zooplanktonarten und für Fische. Auch hier gibt es komplexe Wechselwirkungen. Menge und Zusammensetzung des Zooplanktons geben daher insbesondere Auskunft über die Struktur des Nahrungsnetzes in einem Gewässer und stellen somit neben der Trophie eine weitere wichtige Informationsquelle zur Zustands-Bewertung eines Gewässers dar. Das Zooplankton wird entweder durch Netzfänge (Crustaceen und Rotatorien) oder durch Schöpfproben (Protozoen) aus unterschiedlichen Tiefen erfasst und mikroskopisch ausgewertet. Fotos: Diverse Zooplankton-Vertreter unter dem Mikroskop. Ruderfußkrebs (links); Wasserfloh (mittig); Rädertierchen (rechts). Neben den pflanzlichen (Produzenten) und tierischen Vertretern des Planktons (Konsumenten) bilden die mikroskopisch kleinen heterotrophen Mikroorganismen (Destruenten) sowohl im Hinblick auf Biomasse als auch für die Stoffkreisläufe eine dritte wichtige funktionelle Gruppe der Lebensgemeinschaft des Freiwassers. Zu dieser zählen einerseits die heterotrophen Bakterien, andererseits einzellige bakterienfressende Urtierchen (Protozoen), darunter vor allem Geißeltierchen (Flagellaten) und Wimpertierchen (Ciliaten). Die Bakterien erfüllen zusammen mit den bakterienfressenden Urtieren über die sogenannte Detritus-Nahrungskette (microbial loop) vorrangig die Funktion des Abbaus der organischen Substanz und damit der Regeneration von Nährstoffen. Über die so ermöglichten kurzgeschlossenen Stoffkreisläufe in der Freiwasserzone können die heterotrophen Mikroorganismen maßgeblich die Produktivität eines Gewässers mitbestimmen. Im Vergleich zum klassischen Plankton ist die Kenntnis der Artzusammensetzung der heterotrophen Mikroorganismen bislang noch sehr unzureichend, was vor allem auf methodischen Schwierigkeiten beruhte. Daher wurden bis jetzt Indikationsansätze, die auf der Artzusammensetzung beruhen, für diese Gruppe kaum entwickelt. Eine Ausnahme bilden die relativ leicht nachweisbaren Fäkal-Indikatoren (v.a. E. coli), die als Darmbakterien üblicherweise in natürlichen Gewässern nicht vorkommen. Deren Nachweis zeigt somit sehr sicher und hochempfindlich eine Verunreinigung mit fäkalbelastetem Abwasser an. Da inzwischen zusätzliche Bestimmungsmöglichkeiten über die Analyse artspezifischer molekularer Bestandteile (insbesondere der Nukleinsäuren) der Mikroorganismen zur Verfügung stehen, ist für die Zukunft mit einer erheblich verbesserten Nutzung des Indikationspotenzials weiterer heterotropher Mikroorganismen zu rechnen. Foto: Bakterienplankton nach Anfärbung mit Fluoreszenzfarbstoff unter dem Mikroskop. Fische stehen, wie einige Kleinkrebse, als Folgekonsumenten am Ende der Nahrungskette im Freiwasser. Zu den vorherrschenden Planktonfressern zählen in großen tiefen Seen die Felchen, in kleineren Seen Barsche und Weißfische (z. B. Rotfedern, Brachsen). Als Raubfische sind Hechte, Zander und erwachsene Barsche unterwegs. Über ihre Fresstätigkeit beeinflussen die Fische die Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft im Freiwasser. Aktuell werden Fragen nach den Reaktionen der Fischbestände auf die Reoligotrophierung im Bodensee untersucht. Hierzu erfolgen Erhebungen über Bestandsverteilung, Altersstruktur und Laicherfolg mit Hilfe von Ultraschall-Techniken, Stichproben aus Netzfängen unterschiedlicher Maschenweiten und durch Erfassung von Menge und Anteil befruchteter Eier am Seeboden. Weitere Informationen zur Fischerei finden sie auch auf der Internetseite der Fischereiforschungsstelle .
Das Projekt "Studien zur Wirkung von Nitrosaminen auf den DNA-Stoffwechsel, bzw. die DNA-Methylierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert-Koch-Institut durchgeführt. Seit einigen Jahren interessiert uns die Frage, in welcher Weise die Wirkung von Nitrosaminen zustande kommt. Dabei haben wir aufzeigen koennen, dass schon relativ bald nach Verabreichung von Nitrosaminen Regulations-Stoerungen in der Leber auftreten. Wir haben diese nachgewiesen ueber einen Einfluss auf die Induktion der Tyrosin-Aminotransferase und der Tryptophan-Oxygenase. Wir haben uns dann mit der Ursache dieser Stoerung befasst und dabei besonders die Methylierung von Nucleinsaeuren analysiert. Weiterhin interessiert uns der NAD-Poly-ADPR-Stoffwechsel. Schon wenige Minuten nach der Verabreichung von Nitrosaminen kommt es zu einem NAD-Abfall und zu einer Beeinflussung der Poly (ADPR)-Synthetase.
Das Projekt "KMU-innovativ - KMUi-BÖ02: Next Generation Sample Preparation - Entwicklung eines nachhaltigen, ressourcenschonenden und innovativen Probentransportsystems für Tupfer und Abstriche mit integrierter Extraktion von Nukleinsäuren und Kontrollen zur Überprüfung der Probenqualität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von gerbion GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel ist es, ein neuartiges Probenentnahme- und Probentransportsystem mit integrierter Nukleinsäuren-Extraktion für die Detektion von Infektionskrankheiten zur erforschen und entwickeln. Das innovative Gesamtsystem soll exemplarisch für Tupfer und Abstriche entwickelt werden und beinhaltet ein innovatives Reinigungsmodul für Nukleinsäuren, sowie Kontrollen zur Überprüfung der Probenqualität und des Gesamtsystems. Aus diesem Grund soll im vorliegenden Projekt ein Konsortium bestehend aus der Kaiser Ingenieurbüro GmbH (KIB), der gerbion GmbH & Co. KG (gerbion) und dem Institut für Mikrosystemtechnik - Chemie und Physik von Grenzflächen (CPI) der Universität Freiburg gebildet werden. KIB hat es sich hierbei speziell zum Ziel gesetzt, alle Spritzguss-Komponenten mit Materialien aus 100% nachwachsenden Rohstoffen, sogenannten 'Biopolymeren', herzustellen. Hierbei soll ein besonderer Fokus auf das Basismaterial 'Lignin' gelegt werden. Lignin sorgt für das Verholzen von Gräsern, Stauden, Sträuchern und Bäumen. Das Polymer verklebt Cellulosefasern in den Zellwänden der Pflanzen und verfestigt sie, sodass selbst über 100 Meter hohe Mammutbäume nicht einknicken. In den Papierfabriken fallen jedes Jahr mehrere Millionen Tonnen Lignin als Reststoff an. gerbion hat sich hierbei insbesondere zum Ziel gesetzt, ein umweltfreundliches Verfahren zu entwickeln, um die gewonnene Probe zu inaktivieren, die Nukleinsäuren aus den Erregern freizusetzen und für den Transport zu konservieren. Hierbei soll grundsätzlich auf üblicherweise verwendete Stoffe wie Lösungsmittel verzichtet werden. Die Arbeitsgruppe des Lehrstuhls Rühe (CPI IMTEK) hat sich zum Ziel gesetzt, umweltfreundliche Materialien und Oberflächen für ein integriertes Reinigungsmodul der extrahierten Nukleinsäuren im Gesamtsystem zu entwickeln, um die in der Probe enthaltenen Nukleinsäuren bereits auf dem Weg zum Labor zu reinigen und dort auf einfache Weise aus dem Transportgefäß zu entnehmen.
Das Projekt "KMU-innovativ - KMUi-BÖ02: Next Generation Sample Preparation - Entwicklung eines nachhaltigen, ressourcenschonenden und innovativen Probentransportsystems für Tupfer und Abstriche mit integrierter Extraktion von Nukleinsäuren und Kontrollen zur Überprüfung der Probenqualität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kaiser Ingenieurbüro GmbH durchgeführt. Ziel ist es, ein neuartiges Probenentnahme- und Probentransportsystem mit integrierter Nukleinsäuren-Extraktion für die Detektion von Infektionskrankheiten zur erforschen und entwickeln. Das innovative Gesamtsystem soll exemplarisch für Tupfer und Abstriche entwickelt werden und beinhaltet ein innovatives Reinigungsmodul für Nukleinsäuren, sowie Kontrollen zur Überprüfung der Probenqualität und des Gesamtsystems. Aus diesem Grund soll im vorliegenden Projekt ein Konsortium bestehend aus der Kaiser Ingenieurbüro GmbH (KIB), der gerbion GmbH & Co. KG (gerbion) und dem Institut für Mikrosystemtechnik - Chemie und Physik von Grenzflächen (CPI) der Universität Freiburg gebildet werden. KIB hat es sich hierbei speziell zum Ziel gesetzt, alle Spritzguss-Komponenten mit Materialien aus 100% nachwachsenden Rohstoffen, sogenannten 'Biopolymeren', herzustellen. Hierbei soll ein besonderer Fokus auf das Basismaterial 'Lignin' gelegt werden. Lignin sorgt für das Verholzen von Gräsern, Stauden, Sträuchern und Bäumen. Das Polymer verklebt Cellulosefasern in den Zellwänden der Pflanzen und verfestigt sie, sodass selbst über 100 Meter hohe Mammutbäume nicht einknicken. In den Papierfabriken fallen jedes Jahr mehrere Millionen Tonnen Lignin als Reststoff an. gerbion hat sich hierbei insbesondere zum Ziel gesetzt, ein umweltfreundliches Verfahren zu entwickeln, um die gewonnene Probe zu inaktivieren, die Nukleinsäuren aus den Erregern freizusetzen und für den Transport zu konservieren. Hierbei soll grundsätzlich auf üblicherweise verwendete Stoffe wie Lösungsmittel verzichtet werden. Die Kaiser Ingenieurbüro GmbH hat sich hierbei zum Ziel gesetzt, unter den Voraussetzungen von 'Design for Manufacturing', Anwenderfreudlichkeit und Sicherheit einen Demonstrator auf Lignin basierenden Thermoplasten zu entwickeln und eine entsprechende Anwendungsstudie durchzuführen
Das Projekt "KMU-innovativ - KMUi-BÖ02: Next Generation Sample Preparation - Entwicklung eines nachhaltigen, ressourcenschonenden und innovativen Probentransportsystems für Tupfer und Abstriche mit integrierter Extraktion von Nukleinsäuren und Kontrollen zur Überprüfung der Probenqualität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnologie (IMTEK), Lehrstuhl für Chemie und Physik der Grenzflächen durchgeführt. Ziel ist es, ein neuartiges Probenentnahme- und Probentransportsystem mit integrierter Nukleinsäuren-Extraktion für die Detektion von Infektionskrankheiten zur erforschen und entwickeln. Das innovative Gesamtsystem soll exemplarisch für Tupfer und Abstriche entwickelt werden und beinhaltet ein innovatives Reinigungsmodul für Nukleinsäuren, sowie Kontrollen zur Überprüfung der Probenqualität und des Gesamtsystems. Aus diesem Grund soll im vorliegenden Projekt ein Konsortium bestehend aus der Kaiser Ingenieurbüro GmbH (KIB), der gerbion GmbH & Co. KG (gerbion) und dem Institut für Mikrosystemtechnik - Chemie und Physik von Grenzflächen (CPI) der Universität Freiburg gebildet werden. KIB hat es sich hierbei speziell zum Ziel gesetzt, alle Spritzguss-Komponenten mit Materialien aus 100% nachwachsenden Rohstoffen, sogenannten 'Biopolymeren', herzustellen. Hierbei soll ein besonderer Fokus auf das Basismaterial 'Lignin' gelegt werden. Lignin sorgt für das Verholzen von Gräsern, Stauden, Sträuchern und Bäumen. Das Polymer verklebt Cellulosefasern in den Zellwänden der Pflanzen und verfestigt sie, sodass selbst über 100 Meter hohe Mammutbäume nicht einknicken. In den Papierfabriken fallen jedes Jahr mehrere Millionen Tonnen Lignin als Reststoff an. gerbion hat sich hierbei insbesondere zum Ziel gesetzt, ein umweltfreundliches Verfahren zu entwickeln, um die gewonnene Probe zu inaktivieren, die Nukleinsäuren aus den Erregern freizusetzen und für den Transport zu konservieren. Hierbei soll grundsätzlich auf üblicherweise verwendete Stoffe wie Lösungsmittel verzichtet werden. Die Arbeitsgruppe des Lehrstuhls Rühe (CPI IMTEK) hat sich zum Ziel gesetzt, umweltfreundliche Materialien und Oberflächen für ein integriertes Reinigungsmodul der extrahierten Nukleinsäuren im Gesamtsystem zu entwickeln, um die in der Probe enthaltenen Nukleinsäuren bereits auf dem Weg zum Labor zu reinigen und dort auf einfache Weise aus dem Transportgefäß zu entnehmen.
Das Projekt "Bilanzierung des Beitrags mikrobieller Biomasse zur Bildung refraktärer organischer Substanz im Boden mittels Isotopentracertechniken (Zellen, Zellbestandteile, CO2 und NH4)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle, Sektion Sanierungsforschung durchgeführt. Beim mikrobiellen Umsatz von organischen Verbindungen wird ein beträchtlicher Anteil des Kohlenstoffs zunächst zum Aufbau von Biomasse durch Bakterien genutzt. Diese Biomasse unterliegt nach ihrem Absterben wieder einem Abbau durch andere Mikroorganismen. In diesem Prozess werden Fragmente der abgestorbenen Zellen entweder selbst wieder zum Substrat für andere Organismen oder direkt in der Bodenmatrix festgelegt. Damit tragen sie substanziell zur Bildung der organischen Bodensubstanz (SOM) bei. Im Rahmen der geplanten Arbeiten sollen vorwiegend durch Markierungsexperimente mit stabilen und radioaktiven Isotopen die mikrobiellen Umsatzraten und die Bildung von Huminstoffen aus bakterieller Biomasse und fraktionierten Zellbestandteilen wie auch aus mikrobiellen Mineralisationsprodukten wie CO2 und NH4 in Modellböden des Schwerpunktprogrammes detailliert untersucht werden. Dazu wird die Transformation isotopisch markierter Biomassebestandteile (14C; 13C; 15N) in Bodenbioreaktoren untersucht. Die festgelegten und umgewandelten Produkte der markierten Biomasse sollen in den verschiedenen Partikel- und Huminstofffraktionen des Bodens bilanziert und mit isotopenchemischen und strukturchemischen Methoden charakterisiert werden. Damit können der stoffliche Beitrag der Biomasse an der Bildung von Huminstoffen im Boden bilanziert und Konversionsfaktoren sowie Raten für die Stoffverteilung abgeschätzt werden. Ergebnisse aus ersten Versuchen lassen zudem auf einen signifikanten Einbau von Kohlenstoff aus CO2 in die SOM schließen. Daraus könnte sich eine Neubewertung von Tracerexperimenten zur Bildung von gebundene Resten aus Xenobiotika ergeben. Im zweiten Schritt sollen Methoden zur Ermittlung der Struktur und Funktionalität der festgelegten Biopolymere entwickelt werden. Besonderes Augenmerk wird auf die Festlegung von Zellwandbestandteilen, Strukturproteinen und Nukleinsäuren gelegt.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 105 |
| Land | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 2 |
| Förderprogramm | 101 |
| Text | 3 |
| License | Count |
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| geschlossen | 4 |
| offen | 102 |
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| Lebewesen & Lebensräume | 97 |
| Luft | 49 |
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| Wasser | 60 |
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