Das Projekt "Die Beeintraechtigung der Immunabwehr durch UV-B-Strahlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Universitätshautklinik durchgeführt. Die gesundheitsschaedlichen Wirkungen, die Ultraviolett B (UVB)-Strahlung auf den Menschen ausuebt, koennen zu einem wesentlichen Teil darauf zurueckgefuehrt werden, dass UVB-Strahlung die Immunfunktion von Zellen der Oberhaut, z B den Keratinozyten, beeinflusst. Die hierfuer verantwortlichen photobiologischen Mechanismen sind bisher nur unzureichend charakterisiert. Voruntersuchungen weisen daraufhin, dass das Entstehen von DNS-Photoprodukten in diesem Zusammenhang von zentraler Bedeutung ist. In dem geplanten Vorhaben soll daher im Humansystem die Bedeutung von UVB-induzierten DNS-Photoprodukten fuer die UVB-induzierte Immunmodulation am Beispiel zweier photoimmunbiologischer Modellsysteme analysiert werden. Hierbei soll untersucht werden, welche DNS-Photoprodukte fuer die UVB-induzierte Immunmodulation relevant sind, und welche quantitativen Beziehungen zwischen dem Auftreten dieser Laesionen und einer Immunmodulation existieren. Durch die Aufklaerung dieser Zusammenhaenge kann es moeglich werden, praediktiv das immunmodulatorische Potential der UVB-Strahlung abzuschaetzen und neue Strategien zur Prophylaxe zu entwickeln.
Das Projekt "Auswirkungen zunehmender UVB-Strahlung auf photobiologische Reaktionen beim Menschen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Dermatologische Klinik und Poliklinik durchgeführt. Mittels eines verbesserten Verfahrens zur Bestimmung der UV-Empfindlichkeit konnte bei Patienten mit malignem Melanom sowie mit spinozellulaerem Karzinom eine signifikant hoehere Empfindlichkeit im Vergleich zu Kontrollpersonen nachgewiesen werden. Durch systemische Gabe von Vitamin C und E konnte die UV-Empfindlichkeit bei Kontrollpersonen, Patienten mit malignem Melanom oder Basaliomen signifikant unterdrueckt werden. In vitro konnte mittels des Photohaemolysetests gezeigt werden, dass individuell unterschiedlich eine UVB-Vorbestrahlung in niedrigen Dosen zu einer Hemmung oder Verstaerkung einer UVA-induzierten phototoxischen Haemolyse fuehren kann. In vitro wurden phototoxische Eigenschaften von Fenofibrat (Lipidenker) im UVB und UVA-Bereich im Vergleich zu strukturverwandten Substanzen sowie die Hemmung durch verschiedene Antioxidantien untersucht. Ex vivo konnte gezeigt werden, dass durch systemische Gabe von Vitamin C und E die durch Fenofibrat induzierte Photohaemolyse signifikant reduziert werden konnte. Im Bereich kuerzerwelliger UVB-Strahlung war in vitro die verstaerkte Produktion von Zytokinen (IL-1, IL-6) in Keratinozytenzellkulturen nachweisbar, die durch verschiedene Wirksubstanzen (Kortikosteroide, nicht-steroidale Antiphlogistika, Antioxidantien) inhibiert werden konnte.
Das Projekt "Grundlagen für mikroalgenbasierte Bioraffinerie-Konzepte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Chemie- und Bioingenieurwesen, Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Im Bereich der Algenbiotechnologie ist es im Hinblick auf die Herstellung von Hochwertprodukten, Bulkchemikalien und Energieträgern aus wirtschaftlichen Gründen notwendig, Verfahren zu entwickeln, die die Wertschöpfung aus dem Rohmaterial Algenbiomasse durch kombinierte Wertstoffgewinnung und vollständiger Verwertung der Biomasse signifikant erhöhen. Deshalb sollen Prozessketten zum Betrieb einer Algenbioraffinerie detailliert analysiert werden. Die geplanten Untersuchungen betreffen das Screening von geeigneten Algenstämmen mit attraktivem Produktspektrum, eine frühzeitige Produktauswahl, Nährstoffrecycling und Abwasserkreisläufe sowie die integrierte Prozessoptimierung. Für eine Auslegung des Downstream Processing soll als innovative Lösung der Produktgewinnung eine prozessintegrierte Isolierung des Wertstoffs während der Algenbiomasseproduktion analysiert werden. Die Entwicklung eines Algen-Bioraffinerie-Konzepts muss durch eine Stoff- und Prozessanalytik kontinuierlich begleitet werden. Im Rahmen des beantragten Forschungsverbunds soll begleitend die Modellierung eines photo-biologischen Prozesses entwickelt werden, um so wichtige Einflussgrößen zu identifizieren und der Prozessauslegung und Maßstabsübertragung zugänglich zu machen. Die geplante Numerische Simulation wird auch auf den spatio-temporalen Massen-, Impuls- und Energietransport eingehen. Dies stellt einen neuartigen Forschungsansatz dar, um die technische Prozessoptimierung systematisch zu betreiben.
Das Projekt "Photobiologische Wasserstoffproduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Institut für Biologie, Arbeitsgruppe Angewandte Botanik durchgeführt. Anhand von Literaturdaten ist die moegliche Effizienz der photobiologischen Wasserstoffproduktion durch einzellige Organismen abzuschaetzen. Dabei ist der Wirkungsgrad der Sonnenenergiekonversion auf den verschiedenen Systemebenen des Photosyntheseapparates zu analysieren. Anhand der gewonnenen Daten sind die Hoechstwerte der theoretisch ermittelten Wasserstoffproduktion unter natuerlichen und unter kuenstlichen Bedingungen abzuleiten, die Energieverluste auf den einzelnen Systemebenen zu quantifizieren, die Voraussetzungen fuer die Realisierung der Hoechstwerte der Energiekonversion zu charakterisieren und Aussagen hinsichtlich der Realisierbarkeit solcher Bedingungen zu treffen. Fuer den Fall der technologischen Loesbarkeit aller aufgezeigten Probleme ist abzuschaetzen, welche Auswirkungen auf das biologische Gleichgewicht sich ergeben koennten.
Das Projekt "Fluoreszenzspektroskopische Untersuchungen zur lichtinduzierten Vergilbung von Fichten im Schwarzwald" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Aalen, Institut für angewandte Forschung durchgeführt. Es wurden zeitaufgeloeste optische Methoden vom Picosekunden- bis Sekundenbereich zur Untersuchung von Schaedigungen des Photosyntheseapparates entwickelt. Als Schaedigungsparameter wurden neben der Chlorophyll-Konzentration eine 'langlebige' Komponente der prompten Chlorophyll-Fluoreszenz (Abklingzeit ca. 3 ns), sowie das zeitliche Integral der verzoegerten Lumineszenz (im Sekundenbereich) etabliert. Die Schaedigung der Fichten war stets im Sommer ausgepraegter als waehrend der Wintermonate. Sie laesst sich nach dem gegenwaertigen Stand der Forschung auf eine kombinierte Wirkung von hohen Lichtdosen, klimatischen Einfluessen und hohen Ozonkonzentrationen zurueckfuehren.
Das Projekt "Hyvolution Nicht thermische Produktion von reinem Wasserstoff aus Biomasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (E166) durchgeführt. HYVOLUTION ist ein Integriertes Projekt im 6. Rahmenprogramm der Europäischen Union zu Nachhaltigen Energie-Systemen mit dem Ziel, einen Entwurf für einen industriellen Bio-Prozess zur dezentralen Herstellung von Wasserstoff in Kleinanlagen aus lokal produzierter Biomasse zu entwickeln. Das neue Verfahren in HYVOLUTION basierend auf einem Bio-Prozess, der thermophile und phototrophe Bakterien einsetzt, um eine höchstmögliche Wasserstoff-Produktivität in kleinen, kostengünstigen Anlagen zu erzielen - soll es ermöglichen, 10-25Prozent des Bedarfs der Europäischen Union an Wasserstoff zur Produktion von Strom oder zur Verwendung als Treibstoff bei Kosten von etwa 10 Euro/GJ bereitzustellen. Der 2-stufige Bio-Prozess besteht aus einem thermophilen Schritt, in dem Wasserstoff, CO2 und Zwischenprodukte entstehen, gefolgt von einer photo-heterotrophen Fermentation, in der diese Zwischenprodukte ebenfalls zu Wasserstof und CO2 umgewandelt werden, um so einen Wirkungsgrad von 75Prozent zu erreichen. Gleichzeitig umfaßt das Projekt die Entwicklung eines Verfahrens zur Gasaufbereitung um das Produktgas optimal zu reinigen. Die Gasaufbereitung muß in der Lage sein, kleine und sich häufig ändernde Gasvolumenströme unterschiedlicher Gaszusammensetzung handhaben zu können. Modellierung und Simulation der einzelnen Grundoperationen des Prozesses, zusammen mit einer innovativen System Integration sowie der Kombination von Massen-, Energie- und Exergiebilanz soll einen minimalen Energiebedarf und maximale Ausbeute an Wasserstoff gewährleisten und so die Produktionskosten reduzieren. Die System Integration umfasst dabei auch die Entwicklung eines Steuer- und Regelkonzeptes für den neuartigen Bio-Prozess. In HYVOLUTION sind 11 EU Länder, die Türkei und Russland vertreten. Das multinationale und multidisziplinäre Konsortium besteht aus Spezialisten aus dem akademischen Bereich und aus der Industrie, sowie 7 Klein- und Mittelbetrieben, was eine hohe Qualität und intensive kommerzielle Nutzung der Projektergebnisse garantiert.
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