@phdthesis{MichalikOnichimowska2022,
  author    = {Michalik-Onichimowska, Aleksandra},
  title     = {Real-time monitoring of (photo)chemical reactions in micro flow reactors and levitated droplets by IR-MALDI ion mobility and mass spectrometry},
  doi       = {10.25932/publishup-55729},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-557298},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {v, 68},
  year      = {2022},
  abstract  = {Eine nachhaltigere chemische Industrie erfordert eine Minimierung der L{\"o}sungsmittel und Chemikalien. Daher werden Optimierung und Entwicklung chemischer Prozesse vor einer Produktion in großem Maßstab in kleinen Chargen durchgef{\"u}hrt. Der entscheidende Schritt bei diesem Ansatz ist die Skalierbarkeit von kleinen Reaktionssystemen auf große, kosteneffiziente Reaktoren. Die Vergr{\"o}ßerung des Volumens des Reaktionsmediums geht immer mit der Vergr{\"o}ßerung der Oberfl{\"a}che einher, die mit dem begrenzenden Gef{\"a}ß in Kontakt steht. Da das Volumen kubisch, w{\"a}hrend die Oberfl{\"a}che quadratisch mit zunehmendem Radius skaliert, nimmt ihr Verh{\"a}ltnis nicht linear zu. Viele an der Grenzfl{\"a}che zwischen Oberfl{\"a}che und Fl{\"u}ssigkeit auftretende Ph{\"a}nomene k{\"o}nnen die Reaktionsgeschwindigkeiten und Ausbeuten beeinflussen, was zu falschen Prognosen aufgrund der kleinskaligen Optimierung f{\"u}hrt. Die Anwendung von schwebenden Tropfen als beh{\"a}lterlose Reaktionsgef{\"a}ße bietet eine vielversprechende M{\"o}glichkeit, die oben genannten Probleme zu vermeiden. In der vorgestellten Arbeit wurde eine effiziente Kopplung von akustisch schwebenden Tropfen und IM Spektrometer f{\"u}r die Echtzeit{\"u}berwachung chemischer Reaktionen entwickelt, bei denen akustisch schwebende Tropfen als Reaktionsgef{\"a}ße fungieren. Das Design des Systems umfasst die ber{\"u}hrungslose Probenahme und Ionisierung, die durch Laserdesorption und -ionisation bei 2,94 µm realisiert wird. Der Umfang der Arbeit umfasst grundlegende Studien zum Verst{\"a}ndnis der Laserbestrahlung von Tropfen im akustischen Feld. Das Verst{\"a}ndnis dieses Ph{\"a}nomens ist entscheidend, um den Effekt der zeitlichen und r{\"a}umlichen Aufl{\"o}sung der erzeugten Ionenwolke zu verstehen, die die Aufl{\"o}sung des Systems beeinflusst. Der Aufbau umfasst eine akustische Falle, Laserbestrahlung und elektrostatische Linsen, die bei hoher Spannung unter Umgebungsdruck arbeiten. Ein effektiver Ionentransfer im Grenzfl{\"a}chenbereich zwischen dem schwebenden Tropfen und dem IMS muss daher elektrostatische und akustische Felder vollst{\"a}ndig ber{\"u}cksichtigen. F{\"u}r die Probenahme und Ionisation wurden zwei unterschiedliche Laserpulsl{\"a}ngen untersucht, n{\"a}mlich im ns- und µs-Bereich. Die Bestrahlung {\"u}ber µs-Laserpulse bietet gegen{\"u}ber ns-Pulse mehrere Vorteile: i) das Tropfenvolumen wird nicht stark beeinflusst, was es erm{\"o}glichet, nur ein kleines Volumen des Tropfens abzutasten; ii) die geringere Fluenz f{\"u}hrt zu weniger ausgepr{\"a}gten Schwingungen des im akustischen Feld eingeschlossenen Tropfens und der Tropfen wird nicht aus dem akustischen Feld r{\"u}ckgeschlagen, was zum Verlust der Probe f{\"u}hren w{\"u}rde; iii) die milde Laserbestrahlung f{\"u}hrt zu einer besseren r{\"a}umlichen und zeitlichen Begrenzung der Ionenwolken, was zu einer besseren Aufl{\"o}sung der detektierten Ionenpakete f{\"u}hrt. Schließlich erm{\"o}glicht dieses Wissen die Anwendung der Ionenoptik, die erforderlich ist, um den Ionenfluss zwischen dem im akustischen Feld suspendierten Tropfen und dem IM Spektrometer zu induzieren. Die Ionenoptik aus 2 elektrostatischen Linsen in der N{\"a}he des Tropfens erm{\"o}glicht es, die Ionenwolke effektiv zu fokussieren und direkt zum IM Spektrometer-Eingang zu f{\"u}hren. Diese neuartige Kopplung hat sich beim Nachweis einiger basischer Molek{\"u}le als erfolgreich erwiesen. Um die Anwendbarkeit des Systems zu belegen, wurde die Reaktion zwischen N-Boc Cysteine Methylester und Allylalkohol in einem Chargenreaktor durchgef{\"u}hrt und online {\"u}berwacht. F{\"u}r eine Kalibrierung wurde der Reaktionsfortschritt parallel mittels 1H-NMR verfolgt. Der beobachtete Reaktionsumsatz von mehr als 50\% innerhalb der ersten 20 Minuten demonstrierte die Eignung der Reaktion, um die Einsatzpotentiale des entwickelten Systems zu bewerten.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Brinkmann2022,
  author    = {Brinkmann, Pia},
  title     = {Laserinduzierte Breakdownspektroskopie zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von Elementgehalten in geologischen Proben mittels multivariater Analysemethoden am Beispiel von Kupfer und ausgew{\"a}hlten Seltenen Erden},
  doi       = {10.25932/publishup-57212},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-572128},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {148},
  year      = {2022},
  abstract  = {Ein schonender Umgang mit den Ressourcen und der Umwelt ist wesentlicher Bestandteil des modernen Bergbaus sowie der zuk{\"u}nftigen Versorgung unserer Gesellschaft mit essentiellen Rohstoffen. Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Entwicklung analytischer Strategien, die durch eine exakte und schnelle Vor-Ort-Analyse den technisch-praktischen Anforderungen des Bergbauprozesses gerecht werden und somit zu einer gezielten und nachhaltigen Nutzung von Rohstofflagerst{\"a}tten beitragen. Die Analysen basieren auf den spektroskopischen Daten, die mittels der laserinduzierten Breakdownspektroskopie (LIBS) erhalten und mittels multivariater Datenanalyse ausgewertet werden. Die LIB-Spektroskopie ist eine vielversprechende Technik f{\"u}r diese Aufgabe. Ihre Attraktivit{\"a}t machen insbesondere die M{\"o}glichkeiten aus, Feldproben vor Ort ohne Probennahme oder ‑vorbereitung messen zu k{\"o}nnen, aber auch die Detektierbarkeit s{\"a}mtlicher Elemente des Periodensystems und die Unabh{\"a}ngigkeit vom Aggregatzustand. In Kombination mit multivariater Datenanalyse kann eine schnelle Datenverarbeitung erfolgen, die Aussagen zur qualitativen Elementzusammensetzung der untersuchten Proben erlaubt. Mit dem Ziel die Verteilung der Elementgehalte in einer Lagerst{\"a}tte zu ermitteln, werden in dieser Arbeit Kalibrierungs- und Quantifizierungsstrategien evaluiert. F{\"u}r die Charakterisierung von Matrixeffekten und zur Klassifizierung von Mineralen werden explorative Datenanalysemethoden angewendet. Die spektroskopischen Untersuchungen erfolgen an B{\"o}den und Gesteinen sowie an Mineralen, die Kupfer oder Seltene Erdelemente beinhalten und aus verschiedenen Lagerst{\"a}tten bzw. von unterschiedlichen Agrarfl{\"a}chen stammen. F{\"u}r die Entwicklung einer Kalibrierungsstrategie wurden sowohl synthetische als auch Feldproben von zwei verschiedenen Agrarfl{\"a}chen mittels LIBS analysiert. Anhand der Beispielanalyten Calcium, Eisen und Magnesium erfolgte die auf uni- und multivariaten Methoden beruhende Evaluierung verschiedener Kalibrierungsmethoden. Grundlagen der Quantifizierungsstrategien sind die multivariaten Analysemethoden der partiellen Regression der kleinsten Quadrate (PLSR, von engl.: partial least squares regression) und der Intervall PLSR (iPLSR, von engl.: interval PLSR), die das gesamte detektierte Spektrum oder Teilspektren in der Analyse ber{\"u}cksichtigen. Der Untersuchung liegen synthetische sowie Feldproben von Kupfermineralen zugrunde als auch solche die Seltene Erdelemente beinhalten. Die Proben stammen aus verschiedenen Lagerst{\"a}tten und weisen unterschiedliche Begleitmatrices auf. Mittels der explorativen Datenanalyse erfolgte die Charakterisierung dieser Begleitmatrices. Die daf{\"u}r angewendete Hauptkomponentenanalyse gruppiert Daten anhand von Unterschieden und Regelm{\"a}ßigkeiten. Dies erlaubt Aussagen {\"u}ber Gemeinsamkeiten und Unterschiede der untersuchten Proben im Bezug auf ihre Herkunft, chemische Zusammensetzung oder lokal bedingte Auspr{\"a}gungen. Abschließend erfolgte die Klassifizierung kupferhaltiger Minerale auf Basis der nicht-negativen Tensorfaktorisierung. Diese Methode wurde mit dem Ziel verwendet, unbekannte Proben aufgrund ihrer Eigenschaften in Klassen einzuteilen. Die Verkn{\"u}pfung von LIBS und multivariater Datenanalyse bietet die M{\"o}glichkeit durch eine Analyse vor Ort auf eine Probennahme und die entsprechende Laboranalytik weitestgehend zu verzichten und kann somit zum Umweltschutz sowie einer Schonung der nat{\"u}rlichen Ressourcen bei der Prospektion und Exploration von neuen Erzg{\"a}ngen und Lagerst{\"a}tten beitragen. Die Verteilung von Elementgehalten der untersuchten Gebiete erm{\"o}glicht zudem einen gezielten Abbau und damit eine effiziente Nutzung der mineralischen Rohstoffe.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Pruefert2022,
  author    = {Pr{\"u}fert, Christian},
  title     = {Laser ablation and matter sizing},
  doi       = {10.25932/publishup-55974},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-559745},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {IX, 96},
  year      = {2022},
  abstract  = {The doctoral thesis presented provides a comprehensive view of laser-based ablation techniques promoted to new fields of operation, including, but not limited to, size, composition, and concentration analyses. It covers various applications of laser ablation techniques over a wide range of sizes, from single molecules all the way to aerosol particles. The research for this thesis started with broadening and deepening the field of application and the fundamental understanding of liquid-phase IR-MALDI. Here, the hybridization of ion mobility spectrometry and microfluidics was realized by using IR-MALDI as the coupling technique for the first time. The setup was used for monitoring the photocatalytic performance of the E-Z isomerization of olefins. Using this hybrid, measurement times were so drastically reduced that such photocatalyst screenings became a matter of minutes rather than hours. With this on hand, triple measurements screenings could not only be performed within ten minutes, but also with a minimum amount of resources highlighting its potential as a green chemistry alternative to batch-sized reactions. Along the optimizing process of the IR-MALDI source for microfluidics came its application for another liquid sample supply method, the hanging drop. This demarcated one of the first applications of IR-MALDI for the charging of sub-micron particles directly from suspensions via their gas-phase transfer, followed by their characterization with differential mobility analysis. Given the high spectral quality of the data up to octuply charged particles became experimentally accessible, this laid the foundation for deriving a new charge distribution model for IR-MALDI in that size regime. Moving on to even larger analyte sizes, LIBS and LII were employed as ablation techniques for the solid phase, namely the aerosol particles themselves. Both techniques produce light-emitting events and were used to quantify and classify different aerosols. The unique configuration of stroboscopic imaging, photoacoustics, LII, and LIBS measurements opened new realms for analytical synergies and their potential application in industry. The concept of using low fluences, below 100 J/cm2, and high repetition rates of up to 500 Hz for LIBS makes for an excellent phase-selective LIBS setup. This concept was combined with a new approach to the photoacoustic normalization of LIBS. Also, it was possible to acquire statistically relevant amounts of data in a matter of seconds, showing its potential as a real-time optimization technique. On the same time axis, but at much lower fluences, LII was used with a similar methodology to quickly quantify and classify airborne particles of different compositions. For the first time, aerosol particles were evaluated on their LII susceptibility by using a fluence screening approach.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schulze2018,
  author    = {Schulze, Sven},
  title     = {Entwicklung und Charakterisierung optischer Biosensorplattformen basierend auf photonischen Kristallen und Faser-Bragg-Gitter},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-422139},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xviii, 149, A-23, B-2, C-8},
  year      = {2018},
  abstract  = {In dieser Arbeit steht die Entwicklung einer Sensorplattform f{\"u}r biochemische Anwendungen, welche auf einem optischen Detektionsprinzips beruht, im Vordergrund. W{\"a}hrend der Entwicklung wurden zwei komplement{\"a}re Konzeptideen behandelt, zum einen ein Sensor, der auf photonischen Kristallen und Wellenleiterstrukturen basiert und zum anderen einen faserbasierten Sensor, der chemisch modifizierte Faser-Bragg-Gitter enth{\"a}lt. Das optische Detektionsprinzip in beiden Sensorideen ist die resultierende Brechungsindex{\"a}nderung als messbare physikochemische Kenngr{\"o}ße. Das aus der Natur bekannte Ph{\"a}nomen der photonischen Kristalle, das u. a. bei Opalen und bei Schmetterlingen zu finden ist, wurde bereits 1887 von Lord Rayleigh beschrieben. Er beschrieb die optischen Eigenschaften von periodischen mehrschichtigen Filmen, welche als vereinfachtes Modell eines eindimensionalen photonischen Kristalls verstanden werden k{\"o}nnen. Die Periodizit{\"a}t der Brechungsindex{\"a}nderung resultiert in einem optischen Filter f{\"u}r Frequenzen in einem bestimmten spektralen Bereich, weshalb dann dort keine Lichtausbreitung mehr m{\"o}glich ist. Wird dieses System aber durch eine Defektstelle in der Brechungsindexperiodizit{\"a}t gest{\"o}rt, sodass daraus zwei perfekt periodische Systeme entstehen, ist die Lichtausbreitung f{\"u}r eine bestimmte Frequenz dennoch m{\"o}glich. In der Folge resultiert daraus ein schmalbandiges Signal im Transmissionsspektrum. Die erlaubte Frequenz ist dabei u. a. abh{\"a}ngig vom Brechungsindexunterschied des periodischen Systems, d.h. Ver{\"a}nderung des Brechungsindexes einer Schicht f{\"u}hrt zu einer spektralen Verschiebung der erlaubten Frequenz, dadurch kann dieses Sensorkonzept f{\"u}r biochemische Sensorik ausgenutzt werden [1]. Diese Entwicklung des auf photonischen Kristallen basierenden Sensors war eine Kooperation mit dem Industriepartner „Nanoplus GmbH". In der Doktorarbeit wurden Simulationen und praktischen Arbeiten zur Designentwicklung des Sensors und die Arbeiten an einem ersten Modellaufbau f{\"u}r die biochemischen Anwendungen durchgef{\"u}hrt. F{\"u}r den faserbasierten Sensor wurden Faser-Bragg-Gitter in den Faserkern hineingeschrieben. Hill et al. entdeckten 1978, dass solche Gitterstrukturen genau wie photonische Kristalle als optische Filter fungieren [2]. Die Gitter bestehen dabei aus {\"A}nderungen des Brechungsindexes im Faserkern. Im Laufe der n{\"a}chsten vierzig Jahren wurden verschiedene Einschreibetechniken und Gitterstrukturen entwickelt, weshalb die Eigenschaften der jeweiligen Gitterstrukturen variieren. Eine solche Gitterstruktur sind u. a. die Faser-Bragg-Gitter, deren Gitterperiode, d. h. die Abst{\"a}nde der Brechungsindexmodifikationen, sich im Nanometer- bis Mikrometerbereich befinden. Aufgrund der kleinen Gitterperiode wird eine r{\"u}ckw{\"a}rtsf{\"u}hrende Welle im Kern f{\"u}r eine bestimmte Frequenz bzw. Wellenl{\"a}nge, der Bragg-Wellenl{\"a}nge, erzeugt. Im Endeffekt resultiert daraus ein schmalbandiges Signal sowohl im Transmissionsspektrum, als auch im Reflexionsspektrum. Die Resonanzwellenl{\"a}nge ist dabei proportional zu der Gitterperiode und dem effektiven Brechungsindex, welcher vom Brechungsindex des Kerns und des kernumgebenen Materials abh{\"a}ngig ist. Letztlich eignet sich diese Technik f{\"u}r physikochemische Sensorik. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Gitter mit Hilfe einer relativen neuen Herstellungsmethode in die Fasern geschrieben [3]. Anschließend stand die Entwicklung eines Biosensors im Vordergrund, wobei zun{\"a}chst ein Protokoll zum {\"A}tzen der Faser mit Flusss{\"a}ure entwickelt worden ist, dass das System sensitiv zum umgebenen Brechungsindex macht. Am Ende wurde ein Modellaufbau realisiert, indem ein Modellsystem, hier die Detektion vom C-reaktiven Protein mittels spezifischen einzelstr{\"a}ngigen DNS-Aptameren, erfolgreich getestet und quantifiziert worden ist. 1 Mandal, S.; Erickson, D. Nanoscale Optofluidic Sensor Arrays. Opt. Express 2008, 16 (3), 1623-1631. 2 Hill, K. O.; Fujii, Y.; Johnson, D. C.; Kawasaki, B. S. Photosensitivity in Optical Fiber Waveguides: Application to Reflection Filter Fabrication. Appl. Phys. Lett. 1978, 32 (10), 647-649. 3 Mart{\´i}nez, A.; Dubov, M.; Khrushchev, I.; Bennion, I. Direct Writing of Fibre Bragg Gratings by Femtosecond Laser. Electron. Lett. 2004, 40 (19), 1170.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Sass2020,
  author    = {Saß, Stephan},
  title     = {Optische chemische Sensorik mittels Phasenmodulationsspektroskopie},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {102, xviii},
  year      = {2020},
  abstract  = {Die vorgelegte Arbeit besteht aus drei Teilprojekten, der Realisierung eines Multiparametersensors (Temperatur, pH-Wert und Sauerstoffkonzentration), der Konzipierung und Untersuchung eines optischen Atemgassensors und Untersuchungen zur Anwendung des Konzeptes der Sauerstoffl{\"o}schung in der Immuntechnologie. Zur Realisierung des Multiparametersensors wurden die einzelnen Sensorfarbstoffe, sofern notwendig, synthetisiert und anschließend einzeln unter Laborbedingungen charakterisiert. Im weiteren Verlauf wurde ein Versuchsaufbau konzipiert mit dem es m{\"o}glich ist, alle verwendeten Sensorfarbstoffe mit einer Anregungsquelle anzuregen. Dabei erfolgte die Detektion der Parameter Temperatur und Sauerstoffkonzentration mittels Phasenmodulationsspektroskopie und die pH-Wert-bestimmung mittels station{\"a}rer Fluoreszenzspektroskopie. So konnte ein Multiparametersensor konzipiert werden, mit dem es m{\"o}glich ist, die drei genannten Parameter simultan, in Echtzeit und ohne externe Temperaturmessung zu detektieren. Im Rahmen der Entwicklung eines optischen Atemgassensors konnte zun{\"a}chst eine neue Sensorform entwickelt werden. Durch diese neue Sensorform, welche sich durch sehr kurze Ansprechzeiten auszeichnet, ist es m{\"o}glich den Sauerstoffgehalt in der Exspirationsluft sehr detailreich zu erfassen. Durch freiwillige Selbstversuche mit dem Atemgassensor konnte eine Korrelation mit einer etablierten Untersuchungsmethode hergestellt werden. W{\"a}hrend der Untersuchungen zur Anwendung des Konzeptes der Sauerstoffl{\"o}schung in der Immuntechnologie konnte zun{\"a}chst ein Modell entwickelt werden, welches die Wechselwirkung zwischen Antik{\"o}rper und synthetisiertem Farbstoff, welcher als Antigen fungierte, beschreibt. Nachdem weiterhin eine Wechselwirkung zwischen Antik{\"o}rper und Antigen in einfachen Medien, wie PBS-Pufferl{\"o}sung, gezeigt werden konnte, gelang dies auch in komplexen Medien wie bovinem Serum, Kuhmilch oder Speichelfl{\"u}ssigkeit. So konnte ein System entwickelt werden, mit dem es m{\"o}glich ist Antik{\"o}rper-Antigen-Wechselwirkungen in komplexen biologischen Medien zu verfolgen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Werner2018,
  author    = {Werner, Peter},
  title     = {Untersuchung stark-streuender Polymersuspensionen mittels optischer Methoden},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {XVIII, 119, XXXV},
  year      = {2018},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Dech2022,
  author    = {Dech, Silas},
  title     = {Isometric muscle function},
  doi       = {10.25932/publishup-57126},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-571265},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {127},
  year      = {2022},
  abstract  = {The cumulative dissertation consists of four original articles. These considered isometric muscle ac-tions in healthy humans from a basic physiological view (oxygen and blood supply) as well as possibilities of their distinction. It includes a novel approach to measure a specific form of isometric hold-ing function which has not been considered in motor science so far. This function is characterized by an adaptation to varying external forces with particular importance in daily activities and sports. The first part of the research program analyzed how the biceps brachii muscle is supplied with oxygen and blood by adapting to a moderate constant load until task failure (publication 1). In this regard, regulative mechanisms were investigated in relation to the issue of presumably compressed capillaries due to high intramuscular pressures (publication 2). Furthermore, it was examined if oxygenation and time to task failure (TTF) differs compared to an-other isometric muscle function (publication 3). This function is mainly of diagnostic interest by measuring the maximal voluntary isometric contraction (MVIC) as a gold standard. For that, a person pulls on or pushes against an insurmountable resistance. However, the underlying pulling or pushing form of isometric muscle action (PIMA) differs compared to the holding one (HIMA). HIMAs have mainly been examined by using constant loads. In order to quantify the adaptability to varying external forces, a new approach was necessary and considered in the second part of the research program. A device was constructed based on a previously developed pneumatic measurement system. The device should have been able to measure the Adaptive Force (AF) of elbow ex-tensor muscles. The AF determines the adaptability to increasing external forces under isometric (AFiso) and eccentric (AFecc) conditions. At first, it was questioned if these parameters can be relia-bly assessed by use of the new device (publication 4). Subsequently, the main research question was investigated: Is the maximal AFiso a specific and independent variable of muscle function in comparison to the MVIC? Furthermore, both research parts contained a sub-question of how results can be influenced. Parameters of local oxygen saturation (SvO2) and capillary blood filling (rHb) were non-invasively recorded by a spectrophotometer during maximal and submaximal HIMAs and PIMAs. These were the main findings: Under load, SvO2 and rHb always adjusted into a steady state after an initial decrease. Nevertheless, their behavior could roughly be categorized into two types. In type I, both parameters behaved nearly parallel to each other. In contrast, their progression over time was partly inverse in type II. The inverse behavior probably depends on the level of deoxygenation since rHb increased reliably at a suggested threshold of about 59\% SvO2. This triggered mechanism and the found homeostatic steady states seem to be in conflict with the concept of mechanically compressed capillaries and consequently with a restricted blood flow. Anatomical configuration of blood vessels might provide one hypothetical explanation of how blood flow might be maintained. HIMA and PIMA did not differ regarding oxygenation and allocation to the described types. The TTF tended to be longer during PIMA. As a sub-question, oxygenation and TTF were compared between (HIMA) and intermittent voluntary muscle twitches during a weight holding task. TTF but not oxygenation differed significantly (Twitch > HIMA). A changed neuromuscular control might serve as a speculative explanation of how the results can be explained. This is supported by the finding that the TTF did not correlate significantly with the extent of deoxygenation irrespective of the performed task (HIMA, PIMA or Twitch). Other neuromuscular aspects of muscle function were considered in second part of the re-search program. The new device mentioned above detected different force capacities within four trials at two days each. Among AF measurements, the functional counterpart of a concentric muscle action merging into an isometric one was analyzed in comparison to the MVIC. Based on the results, it can be assumed that a prior concentric muscle action does not influence the MVIC. However, the results were inconsistent and possibly influenced by systematic errors. In con-trast, maximal variables of the AF (AFisomax and AFeccmax) could be measured in a reliable way which is indicated by a high test-retest reliability. Despite substantial correlations between force variables, the AFisomax differed significantly from MVIC and AFmax, which was identical with AFeccmax in almost all cases. Moreover, AFisomax revealed the highest variability between trials. These results indicate that maximal force capacities should be assessed separately. The adaptive holding capacity of a muscle can be lower compared to a commonly determined MVIC. This is of relevance since muscles frequently need to respond adequately to external forces. If their response does not correspond to the external impact, the muscle is forced to lengthen. In this scenario, joints are not completely stabilized and an injury may occur. This outlined issue should be addressed in future research in the field of sport and health sciences. At last, the dissertation presents another possibility to quantify the AFisomax by use of a handheld device applied in combination with a manual muscle test. This assessment delivers a more practical way for clinical purposes.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Erler2020,
  author    = {Erler, Alexander},
  title     = {Entwicklung von online-Detektionsverfahren f{\"u}r landwirtschaftlich relevante Analyten},
  doi       = {10.25932/publishup-47340},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-473406},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {viii, 123},
  year      = {2020},
  abstract  = {Die Entwicklung nachhaltiger Bewirtschaftungs- und Produktionsmethoden ist eine der zentralen Fragestellungen der modernen Agrarwirtschaft. Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit zwei Forschungsthemen, die das Konzept Nachhaltigkeit beinhalten. In beiden F{\"a}llen werden analytische Grundlagen f{\"u}r die Entwicklung entsprechender landwirtschaftlicher Arbeitsmethoden gelegt. Das erste Thema ist an den sogenannten Pr{\"a}zisionsackerbau angelehnt. Bei diesem wird die Bearbeitung von Agrarfl{\"a}chen ortsabh{\"a}ngig ausgef{\"u}hrt. Das heißt, die Ausbringung von Saatgut, D{\"u}nger, Bew{\"a}sserung usw. richtet sich nach den Eigenschaften des jeweiligen Standortes und wird nicht pauschal gleichm{\"a}ßig {\"u}ber ein ganzes Feld verteilt. Voraussetzung hierf{\"u}r ist eine genaue Kenntnis der Bodeneigenschaften. In der vorliegenden Arbeit sollten diese Parameter mittels der analytischen Technik der Laser-induzierten Breakdown Spektroskopie (LIBS), die eine Form der Elementaranalyse darstellt, bestimmt werden. Bei den hier gesuchten Bodeneigenschaften handelte es sich um die Gehalte von N{\"a}hrstoffen sowie einige sekund{\"a}re Parameter wie den Humusanteil, den pH-Wert und den pflanzenverf{\"u}gbaren Anteil einzelner N{\"a}hrstoffe. Diese Eigenschaften wurden durch etablierte Referenzanalysen bestimmt. Darauf aufbauend wurden die Messergebnissen der LIBS-Untersuchungen durch verschiedene Methoden der sogenannten multivariaten Datenanalyse (MVA) ausgewertet. Daraus sollten Modelle zur Vorhersage der Bodenparameter in zuk{\"u}nftigen LIBS-Messungen erarbeitet werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigten, dass mit der Kombination von LIBS und MVA s{\"a}mtliche Bodenparameter erfolgreich vorhergesagt werden konnten. Dies beinhaltete sowohl die tats{\"a}chlich messbaren Elemente als auch die sekund{\"a}ren Eigenschaften, welche durch die MVA mit den Elementgehalten in Zusammenhang gebracht wurden. Das zweite Thema besch{\"a}ftigt sich mit der Vermeidung von Verlusten durch Sch{\"a}dlingsbefall bei der Getreidelagerung. Hier sollten mittels der Ionenmobilit{\"a}tsspektrometrie (IMS) Schimmelpilzkontaminationen detektiert werden. Dabei wurde nach den fl{\"u}chtigen Stoffwechselprodukten der Pilze gesucht. Die durch Referenzmessungen mit Massenspektrometern identifizierten Substanzen konnten durch IMS im Gasvolumen {\"u}ber den Proben, dem sogenannten Headspace, nachgewiesen werden. Dabei wurde nicht nur die Anwesenheit einer Kontamination festgestellt, sondern diese auch charakterisiert. Die freigesetzten Substanzen bildeten spezifische Muster, anhand derer die Pilze identifiziert werden konnten. Hier wurden sowohl verschiedene Gattungen als auch einzelne Arten unterschieden. Die Messungen fanden auf verschiedenen N{\"a}hrb{\"o}den statt um den Einfluss dieser auf die Stoffwechselprodukte zu beobachten. Auch die sekund{\"a}ren Stoffwechselprodukte der Schimmelpilze, die Mykotoxine, konnten durch IMS detektiert werden. Beide in dieser Arbeit vorgestellten Forschungsthemen konnten erfolgreich abgeschlossen werden. Sowohl LIBS als auch IMS erwiesen sich f{\"u}r den Nachweis der jeweiligen Analyten als geeignet, und der Einsatz moderner computergest{\"u}tzter Auswertemethoden erm{\"o}glichte die genaue Charakterisierung der gesuchten Parameter. Beide Techniken k{\"o}nnen in Form von mobilen Ger{\"a}ten verwendet werden und zeichnen sich durch eine schnelle und sichere Analyse aus. In Kombination mit entsprechenden Modellen der MVA sind damit alle Voraussetzungen f{\"u}r Vor-Ort-Untersuchungen und damit f{\"u}r den Einsatz in der Landwirtschaft erf{\"u}llt.},
  language  = {de}
}