@phdthesis{Stete2020, author = {Stete, Felix}, title = {Gold at the nanoscale}, doi = {10.25932/publishup-49605}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-496055}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {X, 186}, year = {2020}, abstract = {In this cumulative dissertation, I want to present my contributions to the field of plasmonic nanoparticle science. Plasmonic nanoparticles are characterised by resonances of the free electron gas around the spectral range of visible light. In recent years, they have evolved as promising components for light based nanocircuits, light harvesting, nanosensors, cancer therapies, and many more. This work exhibits the articles I authored or co-authored in my time as PhD student at the University of Potsdam. The main focus lies on the coupling between localised plasmons and excitons in organic dyes. Plasmon-exciton coupling brings light-matter coupling to the nanoscale. This size reduction is accompanied by strong enhancements of the light field which can, among others, be utilised to enhance the spectroscopic footprint of molecules down to single molecule detection, improve the efficiency of solar cells, or establish lasing on the nanoscale. When the coupling exceeds all decay channels, the system enters the strong coupling regime. In this case, hybrid light-matter modes emerge utilisable as optical switches, in quantum networks, or as thresholdless lasers. The present work investigates plasmon-exciton coupling in gold-dye core-shell geometries and contains both fundamental insights and technical novelties. It presents a technique which reveals the anticrossing in coupled systems without manipulating the particles themselves. The method is used to investigate the relation between coupling strength and particle size. Additionally, the work demonstrates that pure extinction measurements can be insufficient when trying to assess the coupling regime. Moreover, the fundamental quantum electrodynamic effect of vacuum induced saturation is introduced. This effect causes the vacuum fluctuations to diminish the polarisability of molecules and has not yet been considered in the plasmonic context. The work additionally discusses the reaction of gold nanoparticles to optical heating. Such knowledge is of great importance for all potential optical applications utilising plasmonic nanoparticles since optical excitation always generates heat. This heat can induce a change in the optical properties, but also mechanical changes up to melting can occur. Here, the change of spectra in coupled plasmon-exciton particles is discussed and explained with a precise model. Moreover, the work discusses the behaviour of gold nanotriangles exposed to optical heating. In a pump-probe measurement, X-ray probe pulses directly monitored the particles' breathing modes. In another experiment, the triangles were exposed to cw laser radiation with varying intensities and illumination areas. X-ray diffraction directly measured the particles' temperature. Particle melting was investigated with surface enhanced Raman spectroscopy and SEM imaging demonstrating that larger illumination areas can cause melting at lower intensities. An elaborate methodological and theoretical introduction precedes the articles. This way, also readers without specialist's knowledge get a concise and detailed overview of the theory and methods used in the articles. I introduce localised plasmons in metal nanoparticles of different shapes. For this work, the plasmons were mostly coupled to excitons in J-aggregates. Therefore, I discuss these aggregates of organic dyes with sharp and intense resonances and establish an understanding of the coupling between the two systems. For ab initio simulations of the coupled systems, models for the systems' permittivites are presented, too. Moreover, the route to the sample fabrication - the dye coating of gold nanoparticles, their subsequent deposition on substrates, and the covering with polyelectrolytes - is presented together with the measurement methods that were used for the articles.}, language = {en} } @phdthesis{Sarhan2019, author = {Sarhan, Radwan Mohamed}, title = {Plasmon-driven photocatalytic reactions monitored by surface-enhanced Raman spectroscopy}, doi = {10.25932/publishup-43330}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-433304}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2019}, abstract = {Plasmonic metal nanostructures can be tuned to efficiently interact with light, converting the photons into energetic charge carriers and heat. Therefore, the plasmonic nanoparticles such as gold and silver nanoparticles act as nano-reactors, where the molecules attached to their surfaces benefit from the enhanced electromagnetic field along with the generated energetic charge carriers and heat for possible chemical transformations. Hence, plasmonic chemistry presents metal nanoparticles as a unique playground for chemical reactions on the nanoscale remotely controlled by light. However, defining the elementary concepts behind these reactions represents the main challenge for understanding their mechanism in the context of the plasmonically assisted chemistry. Surface-enhanced Raman scattering (SERS) is a powerful technique employing the plasmon-enhanced electromagnetic field, which can be used for probing the vibrational modes of molecules adsorbed on plasmonic nanoparticles. In this cumulative dissertation, I use SERS to probe the dimerization reaction of 4-nitrothiophenol (4-NTP) as a model example of plasmonic chemistry. I first demonstrate that plasmonic nanostructures such as gold nanotriangles and nanoflowers have a high SERS efficiency, as evidenced by probing the vibrations of the rhodamine dye R6G and the 4-nitrothiophenol 4-NTP. The high signal enhancement enabled the measurements of SERS spectra with a short acquisition time, which allows monitoring the kinetics of chemical reactions in real time. To get insight into the reaction mechanism, several time-dependent SERS measurements of the 4-NTP have been performed under different laser and temperature conditions. Analysis of the results within a mechanistic framework has shown that the plasmonic heating significantly enhances the reaction rate, while the reaction is probably initiated by the energetic electrons. The reaction was shown to be intensity-dependent, where a certain light intensity is required to drive the reaction. Finally, first attempts to scale up the plasmonic catalysis have been performed showing the necessity to achieve the reaction threshold intensity. Meanwhile, the induced heat needs to quickly dissipate from the reaction substrate, since otherwise the reactants and the reaction platform melt. This study might open the way for further work seeking the possibilities to quickly dissipate the plasmonic heat generated during the reaction and therefore, scaling up the plasmonic catalysis.}, language = {en} } @phdthesis{Emer2013, author = {Emer, Wolfgang}, title = {Von der Konzeption zur Praxis}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-77199}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {IV, 123, A4, 271}, year = {2013}, abstract = {Die kumulative Dissertation zur Projektdidaktik tr{\"a}gt den Titel „Von der Konzeption zur Praxis: Zur Entwicklung der Projektdidaktik am Oberstufen-Kolleg Bielefeld und ihre Impulsgebung und Modellbildung f{\"u}r das deutsche Regelschulwesen". Die Dissertation versteht sich als beispielgebende Umsetzung und Implementierung der Projektdidaktik f{\"u}r das Regelschulsystem. Auf der Basis von 22 bereits erschienenen Publikationen und einer Monographie werden mit f{\"u}nf methodischen Zugriffen (bildungshistorisch, dichte Beschreibung, Aktionsforschung, empirische Untersuchung an Regelschulen und Implementierungsforschung, s. Kapitel 1) in sieben Kapiteln (2- 8) des systematischen ersten Teils die Entwicklung der Unterrichtsform Projektunterricht in der BRD, Projektbegriff und Weiterentwicklung des Konzepts, Methodik, Bewertung sowie Organisation des Projektunterrichts am Oberstufen-Kolleg, der Versuchsschule des Landes NRW, in Auseinandersetzung mit der allgemeinen Projektdidaktik dargestellt sowie Formen und Verfahren der erprobten Implementierung in das Regelschulsystem pr{\"a}sentiert. Ein Schlusskapitel (9) fasst die Ergebnisse zusammen. Im umfangreichen Anhang finden sich verschiedene Publikationen zu Aspekten der Projektdidaktik, auf die der systematische Teil jeweils Bezug nimmt. Die bildungshistorische Analyse (Kapitel 2) untersucht das Verh{\"a}ltnis von p{\"a}dagogischer Theorie und schulischer Praxis, die weder in Literatur und noch in Praxis gen{\"u}gend verbunden sind. Nach der Rezeption der gut erforschten Konzeptgeschichte p{\"a}dagogischer Theorie in Anlehnung an Dewey und Kilpatrick wird durch eine erste Analyse der „Praxisgeschichte" des Projektunterrichts auf ein Forschungsdesiderat hingewiesen, dies auch um die Projektpraxis am Oberstufen-Kolleg in Beziehung zu der in den Regelschulen setzen zu k{\"o}nnen. Dabei wurden seit 1975 sechs Entwicklungslinien herausgearbeitet: Start, Krise und ihre {\"U}berwindung durch {\"O}ffnung und Vernetzung (1975-1990), didaktisch-methodische Differenzierung und Notwendigkeit von Professionalisierung (ab 1990) sowie Schulentwicklung und Institutionalisierung (seit Ende der 1990er Jahre). Projektunterricht besteht am Oberstufen-Kolleg seit der Gr{\"u}ndung 1974 als fest eingerichtete Unterrichtsform (seit 2002 zweimal j{\"a}hrlich 2 Wochen) mit dem Ziel, f{\"u}r das Regelschulsystem die Projektdidaktik zu erproben und weiterzuentwickeln. Als wichtige praxisorientierte Ziele wurden ein praxistauglicher Begriff, Bildungswert und Kompetenzen im Unterschied zum Lehrgang herausgearbeitet (z.B. handlungs- und anwendungsorientierte Kompetenzen) und das Verh{\"a}ltnis zum Fachunterricht bestimmt (Kapitel 3). Letzteres wurde am Beispiel des Fachs Geschichte entwickelt und exemplarisch in Formen der Verzahnung dargestellt (Kapitel 6). Auch f{\"u}r die methodische Dimension galt, die allgemeine Projektdidaktik weiterzuentwickeln durch ihre Abgrenzung zu anderen Methoden der {\"O}ffnung von Schule und Unterricht (Kapitel 4). Dabei wurde als zentrales methodisches Prinzip die Handlungsorientierung bestimmt sowie sieben Phasen und jeweilige Handlungsschritte festgelegt. Besonders Planung und Rollenwechsel bed{\"u}rfen dabei besonderer Beachtung, um Selbstt{\"a}tigkeit der ProjektteilnehmerInnen zu erreichen. Verschiedene methodische „Et{\"u}den" ( z.B. Gruppenarbeit, recherchieren, sich {\"o}ffentlich verhalten), handlungsorientierte Vorformen und projektorientiertes Arbeiten sollten die Vollform Projektunterricht vorbereiten helfen. Die Bewertung von Projekten (Kapitel 5) stellt andere Anforderungen als der Lehrgang, weil sie unterschiedliche Bewertungsebenen (z.B. Prozessbedeutung, Produktbeurteilung, Gruppenbewertung) umfasst. Dazu sind am Oberstufen-Kolleg andere Bewertungsformen als die Ziffernnote entwickelt worden: z.B. ein „Reflexionsbericht" als individuelle R{\"u}ckmeldung von Sch{\"u}lerInnen und LehrerInnen und ein „Zertifikat" f{\"u}r besondere Leistungen im Projekt. Zentral f{\"u}r die Entwicklung von Projektunterricht ist jedoch die Organisationsfrage (Kapitel 7). Dazu bedarf es einer Organisationsgruppe Projekt, die die Unterrichtsform didaktisch betreut und in einem Hearing die angemeldeten Projekte ber{\"a}t. Das Oberstufen-Kolleg hat damit eine entwickelte „Projektkultur" organisatorisch umgesetzt. F{\"u}r eine empirische Untersuchung an sechs Regelschulen in Ostwestfalen ist dann eine idealtypische Merkmalsliste von schulischer „Projektkultur" als Untersuchungsinstrument entstanden, das zugleich als Leitlinie f{\"u}r Schulentwicklung im Bereich Projektlernen in den Regelschulen dienen kann. Zu dieser Implementierung (Kapitel 8) wurden Konzepte und Erfahrungen vom Oberstufen-Kolleg f{\"u}r schulinterne und schulexterne Fortbildungsformen sowie eine exemplarische Fortbildungseinheit entwickelt. So konnten in zahlreichen Lehrerfortbildungen durch die Versuchsschule Impulse f{\"u}r das Regelschulsystem gegeben werden.}, language = {de} } @phdthesis{Pudell2020, author = {Pudell, Jan-Etienne}, title = {Lattice dynamics}, doi = {10.25932/publishup-48445}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-484453}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {XII, 259}, year = {2020}, abstract = {In this thesis I summarize my contribution to the research field of ultrafast structural dynamics in condensend matter. It consists of 17 publications that cover the complex interplay between electron, magnon, and phonon subsystems in solid materials and the resulting lattice dynamics after ultrafast photoexcitation. The investigation of such dynamics is necessary for the physical understanding of the processes in materials that might become important in the future as functional materials for technological applications, for example in data storage applications, information processing, sensors, or energy harvesting. In this work I present ultrafast x-ray diffraction (UXRD) experiments based on the optical pump - x-ray probe technique revealing the time-resolved lattice strain. To study these dynamics the samples (mainly thin film heterostructures) are excited by femtosecond near-infrared or visible light pulses. The induced strain dynamics caused by stresses of the excited subsystems are measured in a pump-probe scheme with x-ray diffraction (XRD) as a probe. The UXRD setups used during my thesis are a laser-driven table-top x-ray source and large-scale synchrotron facilities with dedicated time-resolved diffraction setups. The UXRD experiments provide quantitative access to heat reservoirs in nanometric layers and monitor the transient responses of these layers with coupled electron, magnon, and phonon subsystems. In contrast to optical probes, UXRD allows accessing the material-specific information, which is unavailable for optical light due to the detection of multiple indistinguishable layers in the range of the penetration depth. In addition, UXRD facilitates a layer-specific probe for layers buried opaque heterostructures to study the energy flow. I extended this UXRD technique to obtain the driving stress profile by measuring the strain dynamics in the unexcited buried layer after excitation of the adjacent absorbing layers with femtosecond laser pulses. This enables the study of negative thermal expansion (NTE) in magnetic materials, which occurs due to the loss of the magnetic order. Part of this work is the investigation of stress profiles which are the source of coherent acoustic phonon wave packets (hypersound waves). The spatiotemporal shape of these stress profiles depends on the energy distribution profile and the ability of the involved subsystems to produce stress. The evaluation of the UXRD data of rare-earth metals yields a stress profile that closely matches the optical penetration profile: In the paramagnetic (PM) phase the photoexcitation results in a quasi-instantaneous expansive stress of the metallic layer whereas in the antiferromagnetic (AFM) phase a quasi-instantaneous contractive stress and a second contractive stress contribution rising on a 10 ps time scale adds to the PM contribution. These two time scales are characteristic for the magnetic contribution and are in agreement with related studies of the magnetization dynamics of rare-earth materials. Several publications in this thesis demonstrate the scientific progress in the field of active strain control to drive a second excitation or engineer an ultrafast switch. These applications of ultrafast dynamics are necessary to enable control of functional material properties via strain on ultrafast time scales. For this thesis I implemented upgrades of the existing laser-driven table-top UXRD setup in order to achieve an enhancement of x-ray flux to resolve single digit nanometer thick layers. Furthermore, I developed and built a new in-situ time-resolved magneto-optic Kerr effect (MOKE) and optical reflectivity setup at the laser-driven table-top UXRD setup to measure the dynamics of lattice, electrons and magnons under the same excitation conditions.}, language = {en} } @phdthesis{Dahmani2021, author = {Dahmani, Ismail}, title = {Influenza A virus matrix protein M1}, doi = {10.25932/publishup-52740}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-527409}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {XI, 147}, year = {2021}, abstract = {Influenza A virus (IAV) is a pathogen responsible for severe seasonal epidemics threatening human and animal populations every year. During the viral assembly process in the infected cells, the plasma membrane (PM) has to bend in localized regions into a vesicle towards the extracellular side. Studies in cellular models have proposed that different viral proteins might be responsible for inducing membrane curvature in this context (including M1), but a clear consensus has not been reached. M1 is the most abundant protein in IAV particles. It plays an important role in virus assembly and budding at the PM. M1 is recruited to the host cell membrane where it associates with lipids and other viral proteins. However, the details of M1 interactions with the cellular PM, as well as M1-mediated membrane bending at the budozone, have not been clarified. In this work, we used several experimental approaches to analyze M1-lipids and M1-M1 interactions. By performing SPR analysis, we quantified membrane association for full-length M1 and different genetically engineered M1 constructs (i.e., N- and C-terminally truncated constructs and a mutant of the polybasic region). This allowed us to obtain novel information on the protein regions mediating M1 binding to membranes. By using fluorescence microscopy, cryogenic transmission electron microscopy (cryo-TEM), and three-dimensional (3D) tomography (cryo-ET), we showed that M1 is indeed able to cause membrane deformation on vesicles containing negatively-charged lipids, in the absence of other viral components. Further, sFCS analysis proved that simple protein binding is not sufficient to induce membrane restructuring. Rather, it appears that stable M1-M1 interactions and multimer formation are required to alter the bilayer three-dimensional structure through the formation of a protein scaffold. Finally, to mimic the budding mechanism in cells that arise by the lateral organization of the virus membrane components on lipid raft domains, we created vesicles with lipid domains. Our results showed that local binding of M1 to spatial confined acidic lipids within membrane domains of vesicles led to local M1 inward curvature.}, language = {en} } @phdthesis{Ballnat2012, author = {Ballnat, Silvana}, title = {Das Verh{\"a}ltnis zwischen den Begriffen "Erfahrung" und "Sprache" ausgehend von Hans-Georg Gadamers "Wahrheit und Methode" : eine antireduktionistische Lesart gegen Relativismusvorw{\"u}rfe}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-176-9}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-59047}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {358}, year = {2012}, abstract = {Meiner nichtreduktionistischen Lesart Gadamers, derzufolge eine wechselseitige konstitutive Relation zwischen „Sprache" und „Erfahrung" besteht, ist es gestattet, den Vorwurf, die Sprachphilosophie Gadamers f{\"u}hre in den Relativismus, den man h{\"a}ufig gegen{\"u}ber sprachphilosophischen Positionen erhebt, abzuweisen. Manchen Denkern zufolge haben die Philosophen der Postmoderne, zu denen auch Gadamer gez{\"a}hlt wurde, eine einfache Umkehrung der beiden Pole des modernen Verh{\"a}ltnisses „Sprache" - „Erfahrung" vollzogen: W{\"a}hrend die Sprache in der Moderne in ihrer Bedingtheit zur Erfahrung und als bloßes Ausdrucksmittel verstanden wurde, wurde dieses Verh{\"a}ltnis in der neueren Philosophie nur umgekehrt, insofern die Philosophie in der Sprache das Fundament f{\"u}r die Erfahrung sehe, wonach die Erfahrung als ein Ausdruck der Sprache erscheine. Die vorliegende Arbeit setzt sich mit diesem Relativismusvorwurf auseinander und beabsichtigt, eine wechselseitige Abh{\"a}ngigkeit zwischen Sprache und Erfahrung ausgehend von Hans-Georg Gadamers Werk zu entwickeln. Um das zu erreichen, wurden zun{\"a}chst eine doppelte negative-positive Erfahrungsstruktur und dann einige ph{\"a}nomenologische und transzendentale Merkmale der Erfahrung auf dem historischen Hintergrund f{\"u}r Gadamers Erfahrungsbegriff herausgearbeitet. Somit machte sich die konstitutive Sprachlichkeit der Erfahrung erkennbar. In einer Auseinandersetzung mit dem Sprachbegriff auf der anderen Seite wurde sein dialogischer und welterschließender Charakter veranschaulicht, so dass auch seine Angewiesenheit auf die Welterfahrung offenkundig wurde.}, language = {de} } @phdthesis{Gause2011, author = {Gause, Clemens}, title = {Das System der Strategie : ein Vergleich zwischen Strategien biologischer Systeme und milit{\"a}rischen Strategien ; eine Modellentwicklung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-50068}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2011}, abstract = {Das vorliegende Buch vergleicht Strategien biologischer Systeme mit milit{\"a}rischen Strategien. Die zentrale Fragestellung ist dabei darauf gerichtet, ob es neben systemischen Gemeinsamkeiten auch gemeinsame oder {\"a}hnliche Strukturmuster und {\"a}hnliche Prozessabl{\"a}ufe beispielsweise sowohl im biologischen Abwehrmechanismus des Immunsystems und bei Insektenstaaten als auch bei Prozessen im Milit{\"a}r gibt. Vor diesem Hintergrund klaffen in der Theorie der Strategie, speziell in den Milit{\"a}rwissenschaften L{\"u}cken, denn der Systemansatz wird nicht konsequent beachtet, wie in diesem Buch mehrfach nachgewiesen ist. Von einem allgemeinen Verst{\"a}ndnis der Strategie als bewusstem planerischem Vorgehen ist Abstand zu nehmen. Ausgehend von der Methode der Analogie und des Vergleichs wird im theoretischen Teil dieses Buches die Allgemeine Systemtheorie erl{\"a}utert. Dabei werden der Begriff der Strategie ebenso wie die Begriffe Struktur und Prozess und Ans{\"a}tze aus der Kriegsphilosophie von Clausewitz untersucht. Den Ausgangspunkt und schließlich auch wieder den Endpunkt der {\"U}berlegungen bilden neben dem notwendigen weiten Verst{\"a}ndnis von Strategie, vor allem der Begriff der Organisation, ihrer Umwelt und der in diesem Zusammenhang bestehenden Wechselwirkung. Sowohl die Wechselwirkung von Umwelt und System als auch ihre Abh{\"a}ngigkeit durch strukturelle Kopplung werden beschrieben. Das Zusammenspiel und die daraus entstehende Komplexit{\"a}t der f{\"u}nf Komponenten der Wahrnehmung, der Information und der F{\"u}hrung im Zusammenhang der Komponenten von Raum und Zeit in einem sozialen System lassen die klassische Ziel-Mittel-Zweck-Beziehung Clausewitz´scher Strategiedefinition verk{\"u}rzt erscheinen. Anhand eines kurzen Rekurses der Methoden der Sozialen Netzwerkanalyse (SNA) wird der breite und tiefgehende Analyserahmen der Messung und Transparenzerreichung in Organisationen vorgestellt. Die SNA wird als Auspr{\"a}gung der Netzwerk- und Graphentheorie, in die Allgemeine Systemtheorie integriert. Sie bildet eine zukunftsweisende Methode der Untersuchung von Netzwerken wie etwa dem Internet (Facebook, Xing etc.). Der aufgezeigte Theorierahmen bildet dabei zugleich eine Methode f{\"u}r den Systemvergleich und kann als Vorgehensmodell k{\"u}nftiger Strategieentwicklung genutzt werden. Der anschließende Systemvergleich wird mit mehreren Beispielen durchgef{\"u}hrt. Ausgehend von der Zelle als Grundeinheit werden Strukturen und Prozesse des Immunsystems mit solchen in milit{\"a}rischen Strukturen, weil sie im Lauf der Evolution enorme Leistungen in Reaktion, Anpassung und Optimierung vollbracht haben. Der Vergleich geht der Frage nach, ob in diesen Bereichen der Strategie und Organisation systemische Grundregeln existieren. Das Beispiel der Wechselwirkung zwischen Parasit und Wirt zeigt, dass jeder Fortschritt und Sieg angesichts der Systemeinbettung von Strategie nur relativ wirken kann. Die Analogie zwischen Viren und Bakterien sowie die Entwicklung des Begriffs der sozialen Mimikry f{\"u}hren zu einem erweiterten Verst{\"a}ndnis der Strategie von Terroristen in sozialen Systemen. Verdeutlicht wird das Grundschema des T{\"a}uschens und Eindringens in Systeme sowie die Beeinflussung und Umsteuerung von Prozessen und Strukturen in einem System durch Kommunikation und Implementation von Codes. Am Beispiel des Immunsystems und der Bildung verschiedener Kommunikations- und Steuerungsmechanismen von Zellsystemen sowie Beispielen von Schwarmbildung und der Organisation sozialer Insekten werden eine Vielzahl heuristischer Hinweise f{\"u}r neue Ans{\"a}tze f{\"u}r die Organisation von Streitkr{\"a}ften und ihrer Steuerung gefunden. Neben der Erarbeitung eines grundlegenden Strategiebegriffs anhand von Wahrnehmung und Selektion als Grundprozess der Erzeugung von Strategie wird eine differenzierte Betrachtung von Begriffen wie Redundanz und Robustheit sowie eine relativierende Sichtweise von Risiko, Gefahr und Schaden gewonnen. Der Vergleich mit dem Immunsystems zeigt einfache Beispiele der Informationsspeicherung und -{\"u}bertragung, die zudem Bypassf{\"a}higkeiten sowie dezentrale Eskalations- und Deeskalationsprinzipien veranschaulichen. Dies er{\"o}ffnet in Analogie dieser Prinzipien einen weiten Raum Sicherheitsarchitekturen zu {\"u}berdenken und neu zu strukturieren. Zudem kann die r{\"a}umliche Ausbreitung von Information und Kr{\"a}ften als ein gemeinsames Grundproblem der Entwicklung und Wirksamkeit von Strategien sowohl in der Natur, als auch im Milit{\"a}r identifiziert werden. Die Betrachtung zeigt zudem wie Zellen mit fehlgeleiteten Prozessen und Strukturen umgehen. Die Analogie deutet auf das Erfordernis einer Ver{\"a}nderung im Umgang mit Fehlern und ihrer R{\"u}ckf{\"u}hr- und Umkehrbarkeit im weitesten Sinne. Das Buch er{\"o}ffnet {\"u}berdies ein neues Verst{\"a}ndnis von Staat, Gewaltenteilung und Institutionen in einem sozialen System. Die Ergebnisse sind auch auf andere Forschungsbereiche, Organisationen und unterschiedlichste soziale Systeme {\"u}bertragbar. Es er{\"o}ffnet sich ein breites Anwendungsspektrum f{\"u}r k{\"u}nftige strategische Untersuchungen.}, language = {de} } @phdthesis{Banning2005, author = {Banning, Antje}, title = {Selenabh{\"a}ngige Glutathionperoxidasen als Mediatoren und Ziele der intrazellul{\"a}ren Redoxregulation : Identifizierung der GI-GPx als Ziel f{\"u}r Nrf2 und der PHGPx ...}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5436}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2005}, abstract = {Das 1817 erstmals schriftlich erw{\"a}hnte Selen galt lange Zeit nur als toxisch und sogar als procancerogen, bis es 1957 von Schwarz und Foltz als essentielles Spurenelement erkannt wurde, dessen biologische Funktionen in S{\"a}ugern durch Selenoproteine vermittelt werden. Die Familie der Glutathionperoxidasen nimmt hierbei eine wichtige Stellung ein. F{\"u}r diese sind konkrete Funktionen und die dazugeh{\"o}rigen molekularen Mechanismen, welche {\"u}ber die von ihnen katalysierte Hydroperoxidreduktion und damit verbundene antioxidative Kapazit{\"a}t hinausgehen, bislang nur unzureichend beschrieben worden. Die Funktion der gastrointestinalen Glutathionperoxidase (GI-GPx) wird als Barriere gegen eine Hydroperoxidabsorption im Gastrointestinaltrakt definiert. Neuen Erkenntnissen zufolge wird die GI-GPx aber auch in verschiedenen Tumoren verst{\"a}rkt exprimiert, was weitere, bis dato unbekannte, Funktionen dieses Enzymes wahrscheinlich macht. Um m{\"o}gliche neue Funktionen der GI-GPx, vor allem w{\"a}hrend der Cancerogenese, abzuleiten, wurde hier die transkriptionale Regulation der GI-GPx detaillierter untersucht. Die Sequenzanalyse des humanen GI-GPx-Promotors ergab das Vorhandensein von zwei m{\"o}glichen "antioxidant response elements" (ARE), bei welchen es sich um Erkennungssequenzen des Transkriptionsfaktors Nrf2 handelt. Die meisten der bekannten Nrf2-Zielgene geh{\"o}ren in die Gruppe der Phase-II-Enzyme und verf{\"u}gen {\"u}ber antioxidative und/oder detoxifizierende Eigenschaften. Sowohl auf Promotorebene als auch auf mRNA- und Proteinebene konnte die Expression der GI-GPx durch typische, in der Nahrung enthaltene, Nrf2-Aktivatoren wie z.B. Sulforaphan oder Curcumin induziert werden. Eine direkte Beteiligung von Nrf2 wurde durch Cotransfektion von Nrf2 selbst bzw. von Keap1, das Nrf2 im Cytoplasma festh{\"a}lt, demonstriert. Somit konnte die GI-GPx eindeutig als Nrf2-Zielgen identifiziert werden. Ob sich die GI-GPx in die Gruppe der antiinflammatorischen und anticancerogenen Phase-II-Enzyme einordnen l{\"a}sst, bleibt noch zu untersuchen. Die Phospholipidhydroperoxid Glutathionperoxidase (PHGPx) nimmt aufgrund ihres breiten Substratspektrums, ihrer hohen Lipophilie und ihrer F{\"a}higkeit, Thiole zu modifizieren, eine Sonderstellung innerhalb der Familie der Glutathionperoxidasen ein. Mit Hilfe eines PHGPx-{\"u}berexprimierenden Zellmodells wurden deshalb Beeinflussungen des zellul{\"a}ren Redoxstatus und daraus resultierende Ver{\"a}nderungen in der Aktivit{\"a}t redoxsensitiver Transkriptionsfaktorsysteme und in der Expression atheroskleroserelevanter Adh{\"a}sionsmolek{\"u}le untersucht. Als Transkriptionsfaktoren wurden NF-kB und Nrf2 ausgew{\"a}hlt. Die Bindung von NF-kB an sein entsprechendes responsives Element in der DNA erfordert das Vorhandensein freier Thiole, wohingegen Nrf2 durch Thiolmodifikation von Keap1 freigesetzt wird und in den Kern transloziert. Eine erh{\"o}hte Aktivit{\"a}t der PHGPx resultierte in einer Erh{\"o}hung des Verh{\"a}ltnisses von GSH zu GSSG, andererseits aber in einer verminderten Markierbarkeit freier Proteinthiole. PHGPx-{\"U}berexpression reduzierte die IL-1-induzierte NF-kB-Aktivit{\"a}t, die sich in einer verminderten NF-kB-DNA-Bindef{\"a}higkeit und Transaktivierungsaktivit{\"a}t ausdr{\"u}ckte. Auch war die Proliferationsrate der Zellen vermindert. Die Expression des NF-kB-regulierten vaskul{\"a}ren Zelladh{\"a}sionsmolek{\"u}ls, VCAM-1, war ebenfalls deutlich verringert. Umgekehrt war in PHGPx-{\"u}berexprimierenden Zellen eine erh{\"o}hte Nrf2-Aktivit{\"a}t und Expression der Nrf2-abh{\"a}ngigen H{\"a}moxygenase-1 zu verzeichnen. Letzte kann f{\"u}r die meisten der beobachteten Effekte verantwortlich gemacht werden. Die hier dargestellten Ergebnisse verdeutlichen, dass eine Modifizierung von Proteinthiolen als wichtige Determinante f{\"u}r die Regulation der Expression und Funktion von Glutathionperoxidasen angesehen werden kann. Entgegen fr{\"u}heren Vermutungen, welche oxidative Vorg{\"a}nge generell mit pathologischen Ver{\"a}nderungen assoziierten, scheint ein moderater oxidativer Stress, bedingt durch eine transiente Thiolmodifikation, durchaus g{\"u}nstige Auswirkungen zu haben, da, wie hier dargelegt, verschiedene, miteinander interagierende, cytoprotektive Mechanismen ausgel{\"o}st werden. Hieran wird deutlich, dass sich "antioxidative Wirkung" oder "oxidativer Stress" keineswegs nur auf "gute" oder "schlechte" Vorg{\"a}nge beschr{\"a}nken lassen, sondern im Zusammenhang mit den beeinflussten (patho)physiologischen Prozessen und dem Ausmaß der "St{\"o}rung" des physiologischen Redoxgleichgewichtes betrachtet werden m{\"u}ssen.}, subject = {Selen}, language = {de} } @misc{ArnoldCaprezDenzetal.2013, author = {Arnold, Rafael and Caprez, Nina F. and Denz, Rebekka and Moreno, Aitor Garc{\´i}a and Geißler-Gr{\"u}nberg, Anke and Gr{\"o}zinger, Elvira and Guttstadt, Corry and Haußig, Hans-Michael and Hiscott, William and K{\"u}hne, Jan and Liebl, Christina and Malkhasy, Hayim and Martini, Annett and Matut, Diana and Quintana, Aldina and Rasumny, Wiebke and Rebiger, Bill and Refael, Shmuel and Ristau, Daniel and Salzer, Dorothea M. and Schmid, Beatrice and Schulte, Christoph}, title = {PaRDeS : Zeitschrift der Vereinigung f{\"u}r J{\"u}dische Studien e.V. = Galut Sepharad in Aschkenas : Sepharden im deutschsprachigen Kulturraum}, number = {19}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {978-3-86956-253-7}, issn = {1614-6492}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-65270}, year = {2013}, abstract = {Die Zeitschrift m{\"o}chte die fruchtbare und facettenreiche Kultur des Judentums sowie seine Ber{\"u}hrungspunkte zur Umwelt in den unterschiedlichen Bereichen dokumentieren. Daneben dient die Zeitschrift als Forum zur Positionierung der F{\"a}cher J{\"u}dische Studien und Judaistik innerhalb des wissenschaftlichen Diskurses sowie zur Diskussion ihrer historischen und gesellschaftlichen Verantwortung.}, language = {de} } @phdthesis{Niedl2015, author = {Niedl, Robert Raimund}, title = {Nichtlineare Kinetik und responsive Hydrogele f{\"u}r papierbasierte Schnelltestanwendungen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-77735}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {iv, 128}, year = {2015}, abstract = {Viele klinische Schnelltestsysteme ben{\"o}tigen vorpr{\"a}parierte oder aufgereinigte Analyte mit frisch hergestellten L{\"o}sungen. Fernab standardisierter Laborbedingungen wie z.B. in Entwicklungsl{\"a}ndern oder Krisengebieten sind solche Voraussetzungen oft nur unter einem hohen Aufwand herstellbar. Zus{\"a}tzlich stellt die erforderliche Sensitivit{\"a}t die Entwicklung einfach zu handhabender Testsysteme vor große Herausforderungen. Autokatalytische Reaktionen, die sich mit Hilfe sehr geringer Initiatorkonzentrationen ausl{\"o}sen lassen, k{\"o}nnen hier eine Perspektive f{\"u}r Signalverst{\"a}rkungsprozesse bieten. Aus diesem Grund wird im ersten Teil der vorliegenden Arbeit das Verhalten der autokatalytischen Arsenit-Jodat-Reaktion in einem mikrofluidischen Kanal untersucht. Dabei werden insbesondere die diffusiven und konvektiven Einfl{\"u}sse auf die Reaktionskinetik im Vergleich zu makroskopischen Volumenmengen betrachtet. Im zweiten Teil werden thermoresponsive Hydrogele mit einem kanalstrukturierten Papiernetzwerk zu einem neuartigen, kapillargetriebenen, extern steuerbaren Mikrofluidik-System kombiniert. Das hier vorgestellte Konzept durch Hydrogele ein papierbasiertes LOC-System zu steuern, erm{\"o}glicht zuk{\"u}nftig die Herstellung von komplexeren, steuerbaren Point-Of-Care Testsystemen (POCT). Durch z.B. einen thermischen Stimulus, wird das L{\"o}sungsverhalten eines Hydrogels so ver{\"a}ndert, dass die gespeicherte Fl{\"u}ssigkeit freigesetzt und durch die Kapillarkraft des Papierkanals ins System transportiert wird. Die Eigenschaften dieses Gelnetzwerks k{\"o}nnen dabei so eingestellt werden, dass eine Freisetzung von Fl{\"u}ssigkeiten sogar bei K{\"o}rpertemperatur m{\"o}glich w{\"a}re und damit eine Anwendung g{\"a}nzlich ohne weitere Hilfsmittel denkbar ist. F{\"u}r die Anwendung notwendige Chemikalien oder Enzyme lassen sich hierbei bequem in getrocknetem Zustand im Papiersubstrat vorlagern und bei Bedarf in L{\"o}sung bringen. Im abschließenden dritten Teil der Arbeit wird ein durch Hydrogele betriebener, Antik{\"o}rper-basierter Mikroorganismenschnelltest f{\"u}r Escherichia coli pr{\"a}sentiert. Dar{\"u}ber hinaus wird weiterf{\"u}hrend eine einfache Methode zur Funktionalisierung eines Hydrogels mit Biomolek{\"u}len {\"u}ber EDC/NHS-Kopplung vorgestellt.}, language = {de} }