Die lokalisierte Mikrobestrahlung von Zellen oder sub-zellulären Strukturen ermöglicht die Bearbeitung einer Reihe von strahlenbiologisch wichtigen Fragen. Aufgrund der aufwändigen Technologie sind jedoch bislang weltweit nur etwa 10 Mikrobestrahlungseinrichtungen, die ionisierende Strahlung nutzen, routinemäßig für biologische Experimente im Einsatz (Gerardi 2006). Viele Experimente zur Schadenserkennung, Signalweitergabe und Rekrutierung von Proteinen nach Induktion von DNA-Doppelstrangbrüchen (DSB) wurden mit Hilfe eines Ersatzsystems gewonnen, nämlich Lasermikrobestrahlung, meist unter Verwendung von UVA-Lasern (Lukas et al. 2005). Da das Spektrum der laserinduzierten Schäden nicht gut charakterisiert ist, stellt sich die Frage, inwieweit die mit den Lasersystemen erzielten Ergebnisse auf ionisierende Bestrahlung übertragbar sind. Ziel des Forschungsvorhabens war der systematische Vergleich der Rekrutierung von DSB-Reparaturproteinen und Signalfaktoren nach Ionenmikrobestrahlung mit unterschiedlichen Ionen und nach UVA-Laserbestrahlung. Verglichen werden sollten die Kinetik der Bildung und die Persistenz der Foci, sowie ihre Anzahl und Anordnung. Dies soll klären, inwieweit die mit den verschiedenen Systemen erzielten Daten in der Literatur vergleichbar sind und die Grundlagen für das Verständnis eventuell auftretender Unterschiede legen.
Die Bestimmung der Algen des PoD erfolgt im Labor mit Hilfe eines Binokulars und eines Mikroskops. Dabei werden alle Taxa so genau wie möglich bestimmt und die mikroskopischen Abundanzen geschätzt. In einem Protokoll werden alle Taxa mit ihren mikroskopisch Abundanzen aufgeführt. Zur Bestimmung werden benötigt: Stereolupe (Binokular) Kaltlichtlampe Lichtmikroskop mit Interferenzkontrast und bis zu 1000-facher Vergrößerung und Ölimmersion, für einige Taxa ist auch Phasenkontrast hilfreich Möglichkeiten zum Ausmessen der Organismen Fotoeinrichtung am Mikroskop ggf. mit Software zur Bildanalyse, Bilddatenbankanlage und Bildbearbeitung weiße Plastikschalen Petrischalen Skalpell Schere Nadeln Federstahl- und Dumontpinzetten Bleistift mit aufgesetztem Radierer Objektträger und Deckgläschen Zellstofftücher Linsenputzpapier und Reinigungsmittel Mikroskopierprotokolle Bestimmungsliteratur ggf. Färbemittel für die Erkennung von Zellstrukturen Glas- oder Plastikgefäße (15-20 ml) Lugol‘sche Lösung oder neutralisiertes Formaldehyd Etiketten zur Beschriftung der Proben Flüssigproben können meist ohne weitere Vorbehandlung analysiert werden. Tiefgefrorene Steine werden zunächst aufgetaut. Für die Mikroskopie müssen dünne Präparate hergestellt werden. Dies gelingt meist nur bei zarten, weichen Wuchsformen aus dünnen Überzügen oder Fäden. Von dickeren Überzügen oder Büscheln werden Teile entnommen und breite Fäden, Thalli oder gelatinöse Formen geschnitten oder gequetscht. Harte Krusten können vorsichtig zerrieben werden. Hilfreich ist ein umgedrehter Bleistift mit Radierer, mit dem Radierer kann das Präparat vorsichtig geklopft werden (Abb. 1). Abb. 1: Präparation einer Kalkkruste, die von der Blaualge Phormidium incrustatum gebildet wird. Da meist mehrere Arten in den Unterproben zu finden sind, ist es in vielen Fällen sinnvoll, vor der Präparation für das Mikroskop die Substrate oder Beläge in Schalen unter dem Binokular zu betrachten. Eine Zugabe von Wasser kann bei weichen, zusammenfallenden Wuchsformen hilfreich sein. So ist es möglich, gezielt das Substrat zu bearbeiten und saubere Präparate für die Mikroskopie anzufertigen. Als grundlegende Bestimmungsliteratur sind die Bände der Süßwasserflora für Mitteleuropa und die „Bestimmungshilfe für benthische Algen ohne Diatomeen (PoD)“ zu nennen (z. B. Eloranta et al. 2011, Ettl & Gärtner 1988, Ettl 1978,Kadłubowska 1984, Komárek & Anagnostidis 1999, 2005, Komárek 2013, Mrozinka1985, Rieth 1980). Weitere Spezialliteratur ist allerdings auf Grund der Vielzahl der zu bearbeitenden Algengruppen notwendig. Um eine Weiterentwicklung des Verfahrens zu gewährleisten, sollte sich eine Analyse nicht auf die im Verfahren genannten Indikatorarten beschränken. Angestrebt ist eine Bestimmung auf Artniveau. Eine Artbestimmung ist aber nicht immer möglich, da für einige Algengattungen dann Fortpflanzungsstadien vorhanden sein müssen. Deshalb reicht für solche Vorkommen eine Bestimmung auf Gattungsniveau oder höherer taxonomischer Ebene. Bei anderen Arten ist es dagegen sinnvoll, auch das Niveau der Varietät zu beachten. Bestehen Unsicherheiten bei der Bestimmung einzelner Taxa, können diese durch den Vermerk “c.f.“ (confer = vergleiche) dokumentiert werden. Für jeden Unterbefund werden die Taxa in einem Mikroskopierprotokoll notiert und die mikroskopischen Abundanzen geschätzt (Abb. 2). Zusätzlich können Bemerkungen z. B. über Zellgrößen vermerkt werden. Für die Bewertungen werden später drei mikroskopische Abundanzklassen (1 bis 3) beachtet. Dabei beinhaltet die Abundanzklasse 3 auch makroskopisch erkennbare Einzelfunde (Tab. 2). Tab. 2: Definition dermikroskopisch erkennbaren Abundanzklassen. Abundanz-klasse Beschreibung 3 makroskopisch selten, gerade noch erkennbar (Einzelfund oder < 5%) oder mikroskopisch massenhaft 2 mikroskopisch häufig 1 mikroskopisch selten Eine Fotodokumentation der Taxa und ihrer Merkmale ist zur Bestimmung und auch aus Qualitätssicherungsgründen wichtig. Am Ende der Analyse wird Material zur Qualitätssicherung in einem Gefäß fixiert, und die Probe wird entsprechend beschriftet.
Das Projekt "Viruszelle - Feinstruktur und IEM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert-Koch-Institut durchgeführt. Feinstruktur und Antigenitaet der virusinfizierten Zelle sollen zunaechst verplant und dann auch hinsichtlich folgender Parameter untersucht werden: Expression virusindizierter Antigene durch Immunofluoreszenz- und Immunelektronenmikroskopie; Auftreten von Aenderungen der Oberflaechenladung, der Verteilung von Membranpartikeln; Suche nach virusspezifischen Antikoerpern, nach RNS-tumorvirusspezifischen Antigenen beim Menschen.
Das Projekt "Wachstum und Trockenstress: Was verrät die Zellstruktur der Jahrringe über die Wasserversorgung der Bäume?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Professur für Waldwachstum durchgeführt. Der Prozess der Jahrringbildung wird durch innere und äußere Faktoren gesteuert. In diesem Kooperations-Forschungsvorhaben zwischen dem Institut für Waldwachstum und der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA), Freiburg untersuchen wir die Zellstruktur der Jahrringe von Fichten (Picea abies) und Buchen (Fagus sylvatica) mit besonderem Augenmerk auf Trockenstressreaktionen in den Jahren 1976 und 2003 sowie deren Nachwirkungseffekte. Die Untersuchungsbäume wurden an verschiedenen Standorten der Bodenzustandserfassung (BZE) sowie des intensiven Waldmonitorings (Level II) in Baden-Württemberg ausgewählt. Damit ist es möglich, standortangepasste Bodenwasserhaushaltsmodelle für die Untersuchungsstandorte zu parametrisieren und damit die Wasserverfügbarkeit der Bäume zu rekonstruieren. Das Ziel dieser jahrringbasierten Forschungsarbeit besteht darin, Zellparameter zu identifizieren, anhand derer Trockenstress-Intensitäten quantifiziert werden können. Zudem liefern die Auswertungen Daten und Informationen für die Validierung von Geländewasserhaushaltsmodellen.
Das Projekt "Energiestoffwechsel und Veraenderung der Plasmastruktur bei Pflanzen infolge Frost und Duerre" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät II Biologie, Institut für Botanik und Botanischer Garten durchgeführt. Der Grad der Zuverlaessigkeit palaeooekologischer Analysen haengt unter anderem ab von unserer Kenntnis der Wirkungsweise klimatischer Aussenfaktoren auf physiologische Prozesse der Pflanzen. Hierbei spielt die Frage danach, ob die meisten Pflanzen ueber nur ein einziges biochemisches und biophysikalisches Prinzip der Resistenz gegen Hitze, Kaelte und Duerre verfuegen, oder ob gegen diese schaedlichen Aussenfaktoren unterschiedliche Resistenzarten entwickelt sind, eine grosse Rolle. Sie haben die Veraenderungen der Feinstruktur des Plasmas von Pflanzenzellen beim Uebergang vom aktiven zum Ruhestillstand und umgekehrt verfolgt, verbunden mit Analysen des Energiestoffwechsels von Geweben, die sich in unterschiedliche Aussenfaktoren in den Zustand der Ruhe versetzt worden waren. Die Untersuchungen wurden ausgedehnt auf eine Bearbeitung der RNS ruhender und aktiver Pflanzenzellen.
Das Projekt "Der Einfluss oxidierender Substanzen der Atmosphaere auf die Ultrastruktur der Zelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Medizinisches Institut für Umwelthygiene durchgeführt. Elektronenmikroskopische Untersuchungen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Strukturierte passivierte Kontakte für TOPCon und IBC Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von International Solar Energy Research Center Konstanz e.V. durchgeführt. TOPCon Solarzellen (Tunnel Oxide Passivating Contact) wurden in den letzten Jahren von vielen Forschungsinstituten und Firmen entwickelt und werden nun zunehmend in industrieller Produktion hergestellt und kommerziell vertrieben. Dabei werden Zellspannungen von knapp über 700 mV erreicht und Wirkungsgrade von 23.0% bis 23.8% erzielt. Die Spannung solcher Zellen wird vor allem durch die Rekombination auf der Vorderseite limitiert, weshalb als nächster Schritt eine Verbesserung der Zellvorderseite notwendig ist. Um optische Verluste durch parasitäre Absorption zu vermeiden, sind dafür strukturierte passivierte Kontakte notwendig. Entwickelt werden soll eine Prozess-Sequenz zur kostengünstigen Herstellung solcher strukturieren passivierten Kontakte. Diese soll in den Standardprozess für TOPCon Solarzellen eingebunden werden und basiert auf lokaler Laserdotierung von poly-Silizium zur Herstellung von in alkalischer Lösung ätzstabilen p+ poly-Silizium-Bereichen. Auf diese Weise sollen auf der Vorderseite der Solarzelle lokale passivierte Kontakte implementiert werden, um den Wirkungsgrad der Solarzelle, vor allem durch eine erhöhte Zellspannung von 715-720 mV, deutlich zu steigern. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens zur Herstellung solcher lokalen Kontakte besteht bei IBC Solarzellen (interdigitated back contact). Hierbei ermöglicht die lokale Behandlung durch den Laser die Herstellung separater p+ dotierter poly-Silizium Bereiche. Im Teilprojekt des ISC werden vor allem die Schichtentwicklung, die Laserprozessentwicklung und die Entwicklung der Zellstrukturen bearbeitet. Das überragende Ziel des ISC ist es, kosteneffiziente Prozessfolgen für TOPCon und IBC Solarzellen mit strukturierten passivierten Kontakten zu entwickeln, die sich in die industrielle Fertigung überführen lassen.
Das Projekt "Selektive Polysilizium Finger" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von International Solar Energy Research Center Konstanz e.V. durchgeführt. TOPCon Solarzellen (Tunnel Oxide Passivating Contact) wurden in den letzten Jahren von vielen Forschungsinstituten und Firmen entwickelt und werden nun zunehmend in industrieller Produktion hergestellt und kommerziell vertrieben. Dabei werden Zellspannungen von knapp über 700 mV erreicht und Wirkungsgrade von 23.0% bis 23.8% erzielt. Die Spannung solcher Zellen wird vor allem durch die Rekombination auf der Vorderseite limitiert, weshalb als nächster Schritt eine Verbesserung der Zellvorderseite notwendig ist. Um optische Verluste durch parasitäre Absorption zu vermeiden, sind dafür strukturierte passivierte Kontakte notwendig. Entwickelt werden soll eine Prozess-Sequenz zur kostengünstigen Herstellung solcher strukturieren passivierten Kontakte. Diese soll in den Standardprozess für TOPCon Solarzellen eingebunden werden und basiert auf lokaler Laserdotierung von poly-Silizium zur Herstellung von in alkalischer Lösung ätzstabilen p+ poly-Silizium-Bereichen. Auf diese Weise sollen auf der Vorderseite der Solarzelle lokale passivierte Kontakte implementiert werden, um den Wirkungsgrad der Solarzelle, vor allem durch eine erhöhte Zellspannung von 715-720 mV, deutlich zu steigern. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens zur Herstellung solcher lokalen Kontakte besteht bei IBC Solarzellen (interdigitated back contact). Hierbei ermöglicht die lokale Behandlung durch den Laser die Herstellung separater p+ dotierter poly-Silizium Bereiche. Im Teilprojekt des ISC werden vor allem die Schichtentwicklung, die Laserprozessentwicklung und die Entwicklung der Zellstrukturen bearbeitet. Das überragende Ziel des ISC ist es, kosteneffiziente Prozessfolgen für TOPCon und IBC Solarzellen mit strukturierten passivierten Kontakten zu entwickeln, die sich in die industrielle Fertigung überführen lassen.
Das Projekt "Innovation in Prüfverfahren und Entwicklung zur Aufwandsreduzierung für zukünftige strukturelle Batteriesysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Production Engineering of E-Mobility Components durchgeführt. Die Entwicklung strukturelle Batteriesysteme. Die grundlegende dreigliedrige Struktur bestehend aus den Zellen über die Module bis hin zum Pack kann dadurch aufgebrochen werden, indem die Modulebene substituiert und die Batteriezellen direkt in das Pack-Gehäuse integriert werden. Das Ziel ist es, durch den Cell-to-Pack Ansatz sowohl die gravimetrische Energiedichte, als auch die volumetrische Energiedichte zu steigern. Es ist zu erwarten, dass Effizienzsteigerungen der Energiedichten von bis zu 20% möglich sind. Zusätzlich soll durch die Reduktion der Komplexität und der Bauteilanzahl ein Kostenersparnis erzielt werden können. Beim Gesamtziel dieses Teilvorhabens liegen die Schwerpunkte auf der Entwicklung eines strukturellen Batteriesystems als Demonstrator, der Entwicklung einer Methodik zur Bewertung der Prüfnotwendigkeit bei Änderungen am Batteriesystem, den Aufbau von Demonstratoren und Prüfstände struktureller Batteriesysteme sowie der Bewertung der simulativen Absicherung anhand der Testergebnisse.
Das Projekt "Vergleich der inter- und intra-annuellen Wachstumsdynamik und der Reaktion auf Trockenstress von Rotbuche (Fagus sylvatica L.) und Fichte (Picea abies (L.) Karst.) entlang eines Höhengradienten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Forstwissenschaften, Professur für Waldwachstum und Dendroökologie durchgeführt. Die Auswirkung der prognostizierten Klimaveränderungen auf Wachstum und Produktivität von Fichte und Buche werden aktuell noch immer kontrovers diskutiert. Die Analyse der inter- und intraannuellen Wachstumsdynamik unter verschiedenen ökologischen Bedingungen wird detaillierte Einblicke zu Resilienz- und Anpassungspotential des Dickenwachstums im Hinblick auf klimatische Extremereignisse und Umweltveränderungen bereitstellen. Diese Studie basiert auf der geplanten Auswertung von einzigartig langen Zeitreihen von Dendrometermessungen, welche in drei dendroökologischen Messstationen des Instituts für Waldwachstum, entlang eines Höhengradienten im südwestlichen Deutschland gesammelt wurden. In den drei Versuchsflächen wird durch automatische Präzisions-Dendrometer die Radialveränderungen der Schäfte von Buchen- und Fichtenuntersuchungsbäumen kontinuierlich seit 1990 (in 1250 m Höhenlage) und 1997 (in 450 m und 750 m Höhenlage) in hoher zeitlicher Auflösung (alle 15 Minuten) aufgezeichnet. Für den gleichen Zeitram werden in diesen Versuchsflächen auch meteorologische und pedologische Parameter erfasst. Ergänzende Umweltdaten stehen von der nahegelegenen Messstation des deutschen Umweltbundesamt es zur Verfügung, welche außerdem hochauflösende Zeitreihen der troposphärischen CO2 Konzentration beinhalten. Zur Erweiterung der retrospektiven Analyse werden Stammscheiben und Bohrkerne von Dendrometerbäumen und deren Nachbarbäumen entnommen. Der innovative Ansatz, lange Dendrometerzeitreihen mit Parametern wie Jahrringbreite, Zellstruktur, intra-annuellem Dichteprofil sowie mit Daten aus eingehenden Studien zur kambialen Aktivität und Jahrringbildung zu kombinieren, bietet eine einmalige Gelegenheit unser Verständnis und das Wissen über Interaktionen von verschiedenen Umweltfaktoren mit der kurz-, mittel- und langfristigen Wachstumsdynamik von den zwei wichtigen Baumarten der deutschen Forstwirtschaft zu vertiefen.
| Origin | Count |
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| Förderprogramm | 149 |
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