2026-05-20T04:01:10Z https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/OAIDataProvider

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:30301 2020-07-28 DDC:5:54:540

Association of hygienically relevant microorganisms with freshwater plankton Assoziation von hygienisch relevanten Mikroorganismen mit Süßwasserplankton Miriam Tewes 540 540 In aqueous environments bacteria can occur planktonically in the water phase, or associated in biofilms attached to solid surfaces or other phase boundaries. Plankton organisms in surface waters provide external surfaces which can be colonized by biofilms. Plankton surface can comprise areas up to thousands of km2 in a lake. Possible associations of potentially pathogenic bacteria with phyto- and zooplankton were observed in a field study in a freshwater environment (Lake Baldeney, Essen, Germany) and in laboratory experiments. <br> Hygienically relevant microorganisms considered were, bacteria with faecal origin (Escherichia coli, coliforms, intestinal enterococci, Clostridium perfringens), an obligate human pathogen of faecal origin (Campylobacter spp.), and environmental opportunistic bacteria (some coliforms, Pseudomonas aeruginosa, Aeromonas spp., Legionella spp.). For all of the investigated hygienically relevant bacteria an association with freshwater plankton could clearly be demonstrated, except for Campylobacter spp. which was only found in water and Legionella spp. which was not detected by culture. The bacterial abundance in all samples was found to be higher with plankton than compared to the free water. With the culture-independent methods, fluorescence in situ hybridization (FISH) and quantitative polymerase chain reaction (qPCR), the organisms P. aeruginosa and Legionella spp. were found in significant higher concentrations in water and plankton than with cultural methods. This observation indicates that both may occur in a viable but nonculturable (VBNC) state.<br> In laboratory experiments hygienically relevant bacteria were co-cultivated with Daphnia magna in microcosms. To study cladoceran-bacteria associations in detail, it was discriminated between carapace-associated and ingested bacteria.<br> The organisms P. aeruginosa and A. hydrophila were found more frequently located on the carapace of D. magna, whereas most of E. faecalis was located in the gut. FISH analysis indicated the possibility of VBNC cells for these organisms in association with D. magna.<br> The field study as well as laboratory microcosms indicate that there are associations and accumulations of pathogenic bacteria, with different characteristics and origins, with plankton. Plankton can act as a reservoir and a vector for potentially pathogens and may spatially enhance bacterial concentrations up to infectious doses. In case of VBNC bacteria, it is possible that the VBNC cells resuscitate and regain their virulence. Plankton-pathogen associations are of relevance considering human health in drinking water production and recreational use of the surface water. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Hans-Curt Flemming Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Biofilm Center Bernd Sures Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie, Aquatische Ökologie 2013-02-26 2012-12-05 2013-02-13 2020-07-28 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20130226-160226-5 3,98 MB application/pdf Tewes, Miriam: Association of hygienically relevant microorganisms with freshwater plankton, 2013: urn:nbn:de:hbz:464-20130226-160226-5 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-32290/Diss_tewes.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=30301 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=30301 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-32290 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:11958 2019-09-04 DDC:6:61:610

Traumatische Ereignisse, posttraumatische Belastungsstörung und Somatisierung bei Patienten der Ambulanz einer psychsomatischen Universitätsklinik Sefik Tagay Dr. rer. medic. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, LVR-Klinikum Essen, Klinik für Psychosomatische Medizin und Psychotherapie 610 610 Trauma , PTSD , Somatisierung , Diagnostik , Prädiktoren An einer Stichprobe von 483 Patienten der Klinik für Psychosomatische Medizin und Psychotherapie Essen hatte die vorliegende Untersuchung zum Ziel, die Trauma- und Posttraumatische Belastungsstörung (PTSD)-Prävalenzen in unserem Inanspruchnahmeklientel zu identifizieren, und deren Beziehung zur Depressivität, Ängstlichkeit, Kohärenzgefühl und Inanspruchnahmeverhalten zu untersuchen. Des weiteren sollte der Zusammenhang von Trauma, PTSD und Somatisierung genauer untersucht werden. Ferner verfolgten wir das Ziel, Prädiktoren für PTSD zu identifiziert. Die Trauma-Expositionsrate schwankte zwischen 31.1% und 63.1%; diese war abhängig vom Eingangstraumakriterium nach DSM-IV (A1 und A2) für PTSD. Die Resultate dieser Arbeit konnten verdeutlichen, dass es einen Unterschied macht, ob man beide Traumakriterien nach DSM-IV heranzieht oder lediglich eines davon erfüllt sein muss, um von einem psychischen Trauma sprechen zu können. Testpsychometrisch betrug die PTSD-Prävalenz 10.1%, während die behandelnden Therapeuten bei nur 2.9% der Gesamtstichprobe die Diagnose „Posttraumatische Belastungsstörung“ (F43.1 nach ICD-10) stellten. Generell scheinen PTSD-Betroffene unter einer grundsätzlich höheren psychischen Belastung (Depressivität, Ängstlichkeit, Somatisierung) zu leiden als Traumatisierte ohne PTSD und noch mehr gegenüber Nicht-Traumatisierten. Unter gesundheitsökonomischen Aspekten scheint es besonders wichtig zu sein, Menschen mit Traumatisierung einer adäquaten Behandlung unterziehen zu lassen. Sie zeigten in der vorliegenden Untersuchung das höchste Inanspruchnahmeverhalten bezüglich Arztbesuche, Psychotherapie und Psychopharmaka gegenüber Nicht-Traumatisierten. Bemerkenswert sind die Ergebnisse bezüglich der zentralen Hypothesen, zum einen PTSD würde von den behandelnden Therapeuten unterschätzt und zum anderen PTSD und Somatisierung würden in enger Beziehung zueinander stehen. Unsere Befunde stimmen mit anderen empirischen Arbeiten überein, so dass man berechtigterweise die Vermutung äußern kann, es handele sich bei beiden Fällen um ein generelles Phänomen, das settingunspezifisch zu sein scheint. Bezüglich des Zusammenhangs von Somatisierung und PTSD standen insbesondere neurologische und gastrointestinale Beschwerden im Vordergrund. PTSD-Patienten berichteten im Mittel über 20 somatoforme Beschwerden, Nicht-Traumatisierte hingegen hatten im Mittel 9 somatoforme Beschwerden. In der Allgemeinbevölkerung liegt die Prävalenz somatoformer Beschwerden bei 3.4. Unsere Ergebnisse haben auch diagnostische Implikationen. Die PTSD wird häufig von anderen psychischen Störungen überlagert oder stellt sich phänomenologisch in Form anderer Störungen wie Depression oder Angststörung dar, was ihre Diagnose erschwert. Es ist eine gängige klinische Beobachtung, dass sich traumatisierte Patienten mit PTSD mit körperlichen Beschwerden in ärztliche Behandlung begeben (Rückenschmerzen, Schlafstörungen etc.), ohne dass die traumabedingte Genese der Beschwerden zur Sprache kommt. Die vorliegende Studie unterstreicht die Wichtigkeit der differentialdiagnostischen Einbeziehung der PTSD insbesondere bei Patienten mit somatoformen Symptomen bzw. Störungen, um sie einer adäquaten evtl. auch traumaspezifischen Behandlung frühzeitig zuführen zu können. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Klinik für Psychosomatische Medizin und Psychotherapie 2005-03-27 2005-06-24 2005-03-27 2019-09-04 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:465-miless-011958-2 1,64 MB application/pdf Tagay, Sefik: Traumatische Ereignisse, posttraumatische Belastungsstörung und Somatisierung bei Patienten der Ambulanz einer psychsomatischen Universitätsklinik, 2005: urn:nbn:de:hbz:465-miless-011958-2 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-13023/Tagay_Dissertation.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=11958 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=11958 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-13023 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:44536 2019-03-07 DDC:5:57:570 DDC:6:61:610

Alterations of cellular electrophysiology and Ca2+-handling in patients with different forms of atrial fibrillation Azinwi Phina Muna geb. Khan 570 570 610 610 Atrial Fibrillation (AF) is the most common clinical arrhythmia. When AF occurs after (cardiac) surgery it is referred to as postoperative AF (poAF). Though usually self-limiting, uncontrolled poAF can cause debilitating strokes and prolong hospital stay. A multifactorial pathophysiology involving triggered activity has been hypothesized, but the cellular and molecular mechanisms underlying poAF remain unknown and were the subject of the first part of this study. The second part of this study focused on inward-rectifier K+ currents like IK1, which stabilize the resting membrane potential. It has been suggested to contribute to the shorter action potentials that promote reentry in chronic AF (cAF). However, the exact magnitude of IK1 in cAF is unknown and was investigated. Membrane currents (whole-cell voltage clamp) and [Ca2+]i (Fluo-3) epifluorescence were measured in right-atrial cardiomyocytes from patients with sinus-rhythm (Ctl, n=58), poAF (n=46) or cAF (n=6). Protein expression was quantified by immunoblot. Amplitude of L-type Ca2+ current was unchanged, whereas the L-type Ca2+ current-triggered [Ca2+]i transient amplitude was reduced by 35% in poAF vs Ctl, likely contributing to the ~44% reduction in fractional cell shortening. Sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ content, calculated by integrating Na+-Ca2+ exchange current during caffeine (10 mM)-induced SR Ca2+ release, was unchanged, consistent with the unaltered protein expression of the SR Ca2+ ATPase type-2a and its regulator phospholamban. When challenged with interleukin-1 as a postoperative trigger the frequency of potentially proarrhythmic spontaneous SR Ca2+ release events was increased, likely due to hyperphosphorylation of ryanodine receptor channels at Ser2014 (34%), whereas protein expression of the ryanodine receptor channel regulators triadin, junctin, junctophilin-2 and calsequestrin was unaltered. In cAF, basal inward-rectifier K+ current was increased, whereas the major effector of vagal nerve stimulation, the acetylcholine-activated K+ current IK,ACh, was reduced compared to Ctl patients. Application of the selective IK1-inbititor PA-6 (200 nM) to basal inward-rectifier K+ current unmasked a larger “pure” IK1 in cAF compared to Ctl patients. In summary, we discovered that poAF is associated with Ca2+-handling abnormalities that predispose patients to cellular triggered activity underlying poAF. We could demonstrate using PA-6; a novel inhibitor of IK1, that “pure” IK1 is larger in cAF. Our data improve our understanding of atrial cellular arrhythmogenic mechanisms in AF in general and in poAF in particular, potentially facilitating the development of improved therapeutic anti-AF strategies. Vorhofflimmern (VHF) ist die häufigste klinische Arrhythmie. Wenn es nach herzchirurgischen Eingriffen auftritt, wird es als postoperatives VHF (poVHF) bezeichnet. Wenngleich normalerweise selbstlimitierend, kann unkontrolliertes poVHF Schlaganfälle und einen verlängerten Krankenhausaufenthalt verursachen. PoVHF liegt vermutlich eine multifaktorielle Pathophysiologie zugrunde, wobei der „getriggerten“ Aktivität eine zentrale Rolle zukommen könnte. Die genauen zellulären Mechanismen des poVHF sind unbekannt und waren Gegenstand des ersten Teils dieser Arbeit. Der zweite Teil der Arbeit befasste sich mit einwärtsgleichrichtenden K+-Strömen wie dem IK1, die das negative Ruhemembranpotential aufrechterhalten. Es wird vermutet, dass diese zur Verkürzung der Aktionspotentiale beitragen und die Entstehung kreisender Erregungen („Reentry“) bei chronischem VHF (cVHF) begünstigen, wobei die genaue Größe des IK1 bei cVHF bisher unbekannt war. Membranströme („whole-cell voltage clamp“) und [Ca2+]i (Fluo-3) Epifluoreszenz wurden in rechtsatrialen Kardiomyozyten von Patienten mit Sinusrhythmus (Ktr, n=58), mit poVHF (n=46) oder mit cVHF (n=6) registriert. Die Proteinexpression wurde mittels Immunoblot quantifiziert. Die Amplitude des L-Typ Ca2+-Stromes war unverändert, während die L-Typ Ca2+-Strom ausgelöste [Ca2+]i-Transientamplitude beim poVHF um 35% reduziert war. Entsprechend war die relative Zellverkürzung um ~44% vermindert. Der Ca2+-Gehalt im sarkoplasmatischen Retikulum (SR), der durch Integration des Na+-Ca2+--Austauschstroms während der Koffein (10 mM)-ausgelösten Ca2+-Freisetzung aus dem SR berechnet wurde, war unverändert. Dies stimmte mit der unveränderten Proteinexpression der SR Ca2+-ATPase Typ-2a und dessen Regulator Phospholamban überein. Der Einsatz von Interleukin-1 als postoperativer Trigger steigerte die Frequenz spontaner proarrhythmischer Ca2+-Freisetzungen aus dem SR, möglicherweise aufgrund der Zunahme der Ser2014-Hyperphosphorylierung der Ryanodin-Rezeptorkanäle (~34%). Die Proteinexpression der Ryanodin-Rezeptorkanal-Regulatoren Triadin, Junctin, Junctophilin-2 und Calsequestrin blieb dagegen unverändert. Beim cVHF war der basale einwärtsgleichrichtende K+-Strom erhöht, während der Haupteffektor einer Stimulation von Nervus vagus, der Acetylcholin-aktivierte K+-Strom IK,ACh, reduziert war. Die Applikation des selektiven IK1-Inhibitors PA-6 (200 nM) beim cVHF konnte einen größeren "reinen" IK1 aufdecken. Zusammenfassend konnten wir nachweisen, dass poVHF mit Störungen der Ca2+-Homöostase assoziiert ist. Letzteres könnte das Auftreten von „getriggerter“ Aktivität als Auslöser von poVHF begünstigen. Wir konnten außerdem zeigen, dass PA-6; ein neuartiger Inhibitor von IK1, einen erhöhten IK1 beim cVHF demaskierte. Unsere Daten verbessern unser Verständnis der zellulären Mechanismen von III VHF, insbesondere von poVHF, und könnten zur Entwicklung von neuen therapeutischen Strategien für VHF führen. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Institut für Pharmakologie Dobromir Dobrev Prof. Dr. 2017-03-15 2017-09-25 2019-03-07 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190311-110218-1 4,22 MB application/pdf Azinwi Phina Muna geb. Khan: Alterations of cellular electrophysiology and Ca2+-handling in patients with different forms of atrial fibrillation, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190311-110218-1 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47286/Diss_Muna.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=44536 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=44536 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47286 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:48043 2019-02-01 DDC:0:00:004 DDC:3:30:302

Computer-assisted understanding of stance in social media formalizations, data creation, and prediction models Michael Maximilian Wojatzki Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft 004 004 302 300 Stance can be defined as positively or negatively evaluating persons, things, or ideas (Du Bois, 2007). Understanding the stance that people express through social media has several applications: It allows governments, companies, or other information seekers to gain insights into how people evaluate their ideas or products. Being aware of the stance of others also enables social media users to engage in discussions more efficiently, which may ultimately lead to better collective decisions. Since the volume of social media posts is too large to be analyzed manually, computeraided methods for understanding stance are necessary. In this thesis, we study three major aspects of such computer-aided methods: (i) abstract formalizations of stance which we can quantify across multiple social media posts, (ii) the creation of suitable datasets that correspond to a certain formalization, and (iii) stance detection systems that can automatically assign stance labels to social media posts. We examine four different formalizations that differ in how specific the insights and supported use-cases are: Stance on Single Targets defines stance as a tuple consisting of a single target (e.g. Atheism) and a polarity (e.g. being in favor of the target), Stance on Multiple Targets models a polarity expressed towards an overall target and several logically linked targets, and Stance on Nuanced Targets is defined as a stance towards all texts in a given dataset. Moreover, we study Hateful Stance, which models whether a post expresses hatefulness towards a single target (e.g. women or refugees). Machine learning-based systems require training data that is annotated with stance labels. Since annotated data is not readily available for every formalization, we create our own datasets. On these datasets, we perform quantitative analyses, which provide insights into how reliable the data is, and into how social media users express stance. Our analysis shows that the reliability of datasets is affected by subjective interpretations and by the frequency with which targets occur. Additionally, we show that the perception of hatefulness correlates with the personal stance of the annotators. We conclude that stance annotations are, to a certain extent, subjective and that future attempts on data creation should account for this subjectivity. We present a novel process for creating datasets that contain subjective stances towards nuanced assertions and which provide comprehensive insights into debates on controversial issues. To investigate the state-of-the-art of stance detection methods, we organized and participated in relevant shared tasks, and conducted experiments on our own datasets. Across all datasets, we find that comparatively simple methods yield a competitive performance. Furthermore, we find that neuronal approaches are competitive, but not clearly superior to more traditional approaches on text classification. We show that approaches based on judgment similarity – the degree to which texts are judged similarly by a large number of people – outperform reference approaches by a large margin. We conclude that judgment similarity is a promising direction to achieve improvements beyond the state-of-the-art in automatic stance detection and related tasks such as sentiment analysis or argument mining. Stance (dt: Haltung, Position oder Standpunkt) bezeichnet die positive oder negative Evaluation von Personen, Dingen oder Ideen (Du Bois, 2007). Versteht man den Stance, den Menschen in den sozialen Medien zum Ausdruck bringen, eröffnen sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten: Auf der einen Seiten können Regierungen, Unternehmen oder andere Informationssuchende Einblicke darüber gewinnen, wie Menschen ihre Entscheidungen, Ideen oder Produkte bewerten. Auf der anderen Seite können Social Media Nutzer, denen der Stance anderer Nutzer bekannt ist, effizientere Diskussionen führen und letztendlich bessere kollektive Entscheidungen treffen. Da die Anzahl der in sozialen Medien getätigter Beiträge zu hoch für eine manuelle Analyse ist, sind computergestützte Methoden zum Verständnis von Stance notwen- dig. In dieser Arbeit untersuchen wir drei Hauptaspekte solcher computergestützten Methoden: (i) abstrakte Stance Formalisierungen, die sich über mehrere Social Media Beiträge hinweg quantifizieren lassen, (ii) die Erstellung geeigneter Datensätze, die einer bestimmten Formalisierung entsprechen, und (iii) automatische Systeme zur Erkennung von Stance, die Social Media Beiträgen ein Stance Label zuordnen können. Wir untersuchen vier verschiedene Formalisierungen, die sich darin unterscheiden, wie spezifisch die Erkenntnisse sind, welche sie bei der Analyse von Social Media Debatten liefern: Stance gegenüber einzelnen Targets definiert Stance als ein Tupel, welches aus einem einzigen Target (z.B. Atheismus) und einer Polarität (z.B. für oder gegen das Target sein) besteht. Stance gegenüber mehreren Targets modelliert eine Polarität, die gegenüber einem übergeordneten Target und mehreren logisch verknüpften Targets aus- gedrückt wird. Stance gegenüber nuancierten Targets, modelliert Stance als eine Polarität gegenüber allen Texten in einem bestimmten Datensatz. Darüber hinaus untersuchen wir hasserfüllten Stance als eine Formalisierung, die modelliert, ob ein Text Hass gegenüber einem einzelnen Target (z.B. Frauen oder Flüchtlingen) ausdrückt. Systeme, die auf Methoden des maschinellen Lernens basieren, benötigen eine ausreichende Menge von mit Labeln versehenen Trainingsdaten. Da solche Daten nicht für jede Formalisierung verfügbar sind, wurden im Rahmen dieser Arbeit eigene Datensätze erstellt. Auf der Basis dieser Datensätze führen wir quantitative Analysen durch, welche Aufschluss darüber geben, wie zuverlässig die Annotation der Daten ist und in welcher Weise Social Media-Nutzer Stance kommunizieren. Unsere Analyse zeigt, dass die Zuverlässigkeit unserer Daten durch subjektive Interpretationen der Annotatoren und durch die Häufigkeit, mit der bestimmte Targets auftreten, beeinflusst wird. Unsere Studien zeigen weiterhin, dass die Wahrnehmung von Hass mit dem persönlichen Stance der Annotatoren korreliert, woraus wir folgern, dass Stance Annotationen bis zu einem gewissen Grad subjektiv sind und dass diese Subjektivität bei der Datenerstellung zukünftig berücksichtigt werden sollte. Darüber hinaus schlagen wir einen neuartigen Prozess für die Erstellung von Datensätzen vor, die subjektive Annotationen beinhalten, die der Forma- lisierung Stance gegenüber nuancierten Targets entsprechen und damit umfassende Einblicke in die zugrundeliegende Social Media Debatte liefert. Um den Stand der Technik der automatischen Stance Erkennung zu untersuchen, haben wir relevante shared tasks organisiert und an ihnen teilgenommen, sowie Experimente an eigenen Datensätzen durchgeführt. Unsere Untersuchungen zeigen über alle Experimente und Datensätze hinweg, dass vergleichsweise einfache Methoden eine äußerst wettbewerbsfähige Leistung erbringen. Des Weiteren zeigen unsere Betrachtungen, dass neuronale Ansätze zwar wettbewerbsfähig, aber nicht deutlich besser als herkömmliche Ansätze zur Textklassifizierung sind. Wir zeigen, dass Ansätze, die auf der Beurteilungsähnlichkeit basieren – definiert als das Ausmaß mit dem Texte von einer großen Anzahl von Menschen ähnlich beurteilt werden – die Leistung von Referenzansätzen deutlich übertreffen. Daraus schließen wir, dass diese Beurteilungsähnlichkeit eine vielversprechende Richtung ist, um weitere Verbesserungen in den Bereichen automatischen Erkennung von Stance und verwandten Aufgaben wie Sentimentanalyse oder Argument Mining zu erzielen. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Torsten Zesch Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen, Institut für Optionale Studien 2018-12-10 2019-01-21 2019-02-01 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190201-140926-6 7,17 MB application/pdf Wojatzki, Michael Maximilian: Computer-assisted understanding of stance in social media: formalizations, data creation, and prediction models, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190201-140926-6 eng http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47061/Diss_Wojatzki.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=48043 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=48043 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47061 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:48031 2019-02-01 DDC:6:62

Simultane Visualisierung von Öl- und Kraftstoffschichten in der Kolbengruppe eines direkteinspritzenden Ottomotors durch laserinduzierte Fluoreszenz Simultaneous visualization of liquid fuel and oil in the piston group of a DISI engine by laserinduced fluorescence Torben Müller Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Verbrennung und Gasdynamik 620 620 Laserinduzierte Fluoreszenz , Tribologie , Simultane Visualisierung , Öl-LIF , Kraftstoff-LIF Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden Öl- und Kraftstoffschichten in der Kolbengruppe eines optisch zugänglichen Ottomotors mit Benzin-Direkteinspritzung durch das Verfahren der laserinduzierten Fluoreszenz (LIF) untersucht. Zur Optimierung der Kolbengruppe hinsichtlich Reibung, Verschleiß, NVH (Noise, Vibration, Harshness) und Emissionen müssen die komplexen Wechselwirkungen zwischen Öl, Kraftstoff und Brennraumgas analysiert, sowie quantitative Daten für Simulationsmodelle bereitgestellt werden. Die Untersuchung der Phänomene in der Kolbengruppe erfolgten in einem optisch zugänglichen Einzylindermotor mit auf Druck- und Gegendruckseite seitlich in die Zylinderwand eingesetzten Saphirfenstern. Die optischen Zugänge ermöglichen die Abbildung der Kolbengruppe über nahezu den vollständigen Kolbenhub. In dieser Arbeit wurden Untersuchungen bei Lasten bis 8,5 bar (effektiver indizierter Mitteldruck) und Drehzahlen bis 2200 min-1 durchgeführt. Durch die hohe Zylindrizität und die Oberflächentopographie mit der für Zylinderlaufbahnen typischen Honstruktur wurden realitätsnahe Bedingungen hinsichtlich des Ringanlageverhaltens und der Oberflächenbenetzung gewährleistet. Zur Analyse des Ölhaushalts in der Kolbengruppe und der Kolbensekundärbewegung kam ein phasengekoppeltes LIF-Messsystem mit einer maximalen Wiederholrate von 100 Hz am Einzylindermotor zum Einsatz. Eine Mischung aus kommerziellem Motoröl mit 0,015±0,005 mmol/L Pyrromethen 567 wurde mit einem Nd:YAG-Laser bei 532 nm angeregt und das rotverschobene Fluoreszenzlicht mit jeweils einer CMOS-Kamera auf Druck- und Gegendruckseite zweidimensional abgebildet. Voruntersuchungen in einer Dünnfilmküvette und ein umfangreicher Bildverarbeitungsprozess mit einer in situ Kalibrierung ermöglichten die zweidimensionale Quantifizierung der Ölfilmdicke im Kontaktbereich Kolbenhemd/Zylinderlaufbahn, sowie die qualitative Analyse der Kolbensekundärbewegung und des globalen Ölhaushalts in der Kolbengruppe. Die Untersuchungen zeigten, dass Kolbensekundärbewegung und Ölfilmdicke im Kontaktbereich Kolbenhemd/Zylinderlaufbahn voneinander abhängen. Die niedrigste Ölfilmdicke trat im Expansionstakt auf und betrug 3,0 µm. Außerdem konnte ein Zusammenhang zwischen Kraftstoff-Wandbenetzung und Ölhaushalt in der Kolbengruppe gezeigt werden. Um neben Ölschichten auch Kraftstoffschichten zeitlich hochaufgelöst zu visualisieren, wurde im zweiten Abschnitt der Arbeit ein Messsystem zur simultanen, kurbel-winkelaufgelösten Visualisierung von Kraftstoff und Öl durch LIF entwickelt. Der Öl-Farbstoff Pyrromethen 567 wurde aus dem phasengekoppelten LIF-Messsystem übernommen und ein geeigneter Kraftstoff-Tracer gesucht. Die Mischungen Kraftstoff/Tracer und Öl/Farbstoff wurden mit einem Nd:YAG-Laser mit einer maximalen Repetitionsrate von 10 kHz bei 266 nm und 532 nm angeregt. Das Fluoreszenzlicht der beiden Fluide wurde spektral getrennt und von zwei Hochgeschwindigkeits-Kameras zweidimensional abgebildet. Zwei Kraftstoff/Tracer-Mischungen wurden im Einzylinderaggregat und in einer Dünnfilmküvette untersucht: Toluol in iso-Oktan und Anisol in einem neu entwickelten Multikomponenten-Kraftstoff mit hoher Oktanzahl (ROZ = 101) und einer Siedelinie entsprechend der eines kommerziellen Kraftstoffs. Die zweite Kombination wurde aufgrund des realitätsnahen Verdampfungsverhaltens und der stärkeren Fluoreszenz für die Motorexperimente ausgewählt. Durch tribologische und optische Voruntersuchungen konnte außerdem ein Surrogat-Öl identifiziert werden, das kommerziellem Öl aufgrund geringerer optischer Wechselwirkungen mit Kraftstoff-LIF für die optischen Motorexperimente überlegen ist. Im Einzylinderaggregat wurden mit diesem System Kraftstoff-Wandbenetzung, Kraftstofftransport durch das Ringpaket, sowie der Einfluss der Kraftstoff-Wandfilmbildung auf den Ölhaushalt in der Kolbengruppe im befeuerten und geschleppten Motorbetrieb visualisiert und analysiert. Im befeuerten Motorbetrieb mit Benzin-Direkteinspritzung wurde das Auftreffen des Kraftstoffsprays und die Bildung eines Flüssigkeitsfilms auf der Zylinderwand visualisiert. Unter den untersuchten Bedingungen verblieb ein flüssiger Wandfilm aufgrund unvollständiger Verdampfung auf der Zylinderwand. Der Kraftstoff wurde durch die Kolbenringe teilweise von der Zylinderwand abgekratzt und durch die Ringstöße transportiert. Außerdem wurde durch flüssigen Kraftstoff auf den Kolben-Ringstegen Öl aus der Top-Ring-Nut auf den Feuersteg und den 2. Ringsteg transportiert. This thesis presents the analysis of liquid fuel and oil films in the piston group of a direct-injection spark-ignition (DISI) engine by laser-induced fluorescence (LIF). To optimise the piston group in terms of friction, wear, NVH (noise, vibration, harshness) and emissions, the interaction between oil, fuel and combustion gas must be understood. Also, quantitative data is required to improve simulation models. The investigation of the phenomena in the piston group was performed in an optically accessible single cylinder research engine with two honed-in sapphire windows that provide optical access to the cylinder on the thrust and on the anti-thrust side. This enables the observation of the piston including ring area and skirt as well as the cylinder surface. Here, the maximum speed of the engine was 2200 min-1 at a maximum indicated mean effective pressure of 8.5 bar. Due to the high cylindricity of the research engine, the sealing function of the piston rings is very similar to that in a production engine. Also, the honing structure in the cylinder surface provides realistic conditions in terms of surface wetting. To investigate the oil distribution in the piston group as well as the piston’s secondary motion, a phase-locked LIF-imaging system with a maximum image acquisition rate of 100 Hz was used in the research engine. First-fill engine oil was doped with traces of the laser dye pyrromethene 567, which fluoresces red after excitation by 532 nm laser radiation. The fluorescence from oil was simultaneously detected by two cameras, one on the thrust side and one on the anti-thrust side. Preliminary studies were performed in a thin-film cuvette and an image processing routine including an in-situ calibration was developed. This enabled quantification of the oil film thickness in the tribological contact between the piston skirt and the cylinder liner. Also, the piston’s secondary motion and the global oil distribution in the piston group were investigated. One main finding was that that the piston’s secondary motion correlates with the oil film thickness in the contact area between piston skirt and cylinder liner. The minimal oil film thickness in this tribological contact was found during the expansion stroke and was 3.0 µm. Also, a correlation between fuel impingement on the cylinder wall and the oil distribution in the piston group was shown. To obtain a higher temporal resolution and to simultaneously visualise fuel films, a LIF system for simultaneous kHz-rate LIF-imaging of fuel and oil films was developed in the second part of this work. Again, engine oil was doped with traces of the laser dye pyrromethene 567 and excited at 532 nm. Simultaneously, the liquid fuel was visualised by UV fluorescence of an aromatic “tracer” in a non-fluorescent surrogate fuel excited at 266 nm. Two combinations of fuel and tracer were investigated, iso-octane and toluene, as well as a multi-component surrogate and anisole. The multi-component surrogate fuel had an evaporation curve similar to that of commercial pump fuel and a high research octane number (RON = 101). Anisole added to the multi-component surrogate fuel provided a higher fluorescence intensity than toluene and was therefore used for engine experiments. Since the first-fill engine oil provided significant cross-talk in the fuel channel, a low-additive surrogate oil was examined for optical and tribological characteristics. The surrogate oil exhibited similar tribological characteristics and it was superior to the commercial oil in terms of cross-talk with fuel LIF. The surrogate oil was therefore used for engine experiments. Experiments were performed in the research engine in fired and motored engine operation. Besides fuel wall wetting, fuel transport across the piston ring pack and the impact on the lubricant conditions in the piston group can be seen in the images. With direct fuel injection fuel wall wetting and film formation on the cylinder wall was detected. In the conditions examined here, a liquid fuel film remained on the cylinder wall due to incomplete evaporation. Some fuel was scraped off the cylinder wall by the piston rings and transported through the ring gaps. Furthermore, the presence of liquid fuel on the piston lands initiated oil transport from out of the top ring groove onto the first and second piston lands. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Sebastian Kaiser Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Verbrennung und Gasdynamik 2018-09-24 2018-12-19 2019-02-01 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190201-150840-7 9,25 MB application/pdf Müller, Torben: Simultane Visualisierung von Öl- und Kraftstoffschichten in der Kolbengruppe eines direkteinspritzenden Ottomotors durch laserinduzierte Fluoreszenz, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190201-150840-7 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Verbrennung und Gasdynamik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47045/Diss_Mueller.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=48031 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=48031 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47045 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47983 2019-02-01 DDC:0:00:000

Decisions based on ratings, reviews, and recommendations - the cognitive processing of online information Guillermo Alejandro Carbonell Carrasquilla 000 000 decision making , dual processing , internet users , consumer psychology The Internet allows consumers to find different kinds of information about products or services before a purchase. For instance, there is objective information provided by the platform or marketer, as well as different subjective opinions and several forms of ratings generated by users who already bought the product. This cumulative doctoral dissertation aims at depicting the cognitive process that consumers go through when choosing a product while using Internet information. More precisely, this thesis will focus on Internet platforms that contain objective and subjective information to facilitate consumer’s decision-making (i.e. review websites). In order to do this, the decision-making model of Schiebener and Brand (2015) is taken as a theoretical reference. This model is characterized for understanding decision making as a process carried out by two systems that interact constantly. Thus, the reflective system, which is rational and calculative interacts with the impulsive system, which is based on emotional reactions and somatic activity in order to evaluate the options that lead to a decision. Based on this assumption, this thesis integrates the results of three empirical articles. Article 1 uses a Choice-Based Conjoint analysis to identify which type of information provided on review websites is more relevant for consumers and how executive functions are related to the preference for objective or subjective information. The results showed that participants preferred subjective information, such as reviews and ratings, and also that cognitive flexibility and categorization are cognitive abilities related to the preference for objective information. Article 2 used a Judge-Advisor System to measure the influence of both types of information on the final decision. In this study, participants correctly assessed which products were more advantageous based only on objective information. Furthermore, it was found that user recommendations are highly influential for consumers, especially when these come from a high number of users. Article 3 used an experimental design to investigate how Internet cues and the writing style influence consumers’ purchase intention and their perceived trustworthiness of online reviews. The results showed that factual online reviews were perceived as more trustworthy, less fake and entail a higher purchase intention when compared to an emotional writing style. The results of the three articles are supported by literature using other dual-system approaches, such as the Elaboration Likelihood Model. Hence, these results and the subsequent discussions on a meta-level about the role of online descriptions, social influence, and decision confidence; contribute to the development of a theoretical model, based on Schiebener and Brand (2015), which explains how consumers process different types of online information in order to make purchase decisions. Das Internet ermöglicht Verbrauchern, vor dem Kauf eine differenzierte Informationssuche über Produkte oder Dienstleistungen durchzuführen. Es gibt sowohl objektive Informationen, die von der Website oder dem Online-Händler bereitgestellt werden, als auch persönliche Meinungen und Bewertungen anderer Nutzer. Diese kumulative Dissertation zielt darauf ab, den kognitiven Prozess darzustellen, den Verbraucher durchlaufen, wenn sie ein Produkt, basierend auf Informationen aus dem Internet, wählen. Die Arbeit fokussiert sich auf Internetplattformen, die objektive und subjektive Informationen beinhalten, um die Entscheidungsfindung der Verbraucher zu erleichtern. Dafür wird das Entscheidungsmodell von Schiebener und Brand (2015) als theoretische Grundlage verwendet. Anhand dieses Modells wird die Entscheidungsfindung als ein Prozess verstanden, der sich aus zwei unabhängigen Systemen zusammensetzt. Das reflektive System, welches rational und kalkulativ ist, interagiert mit dem impulsiven System, welches auf emotionalen Reaktionen und somatischer Aktivität basiert. Beide Systeme stehen in Verbindung miteinander, um Informationen zu bewerten, die zu einer Entscheidung führen. Ausgehend von dieser Annahme umfasst diese Arbeit die Ergebnisse von drei empirischen Artikeln. Artikel 1 verwendet eine Choice-Based Conjoint-Analyse, um zu ermitteln, welche Informationen auf Review-Websites für Verbraucher relevanter sind und wie exekutive Funktionen mit der Präferenz für objektive und subjektive Informationen zusammenhängen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Teilnehmer subjektive Informationen, wie Bewertungen und Rezensionen, bevorzugten und dass kognitive Flexibilität und Kategorisierung in Zusammenhang mit der Präferenz für objektive Informationen stehen. Artikel 2 verwendete ein Judge-Advisor System, um den Einfluss beider Arten von Informationen auf die endgültige Entscheidung zu messen. In dieser Studie bewerteten die Teilnehmer allein auf Grundlage objektiver Informationen korrekt, welche Produkte vorteilhafter waren. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Benutzerempfehlungen einen großen Einfluss auf Verbraucher ausüben, insbesondere wenn diese von einer großen Anzahl von Benutzern stammen. In Artikel 3 wurde ein experimentelles Design verwendet, um zu untersuchen, wie Internet-Cues und der Schreibstil von Online-Rezensionen die Kaufintention und die wahrgenommene Vertrauenswürdigkeit der Teilnehmer beeinflussen. Die Ergebnisse zeigten, dass objektive Online-Reviews als vertrauenswürdiger wahrgenommen wurden und im Vergleich zu einem emotionalen Schreibstil zu einer höheren Kaufabsicht führten. Die Ergebnisse der drei Artikel werden durch Literatur gestützt, die andere duale Systemansätze verwendet, wie das Elaboration Likelihood Model. Mit diesen Ergebnissen und den anschließenden Diskussionen über die Rolle eines möglichen sozialen Einflusses auf den Entscheidungsprozess und die Entscheidungssicherheit wurde ein theoretisches Modell basierend auf Schiebener und Brand (2015) erstellt, welches erklärt, wie Verbraucher verschiedene Online-Informationen verarbeiten, um Kaufentscheidungen zu treffen. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Matthias Brand Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft, Angewandte Kognitions- und Medienwissenschaft, Allgemeine Psychologie: Kognition 2018-10-31 2018-12-10 2019-02-01 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190201-072048-5 1,39 MB application/pdf Carbonell Carrasquilla, Guillermo Alejandro: Decisions based on ratings, reviews, and recommendations - the cognitive processing of online information, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190201-072048-5 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft, Angewandte Kognitions- und Medienwissenschaft, Allgemeine Psychologie: Kognition 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47008/DissGCarbonell.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47983 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47983 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47008 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47953 2019-02-01 DDC:5:57:570

Aufklärung der Hintergründe neuromuskulärer Erkrankungen via kombinierter proteomischer und funktioneller Analysen Tracking the nature of neuromuscular disorders via combined proteomics and functional analyses Denisa Hathazi Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 570 570 Die enorme molekulare Komplexität des Skelettmuskels und des Nervensystems bedingt einige Hindernisse, dies es bei der Durchführung von systematischen Forschungsarbeiten zur Erlangung von Einblicken in physiologische Funktionen und Vulnerabilitäten zu überwinden gilt. Im gleichen Kontext nehmen Studien, die auf die Ätiologie neuromuskulärer Erkrankungen abzielen, zu und haben in der vergangenen Dekade enorme Fortschritte gemacht. Bemerkenswerterweise haben verschiedene Technologien hierbei Einsatz gefunden, verbunden mit dem Ziel, die Herausforderung die die molekulare Komplexität der genannten (funktionell interagierenden) Gewebe an den Forscher stellt, zu überwinden und somit neue Einblicke in die zugrundeliegenden Pathomechanismen zu gewähren. Gerade proteomisch-basierte Analysen, die die simultane Quantifizierung von tausenden von Proteinen in einem Experiment ermöglichen, haben hierbei umfassende molekulare Informationen geliefert und somit zum Verständnis des Gesamtbildes der molekularen Prozesse entlang der neuromuskulären Achse unter gesunden und Krankheitsbedingungen beigetragen. In dieser Arbeit wurde darauf abgezielt, proteomische Analysen in Kombination mit weiteren experimentellen Ansätzen unter der Verwendung von verschiedenen Modellsystemen – darunter Maus- und Zebrafisch- sowie Zellkultur-Modelle. Due to the vast molecular complexity of skeletal muscle and the nervous system, it is necessary to surmount certain obstacles to carry out systematic explorations and provide significant insights into physiological functions and vulnerabilities. Studies of the etiology of neuromuscular disorders are expanding and have made tremendous progress during the last decade. Multiple technologies have been used to unravel the molecular complexity of these (functionally connected) tissues and elucidate the underlying pathomechanisms. In particular, applied proteomic profiling – which enables the simultaneous quantification of thousands of proteins in one experiment – has provided comprehensive molecular information and thus offered a “bigger picture” of molecular processes along the neuromuscular axis in health and disease. To obtain a broader understanding of general muscle protein composition and gain comprehensive insights into the molecular etiology of different dominant and recessive diseases along the neuromuscular axis, proteomics in combination with further experimental approaches utilizing different model systems including mice and zebrafish, as well as appropriate cell lines were applied. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Kristina Lorenz Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 2018-08-29 2018-12-17 2019-02-01 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190201-094758-9 26,29 MB application/pdf Hathazi, Denisa: Aufklärung der Hintergründe neuromuskulärer Erkrankungen via kombinierter proteomischer und funktioneller Analysen, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190201-094758-9 eng muscle, proteomics, western blotting, immunofluorescence http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46975/DissDHathazi.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47953 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47953 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46975 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47982 2019-01-31 DDC:3

The European social model in the time of crisis Which roads towards social investment? Das europäische Sozialmodell in den Zeiten der Krise Welche Wege in Richtung Sozialinvestitionen? Stefano Ronchi Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Gesellschaftswissenschaften 300 300 Welfare state recalibration , social reform , social policy , social inequality , EU European welfare states face multiple challenges: global and EU market integration, rapid technological change, the changing nature of (gendered) social risks in ageing post-industrial societies and, last but not least, the Great Recession cast a shadow on the effectiveness and sustainability of the European Social Model (ESM) as we know it. Born from the academic debate over welfare state change, the blueprint of ‘social investment’ has been proposed as a new edifice for the ESM. The social investment approach puts the stress on policies aimed to prepare and mobilize human capital. By doing that, it shifts the logic of the welfare state from protection against the market to social inclusion within today’s labour markets, with a view to reconciling the economic and social objectives of 21st century welfare capitalism. The imperatives of social investment have informed EU growth and cohesion strategies since the launch of the Lisbon Agenda in 2000. More recently, they have been explicitly endorsed by the European Commission with the adoption of a ‘Social Investment Package’ in 2013. In the crisis aftershocks, however, the road towards an EU-wide social investment strategy is steeper than it may seem. Most European countries fall short of the social investment ideal-type, and must strive to adjust welfare provision to the changing context and social risks. On top of that, austerity constraints their room for manoeuvre. Some questions hence come to the fore: in the first place, could social investment weather the crisis? If so, does it effectively deliver the wished-for economic and social outcomes? More specifically: does it foster both the employment and social inclusion of European citizens with different socioeconomic characteristics? And how do the outcomes of social investment vary across European countries which have profoundly diverse welfare legacies and policy mixes? This monograph provides an empirical assessment of the road(s) that EU welfare states are taking in the time of the economic crisis, whereby that of an inclusive social investment strategy is just the best of many possible trajectories of recalibration. It does so in a truly comparative fashion, not limited to few case studies and country-comparisons, but which, by contrast, seeks to explain the dynamics of social investment reform and outcomes through variables, in the context of a large-N empirical study. This work makes a three-fold contribution. First, it relies on a novel policy data—the Social Investment Welfare Expenditure dataset—to track the trajectory followed by social investment in welfare reform across all EU member states from 2000 to 2014, through the crisis years. Second, it is a first attempt to link macro-level welfare state change with its outcomes at the micro level. More specifically, through multilevel analysis based on EU-SILC microdata (EU Statistics on Income and Living Conditions), it shows how different policy mixes influence the employment prospects and income security of individuals and households across European countries. Third, by putting to the empirical test some of the most crucial and normatively contentious issues related to social investment—which is often criticized for bringing about ‘workfare’ and inequality through ‘Matthew effects’—this monograph seeks to add substance to both academic and policy debates. Die europäischen Wohlfahrtsstaaten stehen vor vielfältigen Herausforderungen: die globale und EU Marktintegration, der beschleunigte technologische Wandel, sich wandelnde (geschlechterspezifische) Risiken alternder post-industrieller Gesellschaften und, schlussendlich, die immer noch nicht vollständig überwundene Weltwirtschaftskrise der letzten Jahre, werfen ihre Schatten auf die Effektivität und Nachhaltigkeit des uns bekannten Europäischen Sozialmodells (ESM). Ausgehend von wissenschaftlichen Debatten über wohlfahrtsstaatlichen Wandel, wird der Ansatz des „social investment“ als Blaupause für eine neues, tragfähiges ESM betrachtet. Hierbei werden solche Politikinstrumente besonders betont, die das Ziel der Vorbereitung und Mobilisierung von Humankapital verfolgen. Dadurch verschiebt sich die wohlfahrtsstaatliche Logik weg von einem Schutz gegenüber dem Markt hin zu einer Einbindung in den Arbeitsmarkt, um so wirtschaftliche und soziale Ziele im Wohlfahrtskapitalismus des 21. Jahrhunderts miteinander in Einklang zu bringen. Im Bereich der EU, sind solche Leitbilder des „social investment“ seit dem Start der Lissabon-Strategie im Jahr 2000 fester Bestandteil unterschiedlicher Wachstums- und Kohäsionsinitativen, und wurden zuletzt durch die Europäische Kommission bei der Annahme „Sozialinvestitionspaketes“ im Jahr 2013 explizit befürwortet. In der Folge der Wirtschafts- und Finanzkrise ist der Weg zu einer EU-weiten Sozialinvestitionsstrategie jedoch steiler als es den Anschein hat. Die meisten europäischen Länder bleiben hinter dem Idealtyp des „social investment“ zurück und müssen ihre Wohlfahrtsangebote an den sich wandelnden Kontext und gesellschaftliche Risiken anpassen, wobei ihr Handlungsspielraum durch verbreitete Sparzwänge im Sinne der Austeritätspolitik weiter eingeschränkt wird. Entsprechend wirft dies einige Fragen auf: Können Sozialinvestitionen die Krise überstehen? Falls ja, können sie die gewünschten wirtschaftlichen und sozialen Ergebnisse liefern? Genauer gesagt: fördern solche Instrumente sowohl die Beschäftigung als auch die gesellschaftliche Integration europäischer Bürger mit unterschiedliche sozioökonomischen Merkmalen? Wie unterscheiden sich die Ergebnisse der Sozialinvestitionen zwischen europäischen Ländern mit grundlegend verschiedenen Wohlfahrtsstrukturen und Politikkonzepten? Die vorliegende Monographie liefert eine empirische Untersuchung der Richtung(en), welche die EU-Wohlfahrtsstaaten in Zeiten der Wirtschaftskrise eingeschlagen haben, wobei jene einer inklusiven Sozialinvestitionsstrategie nur den Besten vieler möglichen Anpassungspfade darstellt. Im Sinne einer vergleichenden Studie, die über einzelne Fälle hinausgeht, unternimmt die Arbeit einen Versuch, die Reformdynamiken von Sozialinvestitionen und deren Ergebnisse im Rahmen einer variablenbasierten statistischen Analyse mit hoher Fallzahl (large-N) zu erklären, und leistet auf diese Weise drei Beiträge: Erstens basiert sie auf neuen Daten zur Sozialpolitik – dem „Social Investment Welfare Expenditure“ Datensatz –und zeichnet so die Pfade verschiedener Sozialinvestitions- und Wohlfahrtsreformen in allen EU-Mitgliedsländern in den Jahren 2000-2014 nach. Zweitens, stellt die Studie einen ersten Versuch dar, Makroveränderungen auf der Ebene des Wohlfahrtsstaates mit Ergebnissen auf der Mikroebene zu verbinden. Mithilfe einer Mehrebenenanalyse auf Basis von EU-SILC Mikrodaten (EU Statistics on Income and Living Standards) zeigt sie inwiefern verschiedene Maßnahmenpakete (policy mixes) Beschäftigungsaussichten und Einkommenssicherheit von Individuen und Haushalten in europäischen Ländern beeinflussen. Schließlich unterfüttert die Monographie drittens sowohl akademische als auch politische Debatten über das Konzept der Sozialinvestitionen, da sie diesen zentralen und normativ umstrittenen Sachverhalt, welcher oftmals als „Workfare“-basiert und ungerechte „Matthäus-Effekte“ erzeugend kritisiert wird, einem empirischen Test unterzieht. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Achim Goerres Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Gesellschaftswissenschaften, Institut für Politikwissenschaft 2018-09-28 2018-12-19 2019-01-31 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190130-144539-1 2,95 MB application/pdf Ronchi, Stefano: The European social model in the time of crisis: Which roads towards social investment?, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190130-144539-1 eng All EU-27 countries plus Norway; years 2000 to 2014. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Gesellschaftswissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47034/Diss_Ronchi.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47982 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47982 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47034 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:48032 2019-01-30 DDC:5:53

Surface modification of bipolar plates for fuel cells by plasma treatment Oberflächenmodifizierung von Bipolarplatten für Brennstoffzellen mittels Plasmabehandlung Tatiana N. Fedosenko-Becker 530 530 Fuel Cells , Bipolar Plates , Plasma Treatment Fuel cells are regarded as modern and promising alternative energy sources, therefore they have earned scientific interest. Proton exchange membrane fuel cells, which are of main interest for research and development in ZBT (Duisburg), typically consist of two electrodes – bipolar plates, separated by a proton exchange membrane. During the process of fabrication of graphite/polypropylene composite bipolar plates the surface of bipolar plates is enriched by polypropylene significantly reducing the electrical conductivity and thus the efficiency of the fuel cells. Surface conductivity can be improved by plasma treatment. In this work a plasma source by IPLAS was used in a remote mode. This device allows to vary a lot of parameters to find the treatment conditions suitable for carbon bipolar plates. It is shown how plasma treatment removes polymer from the surface. The most suitable experimental parameters for this task are found. The removal of polypropylene from the surface of bipolar plates is corroborated by the measurements using FTIR spectroscopy method. Furthermore, it is shown by Raman spectroscopy that graphite on the surfaces of the samples exposed in plasma changed its structure from nanocrystalline to polycrystalline. Fewer interfaces between the crystals lead to the reduction of electron scattering and hence the conductivity of the plasma treated samples is higher than the conductivity of the untreated ones. The etching effect on the surface is correlated with the plasma chemistry, what can be observed by optical emission spectroscopy. Various changes of surface chemistry and also morphology and topography of the surface after the plasma treatment are described and explained. The measurements of area specific resistance of bipolar plates showed that the electrical properties of bipolar plates for fuel cells were uccessfully improved by plasma treatment. It is demonstrated that plasma treatment by air at atmospheric pressure is an efficient method to improve the electrical conductivity of bipolar plates. Brennstoffzellen werden im Allgemeinen als eine moderne und vielversprechende alternative Energiequelle angesehen, weswegen sie ein großes wissenschaftliches Interesse erhalten haben. Brennstoffzellen, dessen Erforschung und Produktion ein Schwerpunkt im ZBT ist, bestehen aus zwei Bipolarplatten, welche durch die Protonen-Austausch-Membranen voneinander getrennt sind. Bei der Herstellung von Bipolarplatten auf der Basis von Grafit/Polypropylen wird die Oberfläche mit Polypropylen angereichert, was zu einer signifikanten Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit und somit des Wirkungsgrades der Brennstoffzelle führt. Es ist möglich die Oberflächenleitfähigkeit mit der Hilfe einer Plasmabehandlung zu verbessern. In dieser Arbeit wurde eine Plasmaquelle der Firma IPLAS verwendet, bei welcher die Probe im Remote-Bereich positioniert werden kann. Es wird gezeigt, wie die Plasmabehandlung das Polymer von der Oberfläche entfernt. Für diesen Zweck werden die besten Parameter bestimmt. Die Entfernung des Polypropylens wird durch Messungen mittels FTIR Spektroskopie nachgewiesen. Weiterhin wird mittels Raman Spektroskopie gezeigt, dass der Grafit an der Oberfläche seine Struktur von Nanokristallin zu Polykristallin ändert. Weniger Korngrenzen führen zu einer Vergrößerung der elektrischen Leitfähigkeit der plasmabehandelten Bipolarplatten. Die Mechanismen des Plasmaätzen stehen in Verbindung mit der chemischen Zusammensetzung des Plasmas, was mithilfe der optischen emissions- Spektroskopie beobachtet werden kann. Eine Vielzahl von Änderungen der Oberflächenchemie, Morphologie und Topografie nach der Plasmabehandlung werden aufgezeigt und beschrieben. Die Messung des flächenspezifischen Widerstandes zeigen, dass die elektrischen Eigenschaften der Bipolarplatten für die Anwendung in Brennstoffellen erfolgreich durch das Plasmaätzen verbessert werden konnten. Es wird gezeigt, dass Plasmabehandlung mit Luft unter Atmosphärendruck eine effiziente Methode darstellt, um die elektrische Leitfähigkeit zu verbessern. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Volker Buck Prof. Dr. 2018-10-17 2019-01-24 2019-01-30 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190130-144659-8 31,27 MB application/pdf Fedosenko-Becker, Tatiana N.: Surface modification of bipolar plates for fuel cells by plasma treatment, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190130-144659-8 eng http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Physik, Technische Physik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47047/Diss_Fedosenko.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=48032 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=48032 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47047 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47899 2019-01-30 DDC:6:61:610

Echinocandin-Resistenz und Populationsstruktur invasiver Candida glabrata-Isolate von zwei Universitätskliniken in Deutschland und Österreich Echinocandin resistance and population structure of invasive Candida glabrata isolates from two university hospitals in Germany and Austria Ulrike Scharmann 610 610 Candida glabrata , Echinocandin , Genotypisierung In dieser Arbeit wurde die Empfindlichkeit gegenüber Antimykotika, die Anwesenheit von FKS-Mutationen und die genetische Struktur von Candida glabrata-Isolaten aus Blutkulturen von zwei unterschiedlichen Krankenhäusern in Deutschland und Österreich untersucht. Die Empfindlichkeitstestung der 64 C. glabrata-Isolate wurde mittels Bouillon-Mikrodilution nach EUCAST und dem Vitek®-2 System durchgeführt. Zusätzlich wurden alle Isolate auf das Vorhandensein einer FKS-Mutation untersucht. Molekulargenetische Untersuchungen wurden mittels Mikrosatelliten-PCR mit drei unterschiedlichen Oligonukleotiden und halbautomatisierter repetitiver sequenz-basierter PCR (rep-PCR) durchgeführt. Grundsätzlich sollte bei allen C. glabrata-Isolaten, welche aus Blutkulturen isoliert werden, eine Resistenztestung durchgeführt werden. Das Vitek®-2 System ist eine routinetaugliche Alternative für die MHK-Bestimmung von Fluconazol, Amphotericin B und Caspofungin (CAS). Die Resistenztestung für Voriconazol sollte über die Bouillon-Mikrodilution nach EUCAST erfolgen. Anhand der Ergebnisse kann eine adäquate Therapieentscheidung bei einer Candidämie mit C. glabrata getroffen werden. Eine Initialtherapie sollte mit einem Echinocandin begonnen werden. Nur ein C. glabrata-Isolat aus Deutschland zeigte eine Resistenz gegenüber CAS und eine entsprechende Mutation in der Hotspot 1 Region auf dem FKS2-Gen. Die Diskriminationsstärke der Mikrosatelliten-PCR war höher, als die der rep-PCR (Simpson-Index von 0,94 vs. 0,88). Es zeigten sich prominente Genotypen von Isolaten aus Deutschland und Österreich, allerdings ohne epidemiologische Hinweise nosokomialer Übertragungen. Wir konnten zeigen, dass die Populationsstruktur von C. glabrata hauptsächlich polyklonal mit spezifischen Genotypen und abhängig von der geografischen Lokalisation der Isolate ist. Obwohl wir eine geringe Inzidenz von Echinocandin-Resistenzen in C. glabrata-Isolaten gefunden haben, sind weitere Studien zur Überwachung epidemiologischer Trends in Europa notwendig. Die genetische Populationsstruktur der C. glabrata-Isolate demonstriert überrepräsentative geographische Genotypen. In this work, the susceptibility of antifungal agents, the presence of FKS-mutations and the population-genetics of Candida glabrata were investigated. C. glabrata isolates from blood cultures were taken from two different sampling sites, the University Hospital Essen and the University Hospital Vienna for analysis. The susceptibility testing of a total of 64 C. glabrata isolates were carried out after EUCAST, using the microdilution method as well as by the use of Vitek®-2 System. In addition, each isolate FKS-mutations were investigated. Genetics were investigated by molecular-biological tools, microsatellite PCR including three oligonucleotides and by half-automated repetitive sequenced-based PCR (rep-PCR). The aim of this study was to identify resistances in the tested isolates against fluconazole, amphotericin B, caspofungin and voriconazole. The above mentioned methods were tested on efficiency for this purpose. After comparison of all methods, the Vitek®-2 System is recommended for susceptibility testing including the determination of minimum inhibitory concentration (MIC) of fluconazole, amphotericin B and caspofungin. In contrast, the susceptibility against voriconazole should be tested in a microdilution, as recommended by EUCAST. On behalf of these results, an initial therapy could be started, mostly recommended using an echinocandin. Only one isolate (1.5 %) was detected with a hotspot mutation in the FKS2-gene, resulting in a resistance against caspofungin. The analysis of the molecular methods revealed higher discriminatory power for the microsatellite-PCR compared to the rep-PCR (Simpson-Index 0.94 vs. 0.88). Prominent genotypes were detected in isolates from both hospitals. However, epidemiological, no nosocomial route of transmission could be detected. We could show that the population structure of C. glabrata is mainly polyclonal with specific genotypes, depending on the geographical origin of the isolate. In conclusion, we found weak incidence of echinocandin resistance in C. glabrata. However, further epidemiological screening in Europe is recommended. The population structure of the C. glabrata isolates shows the overrepresented geographical genotypes. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Peter-Michael Rath Prof. Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Medizinische Mikrobiologie 2018-03-14 2018-12-13 2019-01-30 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190130-074022-5 1,83 MB application/pdf Scharmann, Ulrike: Echinocandin-Resistenz und Populationsstruktur invasiver Candida glabrata-Isolate von zwei Universitätskliniken in Deutschland und Österreich, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190130-074022-5 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Medizinische Mikrobiologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46930/DissUScharmann.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47899 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47899 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46930 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47893 2019-01-30 DDC:6:61:610

Menschen ohne Krankenversicherung im Gesundheitswesen. Expolrative Studie zur Prävalenz und zur Rückführung in die sozialen Sicherungssysteme durch den Sozialdienst am Beispiel des Universitätsklinikums Essen Ingo Neupert 610 610 Der Zugang zum deutschen Gesundheitssystem ist abhängig von der sozialen Absicherung durch eine bestehende Krankenversicherung. Es existieren kaum Erkenntnisse zum Ausprägungsgrad von fehlendem Krankenversicherungs-schutz und zu den Auswirkungen für die Betroffenen und die Leistungserbringer. Anhand systematisch erhobener Daten für den Zeitraum 2014 bis 2016 aus dem Universitätsklinikum Essen wurden mit dieser Studie Informationen von 536 Patienten analysiert. Hinsichtlich der soziodemographischen Aspekte war auffällig, dass insbesondere Männer mit 58% verstärkt von einer fehlenden Krankenversicherung betroffen sind und mit 34,5% der Anteil der Patienten mit einem sozialrechtlichen Leistungsanspruch auf Krankenversicherung in Deutschland auffällig hoch ist. Für diese Patientengruppe konnte ein schlechterer Gesundheitszustand anhand von Folgeaufenthalten in der Klinik und der Anzahl an Nebendiagnosen festgestellt werden als im Vergleich zu den drei Statusgruppen mit Migrationshintergrund. Auf der individuellen Ebene der Betroffenen konnte im Hinblick auf den Gesundheitszustand die Auswirkungen von fehlendem Krankenversicherungsschutz aufgezeigt werden. Für einen Leistungserbringer am Beispiel eines Krankenhauses der Maximalversorgung konnte ermittelt werden, dass schwerpunktmäßig Notfallindikationen auftreten, jedoch alle medizinische Fachabteilungen betroffen sind. Auch wenn sich bei den Rechnungsbeträgen der Median mit knapp unter 3.000€ im unteren finanziellen Bereich bewegt, so konnten im Betrachtungszeitraum Zahlungseingänge von über 4.000.000€ durch ein strukturiertes Betreuungskonzept dieser Patientengruppe generiert werden. Daraus leitet sich die Schlussfolgerung ab, dass insbesondere Krankenhäuser der Maximalversorgung konzeptionell sowie in den klinikinternen Prozessen spezifische Angebote für diese Patientengruppe benötigen. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Karl-Heinz Jöckel Prof. Dr. 2018-03-28 2018-12-17 2019-01-30 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190130-080234-7 1,58 MB application/pdf Neupert, Ingo: Menschen ohne Krankenversicherung im Gesundheitswesen. Expolrative Studie zur Prävalenz und zur Rückführung in die sozialen Sicherungssysteme durch den Sozialdienst am Beispiel des Universitätsklinikums Essen, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190130-080234-7 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46924/DissINeupert.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47893 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47893 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46924 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47887 2019-01-30 DDC:5:54:540

Polymere Mikrogelpartikel als Modellkolloide für Mykoplasmen und deren Abtrennung mit Filtrationsmembranen Microgel particles as model colloids for removal of mycoplasma by membranes Dominic Büning 540 540 Mykoplasmen , Mikrogele , Membranen Biologische Kontaminationen durch Bakterien und Viren gehören zu den zentralen Herausforderungen in der biopharmazeutischen Industrie. Besonders die Abtrennung von pleomorphen, deformierbaren und gesundheitsschädlichen Mykoplasmen stellt in diesem Zusammenhang kein triviales Trennproblem dar. So konnte gezeigt werden, dass einige Mykoplasmen unter bestimmten Filtrationsbedingungen sogar derzeitig kommerziell verwendete 0,1 μm klassifizierte Sterilfiltermembranen penetrieren können. Daher besteht ein hoher Bedarf speziell für dieses Trennproblem optimierte Hochleistungsmembranen zu entwickeln. Ein wesentliches Problem besteht in diesem Zusammenhang darin, dass die Verwendung von lebenden Mykoplasmen in Filtrationsstudien aufgrund der hierfür benötigten aufwendigen Kultivierung und Handhabung als kosten- und zeitintensiv zu bewerten ist, wodurch die Entwicklung solcher Membranen signifikant erschwert wird. In dieser Arbeit wurde daher die Entwicklung von weichen synthetischen Modellkolloiden angestrebt, welche zu realen Mykoplasmen analoge Eigenschaften aufweisen. Diese Materialien sollen in Filtrationsstudien zur Analyse der wirkenden Trennmechanismen verwendet werden. Zudem wird perspektivisch angestrebt diese synthetischen Partikel als Modellsubstanz im Bereich der Qualitätssicherung der Membranproduktion zu verwenden. In dieser Forschungsarbeit wurden weiche Mikrogele mittels der inversen Miniemulsionspolymerisation von Acrylamid und Acrylat basierten funktionalen Comonomeren und N,N’- Methylenbis(acrylsäureamid) synthetisiert, wobei letzteres als Vernetzer verwendet wurde. Der Einbau von funktionalen Monomeren erlaubte die Einstellung der elektrokinetischen Eigenschaften, die Bildung von spezifischen Bindungsstellen (bspw. primäre Amine) und die direkte oder nachträgliche Markierung dieser Partikel mit Fluoreszenzfarbstoffen. Durch gezielte Variation des Vernetzeranteils konnten die Quellung dieser Materialien in Wasser beeinflusst und deren mechanische Eigenschaften justiert werden. Die Variation des polymeren Feststoffgehalts hatte hingegen einen direkten Einfluss auf die mittlere Größe der erzeugten Miniemulsionströpfchen und beeinflusste zusätzlich ebenfalls die späteren mechanischen Eigenschaften der hieraus synthetisierten Mikrogele. Im Zuge dieser Arbeit wurde eine ganze Bibliothek von Mikrogelen mit verschiedenen Eigenschaften entwickelt, von denen bspw. zwei über eine gleiche Größe (180 nm) und gleichzeitig stark abweichende Deformierbarkeiten verfügten. Es konnte zudem gezeigt werden, dass diese Modellpartikel zu realen Mykoplasmen analoge Oberflächen- und mechanische Eigenschaften aufweisen. Ein wesentliches Problem bei der Verwendung dieser Modellpartikel in realen Filtrationsstudien besteht in der geringen realen Belastung solcher Sterilfiltermembranen in der biopharmazeutischen Industrie, wodurch sehr geringe Konzentrationen quantifiziert werden müssen. Klassische Markierungsoptionen (bspw. Fluoreszenzfarbstoffe) bieten in diesem Zusammenhang keine ausreichende Nachweisbarkeit. Aus diesem Grund wurde in dieser Arbeit eine neuartige Markierung der Mikrogele mit geeigneten DNA-Fragmenten entwickelt, welche anschließend mittels der quantitativen Polymerasekettenreaktion quantifiziert werden konnten. Im letzten Teil dieser Arbeit wurden die erstellten Modellkolloide in dead-end Filtrationsstudien an einem Endfilter einer derzeit kommerziell verwendeten Sterilfiltermembran eingesetzt. Hierbei wurde der Einfluss des applizierten Transmembrandrucks, die Partikelbelastung, die Deformierbarkeit der Partikel und der Einfluss des Rührens auf die Filtration und das Fouling untersucht. Im Verlauf der Filtrationen führte die Ablagerung von Mikrogelen zunächst zur Blockierung von Poren und anschließend zur Bildung eines klassischen Filterkuchens, welcher gegen Ende der Filtration durch die Rückvermischung beeinflusst wurde. Es konnte gezeigt werden, dass die untersuchten Parameter den Verlauf der genannten Phasen beschleunigten oder verlangsamten. Es konnte bspw. gezeigt werden, dass sehr weiche Mikrogele die Membran bei sehr hohen Transmembrandrücken (2 bar) signifikant penetrierten und damit die Bildung eines Filterkuchens an der Oberseite der Membran verzögerten. Obwohl diese Erkenntnisse für alternative Applikationen, wie die Mikrofiltration von hochkonzentrierten Mikrogeldispersionen, eine hohe Relevanz aufweisen, muss konstatiert werden, dass in dieser Studie keine neuen Erkenntnisse hinsichtlich der Abtrennung solcher weichen Kolloide bei zur Sterilfiltration vergleichbaren Konzentrationen gewonnen werden konnten. Jedoch liefert diese Arbeit einen signifikanten Beitrag zur Entwicklung geeigneter Modellpartikel und damit zur Erlangung eines umfassenden Verständnisses der Abtrennung von realen Mykoplasmen mit Sterilfiltermembranen. Biological contaminants such as bacteria and viruses are among the most important challenges in the current biopharmaceutical industry. In particular, the separation of highly pleomorphic, deformable and infectious bacteria like mycoplasma with current polymeric sterile filtration membranes cannot guarantee full protection under all filtration conditions. It is known that some mycoplasma species can even penetrate state of the art 0.1 μm rated sterile filtration membranes. Consequently, there is a very high demand for high performance membranes, specifically optimized for this separation problem. However, working with living mycoplasma is rather expensive, laborious and time-consuming. Therefore, this work was focusing on the development of soft synthetic model colloids mimicking all critical properties of real mycoplasma. These materials should enable an easy and fast analysis of the filtration process and may ultimately be used as tool for quality assurance in field of membrane production. In this study soft sub-micron sized microgels were synthesized via inverse miniemulsion polymerization of acrylamide, acrylate based functional comonomers and N,N’-methyl- enebiscarylamide, with the latter acting as coss-linker. The incorporation of functional monomers allows tailoring the electrokinetic properties, the formation of specific binding sites (e.g. primary amines) and direct or subsequent labeling with fluorescent dyes. The variation of the cross-linker content allowed to tune the swelling of these materials in water and influenced by that their mechanical properties. The variation of the polymeric solid content allowed to tune the droplet size and influenced additionally the mechanical properties of the later microgels. In the end, a fully characterized set of different microgels was developed, including two microgel types with about the same size (180 nm) but different deformability. It was shown that these model colloids are able to mimic all critical properties of real mycoplasma to a large extent. It turned out that the quantification of synthetic microgels with existing labeling techniques (e.g. fluorescence dyes) is insufficient when it comes to the quantification of ultra low concentrations of contaminants, as it is common for real sterile filter applications. Therefore, a novel labeling method was developed, offering advanced detection limits by using quantitative polymerase chain reaction for the quantification of DNA-labeld microgels. In the last part of this work different modell colloids were used in dead-end filtration studies using the endfilter of a state of the art sterile membrane filter. Here, the influences of the applied transmembrane pressure, the particle challenge, the deformability of the model particles and the effect of the stirring on the microfiltration process and the microgel deposition progression were investigated. During the course of the filtrations the deposition of microgels first lead to pore blocking, followed by the formation of a classical cake layer, which matured in the end of the filtration when the feed was stirred. It was found that these different filtration phases were accelerated or delayed in dependency to the mentioned influencing parameters. For example, super soft microgels penetrated the membrane at high transmembrane pressures (2 bar) to a very high extent, delaying the formation of a self-rejection cake layer. Although these results might be relevant for the microfiltration of highly concentrated microgel dispersions, it must be confessed that there is still a lack of knowledge when it comes to low concentrated feed streams, as it is relevant for sterile filter applications. However, this work is one step further on the way to a comprehensive understanding of separation mechanism of mycoplasma by sterile filter membranes. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Mathias Ulbricht Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Technische Chemie 2018-09-27 2018-12-20 2019-01-30 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190130-082745-7 11,70 MB application/pdf Büning, Dominic: Polymere Mikrogelpartikel als Modellkolloide für Mykoplasmen und deren Abtrennung mit Filtrationsmembranen, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190130-082745-7 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Technische Chemie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46918/DissDBuening.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47887 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47887 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46918 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47663 2019-01-30 DDC:6:61:610

Azathioprine in connective tissue disease-associated interstitial lung disease data from a retrospective single centre study Eda Burcu Börner Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Ruhrlandklinik Essen – Universitätsklinik 610 610 CTD-ILD , Azathioprine , Lungfibrosis Background: Immunosuppressive agents and corticosteroids are the standard treatments for patients with connective tissue disease associated ILD (CTD-ILD). This retrospective study aimed to provide data on tolerability and efficacy of azathioprine in CTD-ILDs. Methods: 56 CTD-ILD patients treated with azathioprine between 2003 and 2014 were included in the study. Azathioprine was added to oral corticosteroids as a corticosteroid sparing agent. Patients were assessed every 3 months in the outpatient clinic. Results: 15 patients (27%) discontinued treatment due to side effects, mostly due to elevated liver enzymes, within the first 3 months. The mean treatment duration was 34 months with a range of 3 to 105 months. 41 patients were treated for longer than 3 months, and 27 of those (66%) had stable or improved pulmonary function during treatment. In patients who remained stable or improved, the mean FVC was 62 ± 17 % pred at the initiation of treatment and 65 ± 17 % pred at the last follow up visit (p=0.036), and the mean DLCO was 38 ± 16 % pred at initiation of treatment and 39 ± 17% pred at the last follow up visit (p=0.06). The mean serum level of Krebs von den Lungen-6 (KL-6) was elevated in all patients, it was 1655±821 U/mL at start of treatment and 1589±744 U/mL at the last follow up visit. Serum KL-6 levels showed a decline in stable or improved patients during treatment, but this was not significant (p= 0.210). Conclusions: Our findings confirm the role of azathioprine in treatment of CTD-ILD. While early drug intolerance is frequent, most patients who tolerated the drug well achieved long-term stabilisation or improvement of lung function. Randomised controlled trials are still needed to validate these results. KL-6 seems to be a promising biomarker for monitoring CTD-ILDs under treatment. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Ulrich Costabel Prof.Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 2018-04-12 2018-11-12 2019-01-30 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190130-074806-1 947,6 KB application/pdf Börner, Eda Burcu: Azathioprine in connective tissue disease-associated interstitial lung disease: data from a retrospective single centre study, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190130-074806-1 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46743/DissEBoerner.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47663 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47663 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46743 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47967 2019-01-29 DDC:6:61:616:616.3

Randomisierte kontrollierte Studie zu Yoga bei Colitis Ulcerosa Miriam Schäfer Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 616.3 610 Colitis Ulcerosa , Yoga Die vorgestellte Studie untersuchte den Einfluss einer 12-wöchigen Yogaintervention auf die krankheitsspezifische Lebensqualität von Patienten mit Colitis ulcerosa im Vergleich zur Edukation über Selbsthilfemöglichkeiten. Das Studiendesign war als monozentrische, einfach verblindete, prospektiv randomisierte Studie mit Parallelgruppendesign angelegt, bei dem 39 Patienten in die Yogagruppe und 38 Patienten in die Kontrollgruppe randomisiert wurden und somit das Patientenkollektiv eine Anzahl von 77 Patienten umfasste. Die Patienten der Yogagruppe nahmen an einer 12-wöchigen Hatha-Yogaintervention teil, während die Patienten der Kontrollgruppe in diesem Zeitraum Selbsthilfebücher zur Edukation erhielten. Der Übungs- und Beobachtungszeitraum umfasste ein halbes Jahr mit drei Messzeitpunkten (vor Studienbeginn, nach 12 Wochen und nach 24 Wochen). Zu diesen Zeitpunkten wurde der Hauptzielparameter, die gesundheitsbezogene Lebensqualität nach 12 Wochen, sowie die Nebenzielparameter, die Krankheitsaktivität, generische Lebensqualität, Angst und Depressivität, subjektive Stress- und Körperbewusstheit anhand von standardisierten Fragebögen erfasst. Zudem wurden Entzündungsparameter im Blut und im Stuhl zu den jeweiligen Messzeitpunkten bestimmt. In Bezug auf den Hauptzielparameter, die gesundheitsbezogene Lebensqualität nach 12 Wochen, zeigte die Yogagruppe zu beiden Messzeitpunkten in Woche 12 (p=0,018) und in Woche 24 (p=0,022) eine signifikante Verbesserung im Vergleich zur Kontrollgruppe. Dabei wiesen 21 Patienten der Yogagruppe eine klinisch relevante Verbesserung von mindestens 16 Punkten auf im Vergleich zu 12 Patienten der Selbsthilfegruppe. Im Bereich der Nebenzielparameter wies die Yogagruppe in fast allen Bereichen signifikante Gruppenunterschiede auf. Insbesondere die Krankheitsaktivität (CAI) der Patienten in der Yogagruppe verbesserte sich im Verlauf der Studie nach sechs Monaten signifikant (p=0,029) im Vergleich zur Kontrollgruppe. Keine signifikanten Unterschiede konnte die Studie in Bezug auf klinische Laborparameter darleg n. Alle unerwünschten Ereignisse, die während der Studie auftraten, wurden erfasst und standen in keinem erkennbaren Zusammenhang zu der Yogaintervention.</br> Abschließend lässt sich festhalten, dass Yoga im Vergleich zur Edukation in Form von Selbsthilfebüchern eine signifikante Zunahme der krankheitsspezifischen sowie der allgemeinen Lebensqualität von Patienten mit Colitis ulcerosa erzielen kann. Die Studie gibt außerdem erste Hinweise darauf, dass Yoga als supportive Maßnahme einen positiven Einfluss auf den Krankheitsverlauf generieren kann. Randomized clinical trial: Yoga versus written self-care advice for ulcerative colitis.</br> A randomized controlled trial on yoga for ulcerative colitis. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Jost Langhorst Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Kliniken Essen-Mitte, Klinik für Naturheilkunde und Integrative Medizin 2018-03-27 2018-12-18 2019-01-29 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190129-162623-4 1,06 MB application/pdf Schäfer, Miriam: Randomisierte kontrollierte Studie zu Yoga bei Colitis Ulcerosa, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190129-162623-4 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46993/DissMSchaefer.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47967 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47967 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46993 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47885 2019-01-29 DDC:6:61:610

Einfluss von minor Histokompatibilitäts-Antigenen auf den Verlauf allogener Blutstammzell-Transplantationen Impact of HA-2, HA-3 and HA-8 minor histocompatibility antigen mismatches on acute GvHD and relapse frequencies after allogenic stem cell transplantation Julia Pufpaff Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 610 610 In der vorliegenden Studie wurden mit Hilfe der PCR-SSP Methodik die Zusammenhänge zwischen vorliegenden Mismatchen der mHAg HA-2, HA-3 und HA-8 und dem Auftreten von GvH-Reaktionen bzw. von Rezidiven in einer homogenen Patientengruppe mit HLA-identischen Geschwistern- oder unverwandten HLA-identischen Fremdspendern untersucht.</br> Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigten, dass bei Vorliegen von einem oder mehreren mHAg Mismatchen in GvH-Richtung ein erhöhtes Risiko für eine klinisch relevante GvH-Reaktion (Graad I-IV) nachweisbar ist. Dieser Effekt konnte, möglicherweise aufgrund geringer Fallzahlen, in spezifischen Untergruppen der gesamten Patientenkohorte nicht mehr gezeigt werden. Ein Zusammenhang zwischen mHAg Mismatch und einer erhöhten Rezidivrate konnte in dieser Studie ebenfalls nicht nachgewiesen werden. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Peter A. Horn Prof. Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Transfusionsmedizin 2018-06-07 2018-11-22 2019-01-29 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190129-164845-9 1,66 MB application/pdf Pufpaff, Julia: Einfluss von minor Histokompatibilitäts-Antigenen auf den Verlauf allogener Blutstammzell-Transplantationen, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190129-164845-9 ger 1998 bis 2006 thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Transfusionsmedizin 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46915/DissJPufpaff.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47885 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47885 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46915 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47883 2019-01-29 DDC:6:61:610

Die Validität des Qb-Tests als Diagnostikinstrument bei Kindern mit ADHS The validity of the QbTest as a diagnostic tool for children with ADHD Matthias Ahlers Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 610 610 ADHS , ADS , ADHD , ADD , Qb-Test , QbTest Der Quantified Behavior Test (Qb-Test) ist ein computergestützter Continuous Performance Test (CPT), dessen Besonderheit in der simultanen Erfassung der motorischen Aktivität liegt. Damit liegt erstmals ein Diagnostikinstrument mit dem Ziel vor, alle drei Kernsymptome der ADHS separat und trennscharf abzubilden. Bisher konnte jedoch kein CPT für sich alleine ausreichend valide Werte hinsichtlich der Diagnose ADHS verzeichnen. Eine erste klinische Validierungsstudie konnte im Jahr 2015 mit einer explorativen Faktorenanalyse 76% der Varianz anhand eines 3-Faktoren-Modells erklären. Es zeigte sich zwar eine signifikante Korrelation zwischen dem Faktorwert motorische Aktivität (QbTest) und beobachtetem hyperaktivem Verhalten (Conners‘ teacher rating scale), jedoch fielen insgesamt die Ergebnisse des Vergleichs der Qb-Test-Faktoren mit anderen Messinstrumenten (Konstruktvalidität) sehr uneinheitlich aus. Ziel der vorliegenden Studie war somit, neben der Replikation der oben genannten Ergebnisse die Untersuchung der Gültigkeit i.S. konvergenter und diskriminanter Konstruktvalidität zu vertiefen und durch die Nutzung von originalen Qb-Test-Werten hierbei Hinweise für die klinische Interpretation des Verfahrens zu erhalten. Hierfür wurden N=196 (Alter (M): 9,6 Jahre; Geschlecht: 31,6% weiblich, 68,4% männlich) Patienten der Institutsambulanz der Klinik für Psychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie des Kindes- und Jugendalters, LVR-Klinikum Essen, Kliniken und Institut der Universität Duisburg-Essen herangezogen. Nach einer Faktorenanalyse wurden zur Ermittlung der Konstruktvalidität die Korrelationen zwischen den Testwerten des Qb-Tests und weiteren Messinstrumenten (verschiedene Intelligenztests, KITAP/TAP, Conners‘ Fremdbeurteilungsbögen) ermittelt. Die Faktorenanalyse ergab eine Gesamtvarianzaufklärung von 85,9%. Die drei angenommenen Faktoren Hyperaktivität, Unaufmerksamkeit und Impulsivität konnten bestätigt werden. Die Ladungsmuster der einzelnen Indizes fielen eindeutig aus. Hinsichtlich der Konstruktvalidität konnten u.a. signifikante Korrelationen der Qb-Indizes zur Unaufmerksamkeit mit einigen der entsprechenden Werte der KITAP sowie dem Gesamt-IQ gezeigt werden. Im Vergleich mit der Skala Unaufmerksamkeit der Conners’ Fremdbeurteilungsbögen fiel dagegen eine signifikante Assoziation mit den Qb-Maßen zur Motorischen Aktivität und Impulsivität auf. Die Ergebnisse blieben somit zwar zumeist heterogen, lieferten jedoch insgesamt Hinweise auf die Validität sowie den Nutzen des Qb-Tests als Ergänzung zu etablierten Testbatterien und Fremdbeurteilungsbögen. Weitere Studien sind nötig, um genauere Aussagen zur Bedeutung des Qb-Tests für die klinische Praxis zu ermöglichen. The Quantified Behavior Test (QbTest) is a computer-aided Continuous Performance Test (CPT), which is unique in the simultaneous detection of motor activity. For the first time a diagnostic instrument with the aim of mapping all three core symptoms of ADHD, separately and selectively, is available. However, so far no CPT on its own has been able to establish sufficiently valid measurement data ​​for the diagnosis of ADHD. An initial clinical validation study in 2015, using an exploratory factor analysis, explained 76% of the variance using a 3-factor model. Although there was a significant correlation between the factorial motor activity (QbTest) and observed hyperactive behavior (Conners' teacher rating scale), overall the results of the comparison of the QbTest factors with other measuring instruments (construct validity) were very inconsistent. The aim of the present study was, in addition to the replication of the above-mentioned results, to examine the validity in terms of deepening the convergent and discriminant construct validity and to obtain indications for the clinical interpretation of the testing procedure by using original QbTest measurement data. For this purpose, a sample of 196 patients (average age: 9.6 years; sex: 31,6% female, 68.4% male) of the outpatient clinic of the Department of Psychiatry, Psychosomatics and Psychotherapy of Child and Adolescence, LVR-Klinikum Essen, clinics and institute of the University of Duisburg-Essen was used. After a factor analysis, the correlations between the measurement data ​​of the QbTest and other measuring instruments (various intelligence tests, KITAP / TAP, Conners' rating scales) were determined to assess construct validity. The factor analysis showed a total explained variation of 85.9%. The three assumed factors hyperactivity, inattention and impulsivity could be confirmed. The loading pattern of the individual indices were unambiguous. With regard to construct validity, i.a. significant correlations of the Qb indices of inattention with some of the corresponding KITAP values ​​as well as the overall IQ are shown. In comparison with the inattention scale of Conner's rating scales, there was a significant association with the Qb measures of motor activity and impulsivity. The results thus remained mostly heterogeneous, but provided overall evidence of the validity and usefulness of the QbTest as an addition to established test batteries and external rating questionnaires. Further studies are needed to more precisely clarify the meaning of the QbTest for clinical practice. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Johannes Hebebrand Prof. Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, LVR-Klinikum Essen, Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie des Kindes- und Jugendalters 2018-02-26 2018-07-13 2019-01-29 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190129-164006-7 3,63 MB application/pdf Ahlers, Matthias: Die Validität des Qb-Tests als Diagnostikinstrument bei Kindern mit ADHS, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190129-164006-7 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, LVR-Klinikum Essen, Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie des Kindes- und Jugendalters 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46914/DissMAhlers.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47883 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47883 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46914 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:48030 2019-01-28 DDC:5:50

Zur Rolle von Platin-DNA-Addukten in Tumorzellen für das zelluläre und klinische Ansprechen auf eine Cisplatin-Behandlung Neue Ansätze zur Prädiktion und Modulation Margarita Melnikova 500 500 Platin-Komplexe stellen eine der wichtigsten und wirksamsten Substanzgruppen in der systemischen Tumortherapie dar und zählen aufgrund des breiten therapeutischen Spektrums zu den klinisch routinemäßig eingesetzten Tumortherapeutika. Die antineoplastische Wirkung der Platin-Komplexe beruht auf ihrer Reaktion mit bestimmten Basenpositionen in der DNA-Doppelhelix und der Ausbildung zytotoxischer DNA-Addukte. In der onkologischen Klinik wird die antineoplastische Wirksamkeit dieser Medikamente begrenzt durch i) primäre oder sekundär auftretende Resistenzen der Tumore gegenüber dem Wirkstoff und ii) den typischen gravierenden Nebenwirkungen in bestimmten Organen. In dieser Arbeit wurden am Beispiel des Zytostatikums Cisplatin wichtige Aspekte beider Problemkreise adressiert und anhand von in vivo- (Mausmodell), in vitro- (TumorZelllinien) und ex vivo- (primäre humane Tumorzellen) Ansätzen funktionell untersucht. Neben den Mechanismen, die dem Resistenzphänotyp beziehungsweise den organspezifischen Nebenwirkungen zugrunde liegen, zielte ein Hauptaspekt dieser Arbeit auf die Möglichkeit einer pharmakologischen Beeinflussung beider Prozesse mit der Möglichkeit, das therapeutische Fenster dieser Substanzgruppe dadurch zu erweitern. Als relevante Tumorentität habe ich mich dabei auf das Ovarialkarzinom (OVK) konzentriert, da hier i) die Behandlung mit Platin-Medikamenten bei der Erstlinien-Therapie im Vordergrund steht, ii) das Resistenzverhalten das entscheidende klinische Problem darstellt, iii) ein Satz gut etablierter OVK-Zellkulturmodelle zur Verfügung steht und iv) die Logistik für den Zugriff auf primäre humane Tumorzellen aufgebaut werden konnte. Als wichtigste Ergebnisse ergaben sich aus meinen Untersuchungen: Beim Vergleich von Cisplatin-sensitiven und –resistenten OVK-Zelllinien zeigte sich, dass die Resistenz gegenüber dem Zytostatikum mit einer reduzierten DNAAdduktbildung einhergeht, die wiederum auf einem verringerten intrazellulären Medikamentenspiegel beruht. Das weist auf die Beteiligung von Import/Exportmechanismen bei der Resistenzselektion hin. Bei ex vivo mit Cisplatin behandelten primären OVK-Zellen aus Tumorresektaten oder aus Aszites-Biopsien konnte erstmals ähnlich große Unterschiede in der DNA-Adduktbildung detektiert werden. Eine Reihe pharmakologischer Transport-Modulatoren, die in dieser Arbeitsgruppe ursprünglich zur Prävention der hohen DNA-Platinierung in nebenwirkungsrelevanten Zellen des Normalgewebes etabliert worden waren, wurden hier auf ihre Wirkung bei Ko-Applikation mit Cisplatin auf Tumorzellen untersucht. Hierbei sollte herausgefunden werden, ob die Effizienz einer Platin-basierten Therapie durch die Modulatoren beeinträchtigt wird. Dabei zeigte sich bei den getesteten OVK-Zelllinien keine negative Wirkung auf den DNA-Adduktgehalt. Im Gegenteil führte die Vorbehandlung bei den meisten Zelllinien sogar zu einer erhöhten DNA-Platinierung, die jeweils mit einer erhöhten intrazellulären Gesamtplatin-Konzentration verknüpft war. Dies galt gleichermaßen für sensitive wie auch resistente Zellvarianten, deren Pt-Adduktgehalt dadurch in einigen Fällen auf das Ausgangsniveau der sensitiven Zellen angehoben wurde. Anhand eines Caspase-3-Aktivitätstests konnte gezeigt werden, dass die durch die Ko-Applikation der Modulatoren vermehrte DNA-Platinierung zu einer erhöhten Cisplatin-induzierten Apoptoserate bei den OVK-Zelllinien führt. Die Modulatoren alleine zeigten hierbei kein zytotoxisches Potenzial. Diese Befunde an OVK- und anderen humanen Malignomzelllinien wurden auf ihre Relevanz für klinische Fragestellungen an vitalen primären Tumorzellen aus dem Primarius und aus Aszites geprüft. Die Ko-Applikation der Modulatoren mit Cisplatin führte auch hier zu einer deutlichen Erhöhung des DNA-Adduktgehaltes. Besonders die Fraktion der auffällig niedrig platinierten OVK-Zellen aus dem Aszites, die möglicherweise den Ausgangspool für Platin-resistente Rezidive oder Metastasen darstellt, konnten durch die Vorbehandlung auf ein deutlich höheres Adduktniveau gebracht werden. Dies sollte, in Analogie zu den in vitro-Ergebnissen, zu einer signifikanten Sensitivierung dieser kritischen Zellfraktion gegenüber einer PlatinTherapie führen. Schließlich wurde an einem Mausmodell gezeigt, dass der Transportmodulator DO9 neben seiner markanten Schutzwirkung vor einer übermäßigen DNA-Adduktierung in den nebenwirkungsrelevanten Zellen von Niere, Innenohr und Dorsalganglien ebenfalls die systemische Toxizität einer mehrzyklischen Cisplatin-Therapie drastisch reduzieren. Des Weiteren konnte bei der Cisplatin-induzierten Neurotoxizität die Mantelzellen der Dorsalganglien aufgrund ihrer hohen Adduktbelastung als die sehr wahrscheinlich kritischen Zielzellen identifiziert werden. Da es für das Ovarialkarzinom wie auch für viele andre Tumorentitäten bisher keine verlässlichen Parameter für das klinische Ansprechen auf eine Platin-basierte Therapie gibt, böte die hier erarbeitete Analytik von ex vivo Cisplatin-exponierten primären Tumorzellen bereits im Vorfeld einer Chemotherapie erstmalig die Möglichkeit, eine Aussage über den zu erwartenden Behandlungserfolg zu machen. Die klinische Anwendung der hier untersuchten Transport-Modulatoren, von denen zwei bereits als Medikament für andre Indikationen zugelassen sind, könnte das therapeutische Fenster für die eine Cisplatin-Behandlung deutlich erweitern, bei gleichzeitig drastischer Reduktion der Therapie-induzierten Nebenwirkungen. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Institut für Zellbiologie (Tumorforschung) Jürgen Thomale PD Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Zellbiologie (Tumorforschung) 2014-11-01 2018-06-19 2019-01-28 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190128-173632-8 3,18 MB application/pdf Melnikova, Margarita: Zur Rolle von Platin-DNA-Addukten in Tumorzellen für das zelluläre und klinische Ansprechen auf eine Cisplatin-Behandlung: Neue Ansätze zur Prädiktion und Modulation, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190128-173632-8 ger http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47046/DissMMelnikova.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=48030 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=48030 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47046 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47988 2019-01-28 DDC:5:57:570

Eine vergleichende molekulare Analyse viraler DDB1-bindender Proteine im Kontext ihrer immunevasiven Eigenschaften A comparative molecular analysis of viral DDB1-binding proteins in the context of their immune evasive properties Christine Diede Landsberg 570 570 Für Viren ist es von entscheidender Bedeutung, den Restriktionsfaktoren der Wirtszelle entgegenzuwirken, um eine effiziente Replikation zu ermöglichen. Zahlreiche Viren kodieren für akzessorische Proteine, mit denen sie das zelluläre DNA damage-binding Protein 1 (DDB1) zweckentfremden und assoziierte Cullin Ubiquitin-Ligase-Komplexe zum proteasomalen Abbau von antiviralen Restriktionsfaktoren immunevasiv ausnutzen. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Funktionen verschiedener viraler DDB1-interagierender Proteine, deren Zielproteine sowie die zweckentfremdeten Komplexe zu untersuchen. Dazu wurden Immunpräzipitationsstudien durchgeführt und Interaktionspartner mittels Massenspektrometrie identifiziert und vergleichend quantifiziert. Im Fokus der Untersuchung standen dabei das MCMV-kodierte Protein pM27, dessen homologe Proteine pE27, pR27 (beide RCMV) und pUL27 (HCMV) sowie die viralen Proteine Vpr (HIV-2), Vpx (HIV-2), das HBV-kodierte Protein HBx und dessen Woodchuck Hepatitisvirus-Homolog WHx. Als Negativkontrollen bzw. Außengruppe dienten EGFP und das HCMV-kodierte Protein pUL42, welches mit einer anderen Ubiquitin-Ligase (Itch) interagiert. Die Analyse des pM27-Interaktionsspektrums bekräftigte das gegenwärtige immunevasive Funktionsmodel von pM27, da sowohl DDB1, Cullin 4A und STAT2 vorzufinden waren. Eine weiterführende Analyse der Interaktion zwischen pM27 und verschiedenen N- und C-terminalen Verkürzungsmutanten von STAT2 zeigte, dass sowohl N- als auch C-terminale Bereiche von STAT2 mit pM27 kopräzipitieren. Des Weiteren wurde auch Xpo7 in dem pM27- Interaktionsspektrum gefunden und Cul4B und Ncoa5 als neue Interaktionspartner identifiziert. Ncoa5 und Xpo7 wurden unter Infektionsbedingungen validiert. Zusätzlich konnten zahlreiche beschriebene Interaktionen bestätigt und teilweise auf homologe und/oder paraloge Proteine übertragen werden. So wurde die bekannte Interaktion von HBx mit Spindlin-1 auf die viralen Homologe WHx7 und WHx8 und die zellulären Paraloge Spindlin-2, und -3 ausgeweitet. Eine vermutete, aber nicht experimentell bestätigte Interaktion von Vpr mit Bax konnte dokumentiert werden. Der Vergleich der Interaktionsspektren enthüllte überdies große Unterschiede sowohl in der generellen Interaktion als auch der Interaktionsstärke der viralen Proteine mit DDB1 und Cullin 4A/B. Zwar korrelierten die Interaktionsspektren in hohem Maße mit der phylogenetischen Verwandtschaft, jedoch zeichnete sich auch eine Überschneidung der DDB1-interagierenden Proteine verschiedener Virusfamilien ab. Für das HIV-2-kodierte Protein Vpx wurde der NF-κB-Transkriptionsfaktor p65/RelA als neuer Interaktionspartner identifiziert und diese Interaktion auf ihre funktionelle Relevanz hin untersucht. Dabei zeigte sich eine potente Inhibition des NF-κB-Signalwegs durch Vpx. Des Weiteren zeigte sich, dass eine Mutation von Vpx, welche die DDB1 Interaktion destabilisiert, diesen NF-κB-Antagonismus beeinträchtigte. Zusammengenommen konnte in dieser Arbeit die Interaktionsspektren von neun verschiedenen viralen akzessorischen Proteinen identifiziert und verglichen werden, wobei zahlreiche bekannte Interaktionen die Validität dieser Analyse unterstrichen und die Bestimmung der Funktion der Interaktion zwischen Vpx und p65/RelA die Relevanz der neu gefundenen Interaktionspartner verdeutlicht. To allow efficient viral replication, viruses have to overcome cellular restriction factors. Several viruses encode accessory proteins which exploit DDB1-containing Cullin ubiquitin ligase complexes as essential co-factors to mediate proteasomal degradation of antiviral restriction factors. To establish a comprehensive understanding of the function of different viral DDB1-binding proteins, their targets and the complexes assembled by these viral proteins, immuno-affinity precipitations (IP) were performed and the retrieved proteins were identified and quantified by mass spectrometry. The interactomes of the MCMV-encoded protein pM27 and its homologous proteins pE27, pR27 (both RCMV-encoded) and pUL27 (HCMV-encoded) as well as the viral proteins Vpr (HIV-2-encoded), and Vpx (HIV-2-encoded), HBx (HBV-encoded) and its woodchuck hepatitis virus homolog WHx were identified, analysed and compared. Empty plasmids and the HCMV-encoded protein pUL42, which binds the unrelated ubiquitin ligase Itch, served as negative controls and outgroup, respectively. The analysis of the pM27 interactome underlined the current model of pM27 function, since DDB1, Cullin 4A, as well as STAT2 were co-purified with pM27. The interaction between pM27 and STAT2 was further investigated by using a panel of N- and C-terminal STAT2 truncation mutants. The analysis revealed that pM27 specifically co-precipitates both N- and C-terminal fragments of STAT2. Additionally, also Xpo7 was retrieved with pM27 and Cul4B and Ncoa5 were identified as new interaction partners of pM27. The interactions with Xpo7 and Ncoa5 were validated under authentic infectious conditions. The analysis of the viral interactomes further confirmed previously described interactions and extended several known interactions to homologous and paralogous proteins. For example, the known interaction between HBx and Spindlin-1 was extended to the viral homologous proteins WHx7 and WHx8 and to the cellular paralogous proteins Spindlin-2 and -3. An anticipated interaction between Vpr and Bax, which was experimentally not proven so far, could be documented for the first time. The comparison revealed considerable differences concerning the interaction with DDB1 and Cullin 4A/B in terms of the general ability as well as the strength of interaction. On a global level, the correlation of the interactomes fitted well with the phylogenetic relationship of the proteins but also highlighted a considerable overlap between the DDB1 interactors of non-related viruses. As a proof of principle, the biological relevance of one newly identified interaction was further investigated. The NF-κB transcription factor p65/RelA co-precipitated with the HIV-2-encoded protein Vpx. This interaction resulted in an impaired NF-κB signaling. Additionally, a Vpx mutant which lacks the ability to interact with DDB1 was impaired in its ability to antagonize the NF-κB signaling. Taken together, the interactions of nine different viral accessory proteins were identified and compared. The confirmation of numerous previously described interactions underlined the validity of this analysis and the determination of the biological function of the interaction between Vpx and p65/RelA highlighted the relevance of the newly found interaction partners. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Mirko Trilling Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Virologie 2018-08-22 2018-10-29 2019-01-28 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190128-175449-7 15,02 MB application/pdf Landsberg, Christine Diede: Eine vergleichende molekulare Analyse viraler DDB1-bindender Proteine im Kontext ihrer immunevasiven Eigenschaften, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190128-175449-7 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47014/Diss_CLandsberg.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47988 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47988 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47014 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47984 2019-01-28 DDC:5:57:570

Einfluss adenovirus-spezifischer Immunantworten auf die Immunisierung mit adenovirus-basierten Vektoren Influence of adenovirus-specific immune responses on adenovirus-based immunization Camilla Patrizia Hrycak 570 570 Friend Virus , Adenovirus , Immunisierung Ad5-basierte Impfvektoren werden aufgrund ihrer hohen Immunogenität geschätzt, obwohl diese gleichzeitig ihren klinischen Nutzen limitieren kann. Bei Studien im Friend Virus-Modell wurde beobachtet, dass nach Immunisierung mit Ad5.Leader-Gag, der für das FV Leader-Gag-Protein mit dem darin enthaltenen, immundominanten CD8+ T Zell-Epitop GagL85-93 kodiert, keine CD8+ T Zellantworten induziert werden. Die Immunisierung mit einem Leader-Gag-kodierenden DNA-Plasmid resultierte hingegen in der Induktion GagL85-93-spezifischer CD8+ T Zellantworten, während in einem weiteren Experiment keine GagL85-93-spezifischen CD8+ T Zellen detektiert werden konnten, wenn das Plasmid neben GagL85 93 die beiden adenoviralen CD8+ T Zell-Epitope DBP418-426 und Hexon486-494 kodierte. Diese Ergebnisse unterstrichen einen suppressiven Effekt adenoviraler Epitope auf die Induktion Transgen-spezifischer CD8+ T Zellantworten, der in dieser Arbeit näher untersucht wurde. Während das H2 Db-restringierte DBP418 426 keinen negativen Einfluss auf die Induktion GagL85-93(H2 Db)-spezifischer CD8+ T Zellen hatte, wurde GagL85-93 vor allem durch das H-2Dd-restringierte Hexon486-494-Epitop dominiert. Da in H2 Db/b-Mäusen keine Immundominanz des Hexon486 494-Epitops über GagL85-93 festgestellt wurde, ließ sich auf die Konkurrenz aktivierter CD8+ T Zellen schließen. Durch Co-Immunisierung mit IL2- oder IL23-kodierenden DNA-Plasmiden konnte die Hexon486-494-bedingte Suppression GagL85 93-spezifischer CD8+ T Zellen partiell aufgehoben werden. Im Gegensatz dazu resultierte weder die Co-Immunisierung mit IL2- oder IL23-kodierenden Ad5-Vektoren, noch die Immunisierung von H2-Db/b-Mäusen mit Ad5.Leader-Gag in der Induktion GagL85 93-spezifischer CD8+ T Zellen. Dies wurde dem Vorkommen weiterer dominanter Epitope im Ad5-Vektor beigemessen und konnte mittels ELISpot-Assay bestätigt werden. Mithilfe der OVA-abgeleiteten Epitope Y3, Q4 und T4 wurde zudem gezeigt, dass eine Immunisierung mit schwächeren Transgen-kodierten Epitopen in stärkeren Ad5-spezifischen CD8+ T Zellantworten resultierte. Neben Vektor-induzierten Immunantworten wird die Effektivität Ad5-basierter Vektoren durch die weit verbreitete Ad5-Prä-Immunität beeinträchtigt. In Ad5-prä-immunen Mäusen konnten demgemäß nach Immunisierung mit Ad5.TxnGagL keine GagL85-93-spezifischen CD8+ T Zellen induziert werden. Eine Publikation über den Anstieg Transgen-bindender Antikörpertiter in Ad5-prä-immunen Mäusen widersprach jedoch einer vollständigen Eliminierung des Ad5-Vektors durch neutralisierende Antikörper und deutete auf fortlaufende Transgen-Expression hin. In eigenen Experimenten wurde kein negativer Einfluss Ad5-spezifischer CD4+ oder CD8+ T-Zellen auf die Induktion Transgen-spezifischer CD8+ T Zellantworten nachgewiesen, während GagL85-93-spezifische CD8+ T Zellantworten nach dem Transfer von Plasma aus Ad5-prä-immunen Mäusen inhibiert wurden. Weitere Versuche zeigten, dass Ad5-bindende Antikörper die Induktion Transgen-spezifischer CD8+ T Zellen nicht beeinträchtigten und eine Rolle bei der erhöhten Antikörperinduktion spielen könnten. Aufgrund ihrer phylogenetischen Unterschiede zu Ad5 wird angenommen, dass seltene Adenovirus-Typen von Ad5-neutralisierenden Antikörpern nicht beeinträchtigt werden. In dieser Arbeit wurden daher Vektoren basierend auf den seltenen Adenovirus-Typen Ad48 und Ad50 als Alternativen zu Ad5 evaluiert. Ad48- und Ad50-basierte Vektoren waren nur hinreichend zur Induktion Transgen-spezifischer CD8+ T Zellantworten geeignet. Durch Immunisierung mit Ad48.Leader-GagC1K oder Ad50.Env konnte dennoch ein vergleichbarer Schutz vor einer FV Infektion erzielt werden, wie nach der Immunisierung mit dem entsprechenden Ad5-Konstrukt. Dieser Schutz basierte vermutlich auf der Induktion von CD4+ T Zell- und Antikörperantworten. Die Immunisierung mit Ad48 und Ad50-Vektoren induzierte allerdings Vektor-neutralisierende Antikörperantworten, die gegen beide Typen kreuzreaktiv waren. Prä-Immunität gegen Ad5 beeinflusste die Immunisierung mit Ad48-Vektoren nicht negativ. Im Gegensatz dazu war die Effektivität Ad50-basierter Vektoren in Ad5-prä-immunen Mäusen, vermutlich aufgrund kreuzreaktiver Antiköper, ähnlich eingeschränkt, wie die von Ad5-basierten Vektoren. Anti-Vektor-Immunität kann sowohl in Form von Vektor-induzierter Immunität als auch von Prä-Immunität gegen Ad5 maßgeblich den Ausgang Adenovirus-basierter Impfungen beeinflussen. Die Ergebnisse dieser Arbeit unterstreichen die Notwendigkeit einer gründlichen Charakterisierung des Immunogens, sowie des Impfvektors bei der Entwicklung Adenovirus-basierter Vakzinierungsstrategien für die Anwendung im Menschen. Immunization vectors based on an adenovirus type 5 (Ad5) backbone are valued for their high immunogenic potential, a characteristic which simultaneously limits their clinical use. Immunization studies in the murine Friend retrovirus (FV) model have shown that FV Leader-Gag protein delivered by Ad5 did not lead to induction of CD8+ T cell responses against the known immunodominant epitope, Leader-Gag-derived GagL85 93. In contrast, immunization with a DNA plasmid expressing Leader-Gag protein led to the induction of GagL85-93-specific CD8+ T cell responses. A second immunization study demonstrated that this induction of GagL85-93-specific CD8+ T cells was abrogated if the DNA plasmid encoding GagL85-93 also expressed the adenovirus epitopes Hexon486-494 and DBP418-426. These results suggested that adenoviral CD8+ T cell epitopes may have an inhibitory effect on the induction of transgene-specific CD8+ T cells, and it is this hypothesis which is explored in this thesis. We were able to demonstrate that while the presence of H 2Db-restricted DBP418-426 did not have an effect on the induction of GagL85-93-specific CD8+ T cells, the GagL85 93(H-2Db) response was dominated by that of the H 2Dd-restricted Hexon486 494 epitope. However, no Hexon486-494-dependent suppression of GagL85 93-specific CD8+ T cells was observed in H2-Db/b mice, suggesting that competition is occurring on the level of the responding CD8+ T cells. Co-immunization with either IL2- or IL23-encoding DNA plasmids was able to partially restore induction of GagL85 93-specific CD8+ T cells in the presence of Hexon486 494. In contrast, neither co-immunization with IL2- or IL23-encoding Ad5 vectors, nor immunization of H2-Db/b mice with Ad5.Leader-Gag led to induction of GagL85-93-specific CD8+ T cell responses. This difference was attributed to the presence of other dominant Ad5-derived epitopes in the vector, which were verified by ELISpot assay. When less immunogenic OVA-derived epitopes Y3, Q4 and T4 were employed, enhanced induction of vector-specific CD8+ T cell responses following immunization was also observed. In addition to interference by vector-induced immune responses, the efficacy of Ad5 vectors is greatly impaired by widespread pre-existing immunity against Ad5. This phenomenon can be observed by the complete lack of a GagL85 93-specific CD8+ T cell response to immunization with Ad5.TxnGagL in Ad5-pre-immune mice. However, increased binding antibody titers have also been reported in experiments using Ad5-pre-immune mice, contradicting the suggestion of vector neutralization and indicating possible ongoing transgene expression. Work presented here demonstrates that adoptive transfer of CD4+ or CD8+ T cells from Ad5-pre-immune mice showed no inhibitory effect on the induction of GagL85 93-specific CD8+ T cells, whereas GagL85 93-specific CD8+ T cell responses were abrogated after transfer of Ad5-pre-immune plasma. Adoptive transfer of Ad5-binding antibodies did not have a detectable effect on the induction of CD8+ T cells, therefore suggesting a role for Ad5-binding antibodies in enhancement of transgene-specific antibody titers in Ad5 pre-immune mice. Based on phylogenetic differences between rare adenovirus types and Ad5 it is commonly assumed that vectors based on rare types are not subject to Ad5-specific immune responses. We therefore characterized and evaluated vectors based on adenovirus 48 and 50 and compared them to Ad5. Vectors based on both types were less immunogenic than Ad5 in most experiments and failed to induce transgene-specific CD8+ T cell responses. Only immunization with Ad48.Leader-GagC1K or Ad50.Env resulted in protective immune responses comparable to those induced by Ad5, which were dependent on the induction of CD4+T helper cells and humoral immune responses. Both, Ad48 and Ad50, induced vector-specific neutralizing antibodies which were cross-reactive against each other. Interestingly, vectors based on Ad48 were not influenced by pre-existing immunity against Ad5, whereas efficacy of Ad50-based vectors was impaired in Ad5-pre-immune mice to a similar extent as with Ad5 itself. The work presented here further elucidates the influence of vector-induced immunity on vaccine responses, as well as the effect of pre-existing immunity against Ad5 on adenovirus-based immunization. These results highlight the importance of thorough immunogen and vector characterization during the development of vaccine regimens targeted for use in humans. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Ulf Dittmer Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Virologie 2018-10-05 2018-12-19 2019-01-28 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190128-180246-4 4,30 MB application/pdf Hrycak, Camilla Patrizia: Einfluss adenovirus-spezifischer Immunantworten auf die Immunisierung mit adenovirus-basierten Vektoren, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190128-180246-4 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47009/DissCHrycak.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47984 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47984 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47009 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47954 2019-01-28 DDC:5:57:570 DDC:6:61:610

The characterization of immune cells in Asm-overexpressed mice Wing Yee Hung Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Molekularbiologie (Tumorforschung) 570 570 610 610 Lysosomal enzyme acid sphingomyelinase (ASM) is known for regulating cellular ceramide, by converting sphingomyelin (SM) into ceramide. Mutations in SMPD1, the ASM encoding gene, cause Niemann-Pick disease with the symptoms of progressive hepatosplenomegaly, pulmonary defects, heart and brain disease. The alternation of Asm activity results in abnormal level of ceramide, and is involved in cancer, neuro-degeneration, cardiovascular diseases, apoptosis, and cystic fibrosis. There are a few studies demonstrating the relation of Asm with immune cells, however, its role is yet to be confirmed. The tAsm mouse model is a Smpd1 (sphingomyelin phosphodiesterase 1) transgen-ic mouse line, in which Asm is overexpressed. Using this mouse model the direct re-lation in between Asm and immune system could be studied. Leucocytes are the ma-jor cell type in the immune system. These cells include lymphocytes, monocytes and neutrophils. They develop in the bone marrow and thymus and migrate to different lymphoid organs for their functions once mature. The present study focuses on the characterization of tAsm mice on T lymphocytes, B lymphocytes, and macrophages in the lymphoid organs spleen, lymph node and thymus. The migration, innate and adaptive response were examined. Asm overexpression did not seem to have effect on T lymphocytes, B lymphocytes, and macrophages without immunization, because there was no obvious change in populations and lo-calization. Interestingly, B cells and dendritic cells were seen closely related to ceramide-expressing cells. The current study confirmed that the tAsm mouse model provide a useful platform for immunological researches, since it showed baseline close to the wildtype (WT) healthy mice. Our findings also revealed the potential roles of B cells and dendritic cells in Asm overexpression.   Das lysosomale Enzym saure Sphingomyelinase (Asm) reguliert zelluläre Ceramidspiegel, in dem es Sphingomyelin zu Ceramid hydrolysiert. Mutationen im Smpd1-Gen, welches die Asm kodiert, führen zur Niemann-Pick-Typ A bzw. B Erkrankung, deren Symptome neben einer progressiven Hepatosplenomegalie Beeinträchtigungen von Lungen-, Herz- und Hirnfunktionen umfassen. Änderungen der Asm-Aktivität und damit einhergehende veränderte Ceramidlevel, spielen bei diversen Krankheitsbildern eine Rolle. Diese umfassen unter anderem die Mukoviszidose, neurodegenerative Syndrome sowie Tumor- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Es gibt Studien, die darauf hinweisen, dass die Asm auch in Immunzellen von Bedeutung ist, die konkreten Implikationen müssen jedoch noch aufgezeigt werden. Als Mausmodell für die Asm-Überexpression dient ein für Smpd1 transgener Mausstamm (tAsm). Anhand dieses Modells wurde die Bedeutung der Asm für das Immunsystem untersucht. Die zellulären Bestandteile des Immunsystems werden als Leukozyten, weiße Blutzellen, bezeichnet. Zu diesen zählen unter anderem Lymphozyten, Monozyten und Neutrophile. Ihre Entwicklung findet im Knochenmark und dem Thymus statt. Nach ihrer Reifung wandern sie in die verschiedenen lymphatischen Organe aus, um ihre jeweiligen Funktionen zu erfüllen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Charakterisierung der lymphatischen Organe des tAsm Mausmodells, mit Fokus auf Makrophagen, T- und B-Zellen in der Milz, den Lymphknoten und dem Thymus. Hierfür wurden die Migration, sowie angeborene wie adaptive Immunantworten untersucht. Allein die Überexpression der Asm hat keinen Effekt auf die untersuchten Zelltypen, wenn man Änderungen der Populationsgröße oder die Lokalisierung der Immunzellen betrachtet. Interessanterweise wurden B-Zellen und dendritische Zellen in räumlicher Nähe zu ceramidreichen Zellen beobachtet. Mit dieser Arbeit konnte bestätigt werden, dass das tAsm Mausmodell ein geeignetes Mittel zur Untersuchung des Immunsystems ist. Die transgenen Mäuse sind im Grundzustand gesunden Wildtyp-Mäusen sehr ähnlich und zeigen keine inhärenten Aberrationen von Immunzellen. Außerdem konnte gezeigt werden, dass B-Zellen und dendritische Zellen interessante Ziele für weiterführenden Studien sein können. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Institut für Molekularbiologie (Tumorforschung) Erich Gulbins Prof. Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Molekularbiologie (Tumorforschung) 2018-08-22 2018-12-17 2019-01-28 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190128-174253-9 26,09 MB application/pdf Hung, Wing Yee: The characterization of immune cells in Asm-overexpressed mice, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190128-174253-9 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46976/DissWYHung.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47954 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47954 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46976 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47986 2019-01-23 DDC:5:53

Präzise und recheneffiziente Simulation der Interaktion von Zügen im Eisenbahnverkehr Precise and computationally efficient simulation of the interaction of trains in railway operations Merlin Becker 530 530 Die Basis der vorliegenden Arbeit bildet die Herleitung der Fahrdynamik von Triebfahrzeugen im Eisenbahnverkehr. Aufbauend hierauf wird die Berechnung von Fahrzeiten und damit verbundenen kapazitiven Größen vollständig analytisch hergeleitet. Dies ist ein großer Unterschied zu bereits bestehenden Lösungen. Nur wenn die Wechselwirkung von Zügen untereinander mathematisch gelingt, ist eine Simulation von Eisenbahnverkehr möglich. Anders als im Straßenverkehr ist die Fahrweise stark durch Sicherungstechnik reglementiert und damit in der Regel nicht durch einfache Annahmen formulierbar. Dies eröffnet jedoch auch die Möglichkeit Simulationen deutlich präziser und unabhängiger von humanen Faktoren umzusetzen. Die eigentlich mögliche Präzision bisheriger Lösungen wird jedoch durch häufig unzureichende, ineffiziente Berechnungsansätze verhindert. Neben der hohen Präzision und der geringen Rechenzeit des vorgestellten Ansatzes, zahlt sich die analytische Herangehensweise durch die besonders einfache Umsetzung des Quellcodes aus. Fertige Simulationsumgebungen können durch den nicht zugänglichen Sourcecode nicht die nötige Simulationstiefe bieten, insbesondere bei neuen Fragestellungen. Auch die Automatisierung der Simulation und Auswertung von Testszenarien leidet hierunter sehr. Mit dem neuen Simulationsframework können völlig neue Probleme behandelt werden. Insbesondere das Aufzeigen von Staueffekten stellt hohe Anforderungen an eine Eisenbahnbetriebssimulation, da hier die Wechselwirkung von Zügen nicht durch die einfache Modellierung von Mindestzugfolgezeiten gezeigt werden kann. Daher müssen die Sicherungssysteme inklusive der Zugbeeinflussung implementiert sein, was die Rechenzeit in klassischen Verfahren deutlich erhöht. Um die Ursachen von Staueffekten zu erklären wird außerdem ein zellularauto-matenbasiertes Modell vorgestellt, das aufgrund seines reduzierten Umfangs hilft, die Effekte klar zu verstehen. Hieraus werden neue Ideen zur Reduktion von Staus auf hochbelasteten Eisenbahnstrecken anhand der S-Bahn-Stammstrecke in München vorgestellt. Diese Dissertationsschrift startet in Kapitel 1 mit der Motivation. Wichtige Begriffe werden in Kapitel 2 erklärt. Der Eisenbahnverkehr wird in Kapitel 3 vom Automobilverkehr abgegrenzt. In Kapitel 4 wird die Fahrdynamik und die Berechnung von Fahrzeiten vorgestellt. Kapitel 5 hat die Beschreibung von Mindestzugfolgezeiten und der Fahrzeuginteraktionsmodelle auf Basis des analytischen Verfahrens zum Inhalt. Dazu ergänzend wird in Kapitel 6 das zugehörige Datenmodell vorgestellt. In Kapitel 7 wird das Zellularautomatenmodell zur Beschreibung der Fahrzeuginteraktion präsentiert. Abschließend finden sich in Kapitel 8 und Kapitel 9 Fazit und Ausblick. This work contains the derivation of the vehicle dynamics in the context of rail vehicles. Based on this, the calculation of running times and connected variables, which describe capacitive influences, are derived. This is a big difference to existing solutions. Only if the modeling of the interaction between trains is successful, the simulation of railway traffic is possible. Unlike road traffic, railway traffic is stricly reglemented by train control systems. Due to this restriction, simple assumptions are not sufficient. Though, the modelling of the simulation is more precise and depends less on human factors. Mostly, this intrinsic precision is not used by simulation. This is a result of inefficient, inadequate models. Besides the high precision and low calculation times of the presented aprroach, the analytic approach is easy to implement. Industrial solutions do not have open source code. Especially in cutting edge research topics, this results in weak implementation possibilities. Also, the automation of simulation and the evaluation of results are very limited. With the presented simulation framework, new research topics are accessed, easily. Particularly, the demonstration of jamming effects demands many requirements for a railway simulation because the interaction of consecutive trains is not achievable with a simple model for minimum headway times. Instead, train control systems have to be included in the simulation. This goes hand in hand with higher calculation times in classical models. To study and explain the causes of jams in railway operations better, a cellular automaton model is introduced. Due to its reduced complexity it helps to understand the underlying effects. Based on these results, new ideas for the reduction of jamming effects of high-occupied railway tracks are shown in the example of the \textit{Stammstrecke} in Munich. This doctoral thesis starts with the motivation chapter in chapter 1. Important terms of railway traffic are introduced in chapter 2. Additionally, railway traffic is compared to automobile traffic in chapter 3. In chapter 4, the driving dynamics and the calculation of running times on the basis of the analytical model are introduced. Based on this, in chapter 5 the descriptions of the minimum headway time and the train interaction models are given. Supplementary, in chapter 6, the utilised data modell is presented. In chapter 7 a cellular automaton model for the description of the train interaction is introduced. The conclusion and the outlook are given in chapter 8 respectively chapter 9. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Michael Schreckenberg Prof. Dr. rer. nat. 2018-10-24 2019-01-21 2019-01-23 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190123-143432-7 51,86 MB application/pdf Becker, Merlin: Präzise und recheneffiziente Simulation der Interaktion von Zügen im Eisenbahnverkehr, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190123-143432-7 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Physik, Theoretische Physik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47016/Diss_Becker.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47986 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47986 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47016 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47980 2019-01-23 DDC:6:62:620 DDC:3:33:330

Coordination aspects of supply chain management for spare parts Koordinationsaspekte des Supply Chain Managements für Ersatzteile Shivangi Verma 620 620 330 330 Inventory optimization , spare parts , logistics A malfunctioning or failed part in a machine must be replaced as soon as possible with the same or a similar functioning part. On the one hand, it is required to have enough parts in stock to address customer requirements and avoid expensive downtimes and on the other hand, capital gets tied up in the form of non-revenue generating inventories. Finding the balance between servicing customers and reducing inventory costs is an imminent struggle for organisations large and small. This study aims at categorising spare parts into groups based on their characteristics like replenishment lead time, functional importance, unit costs etc. so as to determine the ‘optimal’ inventory policy for each group. Simulation optimisation methodology is developed for this problem of the two conflicting interests of service level and total costs and is implemented using MATLAB software. The program proposes the best inventory policy for all spare parts within a group and at the same time suggests the respective inventory policy parameters for each part within the group. The methodology is illustrated using an example with self-generated spare parts data. The thesis thus develops a structured approach to managing spare parts and helps to move from intuition-based to data-based inventory management and ordering behaviour for spare parts, that in some cases may cost millions of Euros. Eine fehlerhaftes oder ein versagendes Teil in einer Maschine muss so schnell wie möglich mit demselben oder einem ähnlich funktionierenden Teil ersetzt werden. Auf der einen Seite ist kundenseitig gefordert, genügend Teile auf Lager zu haben, um kostenintensive Maschinenstillstandszeiten zu vermeiden und auf der anderen Seite wird dadurch Kapital ohne Generierung von Umsatz in Form von Lagerbeständen gebunden. Die Balance, den Anforderungen des Kundenservices und gleichzeitig der Reduktion von Lagerbestandskosten zu genügen, ist eine große Herausforderung für kleine wie große Unternehmen. Diese Studie zielt auf die Kategorisierung von Ersatzteilen in Gruppen ab, basierend auf Charakteristika wie Wiederbeschaffungszeit, funktionale Bedeutung und Stückkosten, um so die "optimale" Lagerbestandspolitik je erstellter Gruppe zu bestimmen. Die Methodik der simulationsbasierten Optimierung wird für das Problem von den beiden in Konflikt stehenden Interessen von Service Level und Gesamtkosten entwickelt und durch die Software MATLAB umgesetzt. Das Programm schlägt die beste Lagerbestandspolitik für alle Ersatzteile innerhalb einer Gruppe vor und empfiehlt gleichzeitig die entsprechenden Parameter der Lagerbestandspolitik für jedes Teil innerhalb einer Gruppe. Die Methodik wird anhand eines Beispiels von selbst generierten Ersatzteil-Daten dargestellt. Der Ansatz stellt eine strukturierte Vorgehensweise für die Handhabung von Ersatzteilen dar und trägt zu einen Übergang von einer intuitiven zu einer datenbasierten Lagerbestandshandhabung sowie des Bestellverhaltens für Ersatzteile bei. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Andreas Wömpener Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Wirtschaftsingenieurswesen 2018-04-13 2018-06-12 2019-01-23 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190123-144030-8 2,82 MB application/pdf Verma, Shivangi: Coordination aspects of supply chain management for spare parts, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190123-144030-8 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47015/Diss_Verma.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47980 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47980 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47015 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47963 2019-01-22 DDC:6:62 DDC:3:33

Entwicklung eines Management- und Measurementsystems zur integrierten Effektivitäts- und Effizienzsteigerung in der unternehmenseigenen Wertschöpfungskette Development of a Management and Measurement System for an Integrated Increase of Effectiveness and Efficiency in the Company's Value Chain Thomas Seffern Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 620 620 330 330 Prozess , Prozesskennzahlen , Effektivität , Effizienz , Kennzahlenmodell , Prozesseigner Mit den heutigen Kennzahlensystemen sind Verbesserungen einzelner administrativer Prozesse nicht systematisch oder nur indirekt und gesamtheitlich nachweisbar. Obwohl zumindest in den Qualitätsnormen seit 2000 Prozesseigner gefordert werden, die ihre Prozesse hinsichtlich Effek-tivität und Effizienz verbessern sollen, und im US Finanzgesetz (Sarbanes-Oxley Act) ein Nachweis über die Qualität von Geschäftsprozessen gefordert wird, ist in der vorhandenen Literatur kein etabliertes, einheitliches System vorhanden, mit dessen Anwendung die oben abzuleitenden Bedarfe erfüllt werden können. In dieser Dissertation wird ein solches System entwickelt. Das hier sogenannte Process-Performance-Measurementsystem wird in einem ebenfalls in dieser Arbeit entwickelten Process-Performance-Managementsystem eingebunden, um eine systematische und nachhaltige Steuerung der zu bewertenden Prozesse zu ermöglichen. Mit diesen Systemen wird ein blinder Fleck der Unternehmenssteuerung beseitigt: Die nicht erkannten Verschwendungen in den administrativen Prozessen, welche einen nennenswerten Anteil am Gesamtergebnis eines Unternehmens haben. Das hier entwickelte Modell ist für alle Organisationen universell einsetzbar, die ihre Prozesslei-stung ganzheitlich, also nicht nur finanziell, bewerten wollen, um Transparenz zu erzeugen, Verbesserungen zu initiieren und um sich kontinuierlich zu verbessern. With today's key performance indicator systems, improvements in individual administrative processes cannot be shown systematically, or only indirectly and as a whole. Although, since 2000, the quality standards require process owners to improve their processes in terms of effectiveness and efficiency and the US Finance Act (Sarbanes-Oxley Act) requires proof of the quality of business processes, there is no established, standardized system in the existing literature which fulfills the needs derived from above. Such a system is developed in this thesis. The process performance measurement system is integrated in a process performance management system, which is also developed in this thesis to enable systematic and sustainable control of the processes to be evaluated. These systems eliminate a blind spot in corporate management: The undetected waste in the administrative processes, which has a significant impact on the overall result of a company. The structure developed here is suitable for all organizations that want to evaluate their process performance in its entirety, that is not only financially, in order to create transparency, initiate improvements and continuously improve their own organization. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Andreas Wömpener Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Wirtschaftsingenieurswesen 2018-07-02 2019-01-15 2019-01-22 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190122-155704-9 2,57 MB application/pdf Seffern, Thomas: Entwicklung eines Management- und Measurementsystems zur integrierten Effektivitäts- und Effizienzsteigerung in der unternehmenseigenen Wertschöpfungskette, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190122-155704-9 ger http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46985/Diss_Seffern.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47963 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47963 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46985 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47957 2019-01-22 DDC:6:62

Beitrag zur Entwicklung des Recyclings von Magnetwerkstoffen mit Legierungsanteilen aus Elementen der Lanthanoidengruppe mittels Sortier- und Aufbereitungsverfahren in der Prozessvorbereitung Contribution to the development of the recycling from magnets with alloying elements from elements of the lanthanide group by sorting and preparation processes in the pre-process Thomas Rump 620 620 Der Abbau Seltener Erden findet in China wegen der erhöhten Konzentration, z.B. als Nebenprodukt des Eisenabbaus statt. Dauermagnete auf Basis Seltener Erden werden anwendungsbezogen in komplexen Herstellungsverfahren mit einem hohen Maß an Optimierungsbestreben gefertigt. Acht Anwendungsszenarien spiegeln in dieser Arbeit den Rückfluss der Dauermagnete aus ihren Anwendungsgruppen in die Verwertungswege wider. Generell findet eine Verdünnung der Seltenen Erden durch die Produktionskette und zusätzlich durch die Sammelsysteme statt. Durch die Beschreibung dieser Verwertungswege und Abflüsse bietet sich die Möglichkeit auf die individuellen Stoffströme durch geeignete Aufkonzentrations- und Recyclingmethoden einzugehen. Die Hemmnisse des Recyclings von Magneten: Innovationshemmung, geringe Verfügbarkeit, Qualitätssicherung, Export und nicht etablierte Recyclingketten werden beschrieben. Ein großtechnisch umgesetztes Beispiel für das Recycling von Magneten wird vorgestellt. Es wird auf die Hemmnisse und Herausforderungen eingegangen. Die Eisen-Magnet-Trennung ist ein Verfahren, das automatisiert Magnetgemische aufkonzentrieren kann. Es wird gezeigt, dass bis zu 43% der enthaltenen Dauermagnete aus geschredderten Festplatten aussortiert werden können. Im Bereich der 1-5mm Fraktion können sogar 90% der enthaltenen Dauermagnete aufkonzentriert werden. Die Klassifizierung von Dauermagneten aus Magnetgemischen ist stoffspezifisch zu betrachten. Das Zerkleinern der Magnete spricht theoretisch eher für eine Verschlechterung der Rahmenbedingungen bei der Klassifizierung der Magnete mit einem Wirbelstromabscheider. Ein nicht überwundenes Problem ist der Umgang mit kunststoffgebundenen Magneten. Due to high occurrence the extraction of rare earths mainly takes place in China, for example as a by-product of the iron extraction. Rare earths are used to apply permanent magnets in complex manufacturing processes with a high need of optimization efforts. In this thesis eight application scenarios reflect the backflow of the permanent magnets from their application groups into their recycling routes. In general, the rare earths are diluted during the production chain and additionally by the collection systems. By describing these utilization paths and drains, it becomes possible to improve the individual material flows through appropriate concentration and recycling methods. As obstructions of magnetic recycling inhibition of innovation, low availability, quality assurance, export and non-established recycling chains are described. In this thesis a large-scale example of magnetic recycling is presented; barriers and challenges are addressed. The iron-magnetic separation is a process which can automatically concentrate magnetic mixtures. It is shown that up to 43% of the contained permanent magnets can be sorted out of shredded hard disks. In the range of the 1-5 mm fraction even 90% of the contained permanent magnets can be concentrated. The classification of permanent magnets from magnetic mixtures must be regarded specific to the substance. The shearing of the magnets theoretically impairs basic conditions in the classification of the magnets with an eddy current separator. One problem that has not been overcome is the handling of plastic-bound magnets. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Rüdiger Deike Prof. Dr.-Ing. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Metallurgie und Umformtechnik 2018-07-06 2018-11-29 2019-01-22 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190122-155953-8 29,73 MB application/pdf Rump, Thomas: Beitrag zur Entwicklung des Recyclings von Magnetwerkstoffen mit Legierungsanteilen aus Elementen der Lanthanoidengruppe mittels Sortier- und Aufbereitungsverfahren in der Prozessvorbereitung, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190122-155953-8 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Metallurgie und Umformtechnik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46980/Diss_Rump.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47957 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47957 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46980 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47896 2019-01-22 DDC:5:51:510

Eine spektrale Least-Squares Kollokationsmethode auf Dreieckselementen und ihre Anwendung zur Lösung elliptischer und Navier-Stokes-Gleichungen A spectral Least Squares collocation method on triangular elements and its application for the solution of elliptic and Navier-Stokes equations Rajaramesh Rajendiram 510 510 In dieser Arbeit haben wir eine spektrale Least-Squares Kollokationsmethode auf Dreieckslementen entwickelt. Als Kollokationspunkte wurden die Feketepunkte für die Polynomgrade N = 3, 6, 9, 12 verwendet. Für die Approximation der gesuchten Lösung wurden die orthonormalen Dubinerpolynome als Ansatzfunktionen ausgewählt. Um die höhere Regularitätsbedingung der gesuchten Lösung, die für die Anwendung der Methode der kleinsten Quadrate benötigt wird, herabzusetzen, wurden Hilfsfunktionen eingeführt. Die Anwendung der Kollokationsbedingungen zusammen mit Rand- und Interfacebedingungen führte zu einem überbestimmten Gleichungssystem, welches mit der Methode der kleinsten Quadrate effizient gelöst werden konnte. Durch die Anwendung der hier vorgestellten Methode auf Stokes- und Navier-Stokes-Probleme wird die LBB-Bedingung umgangen. Somit konnten wir für die Approximation der Geschwindigkeitskomponenten und des Druckes Polynome gleichen Grades verwenden. Die Anwendung unserer Methode auf das Poisson-Problem und die Konvektions-Diffusions-Gleichung lieferte exponentielle Konvergenz für glatte Lösungen. Für die in den letzten beiden Kapiteln betrachteten Stokes- und Navier-Stokes-Probleme konnten wir dieses Verhalten ebenfalls nachweisen. Zur Zeitdiskretisierung des instationären Problems wurde ein BDF-Verfahren der Ordnung zwei benutzt. Unsere numerischen Ergebnisse bestätigen, dass hier ein Verfahren zweiter Ordnung vorliegt und unsere Methode auch für zeitabhängige Probleme sehr gute Ergebnisse liefert. Für das im letzten Beispiel betrachtete Driven-Cavity-Problem erhalten wir sehr gute Lösungen für unterschiedliche Reynolds-Zahlen. In diesem Beispiel konnten wir zeigen, dass unsere Methode die Bedingung zur Massenerhaltung sehr gut erfüllt. In this thesis we developed a Least Squares Collocation method using triangular elements to solve elliptic and Navier-Stokes equations. The Fekete points of the triangle were used as collocation nodes for polynomial degrees N = 3, 6, 9, 12. We used the orthonormal Dubinerpolynomials as trial functions to approximate the unknown exact solution. To reduce the higher regularity requirements of the Least Squares method, the governing equations are transformed to an equivalent first-order system. The collocation conditions, the boundary conditions and the interface conditions lead to an overdetermined system. This System can be solved efficiently by Least Squares methods. The application of our scheme to Stokes- and Navier-Stokes equations circumvents the Ladyzhenskaya-Babuska-Brezzi condition (inf-sup stability condition). Therefore we are able to employ polynomials of the same degree for the velocity components and for the pressure. Our numerical simulations in Chapter 3 and 4 verify the spectral convergence property for smooth solutions of elliptic equations. In Chapter 5 and 6 we demonstrate spectral convergence for smooth solutions to the Stokes- and Navier-Stokes problems. For the time integration of the unsteady problems we used the second order BDF scheme. It can be observed that our scheme performs very good and our numerical results confirm that it is of second order in time. In Chapter 6 we succesfully applied our scheme to the driven cavity flow problems for various Reynolds numbers. For this example we confirmed exellent conservation of mass. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Wilhelm Heinrichs Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Mathematik 2018-08-24 2018-12-20 2019-01-22 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190122-111603-5 2,57 MB application/pdf Rajendiram, Rajaramesh: Eine spektrale Least-Squares Kollokationsmethode auf Dreieckselementen und ihre Anwendung zur Lösung elliptischer und Navier-Stokes-Gleichungen, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190122-111603-5 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Mathematik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46927/DissRajendiram.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47896 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47896 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46927 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47894 2019-01-22 DDC:3:37:378

Strategien des Ressourcenmanagements Erfassung von Kompetenzen und deren Bedeutung für den Studienerfolg Julia Waldeyer 378 370 Akademisches Lernen stellt im Vergleich zu schulischem Lernen deutlich höhere Anforderungen an die Selbstregulation und die strategische Ausrichtung des Lernprozesses und stellt Erstsemesterstudierende damit vor kaum bekannte Herausforderungen. Betrachtet man hierzu die einschlägige Literatur, so werden zwei Punkte deutlich. Zum einen deuten Forschungsbefunde darauf hin, dass Ressourcenmanagementstrategien in diesem Kontext eine wichtige Rolle zukommt – und zwar in direkter als auch in vermittelnder Funktion. Zum anderen geht aus der einschlägi-gen Lernstrategieliteratur ein Mangel an Instrumenten hervor, die das Wissen über Ressourcenmanagementstrategien sowie die adäquate Umsetzung dieses Wissens valide und reliabel erfassen. Ein Punkt, der in diesem Zusammenhang häufig kritisch diskutiert wird, betrifft eine mangelnde Situationsspezifität der gängigen Lernstrategiefragebögen sowie die Nichtberücksichtigung qualitätsbezogener Anwendungsaspekte. Aus diesem Grund wird im Rahmen des Dissertationsvorhabens ein neues Instrument entwickelt und validiert. Das Instrument basiert auf dem Situational-Judgement-Ansatz und ermöglicht es, neben dem Strategiewissen auch qualitätsbezogene Defizite des Strategieeinsatzes in konkreten Studiensituationen zu erfassen. Beides zusammengefasst ermöglicht die Bildung eines Ressourcenmanagement-Kompetenzscores. Eine papierbasierte Version dieses Instruments zeigt eine gute psychometrische Qualität. Es lassen sich mittels konfirmatorischer Faktorenanalysen – neben einem Globalfaktor – die fünf ressourcenbezogenen Subfaktoren Zeitmanagement, Anstrengung, Motivationsregulation, Hilfesuchen und Gestaltung der Lernumgebung getrennt abbilden. Analysen zur konvergenten und diskriminanten Validität verweisen auf gegebene Konstruktvalidität. Auch in einer computerbasierten, adaptierten Version des Instruments kann die fünffaktorielle Struktur bestätigt werden. Zudem weist die fünffaktorielle Struktur starke Messinvarianz auf – und zwar im Vergleich zwischen zwei Studienfächern sowie im Längsschnitt über zwei Messzeitpunkte im ersten Studiensemester. In den im Rahmen des Dissertationsvorhabens durchgeführten Studien zeigt sich weiter, dass Faktoren des Ressourcenmanagements, erfasst mit dem neuen Instrument, Studienerfolgsindikatoren auch über kognitive Variablen hinaus signifikant vorhersagen können. Ein Gruppenvergleich zwischen Studienfächern mit unterschiedlichen Leistungsanforderungen im ersten Semester deutet zudem darauf hin, dass Faktoren des Ressourcenmanagements, unabhängig vom Studienfach, eine zentrale Rolle in der Vorhersage von Studienleistung zukommt. Darüber hinaus geht aus den durchgeführten Studien hervor, dass ausgewählte Faktoren des Ressourcenmanagements (Zeitmanagement, Anstrengung, Motivationsregulation) den Zusammenhang zwischen Gewissenhaftigkeit und Studienerfolg vermitteln. Dieser Prozess kommt für Anstrengung und Motivationsregulation allerdings nur zum Tragen, wenn eine hohe Ausprägung an Gewissenhaftigkeit vorliegt. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Detlev Leutner Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Bildungswissenschaften, Institut für Psychologie, Lehr-Lernpsychologie 2018-10-24 2018-11-30 2019-01-22 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190122-125920-7 3,30 MB application/pdf Waldeyer, Julia: Strategien des Ressourcenmanagements: Erfassung von Kompetenzen und deren Bedeutung für den Studienerfolg, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190122-125920-7 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Bildungswissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46925/DissJWaldeyer.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47894 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47894 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46925 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47889 2019-01-22 DDC:3:33:330 DDC:0:00:006

Spezifikation von Gestensteuerung - Ein hybrider Ansatz Specification of gesture control - a hybrid approach Marc Hesenius 330 330 006 004 Die Interaktion zwischen Mensch und Maschine (engl. Human-Computer Interaction (HCI)) entwickelt sich mit hoher Geschwindigkeit weiter, insbesondere durch den Fortschritt in der Sensortechnologie. Vor allem Multi-Touch-Gesten sind in den vergangenen Jahren durch die Verbreitung mobiler Geräte und zahlreicher anderer Geräte (z. B. berührungsempfindliche Tische oder digitale Whiteboards) zum Standard avanciert und haben mittlerweile auch den Weg zurück in die klassische Welt des PCs geschafft. Neue Sensoren ermöglichen auch räumliche Gesten, die vor allem für Anwendungen im Bereich der virtuellen und augmentierten Realität interessant sind: Benutzer können direkt mit virtuellen Objekten interagieren oder Kommandos absetzen, indem sie ihre Hände, Finger oder Werkzeuge wie Magic Wands im dreidimensionalen Raum bewegen. HCI im Allgemeinen und Gestensteuerung im Besonderen sind außerdem Schlüsselfaktoren, um die individuelle Benutzererfahrung (engl. User Experience (UX)) zufriedenstellend zu gestalten. Benutzer erwarten Fehlerfreiheit und ein ansprechendes Design, aber auch ein gutes Gefühl – ein eher undefinierbares Merkmal, das abhängig ist von unterschiedlichen Faktoren, aber maßgeblich von HCI beeinflusst wird. Gestensteuerung ist somit wichtig für den wirtschaftlichen Erfolg einer Anwendung und muss bei der Entwicklung explizit betrachtet werden. Angedachte Gesten müssen korrekt definiert und zwischen den unterschiedlichen Projektbeteiligten kommuniziert werden. Gesten sind jedoch schwierig zu implementieren und Entwickler müssen unterschiedliche Entscheidungen treffen, die nicht ohne Weiteres rückgängig gemacht werden können: Passende Hardware zur definierten Interaktion ist ebenso nötig wie Sensoren, die die notwendigen Daten liefern, und Algorithmen, die in dem Strom der Eingaben die ausgeführten Gesten zuverlässig erkennen – eine komplexe und fehleranfällige Aufgabe. In der modernen Software-Entwicklung sind interdisziplinäre Teams und agile Methoden heute Standard, in denen die unterschiedlichen Projektbeteiligten – sowohl technische als auch fachliche Spezialisten – ihre jeweiligen Stärken ausspielen und kombinieren können. Skizzen und Prototypen spielen vor allem in frühen Phasen eines Projekts eine wichtige Rolle bei der Arbeit von UI-Designern und Software-Ingenieuren und sind insbesondere für die Entwicklung der Benutzerschnittstelle wichtig: Alle Projektbeteiligten können so schnell eine gemeinsame Vision der Anwendung aufbauen. Allerdings wird in Sketches und Prototypen die Interaktion nicht explizit definiert, sondern nur eine implizite Definition zur Verfügung gestellt, wodurch Missverständnisse und unterschiedliche Interpretationen möglich sind. Die Definition von Gesten ist jedoch wichtig, um die korrekten Entscheidungen für die Implementierung zu treffen, insbesondere wenn individuelle Gesten eingesetzt werden sollen. Die Grundlage der Gestenbeschreibung sind die unterschiedlichen Eigenschaften, die moderne Sensoren ermöglichen. Neben der Form einer Geste können auch weitere Informationen für HCI verwendet werden, z. B. die Geschwindigkeit oder der Ort der Ausführung. Allerdings kann die optimale Notationsform für verschiedene Eigenschaften unterschiedlich sein. Existierende Notationen zur Beschreibung von Gesten basieren meist auf entweder textuellen oder graphischen Elementen und lassen somit die Möglichkeiten außer Acht, die eine Kombination beider Paradigmen bietet. Diese Arbeit stellt GestureCards vor, eine hybride Notation zur Beschreibung von Gesten. GestureCards kombinieren graphische und textuelle Elementen, um die unterschiedlichen Eigenschaften von Gesten darzustellen. Die Notation soll zur Spezifikation von Gesten eingesetzt werden und ermöglicht die Beschreibung von Oberflächengesten und räumlichen Gesten. Die verschiedenen Aspekte, die bei der Entwicklung von GestureCards im Vordergrund standen, und die zugrundeliegenden Konzepte werden in mehreren Studien evaluiert. Die Studien zeigen, dass der hybride Ansatz, der für GestureCards gewählt wurde, vorteilhaft bei der Entwicklung gestenbasierter Anwendungen ist und Entwickler beim Verständnis definierter Gesten unterstützt. Human-Computer Interaction (HCI) is evolving quickly with the recent advances in sensor technology. Especially multi-touch gestures are now common for interacting with mobile and various other devices (e.g. tabletops or wall-sized displays) and also made their way back to classic desktop computing. New sensor technology allows for spatial gestures that are particularly interesting in virtual and augmented reality applications: users can interact directly with virtual objects or issue commands by moving their hands, fingers, or tools like pens or magic wands in three-dimensional space. HCI in general and gestures in particular are also key factors shaping the individual User Experience (UX). Users expect flawlessness and a decent look but also a good feeling – a rather fuzzy feature depending on various aspects, but particularly affected by HCI. Gestures are therefore important for an application’s economic success and should be considered explicitly during development. Envisioned gestures must be defined properly and communicated between stakeholders. Unfortunately, gestures are also hard to implement and require several decisions that cannot be reverted easily: suitable hardware that matches the designed interaction, appropriate sensors providing the needed information, and reliable recognition algorithms to monitor and analyze the stream of incoming data encapsulating all information relevant to identify gestures – a complex and error-prone task. Software development nowadays involves cross-functional teams and agile methods, thus combining the strengths of technical and non-technical stakeholders. Sketching low-fidelity prototypes has been proven to be an important and highly valued activity in design and engineering disciplines, especially in early development stages, and is considered beneficial for UI design: it allows all stakeholders to quickly foster a common vision of the future application. However, sketches and prototypes typically do not explicitly define interaction, but provide an implicit definition, leaving room for misunderstandings and misconception. Gesture definition is thus important, especially when custom gestures are used, to ensure the right decisions. The foundation for gesture definition are the various traits that recent sensor technology makes possible. Besides the shape, different information can be used for HCI, e.g. execution speed or area. Unfortunately, the optimal notation for traits may differ. Existing gesture notations focus too narrowly on either textual or graphical elements and ignore the power of combining paradigms and describing different gesture traits with different notation styles. This thesis presents GestureCards, a hybrid gesture notation using textual and graphical elements to describe different traits. GestureCards are used to specify and document gestures and allow to describe multi-touch and spatial gestures. Various studies eliciting different aspects of GestureCards were used to evaluate the notation and the underlying concept. The studies show that GestureCardsh ́ybrid approach to gesture description is beneficial when creating gesture-based applications and supports developers in understanding defined gestures. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Volker Gruhn Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, Fachgebiet Informatik, Software Engineering Systems 2018-08-29 2018-12-19 2019-01-22 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190122-125133-1 18,04 MB application/pdf Hesenius, Marc: Spezifikation von Gestensteuerung - Ein hybrider Ansatz, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190122-125133-1 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46920/dissMHesenius.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47889 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47889 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46920 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47811 2019-01-22 DDC:3:33:330

Dekomposition komplexer Datenstrukturen in Legacy-Systemen zur stufenweisen Datenmigration A data decomposition method for stepwise migration of complex legacy data Andreas Martens Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften 330 330 incremental data migration , data decomposition , data migration tranche , unit of migration , legacy system , business object network , key business object , business class , primary data , secondary data Früher oder später erreichen die Wartung und Weiterentwicklung der bestehenden IT-Kernsysteme in vielen Unternehmen ihre Grenzen. Aus Kostengründen und Gründen immer weiter steigender Anforderungen an die Leistungsfähigkeit solcher Systeme müssen diese Legacy-Systeme durch moderne IT-Kernsysteme abgelöst werden. Datenmigration ist hier ein unausweichlicher Bestandteil solcher Umstiege, wobei unterschiedliche Strategien verfolgt werden können. Eine stufenweise Datenmigration ist eine der bekanntesten Strategien, die oft wegen ihrer geringen Risiken und hohen Flexibilität eingesetzt wird: Die gesamte Menge des Datenvolumens wird in mehrere Datenmigrationstranchen aufgeteilt, die anschließend in individuellen Migrationsstufen in das neue System migriert werden. Der Schlüssel für eine erfolgreiche iterative Datenmigration ist entsprechend die Strategie für die Dekomposition der Daten in geeignete Datentranchen. Diese Arbeit präsentiert eine Strategie für die Dekomposition der Daten, bei der die gesamte Datenmenge eines komplexen monolithischen Legacy-Systems in unabhängige Datenmigrationstranchen aufgeteilt wird. Jede Tranche umfasst nur die Daten, die im Rahmen einer Migrationsstufe während eines Downtime-Fensters des Systems migriert werden. Im Gegensatz zu anderen Ansätzen, die eine Datenmigration auf einer sehr hohen Abstraktionsebene beschreiben, werden in dieser Arbeit detailliert konzeptionelle Elemente und Heuristiken für die Dekomposition der Daten in unabhängige Datenmigrationstranchen vorgeschlagen. Die Datendekompositionsstrategie dieser Arbeit wurde dabei im Rahmen von zwei unterschiedlichen Fallstudien evaluiert. Die zweite Fallstudie davon war eines der europaweit größten Datenmigrationsprojekte im Gesundheitssektor der letzten Jahre, das die Migration von mehreren Millionen von Kunden-Geschäftsobjekten beinhaltet. Sooner or later, in almost every company, the maintenance and further development of large enterprise IT applications reaches its limit. From the point of view of cost as well as technical capability, legacy applications must eventually be replaced by new enterprise IT applications. Data migration is an inevitable part of making this switch. While different data migration strategies can be applied, incremental data migration is one of the most popular strategies, due to its low level of risk and high flexibility: The entire data volume is split into several data tranches, which are then migrated in individual migration steps. The key to a successful migration is the strategy for decomposing the data into suitable tranches. This work presents an approach for data decomposition where the entire data volume of a monolithic IT enterprise application is split into independent data migration tranches. Each tranche comprises the data to be migrated in one migration step, which is usually executed during the application’s downtime window. Unlike other approaches, which describe data migration in a highly abstract way, specific heuristics for data decomposition into independent data packages are proposed here. The data migration approach described here was evaluated in two case studies, one of which was one of the largest migration projects in the European healthcare sector in last years, comprising millions of customer records. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Volker Gruhn Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, Fachgebiet Informatik, Software Engineering Systems 2018-07-20 2018-12-19 2019-01-22 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190122-115542-8 28,73 MB application/pdf Martens, Andreas: Dekomposition komplexer Datenstrukturen in Legacy-Systemen zur stufenweisen Datenmigration, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190122-115542-8 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46863/DissMartens.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47811 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47811 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46863 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47796 2019-01-22 DDC:6:62

LTCC technology for planar microwave antenna systems Peter Uhlig Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Elektrotechnik und Informationstechnik, Allgemeine und Theoretische Elektrotechnik 620 620 Die keramische Mehrlagentechnologie LTCC (Low Temperature Cofired Ceramic) hat sich überall dort bewährt, wo hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit, insbesondere auch an die mechanische und klimatische Belastbarkeit, gestellt werden. Das sind zum Beispiel Anwendungen im Automobil, in der Medizin, in der Sicherheitstechnik und in der Luft- und Raumfahrt. Die Verfügbarkeit von verlustarmen und hochfrequenzgeeigneten Materialsystemen und eine verbesserte Fertigungstechnologie erweitern den Anwendungsbereich für LTCC-Applikationen bis zu Millimeterwellenfrequenzen (bis 250 GHz). Die dreidimensionale Aufbau- und Verbindungstechnik der LTCC-Substrate umfasst neben passiven Komponenten (Kondensatoren, Widerstände und Spulen) auch planare Wellenleiter wie Mikrostreifenleiter, Koplanarleitungen und geschirmte Streifenleiter. Bei der in dieser Arbeit vorgestellten Anwendung in der Satellitenkommunikation im Ka-band (Uplink 27.5 GHz - 31 GHz) gelten enge Fertigungstoleranzen für die LTCC-Module, da die Genauigkeitsanforderungen für die Dimensionen von Leitungsbauelementen auf die Wellenlänge im Dielektrikum bezogen werden. Im Verlauf der SANTANA-Projekte wurde eine Reihe von Sende- und Empfangsmodulen mit zunehmender Integrationsdichte entwickelt. Dabei wurden die o. g. Integrationstechniken eingesetzt und die Eignung der LTCC-Technologie für hochkomplexe Satellitenterminals im Ka-band demonstriert. Die Systemfunktionalität (d.h. die Breitbanddatenübertragung und elektronische Strahlschwenkung) wurde durch eine erfolgreiche Kommunikationsverbindung zwischen einer Funkbake und einem mobilen Terminal bewiesen. Das SANTANA Antennenmodul ist ein zirkular polarisiertes Antennenarray mit 8 × 8 Elementen. Dieses Sub-Array ist der Grundbaustein für eine wesentlich größere Antennenapertur. Das Antennenmodul selbst besteht aus 17 LTCC-Ebenen und beinhaltet die Antennenelemente mit Branchline-Kopplern, das Kalibrier-Netzwerk, die aktiven Mikrowellenschaltungen, die Leistungsteiler für das LO-Signal, die Spannungsversorgung und die Mikrokanäle für die Flüssigkeitskühlung. Diese komplexen und hochintegrierten LTCC-Antennenmodule stellen die Substrattechnologie vor eine Reihe neuer Herausforderungen, die maßgeschneiderte Lösungen erfordern. Die vorliegende Arbeit führt aus, worin die spezifischen strukturellen und technologischen Anforderungen dieser keramischen Mehrlagenschaltungen bestehen und wie sie im Rahmen der SANTANA-Projekte erfolgreich gelöst und umgesetzt wurden. LTCC (Low Temperature Cofired Ceramic) is a proven ceramic multilayer packaging technology for high reliability applications. This encompasses automotive, medical, security, aeronautics and aerospace applications. Advanced low-loss material systems and improved manufacturing technology extend the operating range to microwave frequencies (up to 250 GHz). One of the virtues of LTCC is the option to integrate passive components into the multilayer. Matching networks, couplers, and filters can be realized in inner layers, by this means the density of integration is further increased. In this way top and bottom surface feature more room for bare dies and SMT (Surface-Mounting Technology) components to accomplish active microwave systems. LTCC multilayer substrates offer three-dimensional integration of components and routing of wave-guides for microwaves. This is facilitating new solutions which are impossible in planar technologies like thinfilm hybrids or semiconductors. On the other hand, the accuracy requirements of the complex circuitry are a challenge. For the frequency range of the SANTANA antenna module for the satellite Ka-band (uplink 27:5 GHz to 31 GHz), manufacturing tolerances are critical since the tolerances for the dimensions of transmission line components (especially for their length and width) have to be put in relation to the wavelength in the dielectric. In order to attain a design that is not only functional but can be produced with good yield, DFM (design for manufacturability) is an important guideline throughout the entire development and design process. Within the SANTANA projects, a succession of transmit/receive modules was developed with increasing density of integration. They utilize the above integration techniques and demonstrate the fitness of the LTCC technology for Ka-band multimedia terminals employing DBF (Digital Beam-Forming). The communication link between a SANTANA system and mobile platforms with a medium size system demonstrated successfully the system functionality. The SANTANA antenna module is a circular polarised, 8 x 8 element array that comprises four 4 x 4 element building blocks. This sub-array is arranged in a grid to form a digital beam forming terminal (transmit system) for the Ka-band uplink. It consists of 17 LTCC layers with 18 metallisation layers. The front-end module integrates the antenna elements with branch-line couplers, the calibration network, active RF circuits, LO power distribution networks, voltage supply and the pipework of a liquid cooling system. These complex and highly integrated LTCC antenna modules are far from standard and require several dedicated solutions. This expository will present the specific structural and technological requirements and how they have been addressed successfully in the course of the SANTANA projects. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Daniel Erni Prof. Dr. sc. techn. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Elektrotechnik und Informationstechnik, Allgemeine und Theoretische Elektrotechnik 2018-04-30 2018-11-14 2019-01-22 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190122-092334-0 78,13 MB application/pdf Uhlig, Peter: LTCC technology for planar microwave antenna systems, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190122-092334-0 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Elektrotechnik und Informationstechnik, Allgemeine und Theoretische Elektrotechnik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46848/Diss_Uhlig.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47796 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47796 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46848 http://www.shaker.de/shop/978-3-8440-6376-9 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47431 2019-01-22 DDC:6:61:616

Der Einfluss von Lifestylefaktoren auf die Prognose des Mammakarzinoms Anna Frackenpohl Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe 616 610 <p><strong>Zugriff auf den Volltext ist gesperrt, neue Version unter <a href="http://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47981">DuEPublico-ID 47981</a> </strong> </p> Lifestylefaktoren und deren Einfluss auf diverse Erkrankungen und Erkrankungsverläufe sind derzeit ein wichtiges Thema in unserer Gesellschaft und werden es mit Sicherheit auch in Zukunft bleiben. Ebenfalls von erheblicher gesellschaftlicher Bedeutung ist das Thema Brustkrebs, denn etwa jede achte Frau erkrankt im Laufe ihres Lebens daran. In dieser Arbeit wird untersucht, inwieweit die ausgewählten Lifestylefaktoren die Prognose des Mammakarzinoms beeinflussen. Untersuchungsgrundlage bildet dabei eine umfassende Datenakquise bei 635 erstdiagnostizierten, nicht neoadjuvant therapierten und zum Zeitpunkt der Erstdiagnose im nicht metastasierten Stadium befindlichen Frauen. Die wichtigsten Ergebnisse werden im Folgenden kurz zusammengefasst: Die zentrale Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass zwischen der Einnahme von Betablockern und dem Gesamtüberleben sowie auch dem rezidivfreien Überleben ein signifikanter Zusammenhang besteht. Patientinnen, die keine Betablocker einnehmen, weisen sowohl ein längeres Gesamtüberleben als auch ein längeres rezidivfreies Überleben auf. Ein weiteres, zwar nicht signifikantes, aber dennoch sehr interessantes Ergebnis ist außerdem das Resulat der Analysen hinsichtlich des Zusammenhangs zwischen dem Body-Mass-Index (BMI) und dem rezidivfreien Überleben: Es zeichnet sich ab, dass die Patientinnen mit einem BMI ≤ 30 insgesamt ein längeres rezidivfreies Überleben haben als die Patientinnen, die einen BMI > 30 aufweisen und somit als adipös einzustufen sind. Weitere signifikante Ergebnisse zeigen sich in den durchgeführten Überlebenszeitanalysen, die am ehesten eine direkte Aussage hinsichtlich der Prognose des Mammakarzinoms zulassen, nicht. Allerdings ergeben sich einige signifikante Zusammenhänge, die einen zumindest indirekten Einfluss auf die Prognose haben könnten beziehungsweise die Erstellung einer Art Profil dieser Frauen ermöglichen. Die Einnahme von Betablockern sowie auch ein BMI oberhalb von 30, die einen negativen Einfluss auf die Prognose des Mammakarzinoms haben, sind häufig bei Patientinnen in einem Alter über 60 Jahren, die sich in einem postmenopausalen Stadium befinden, festzustellen. Gleichzeitig sind diese Frauen häufiger Nichtraucher, trinken seltener Alkohol, nehmen häufiger Metformin ein und haben häufiger eine Hormonersatztherapie durchgeführt. Insgesamt ist festzuhalten, dass in dieser Arbeit einige signifikante Einflüsse der Lifestylefaktoren auf die Prognose des Mammakarzinoms nachgewiesen werden können. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Bahriye Aktas Prof. Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe 2018-11-15 2018-02-21 2018-09-27 2019-01-22 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181115-111955-1 2,61 MB application/pdf Frackenpohl, Anna: Der Einfluss von Lifestylefaktoren auf die Prognose des Mammakarzinoms, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181115-111955-1 ger https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47981 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47981 Zugriff auf den Volltext ist gesperrt, neue Version unter <a href="http://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47981">DuEPublico-ID 47981</a> thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46569/DissAnnaCFrackenpohl.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47431 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47431 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46569 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47981 2019-01-21 DDC:6:61:610 DDC:6:61:616:616.9:616.99

Der Einfluss von Lifestylefaktoren auf die Prognose des Mammakarzinoms Anna Frackenpohl Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe 610 610 616.99 610 Lifestylefaktoren und deren Einfluss auf diverse Erkrankungen und Erkrankungsverläufe sind derzeit ein wichtiges Thema in unserer Gesellschaft und werden es mit Sicherheit auch in Zukunft bleiben. Ebenfalls von erheblicher gesellschaftlicher Bedeutung ist das Thema Brustkrebs, denn etwa jede achte Frau erkrankt im Laufe ihres Lebens daran. In dieser Arbeit wird untersucht, inwieweit die ausgewählten Lifestylefaktoren die Prognose des Mammakarzinoms beeinflussen. Untersuchungsgrundlage bildet dabei eine umfassende Datenakquise bei 635 erstdiagnostizierten, nicht neoadjuvant therapierten und zum Zeitpunkt der Erstdiagnose im nicht metastasierten Stadium befindlichen Frauen. Die wichtigsten Ergebnisse werden im Folgenden kurz zusammengefasst: Die zentrale Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass zwischen der Einnahme von Betablockern und dem Gesamtüberleben sowie auch dem rezidivfreien Überleben ein signifikanter Zusammenhang besteht. Patientinnen, die keine Betablocker einnehmen, weisen sowohl ein längeres Gesamtüberleben als auch ein längeres rezidivfreies Überleben auf. Ein weiteres, zwar nicht signifikantes, aber dennoch sehr interessantes Ergebnis ist außerdem das Resulat der Analysen hinsichtlich des Zusammenhangs zwischen dem Body-Mass-Index (BMI) und dem rezidivfreien Überleben: Es zeichnet sich ab, dass die Patientinnen mit einem BMI ≤ 30 insgesamt ein längeres rezidivfreies Überleben haben als die Patientinnen, die einen BMI > 30 aufweisen und somit als adipös einzustufen sind. Weitere signifikante Ergebnisse zeigen sich in den durchgeführten Überlebenszeitanalysen, die am ehesten eine direkte Aussage hinsichtlich der Prognose des Mammakarzinoms zulassen, nicht. Allerdings ergeben sich einige signifikante Zusammenhänge, die einen zumindest indirekten Einfluss auf die Prognose haben könnten beziehungsweise die Erstellung einer Art Profil dieser Frauen ermöglichen. Die Einnahme von Betablockern sowie auch ein BMI oberhalb von 30, die einen negativen Einfluss auf die Prognose des Mammakarzinoms haben, sind häufig bei Patientinnen in einem Alter über 60 Jahren, die sich in einem postmenopausalen Stadium befinden, festzustellen. Gleichzeitig sind diese Frauen häufiger Nichtraucher, trinken seltener Alkohol, nehmen häufiger Metformin ein und haben häufiger eine Hormonersatztherapie durchgeführt. Insgesamt ist festzuhalten, dass in dieser Arbeit einige signifikante Einflüsse der Lifestylefaktoren auf die Prognose des Mammakarzinoms nachgewiesen werden können. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Bahriye Aktas Prof. Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe 2018-02-21 2018-09-27 2019-01-21 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190121-090557-5 2,67 MB application/pdf Frackenpohl, Anna: Der Einfluss von Lifestylefaktoren auf die Prognose des Mammakarzinoms, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190121-090557-5 ger https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47431 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47431 Neue Version der gesperrten Dissertation <a href="http://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47431">DuEPublico-ID 47431</a> thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47004/DissAFrackenpohl.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47981 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47981 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-47004 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47841 2019-01-21 DDC:6:60:607 DDC:3:37:372

Entwicklung des technischen Verständnisses im Übergang von der Primar- zur Sekundarstufe I - untersucht anhand der Konstruktion eines Wasserkraftwerkes mit Hilfe eines Erhebungsinstrumentes basierend auf der Strukturlegetechnik The development of technical understanding during the transition from elementary to secondary school – investigated by the construction of a hydropower plant using a test instrument based on the structure formation technique Anja Kleinteich Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Bauwissenschaften, Lehramt Technik, Technologie und Didaktik der Technik 607 600 372 370 Es ist unumstritten, dass Technik menschliche Lebensbedingungen nicht nur bestimmt, sondern auch Gesellschaftsformen verändert und die Lebenswirklichkeit beeinflusst. Technische Bildung soll bereits in der Elementarstufe beginnen und wird durch Curricula in der Primar- und Sekundarstufe gesichert. Sie umfasst das analysierende technische Denken als gedankliches Durchdringen technischer Funktionsweisen, Prozesse und Prinzipien (Gesellschaft für Didaktik des Sachunterrichts 2013). Um den Erfolg technischer Bildung zu evaluieren, macht es Sinn, ein grundlegendes technisches Verständnis als Ergebnis der Bildungsbemühungen abzufragen. Wie sich das technische Verständnis mit seinen analytischen und synthetischen Denkoperationen im Übergang von der Primar- zur Sekundarstufe I insgesamt entwickelt und sich bei Mädchen und Jungen unterscheidet, sollte mit dieser Studie untersucht werden. Mit Hilfe eines Quasi-Längsschnittes wurden insgesamt 428 Schüler/-innen in den Jahrgangsstufen 4 und 6/7 untersucht. Das neu entwickelte Erhebungsinstrument basiert auf der Strukturlegetechnik von Wahl (2013). Mit Hilfe des Instruments sollen die für die Technik typischen Denkoperationen in Konstruktionsprozessen technischer Systeme erfassbar gemacht werden. Der gewählte exemplarische konkrete Gegenstand dieser Studie, das Wasserkraftwerk, umfasst das Thema Energie, das sowohl in der Primar- als auch in der Sekundarstufe I curricular gesichert ist. Die Ergebnisse belegen, dass eine Weiterentwicklung des technischen Verständnisses von der Primar- zur Sekundarstufe I mit einem moderaten Effekt der Schulstufe, der dem Lernzuwachs eines Schuljahres entspricht, stattgefunden hat. Ebenso hat das Geschlecht einen Einfluss auf das technische Verständnis der Primar- und Sekundarstufenschüler/-innen wobei der Effekt eher gering ist. Erst nach getrennter Betrachtung der dem technischen Verständnis zugrundeliegenden verschiedenen Denkoperationen ist ersichtlich, dass Jungen in ihren synthetischen Denkoperationen den Mädchen um ein Schuljahr voraus sind. Hier ist der Effekt des Geschlechts im höheren moderaten Bereich. Das Bildungssystem Schule hat demnach (unter Berücksichtigung der Verteilung des Technikunterrichts in den verschiedenen Jahrgangsstufen) bei der Vermittlung des technischen Verständnisses funktioniert. Jedoch könnte technischer Unterricht noch wertvolle Vorarbeit leisten, um besonders das Interesse der Mädchen an technischen Themen zu steigern. Eine gendersensitive Auswahl des Themas wäre sicherlich von Vorteil. Weiterhin werden abstrakte Prozesse wie die Wandlung zwischen verschiedenen Energieformen besonders von Grundschüler/-innen nicht intuitiv erfasst. Demnach besteht eine wichtige Aufgabe des technischen Unterrichts darin, Kinder frühzeitig an technische Grundprinzipen heranzuführen. It is undisputed that technology not only determines human living conditions, but also changes social forms and influences the reality of life. Technical education should begin at elementary school and is ensured by the curricula of primary and secondary level. Technical education comprehends analytical technical thinking as a conceptual permeation of technical functions, processes and principles (Gesellschaft für Didaktik des Sachunterrichts 2013). To evaluate the success of technical education, it makes sense to test for a basic technical understanding as a result of educational efforts. How does technical understanding with analytical and synthetic thinking operations develop at the transition from primary to secondary level and how does girls and boys differ in their technical understanding is presented herein. Using a quasi-longitudinal analysis, a total of 428 students in grades 4 and 6/7 were examined. A new test instrument is developed based on the structure formation technique by Wahl (2013). With the help of this instrument the typical thinking processes during engineering processes of technical systems are made detectable. The selected exemplary subject of this study, a hydropower plant, covers the topic of energy, which is secured by the curricula of primary and secondary level. The results show that the technical understanding of pupils from primary to secondary level has developed with a moderate effect due to school level. This corresponds to the learning increase of one school year. Likewise, gender has an impact on the technical understanding of primary and secondary school pupils, although the effect is rather small. Only after separation of various thinking operations it is apparent that boys are ahead of the girls by one school year in their synthetic thinking operations. The effect of gender is in the higher moderate range. Therefore, school as an educational system (considering the distribution of the technical lessons in the different grades) seems to increase the technical understanding. However, technical education could still provide valuable preliminary work, especially to increase the interest of girls in technical topics. A gender-sensitive selection of the topics would certainly be beneficial. Furthermore, conceptional processes such as transformations between different forms of energy are not intuitively perceived, especially for elementary school pupils. Accordingly, an important task of technical education is to introduce children to basic technical principles. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Stefan Fletcher Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Bauwissenschaften, Lehramt Technik, Technologie und Didaktik der Technik 2018-10-08 2018-12-20 2019-01-21 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190121-162414-2 7,73 MB application/pdf Kleinteich, Anja: Entwicklung des technischen Verständnisses im Übergang von der Primar- zur Sekundarstufe I - untersucht anhand der Konstruktion eines Wasserkraftwerkes mit Hilfe eines Erhebungsinstrumentes basierend auf der Strukturlegetechnik, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190121-162414-2 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Bauwissenschaften, Lehramt Technik, Technologie und Didaktik der Technik 2 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46884.zip https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47841 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47841 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46884 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47810 2019-01-21 DDC:5:54:540

Hochskalierung der laserbasierten Nanopartikelsynthese für die heterogene Katalyse Upscaling of the laser-based nanoparticle synthesis for heterogenous catalysis Sebastian Kohsakowski 540 540 heterogene Katalyse , Nanopartikel , Laserablation , Hochskalierung Die vorliegende Arbeit behandelt die Optimierung der Prozesskette von einem Targetmaterial zu einem heterogenen Katalysator auf Basis von geträgerten Nanopartikeln, die bis zum heutigen Stand der Technik in einzelnen diskontinuierlichen Prozessschritten realisiert wird. Dabei bestand das Hauptziel und Motivation in der Realisierung einer vollkontinuierlichen Prozesskette, die die laserbasierte Partikelherstellung, die Optimierung der Nanopartikelgröße und deren Abscheidung auf einem Trägermaterial berücksichtigt sowie durch eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der gesamten Prozesskette ergänzt wird. Im ersten Abschnitt der Partikelerzeugung konnte auf Basis eines Drahtes als Abtragsmaterial ein Aufbau realisiert und entwickelt werden, in dem eine vollkontinuierliche Herstellung von Nanopartikeln (NP) erreicht werden kann. Dabei wurde mittels mechanistischer Untersuchungen das Verständnis über den Partikelentstehungsmechanismus während des Drahtabtrags erweitert. Aufgrund der Kavitationsblasenlimitierung beim Drahtabtrag wurde gleichzeitig eine Optimierung der Durchflusskammer realisiert und mit dieser für Goldnanopartikel eine Produktivität im g/h-Maßstab sowie ein laserleistungsspezifischer Produktivitätsrekord erreicht. Im letzten Teil dieses Abschnittes konnte eine Gesetzmäßigkeit hergeleitet werden, welche auf eine Erweiterung des Neuenschwander-Modells basiert und mit der die Abtragsrate eines bestimmten Materials über die Materialparameter vorhergesagt werden kann. Die thermischen Effekte des Nanosekundenlasers wurden dazu integriert, wodurch eine deutlich bessere Korrelation zu den Produktivitätsdaten erhalten werden konnte. Im zweiten Teil konnte eine Optimierung der Fragmentierungseffizienz von Goldnanopartikeln erreicht und so ein Fortschritt zur Realisierung der kontinuierlichen Partikeloptimierung erzielt werden. So wurde schon innerhalb einer Passage durch die Reduzierung der optischen Weglänge innerhalb der Fragmentierungsdurchflusskammer von 5 auf 4 mm eine vollständige Partikeloptimierung, eine Reduzierung der Partikelgröße sowie eine Erhöhung des Massenanteils an Nanopartikeln kleiner als 5 nm erreicht. Damit konnte gezeigt werden, dass die Prozesskette bis zu diesem Schritt im Falle von Au-NP vollkontinuierlich umgesetzt werden kann. Im dritten Teil konnte erstmals eine kontinuierliche Partikelabscheidung von Edelmetallnanopartikeln auf oxidischen (TiO2) sowie kohlenstoffbasierten Trägermaterialien erreicht und so die kontinuierliche Herstellung von laserbasierten heterogenen Katalysatoren realisiert werden. Hierzu wurde ein kontinuierlich arbeitendes System auf Basis eines statischen Mischers entwickelt. Die Charakterisierung des statischen Mischers hat gezeigt, dass die Verweilzeit der Komponenten ausreicht, um eine quantitative Adsorption zu erreichen und die hergestellten Katalysatoren mit denen im Batchprozess gleichwertig sind. Im letzten Abschnitt behandelt die Arbeit den ökonomischen Aspekt der laserbasierten Synthese von heterogenen Katalysatoren sowie der einzelnen Prozessschritte. So konnte in diesem Kapitel gezeigt werden, dass die laserbasierte Synthese mit den in dieser Arbeit verwendeten ns-Lasern, im Vergleich zur nasschemischen Methode (NP-Konzentration von 800 mg/l) ab einer NP-Menge von 236 g wirtschaftlicher ist. Allem in allem konnte gezeigt werden, dass die Kosten laserbasierter heterogener Katalysatoren mit kommerziell angebotenen Katalysatoren mithalten können und somit die Prozesskette auch aus wirtschaftlicher Hinsicht vielversprechend ist. Damit konnte diese Arbeit erstmals zeigen, dass die laserbasierte Prozesskette, die Prozesskette beginnend bei der Laserablation, über die Laserfragmentierung bis hin zur Trägerung der Kolloide auf einem Trägermaterial und damit die Herstellung zum fertigen heterogenen Katalysator vollkontinuierlich umgesetzt werden kann und somit ein Grundstein für die Etablierung laserbasierter Katalysatoren in die Industrie gelegt werden konnte. The present work deals with the optimization of the process chain to generate heterogeneous catalysts based on the laser ablation process. The main aim of the work was the realization and implementation of the process chain in a fully continuous way. The work is divided into four parts, in which the first three parts address the particle generation, particle size optimization and the particle deposition. Moreover, in the last part an economy evaluation of the whole process chain was carried out. In the first part of the particle generation chapter a fully continuous ablation process based on a wire as ablating material were developed and realized. In addition to the development of the setup, the dynamics of the process have been investigated by mechanical studies, which expanded the understanding of the ablation process of the wire in a limited liquid jet. Due to the limitation of the wire ablation process caused by the cavitation bubble, a simultaneous optimization of the flow chamber was realized. With this chamber, a nearly continuous ablation process is feasible with nanoparticle (NP) productivities in the g/h scale as well as a laser power-specific nanoparticle productivity record (for gold nanoparticles (Au-NPs)). Based on the obtained productivity data, in the last part of this section a mathematical model could be developed. With this law, the removal rate of a certain material can be predicted. Therefore, the material parameters should be known and are necessary to calculate the ablation efficiency for a variety of materials. This law is based on an optimized expansion of the Neuenschwander model, which was postulated for material removal of picosecond laser in air. The thermal effects of the nanosecond laser were integrated in this model and thus a much better correlation with the productivity results was obtained. In the second part, the fragmentation efficiency of Au-NPs was increased and thus a progress to a fully continuous particle optimization could be achieved. A complete particle optimization and a particle size reduction under 5 nm within one passage has been achieved by reducing the optical path length of the fragmentation flow chamber from 5 to 4 mm. Thus, it could be shown that the process chain in case of Au-NPs can be implemented fully continuously up to this step. In the third part, a continuous production of laser-based heterogeneous catalysts could be realized for the first time. For this purpose, a continuous system was developed in this work, which is based on a static mixer. Characterization of the static mixer has shown that the residence time of the components is sufficient to achieve a quantitative adsorption on the supporting material. In comparison to the conventionally prepared catalysts in a batch process, microscopic and electrochemical investigations have shown that they are qualitatively equivalent. In the last section, the work deals with the economic analysis of the laser-based synthesis of heterogeneous catalysts as well as the economy evaluation of the individual process steps. Thus, it was shown in this chapter that the laser-based synthesis with the ns lasers used in this work compared to wet-chemical method (NP concentration of 800 mg/l) is more economic above a NP amount of 236 g. Furthermore, it was shown that the continuous operation of particle optimization as well as deposition process for larger quantities are significantly more economic. All in all, it could be shown that the costs of laser-based heterogeneous catalysts can keep up with commercial catalysts and thus the process chain is also acceptable from an economic point of view. Overall, for the first time, this work has shown that the laser-based process chain right up to the synthesis of heterogeneous catalyst can be fully continuously implemented and a g/h scale in NP production can be reached. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Stephan Barcikowski Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen, Center for Nanointegration Duisburg-Essen (CENIDE) 2018-08-24 2018-12-11 2019-01-21 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190121-161352-2 27,24 MB application/pdf Kohsakowski, Sebastian: Hochskalierung der laserbasierten Nanopartikelsynthese für die heterogene Katalyse, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190121-161352-2 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Technische Chemie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46861/DissSKohsakowski.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47810 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47810 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46861 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47761 2019-01-21 DDC:5:54:540

Computational insights and catalyst syntheses for the electrochemical CO2 reduction Rechnungsgestützte Einblicke und Katalysatorsynthesen für die elektrochemische CO2-Reduktion Lukas John 540 540 Die effiziente Umwandlung von CO2 in nützliche Produkte kann helfen, zwei große und aktuelle Probleme der Menschheit zu lösen: Energiespeicherung und globale Erwärmung. Die elektrochemische Umwandlung von CO2 ist ein vielversprechendes Forschungsgebiet, wobei Kupfer einer der aktivsten Katalysatoren mit einer starken Selektivität für wertvolle Produkte ist. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der elektrochemischen CO2-Reduktion von einem quantenmechanischen Standpunkt aus und wendet die Ergebnisse in der Synthese katalytischer Materialien an. In Kapitel 4.1 werden Modellsysteme von katalytischen Oberflächen verschiedener Materialien basierend auf einem Quanten-Cluster Ansatz entwickelt. Anschließend werden die chemisch sinnvollen Reaktionspfade zu allen experimentell beobachteten C1- und C2-Produkten zu einem Netzwerk aus >70 Intermediaten verbunden. In Kapitel 4.2 werden die Intermediate auf das Modell einer Kupfer-Oberfläche platziert und ihre Energien mittels Dichtefunktionaltheorie (DFT) evaluiert, um den Minimum-Energie-Pfad und den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt für jedes Produkt zu ermitteln. Adsorbiertes CO (*CO) wurde als Schlüsselintermediat bezüglich der Selektivität für CH4 und C2-Produkte identifiziert. Die Hydrierung zu *CHO ist der geschwindigkeitsbestimmende Schritt für die Produktion von CH4 und die Dimerisierung von *CO öffnet den Pfad zu C2-Produkten, wie z.B. Ethylen. Kapitel 4.3 behandelt die gleiche Evaluierung auf intermetallischen NiGa- und Ni3Ga-Oberflächen. Auf Ni3Ga legen die Berechnungen einen unterschiedlichen Mechanismus für die Produktion von CH4 nahe, der über das *COH-Intermediat führt, was durch die strukturdirigierenden Eigenschaften von Ga in der intermetallischen Phase hervorgerufen wird. In dem darauffolgenden Kapitel 5.1 werden die Möglichkeiten für die Herstellung von dünnen Filmen der untersuchten Materialien mittels metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung (MOCVD) evaluiert, um deren katalytische Aktivität gegenüber existierenden Materialien zu steigern. Phasenreine Proben mit minimalen Kontaminationen konnten so für die NiGa- und Ni2Ga-Phasen synthetisiert werden. Die Synthese von zusätzlichen Ni/Ga-Phasen durch Induktionsschmelzen wird in Kapitel 5.2 untersucht. Die so hergestellten Proben schließen eine veränderte katalytische Aktivität durch Verunreinigungen und Oberflächenstrukturierung aus, was für einen stichhaltigen Vergleich zwischen Theorie und Experiment notwendig ist. The efficient conversion of CO2 into useful products can be a solution for two major problems the world is currently facing: energy storage and global warming. The electrochemical conversion of CO2 is a promising field of research in this area, with copper as one of the most active catalysts with high selectivity towards valuable products. The present work deals with the electrochemical CO2 reduction from a quantum mechanical point of view and applies the results in the synthesis of catalytic materials. In chapter 4.1, model systems for catalytic surfaces of different materials are developed based on a quantum cluster approach. Subsequently, the chemically meaningful pathways to all experimentally observed C1 and C2 products are connected to a network of >70 intermediates. In chapter 4.2, the intermediates are placed on a copper surface model and their energies are evaluated via density functional theory (DFT) in order to find the minimum energy path and the rate-limiting step for each product. Adsorbed CO (*CO) was found to be the key intermediate for the selectivity towards CH4 and C2 products. Its hydrogenation to *CHO is the rate-determining step for CH4 production and the dimerization of *CO opens the pathway to C2 products like ethylene. Chapter 4.3 deals with the same evaluation on intermetallic NiGa and Ni3Ga surfaces. On Ni3Ga, the calculations suggest a different mechanism for CH4 formation, which proceeds through the *COH intermediate and is caused by the structure-directing properties of Ga in the intermetallic phase. In the following chapter 5.1, the possibilities to produce thin films of the investigated materials via metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) as a method to enhance their catalytic activity over the existing materials are investigated. Phase-pure samples with minimal contaminations were generated for the NiGa and Ni2Ga phases through this method. The synthesis of additional Ni/Ga phases via induction melting is examined in chapter 5.2. For those phase-pure samples, any catalytic effect based on impurities and surface structuring can be excluded, which is necessary for a valid comparison between theory and experiment. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Stephan Schulz Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Anorganische Chemie 2018-11-06 2018-12-14 2019-01-21 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190121-143242-1 26,38 MB application/pdf John, Lukas: Computational insights and catalyst syntheses for the electrochemical CO2 reduction, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190121-143242-1 eng Juni 2015 - Dezember 2018 thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Anorganische Chemie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46826/DissLJohn.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47761 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47761 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46826 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47863 2019-01-18 DDC:6:62

Individualization-oriented supervision and assistance in human-centered cognitive technical systems Xingguang Fu Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 620 620 With the rapid development of computer technologies and programming techniques, intelligent machines have significantly changed the ways humans live and work recently. The term "cognitive technical system (CTS)" has been used by many researchers referring to an embedded computer system equipped with human-like cognitive capabilities. These cognitive capabilities may enable the system to perceive from the environment, to learn from the interactions with humans to reason and plan according to knowledge, and even to act adaptively to human individual preferences. Within the interactions with a CTS, humans are taking increasing responsibilities as a participant or a supervisor. A major challenge of such human-centered CTS is how to aid humans in an individual and adaptive way since human individuals distinguish from each other by their different understandings of the interactions. In this thesis, a novel implementation for individualized supervision and assistance in the interactions between humans and CTS is focused. The underlying approach of the implementation is the Situation-Operator Modeling (SOM). The basic idea of the approach is to assume that changes in the real world can be described as a sequence of scenes and actions. The scenes are described by the term "Situations" and actions by "Operators''. The interactions between humans and CTS can then be demonstrated as logical sequences of situations connected by operators like a network, which is defined as an action space. The identification of the current situation in the action space can be used for supervision and assistance. Considering the human individual behavioral differences, it is necessary to represent the distinctions using a situation. Hence, the characteristics, which are the basic components of a situation, are categorized as individualizable and nonindividualizable ones. The influences of individual behavioral differences on interactions between humans and CTS can then be indicated from the selection of operators depending on the individualizable characteristics. For a better understanding of the implementation, the scenario of a lane changing maneuver is used in this work as an example. Based on the concept of automated driving supervision represented using SOM, the analysis starts with experiments in a simulated virtual driving environment to collect data of the test drivers. All test drivers possess a driver's license so that the experiment can be measured in a realistic way. In the evaluation of experiments, selected measurements have shown the existence of their correlations to the driver's individual behavioral differences. These correlations can be described using a driver individual behavioral region (IBR). Different statistical approaches are used to represent and illustrate the IBR, including Time-to-Collision, bivariate boxplot, and nonparametric probability density estimation methods. The comparison of the methods shows that both bagplots and the contour diagram based on bivariate kernel density estimation are capable to construct the IBR, as well as to detect the abnormal behaviors of humans. The result of this thesis enriches the SOM-based representation by taking the individualizable characteristics under consideration. The implementation with the scenario of lane changing maneuver as an example has shown the capability of detecting and representing the IBR of a driver and the possibility to realize an individualized supervision and assistance in the interactions between humans and CTS. Durch die schnelle Entwicklung in den letzten Jahren der Computertechnologien und der Programmiertechniken haben intelligente Maschinen die Art und Weise des menschlichen Lebens und des menschlichen Arbeitens vor einiger Zeit deutlich geändert. Der Begriff eines „kognitiven technischen Systems“ (auf Englisch „cognitive technical Systems“, abgekürzt CTS) ist von vielen Forschern verwendet worden, die sich auf ein systemintegriertes Rechnersystem beziehen, welches menschenähnliche kognitive Fähigkeiten besitzt. Diese kognitiven Fähigkeiten ermöglichen die Wahrnehmung der Umwelt, das Lernen aus den Interaktionen mit Menschen, die erkenntnisbasierte Vernunft und Planbarkeit, und das adaptive Handeln auf die individuellen Bevorzugungen. Während der Interaktionen mit einem CTS sind die Menschen in zunehmendem Maße Teilnehmer oder Betreuer der kooperativen Aufgaben. Eine große Herausforderung für solche menschzentrierte CTS ist es, die Menschen aufgrund ihrer unterschiedlichen Grade an Verständnis des Systems individuell und adaptiv unterstützen zu können. Diese Arbeit konzentriert sich auf eine neuartige Umsetzung zwecks einer individualisierten Überwachung und Unterstützung in den Interaktionen zwischen Menschen und CTS. Hierzu wird eine zugrundeliegende Modellstruktur, der Situation-Operator Modellbildung (abgekürzt SOM) Ansatz, verwendet. Es wird im Ansatz angenommen, dass die Veränderungen in der realen Welt als eine Abfolge von Szenen und Handlungen beschrieben werden können. Die Szenen und die Handlungen werden mit den Begriffen „Situationen“ und „Operatoren“ beschrieben. Die Interaktionen zwischen Menschen und CTS können dann als logische Abfolgen der Situationen dargestellt werden, die miteinander wie ein Netzwerk durch Operatoren verbunden sind. Dieses Netzwerk ist definiert als Handlungsraum. Die Erkennung der jeweils aktuellen Situation im Handlungsraum kann zur Überwachung und Unterstützung genutzt werden. Unter Berücksichtigung der menschlich individuellen Verhaltensunterschiede des Menschen ist es notwendig, diese Unterschiede mit einer Situation darzustellen. Daher können die Grundkomponenten einer Situation und die Merkmale als individualisierbar und nichtindividualisierbar gekennzeichnet werden. Der Einfluss individueller Verhaltensunterschiede auf die Interaktion zwischen Menschen und CTS kann dann mit der Auswahl der Operatoren in Abhängigkeit von den individualisierbaren Merkmalen angezeigt werden. Zum besseren Verständnis der Umsetzung werden Szenarien von einem Spurwechselmanöver als Beispiel in dieser Arbeit verwendet. Die Analyse basiert auf dem Konzept der automatisierten Fahrerüberwachung, das mit SOM dargestellt wird. Dazu werden Fahrversuche mit Testfahrern in einer simulierten und virtuellen Umgebung durchgeführt, um Daten zum Spurwechsel-manöver zu sammeln. Alle Testfahrer verfügen über einen Führerschein, damit die Fahrversuche realistisch durchgeführt werden können. Anhand der Auswertung der Probedaten zeigen ausgewählte Messungen die Existenz der Zusammenhänge zwischen den Daten sowie die individuellen Verhaltens-unterschiede der Fahrer. Diese Zusammenhänge können mit einer individuellen Verhaltensregion (auf Englisch „individual behavioral Region“, abgekürzt IBR) beschrieben werden. Verschiedene statistische Methoden werden verwendet, um IBR zu beschreiben und zu illustrieren, wie z. B. Time-to-Collision, bivariate Boxplot und nichtparametrische Wahrscheinlichkeitsdichteschätzung. Aus dem Vergleich zwischen den Methoden wird ersichtlich, dass der bivariate Boxplot und das Konturdiagramm der bivariaten Kerndichteschätzung verwendet werden können, um die IBR darzustellen. Die Messwerte, die abnormale Verhaltensweisen repräsentieren, können auch mit den Methoden gekennzeichnet werden. Das Ergebnis dieser Arbeit bereichert das SOM-basierte Konzept für die Fahrer-überwachung und Fahrerassistenz unter Berücksichtigung und Einsätze der individualisierbaren Merkmale. Die IBR kann mithilfe statistischer Methoden für die Szenarien des Spurwechselmanövers dargestellt werden. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Dirk Söffker Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik 2018-11-06 2018-12-14 2019-01-18 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190118-120001-4 4,97 MB application/pdf Fu, Xingguang: Individualization-oriented supervision and assistance in human-centered cognitive technical systems, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190118-120001-4 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46897/Diss_Fu.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47863 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47863 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46897 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47920 2019-01-16 DDC:1:15:153

Sustainable decision making empirical studies on psychological factors Gerrit Stöckigt 153 150 Sustainable decision making is a key element in the fight against natural disasters, shrinking habitats, famine, and poverty. In western economies, such as the social market economy, all players – i.e., consumers, businesses, and governments – must be responsible for sustainable decision making. Examining consumer choices, this dissertation comprises three empirical studies to analyze decision making in shopping situations. The studies aim to provide new insights into predisposing factors of sustainable consumer decision making. These insights are used to deduce recommendations for policymakers to foster sustainable consumption. Study 1 focuses on the effect of the Big Five personality traits, delay-discounting tendencies, and materialism on the consideration of sustainability in buying decisions. Study 2 builds on Study 1 by adding altruism and general self-efficacy as potential predictors and decision-making abilities as possible moderators. The assessment of considering sustainability in buying decisions (by means of choice-based conjoint tasks) is complemented by measures of attitudes toward sustainability (by means of questionnaires) in Study 2. Since Studies 1 and 2 reveal a considerable influence of materialistic and altruistic tendencies, Study 3 was designed to examine the interplay of these two characteristics in the prediction of considering environmental, social, and economic sustainability in more general buying decisions. Results indicate high potential of unequivocal sustainability information in shopping situations. Further, discounting tendencies and materialism affect the consideration of sustainability in buying decisions negatively, while conscientiousness, openness to experience, and altruism have a positive effect. Decision-making abilities moderate the effect of altruism on attitudes toward sustainability, while general self-efficacy has no effect on the consideration of sustainability in buying decisions or attitudes toward sustainability. It is recommended to increase the availability of unambiguous sustainability information in stores and online shops to enable consumers to make an informed decision. Further, materialistic reinforcements in society (e.g., in media and public communication) should be limited to stop persuading consumers to buy unneeded products. Instead, altruistic tendencies should be strongly reinforced in society. Future studies are advised to examine nudge strategies to promote sustainable buying decisions in consumers with personality structures that do not favor a sustainable lifestyle. Furthermore, the role of situational factors of consumer decision making that have not been investigated should be addressed in future research, such as consumer knowledge and understanding. Nachhaltiges Entscheidungsverhalten ist ein Schlüsselelement im Kampf gegen Naturkatastrophen, schwindende Lebensräume, Hungersnot und Armut. In westlichen Volkswirtschaften, wie der sozialen Marktwirtschaft, müssen alle Akteure – d.h. Konsumenten, Unternehmen und Regierungen – Verantwortung für nachhaltiges Entscheidungsverhalten übernehmen. Durch die Untersuchung von Konsumentscheidungen umfasst diese Dissertation drei empirische Studien, um Entscheidungsverhalten in Kaufsituationen zu analysieren. Die Studien zielen darauf ab, neue Erkenntnisse über prädisponierende Faktoren von nachhaltigen Konsumentscheidungen zu gewinnen. Diese Erkenntnisse werden genutzt, um Empfehlungen für politische Entscheidungsträger abzuleiten, um nachhaltigen Konsum zu fördern. Studie 1 befasst sich mit dem Effekt der Big-Five-Persönlichkeitsfaktoren, Diskontierungstendenzen und Materialismus auf die Berücksichtigung von Nachhaltigkeit in Kaufentscheidungen. Studie 2 baut auf Studie 1 auf, indem Altruismus und allgemeine Selbstwirksamkeitserwartung als potentielle Prädiktoren und Entscheidungsfähigkeiten als mögliche Mediatoren analysiert werden. Die Erhebung der Berücksichtigung von Nachhaltigkeit in Kaufentscheidungen (durch wahlbasierte Conjointaufgaben) wird in Studie 2 durch die Messung von Einstellungen zu Nachhaltigkeit (durch Fragebögen) ergänzt. Da Studie 1 und 2 einen bemerkenswerten Einfluss von materialistischen und altruistischen Tendenzen offenlegen, wurde Studie 3 konzipiert, um das Zusammenspiel dieser beiden Eigenschaften in der Vorhersage der Berücksichtigung ökologischer, sozialer und ökonomischer Nachhaltigkeit in allgemeinen Kaufentscheidungen zu beleuchten. Die Ergebnisse deuten ein hohes Potential unmissverständlicher Nachhaltigkeitsinformationen in Kaufentscheidungen an. Des Weiteren beeinflussen Diskontierungstendenzen und Materialismus die Berücksichtigung von Nachhaltigkeit in Kaufentscheidungen negativ, während Gewissenhaftigkeit, Offenheit für Erfahrungen und Altruismus einen positiven Effekt haben. Entscheidungsfähigkeiten moderieren den Effekt von Altruismus auf Einstellungen zu Nachhaltigkeit, während allgemeine Selbstwirksamkeitserwartung keinen Effekt auf die Berücksichtigung von Nachhaltigkeit in Kaufentscheidungen hat. Es wird empfohlen, die Verfügbarkeit von eindeutigen Nachhaltigkeitsinformationen in Geschäften und Onlineshops zu erhöhen, um Konsumierende zu befähigen, eine informierte Entscheidung zu treffen. Des Weiteren sollten materialistische Verstärkungen in der Gesellschaft (z. B. in Medien und öffentlicher Kommunikation) begrenzt werden, um zu verhindern, dass Konsumierende dazu verleitet werden, unnötige Produkte zu kaufen. Altruistische Tendenzen sollten stattdessen deutlich verstärkt werden. Künftigen Studien wird empfohlen, Nudge-Strategien zu untersuchen, um nachhaltige Kaufentscheidungen in Konsumierenden zu födern, deren Persönlichkeitsstrukturen einen nachhaltigen Lebensstil nicht begünstigen. Außerdem sollte die Rolle situationaler Faktoren von Konsumentscheidungen adressiert werden, die hier nicht untersucht wurden, wie Vorwissen und Verständnis der Konsumierenden. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Matthias Brand Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft, Angewandte Kognitions- und Medienwissenschaft, Allgemeine Psychologie: Kognition 2018-10-12 2018-12-17 2019-01-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190116-133253-7 2,36 MB application/pdf Stöckigt, Gerrit: Sustainable decision making: empirical studies on psychological factors, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190116-133253-7 eng http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft, Angewandte Kognitions- und Medienwissenschaft, Allgemeine Psychologie: Kognition 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46941/Diss_Stoeckigt.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47920 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47920 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46941 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47842 2019-01-16 DDC:6:62:620

An approach to the design of broadband tunable multi-port antenna systems with high inter-port isolation Theoretisch fundierte systematische Entwurfsverfahren für abstimmbare Mehrtorantennensysteme Montaha Bouezzeddine Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 620 620 Infolge der dramatischen Zunahme des mobilen Datenaufkommens besteht ein dringender Bedarf das für die Mobilkommunikation verfügbare Spektrum zu erweitern (Millimeterwellen), insbesondere aber auch den Bereich der klassischen Mobilfunkspektrums (< 6 GHz) vollständiger und effektiver zu nutzen. In der Perspektive wird dieser Bereich unter Verwendung von Techniken wie intraband- und interband carrier aggregation (CA) sowie opportunistischem Spektrumszugriff (Dynamic Spectrum Access, License Assisted Access) nahezu vollständig für die Mobilkommunikation genutzt werden. Für mobile Antennensysteme, deren Momentanbandbreiten aufgrund des verfügbaren Bauvolumens grundsätzlich beschränkt sind, ist daher digitale elektronische Abstimmbarkeit von größter Bedeutung. Im Mittelpunkt des Interesses stehen dabei abstimmbare Mehrtorantennensystemen, die MIMO-Übertragungstechniken mit einer größeren Anzahl von Antennentoren, z.B. 4 oder 8 Toren unterstützen. Techniken zur elektronischen Abstimmung von Einzelantennen sind darauf nicht unmittelbar übertragbar, da nicht nur die Anpassung an einzelnen Antennentoren sondern auch die Entkopplung der Antennentore über den gesamten Abstimmbereich zu gewährleisten ist. Theoretisch fundierte systematische Entwurfsverfahren für breitbandig abstimmbare Mehrtorantennensysteme lagen bisher nicht vor. In der vorliegenden Arbeit wird ein Entwurfsverfahren für breitbandig abstimmbare Mehrtorantennensysteme entwickelt das auf einen möglichst großen Abstimmbereich ohne Beeinträchtigung der Isolation zwischen den Antennentoren, auf hohe Momentanbandbreiten über den gesamten Abstimmbereich und auf möglichst geringe Komplexität des erforderlichen Speisenetzwerks abzielt. Das Verfahren baut auf der Theorie Charakteristischen Moden leitender Körper auf und nutzt diese zum gezielten Entwurf der Strahlungsmoden (radiation modes) des Antennensystems. Es wird gezeigt, dass ein Entwurfsansatz, der unter gezielter Nutzung von Symmetrien die Invarianz der Streuparameter des Antennensystems unter Permutationen der Indices der Speisetore sichert, und damit frequenzunabhängige Strahlungsmoden, die Realisierung breitbandig abstimmbarer Mehrtorantennensysteme moderater Komplexität gestattet. Das vorgeschlagene Entwurfsverfahren wird am Beispiel eines 4-Tor Antennensystems für ein Gerät mit dem Formfaktor einer Femto-Cell Basisstation im Frequenzbereich von 470MHz bis 790MHz illustriert. In diesem Zusammenhang werden auch systematische Verfahren zum Entwurf breitbandiger Anpassungs- und Entkoppelnetzwerke entwickelt. Das Entwurfsverfahren wird durch umfangreiche Messungen an Prototypen, die auch im Rahmen Demonstrationsplattform für kognitive Kommunukationssysteme zum Einsatz kamen, validiert. Due to the dramatic increase of mobile data traffic, there is an urgent need to extend the available spectrum for mobile communications (millimeter waves), but in particular also to use the classical mobile spectrum (< 6 GHz) in a more exhaustive and effective way. By employing techniques such as intraand inter-band carrier aggregation (CA), and opportunistic spectrum access (Dynamic Spectrum Access, License Assisted Access), this portion of the spectrum will be almost completely occupied for mobile communications. For mobile antenna systems, whose instantaneous bandwidths are fundamentally limited by available volume, the consequence is that digital tunability becomes a topic of uttermost relevance. Interest focuses on tunable multi-port antenna systems, which support Multiple Input – Multiple Output (MIMO) transmission techniques with a substantial number of antenna ports, e.g. 4 or 8 ports. Approaches for electrical tuning of single antenna elements are not directly applicable in this context, since not only the match of individual ports, but also the de-coupling of antenna ports must be assured over the full tuning range. Theoretically substantiated, systematic design procedures for wideband tunable multi-port antenna systems were hitherto not available. In the present thesis, a design methodology for wideband tunable multi-port antenna systems is derived. It aims at achieving the largest possible tuning range without compromising isolation between antenna ports, at large instantaneous bandwidth for any selected tuning state, and with the lowest possible complexity of the required feed network. The approach builds on the Theory of Characteristic Modes of conducting bodies and makes use of them for a systematic design of the Radiation Modes of the antenna system. It is shown that a design approach which, by purposeful exploitation of symmetries, assures invariance of the antenna system’s scattering parameters under permutations of port indices and thereby frequency independent Radiation Modes. The property of frequency independent Radiation Modes permits the realization of wideband tunable multi-port antenna systems of moderate complexity. The proposed methodology is illustrated by designing a 4-port antenna system on a femto-cell form factor device for the frequency range from 470MHz to 790MHz. In this context, systematic procedures for the design of the required wideband tunable matching networks and decoupling networks are also presented. The complete design approach is validated by extensive measurement results from prototypes which were also successfully used in demonstration platform for cognitive radio systems. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen 2018-06-08 2018-12-13 2019-01-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190116-142306-2 14,70 MB application/pdf Bouezzeddine, Montaha: An approach to the design of broadband tunable multi-port antenna systems with high inter-port isolation, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190116-142306-2 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Elektrotechnik und Informationstechnik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46929/Diss_Bouezzeddine.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47842 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47842 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46929 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:15920 2019-01-16 DDC:5:54:547

Darstellung und Untersuchung cheletroper Fängersysteme für Stickstoffmonoxid Frank Stefan Hornig Dr. 547 540 Fluoreszenz , FNOCT , Stickstoffmonoxid , Nitroxid , Radikal <p><strong>Zugriff auf den Volltext ist aus datenschutzrechtlichen Gründen gesperrt, neue Version unter <a href="http://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47956">DuEPublico-ID 47956</a> </strong> </p> Kondensierte Aromaten sind häufig gute Fluorophore. Es ist in den letzten Jahren gelungen, o-Chinodimethanderivate zu konzipieren, die nach NO-Fixierung und Reduktion des dabei gebildeten Nitroxidradikals ein fluoreszierendes aromatisches System bilden. Dies erlaubt den direkten fluoreszenzspektroskopischen Nachweis von Stickstoffmonoxid. Diese Art von Stickstoffmonoxid-Fängern wurde als „Fluorescent Nitric Oxide Cheletropic Trap“ (FNOCT) bezeichnet. Besonders wichtig ist, dass nach Reaktion mit NO und Reduktion des Radikals ein intensives und leicht beobachtbares Fluoreszenzsignal entsteht. Die strukturelle Gemeinsamkeit der bisher synthetisierten Fängersysteme war zum einen das Phenanthrensystem als Fluorophor und zum anderen die Phenylgruppen am cheletropen Fängerzentrum. Diese Phenylgruppen wurden durch Methyl- sowie Carboxymethylester-Gruppen substituiert um die Wasserlöslichkeit zu verbessern, da die Lipophilie durch Einführen geeigneter Gruppen verringert werden könnte. Es zeigte sich, das die Methylgruppe oder Carboxygruppe einen desaktivierenden Effekt auf den NO-Abfang ausübt. Weitere substituierte Derivate sind wünschenswert, um die Palette verfügbarer Abfangreagenzien zu vergrößern und die Eigenschaften zu verbessern. Es wurde deshalb untersucht, ob die Konzeption eines Nachweises von NO analog der bekannten Fängersysteme auf der Basis von Pyren als Fluorophor möglich ist. Die Vergrößerung des aromatischen Systems konnte erfolgreich durchgeführt werden. Die Pyrensysteme zeigten eine Fluoreszenzverschiebung in den bathochromen Bereich. Gleichzeitig erhöhte sich die Quantenausbeute und die Sensitivität der FNOCT-Methode. Die NO-Abfangversuche waren ebenfalls erfolgreich. Durch das Pyrensystem verschiebt sich das Maximum der Anregungswellenlänge der Hydroxylamine bathochrom um ca. 50 nm, verglichen mit der unsubstituierten Phenanthrenverbindung. Die Verbindungen können in Phosphatpuffer pH 7.30 im Bereich von 350 nm angeregt werden und zeigen somit eine ausreichend langwellige Fluoreszenz bei 380 nm bis 420 nm für den Einsatz im biologischen System. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Reiner Sustmann Prof. em. Dr. Dr. h.c. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Organische Chemie Herbert de Groot Herbert de Groot Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie 2007-08-10 2007-05-21 2007-07-25 2019-01-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:465-20080211-134848-9 2,01 MB application/pdf Hornig, Frank Stefan: Darstellung und Untersuchung cheletroper Fängersysteme für Stickstoffmonoxid, 2007: urn:nbn:de:hbz:465-20080211-134848-9 ger https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47956 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47956 Zugriff auf den Volltext ist aus datenschutzrechtlichen Gründen gesperrt, neue Version unter <a href="http://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47956">DuEPublico-ID 47956</a> thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Organische Chemie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-17437/Dissertation_Frank_Stefan_Hornig.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=15920 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=15920 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-17437 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:10388 2019-01-16 DDC:3:37

Lernschwierigkeiten in der Mathematik Eine Untersuchung über die Schwierigkeiten griechischer Schüler und Schülerinnen in der schriftlichen Division sowie über die Evaluation unterrichtlicher Fördermaßnahmen Charitini Iordanidou Dr. 370 370 Lernschwierigkeiten , schriftliche Division , Fehleranalyse , systematische Fehler , diagnostischer Divisionstest , klinische Interviews , Grundrechenarten , mathematischer Lehrstoff der Primarstufe in Griechenland und Deutschland Thema der vorliegenden Arbeit waren die Lernbehinderungen bzw. Lernschwierigkeiten griechischer Schüler in der Mathematik der Primarstufe. Die Behandlung dieser Thematik erfolgte ausgehend von einer Begriffsbestimmung der Lernbehinderung bzw. Lernschwierigkeit und die Betrachtung des Mathematikunterrichts in Griechenland über die Entwicklung und Durchführung eines Tests zur Division und über die Evaluation durchgeführter Fördermaßnahmen. Der theoretische Rahmen bezüglich Lernbehinderungen wurde im ersten Kapitel in Hinblick auf die Situation in Griechenland und in Deutschland vorgestellt. Hierbei wurde ersichtlich, dass die Lernbehindertenpädagogik in Deutschland auf eine lange, stufenweise Entwicklung zurückblicken kann, während in Griechenland die Lernbehindertenpädagogik ihren Anfang erst im 20. Jahrhundert hat. Im zweiten Kapitel wurde die Betrachtung des Mathematikunterrichts in Griechenland ins Zentrum gestellt. Hierzu wurde das griechische Lehrbuch "Meine Mathematik" betrachtet und der Lehrstoff, der in der Primarstufe behandelt wird, zusammenfassend vorgestellt. Gleichzeitig wurde ein deutsches Lehrwerk, "Das Zahlenbuch", vorgestellt, dass Alternativen für die Erziehungs- und Unterrichtspraxis aufzeigen sollte. Mit einer kritischen Betrachtung der Lehrbücher und dem Verweis auf Angebote von Impulsen aus dem "Zahlenbuch", die das Lernen effizienter, ökonomischer und leichter gestalten würden, endet dieses Kapitel. Im dritten Kapitel setzte der empirische Teil der Arbeit an. Zu Beginn wurde ein Überblick über die bereits existierenden Untersuchungen bezüglich des Mathematikunterrichts in Griechenland gegeben. In der Folge wurden die Forschungsinteressen und -methoden festgelegt. Ausgegangen wurde von einer Hauptuntersuchung quantitativer Natur, anschließend wurden qualitative Methoden eingesetzt, um den Kontext zu beleuchten und die Hypothesen zu überprüfen, die mit quantitativen Methoden gewonnen wurden. Die erste Phase der Untersuchung, die im vierten Kapitel beginnt, bildete den Orientierungspunkt für den weiteren Verlauf. Die Betrachtung der Lernkontrollen der vier ersten Klassen, die im Rahmen des Mathematikunterrichts geschrieben werden, gab Aufschluss über die schwierigsten Themenbereiche im Mathematikunterricht dieser Klassen. Besondere Aufmerksamkeit wurde den Ergebnissen der vierten Klassen gewidmet, da bis dahin alle Rechenoperationen eingeführt und eingehend geübt werden. Als schwierigste Rechenoperation erwies sich wie erwartet die Division. So konzentrierte sich das Interesse der Arbeit in der Folge auf diese Operation. Um die Leistungen griechischer Schüler in der schriftlichen Division abzufragen, wurde in der zweiten Phase der Untersuchung ein diagnostischer Divisionstest an 189 Viertklässlern durchgeführt. Aus der qualitativen Fehleranalyse der Tests ergaben sich Fehlerkategorien, die in systematische und zufällige Fehler eingeteilt wurden. Es ließen sich insgesamt 13 systematische Fehlermuster erkennen, die unterschiedliche Defizite aufzeigten. Jedes einzelne Fehlermuster wurde anhand von Schülerbeispielen beschrieben und näher erläutert. Gleichzeitig wurden Hypothesen für die Entstehungshintergründe dieser Fehler aufgestellt. Diese Hypothesen bedurften allerdings einer objektiven Überprüfung. Hier war es aufschlussreich, die Lösungswege der Schüler und die Fehlerursachen zu ermitteln, wodurch ein weiteres Instrument in die Untersuchung einbezogen wurde. Die Durchführung von klinischen Interviews erwies sich hierbei als unerlässliche Methode und machte die dritte Phase der Untersuchung aus. Interviewt wurden 48 Schüler, die an den Tests teilgenommen hatten. Alle von ihnen hatten einen oder mehrere systematische Fehler in ihren Divisionslösungen gemacht. Aus den Kommentaren der Schüler wurden die Gedankengänge und Rechenstrategien der Schüler ersichtlich, die sie zu den einzelnen Fehlern führten. Gleichzeitig wurden auch die Stärken der Schüler evident und insbesondere die Fähigkeit, das verfügbare Wissen umzuorganisieren und zu reflektieren, um daraus eigene Strategien zu entwickeln. Auf Grund der Erkenntnisse aus den Tests und den Interviews über die Schwierigkeiten der Schüler wurde in der Folge im fünften Kapitel ein dreimonatiges Unterrichtsexperiment durchgeführt, an dem Schülerinnen und Schüler teilnahmen, die erhebliche Schwierigkeiten beim schriftlichen Dividieren hatten. Das gesetzte Ziel war hier, die Schwierigkeiten der Schüler ausfindig zu machen und ihnen die nötigen Hilfen zu geben, um diese zu beheben. Abschließend wurde ein Nachtest durchgeführt, um die Lernfortschritte der Schüler festzustellen. Es handelte sich dabei um denselben diagnostischen Test, der den Schülern in der zweite Phase der Untersuchung gestellt wurde. Die Leistungen der Schüler in dem Vortest wurden mit ihren Leistungen in dem Nachtest verglichen und auf diesem Wege wurde der abschließende Leistungsstand erhoben. Die Arbeit schließt mit Empfehlungen und praktischen Hinweisen ab, die nicht nur für die Unterrichtenden, sondern auch für mit der Abfassung von Richtlinien und Lehrbüchern betrauten und mit der Gestaltung der Lehrerausbildung in universitärer oder beruflicher Ebene befassten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von Interesse sein können. Sie beziehen sich auf den mathematischen Lehrstoff, die Lehrmethoden, die Lehrkompendien und speziell auf die Inhalte, die die schriftliche Division thematisieren. Vorliegende Empfehlungen gehen auf die kritische Auseinandersetzung mit der einschlägigen Literatur und mit außerhalb von Griechenland erprobten und praktizierten Lehrkonzepten zurück. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen 2002-01-17 2002-03-22 2002-01-17 2019-01-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:465-miless-010388-5 4,57 MB application/pdf Iordanidou, Charitini: Lernschwierigkeiten in der Mathematik: Eine Untersuchung über die Schwierigkeiten griechischer Schüler und Schülerinnen in der schriftlichen Division sowie über die Evaluation unterrichtlicher Fördermaßnahmen, 2002: urn:nbn:de:hbz:465-miless-010388-5 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Bildungswissenschaften, Institut für Pädagogik, Bildungsforschung 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-10736/Diss.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=10388 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=10388 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-10736 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:10378 2019-01-16 DDC:6:61

Adoptive transfer of immunity to hepatitis B virus by liver transplantation in rats Jun Li Dr. 610 610 liver transplantation , adoptive immune transfer , hepatitis B , bone marrow cells infusion , vaccine We used a rat model to study adoptive immune transfer by liver transplantation. Animals' humoral response to HBsAg was chosen as the parameter to judge the efficacy of the immune transfer. Three strains of donor rats (LEW, BN and ACI) were vaccinated with recombinant HBV vaccine twice. After seroconversion to HBsAg 6 weeks later, they donated their livers to naïve LEW rats. Anti-HBs antibody titers were detected in 85% (34/40) of liver recipients, irrespective of strain combination and immunosuppressive treatment. Effective antibody titer was measured for up to 10 weeks after transplantation, with a mean duration of 3 to 6 weeks in the different groups. Alloreactivity limited the antibody development in the liver recipients, whereas Immunosuppression by cyclosporine A enhanced this immune transfer, probably by protection of donor lymphocytes from rejection. Simultaneous bone marrow transplantation, possibly by increasing the number of antibody secreting cells transferred, raised the seroconversion rate of anti-HBs in liver recipients, especially when the donor titer was relatively low (from 1000 to 15000 mIU/ml). Restimulation by post-transplant vaccination led to a better response rate in bone marrow augmented liver recipients, which could be taken as argument for cell engraftment. Two potential mechanisms may contribute to this antibody transfer. One is passive antibody transfer due to the antibodies washed out from the liver graft, another is the migration of donor derived immune cells into the recipients, which can keep on secreting antibodies. Although donor derived immunity was only transiently detectable, adoptive immune transfer could be a potential strategy to reduce hepatitis B reinfection rate after liver transplantation and therefore should be evaluated clinically. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen 2002-01-09 2002-01-09 2002-03-07 2019-01-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:465-miless-010378-9 2,88 MB application/pdf Li, Jun: Adoptive transfer of immunity to hepatitis B virus by liver transplantation in rats, 2002: urn:nbn:de:hbz:465-miless-010378-9 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Klinik für Allgemeinchirurgie, Viszeral- und Transplantationschirurgie 2 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-10723.zip https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=10378 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=10378 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-10723 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47956 2019-01-15 DDC:5:54:547

Darstellung und Untersuchung cheletroper Fängersysteme für Stickstoffmonoxid Frank Stefan Hornig Dr. 547 540 Fluoreszenz , FNOCT , Stickstoffmonoxid , Nitroxid , Radikal Kondensierte Aromaten sind häufig gute Fluorophore. Es ist in den letzten Jahren gelungen, o-Chinodimethanderivate zu konzipieren, die nach NO-Fixierung und Reduktion des dabei gebildeten Nitroxidradikals ein fluoreszierendes aromatisches System bilden. Dies erlaubt den direkten fluoreszenzspektroskopischen Nachweis von Stickstoffmonoxid. Diese Art von Stickstoffmonoxid-Fängern wurde als „Fluorescent Nitric Oxide Cheletropic Trap“ (FNOCT) bezeichnet. Besonders wichtig ist, dass nach Reaktion mit NO und Reduktion des Radikals ein intensives und leicht beobachtbares Fluoreszenzsignal entsteht. Die strukturelle Gemeinsamkeit der bisher synthetisierten Fängersysteme war zum einen das Phenanthrensystem als Fluorophor und zum anderen die Phenylgruppen am cheletropen Fängerzentrum. Diese Phenylgruppen wurden durch Methyl- sowie Carboxymethylester-Gruppen substituiert um die Wasserlöslichkeit zu verbessern, da die Lipophilie durch Einführen geeigneter Gruppen verringert werden könnte. Es zeigte sich, das die Methylgruppe oder Carboxygruppe einen desaktivierenden Effekt auf den NO-Abfang ausübt. Weitere substituierte Derivate sind wünschenswert, um die Palette verfügbarer Abfangreagenzien zu vergrößern und die Eigenschaften zu verbessern. Es wurde deshalb untersucht, ob die Konzeption eines Nachweises von NO analog der bekannten Fängersysteme auf der Basis von Pyren als Fluorophor möglich ist. Die Vergrößerung des aromatischen Systems konnte erfolgreich durchgeführt werden. Die Pyrensysteme zeigten eine Fluoreszenzverschiebung in den bathochromen Bereich. Gleichzeitig erhöhte sich die Quantenausbeute und die Sensitivität der FNOCT-Methode. Die NO-Abfangversuche waren ebenfalls erfolgreich. Durch das Pyrensystem verschiebt sich das Maximum der Anregungswellenlänge der Hydroxylamine bathochrom um ca. 50 nm, verglichen mit der unsubstituierten Phenanthrenverbindung. Die Verbindungen können in Phosphatpuffer pH 7.30 im Bereich von 350 nm angeregt werden und zeigen somit eine ausreichend langwellige Fluoreszenz bei 380 nm bis 420 nm für den Einsatz im biologischen System. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Reiner Sustmann Prof. em. Dr. Dr. h.c. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Organische Chemie Herbert de Groot Herbert de Groot Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie 2007-05-21 2007-07-25 2019-01-15 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190115-124203-4 2,05 MB application/pdf Hornig, Frank Stefan: Darstellung und Untersuchung cheletroper Fängersysteme für Stickstoffmonoxid, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190115-124203-4 ger https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=15920 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=15920 Neue Version der aus datenschutzrechtlichen Gründen gesperrten Dissertation <a href="http://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=15920">DuEPublico-ID 15920</a> thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Organische Chemie 2 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46978.zip https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47956 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47956 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46978 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:46720 2019-01-09 DDC:1:15:150

Rückmeldeprozesse im Kontext der Erziehungsberatung unter besonderer Berücksichtigung der sozialen Dimensionen Öffentlichkeit und Teamdynamik Processes of feedback in the context of educational counseling in the midst of particular consideration of the social dimensions publicity and team dynamic Julia Zingsem 150 150 Eine Arbeitsgruppe in einer Stadt in Nordrhein-Westfalen ist eine Kooperation mit einer Universität (auch in Nordrhein-Westfalen) eingegangen, um die Wirksamkeit ihrer eigenen Beratungstätigkeit zu erforschen. Eine Interviewstudie (Studie 1) wurde geplant, um Erkenntnisse über diejenigen Beratungsprozesse zu gewinnen, die aus Sicht der Klientinnen und Klienten als wirksam erachtet wurden. Auf dieser Grundlage sollte ein Feedbackinstrument entwickelt werden. Die guten Ergebnisse der ersten Studie veranlassten die Arbeitsgruppe dazu, diese einer breiteren Öffentlichkeit auf einer Fachtagung vorzustellen. Aus dieser ungeplanten Tagung ergab sich im Nachhinein die zweite Studie: Die Analyse der Einschätzungen der Teilnehmenden stellte sich als interessant heraus, da die guten Resultate der ersten Studie verpufften und die Notwendigkeit professioneller Erziehungsberatung öffentlich angezweifelt wurde. Im letzten und abschließenden Kooperationstreffen zwischen den Forscherinnen und der Arbeitsgruppe hinsichtlich einer Nachbereitung der Fachtagung ergaben sich keine weiteren Absprachen bezüglich eines weiteren gemeinsamen Vorgehens, insbesondere hinsichtlich des noch zu entwickelnden Feedbackinstruments. Das ursprüngliche Vorhaben wurde nicht weiterverfolgt. Die Veränderung in der Zusammensetzung der Arbeitsgruppe hat - so wurde angenommen - zu Veränderungen sowohl bei der Zusammenarbeit innerhalb der Arbeitsgruppe als auch in der Kooperation mit den Forscherinnen geführt. Der indirekte Abschluss der Kooperation gab den Anlass für Studie 3. Hier wurde der Forschungsprozess der internen Evaluation anhand von gruppendynamischen Aspekten untersucht. Schließlich werden die Erkenntnisse aus dem Blickwinkel der Evaluation in Institutionen betrachtet. Der Blick ist hier besonders auf die Implikationen gerichtet, die sich für Evaluatorinnen und Evaluatoren ergeben. A work team in a city in North Rhine-Westphalia startet a cooperation with a university (also in North Rhine-Westphalia) to investigate the efficacy of their own educational counseling. An interview study (study 1) was planned to gain findings about those conseling processes that are effictive from the perspective of the clients. A feedback instrument should be generated on this basis. The good results of the first study induced the team to present them to the publicity on a conference. From this unplanned conference arose the second study afterwards: the analysis of the assessment of the participants turned out to be interesting, as the good results of study one crackled and the need of professional educational counselors was doubted in public. At the last and concluding meeting between the researcher and the work team concerning the post-processing of the conference there were no agreements on the further common procedure, particularly concerning the Development of the feedback instrument. The original planning was no longer pursued. The change of the composition of the work team led to – so it was supposed – changes within the work team and the collaboration with the researchers. The devious close of the cooperation led to study 3. Here the interior research process of the internal evaluation was analysed among group dyniamic aspects. Finally the gotten findings are discussed out of the perspective of evaluations in institutions. The view there in particular is on the omplications which surrender for the evaluators. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Gisela Steins Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Bildungswissenschaften, Institut für Psychologie, Allgemeine Psychologie und Sozialpsychologie 2018-08-15 2018-03-16 2018-07-25 2019-01-09 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20180815-104744-2 1,90 MB application/pdf Zingsem, Julia: Rückmeldeprozesse im Kontext der Erziehungsberatung unter besonderer Berücksichtigung der sozialen Dimensionen Öffentlichkeit und Teamdynamik, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20180815-104744-2 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Bildungswissenschaften, Institut für Psychologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-45939/DissJZingsem.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=46720 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=46720 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-45939 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47884 2019-01-07 DDC:6:62

Effecting the driver’s awareness Options, bounds, limits Jiao Wang Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 620 620 Automotive technology has been developed for decades. During this time the goal of realization of a safe driving stays always the same. Most hybrid electric vehicles (HEVs) provide the “eco” driving mode, which helps to increase the fuel efficiency by changing the vehicle transmission behavior, the acceleration characteristics, the air conditioning system, etc. Besides the alteration of the performance of the vehicle, the behavior of the driver also plays a crucial role in influencing the fuel efficiency. The human driver behaves individually and dynamically. It is necessary to assist the driver in an appropriate manner to behave efficiently. The fully automated vehicle is one of the promising improvements in the automotive technology in the future. As for a transition phase from conventional manual vehicle to fully automated one, vehicles with multi-levels of automated driving are derived. These vehicles consist of several levels of automated driving, which could lead to the problem of mode error/confusion. It is essential to study the limits of the drivers and to assist them to recognize the current situation and the ability of the automated system to ensure a safe takeover. In this thesis, the concept of closing the driver-vehicle-environment loop with a driver-vehicle interface (DVI) is proposed. The bidirectional information flow dis- played on the DVI could help the driver to improve the driving safety and efficiency in different automated driving levels. To realize the increment of fuel efficiency, the DVIs based on the proposed concept displaying the suggested efficiency optimal behavior in different manners as Head-Up Display (HUD) and on instrument cluster are proposed and studied. Two experiments are conducted to compare the efficacy and effect of the DVIs on drivers’ behavior. Results show that the driving efficiency could be improved by showing the suggestion. The most efficient drive requires the most visual demand. By considering the distracting factors from the environment into the suggested optimal behavior, the cognitive workload could be reduced. For the vehicles with multi-levels of automated driving, novel interactive DVIs are proposed to reduce the mode error/confusion. The results from previously performed two experiments are applied to the lower automated levels. A third experiment is executed to evaluate the efficacy and acceptance of such DVIs as well as to study the takeover behavior of the drivers in various critical situations. The proposed DVIs are positively confirmed by the participants. The obtained results show that the takeover time in the first drive is significantly higher than the following ones. This means that using only the average takeover time to design the integration of human as a fallback layer of automated vehicles is not suitable. It is concluded that the takeover time also depends on the individual driver, the driving velocity, the difficulty of the critical situation, etc. The proposed interactive DVIs are adapted based on the conclusions from the conducted experiments. They show the information from different automated driving levels systematically using the HUD, the instrument cluster, the rear view mirrors, and the touch display. The functionalities are dynamic to the active driving mode. The warnings and suggestions to the driver are displayed dynamically based on the tracked glance position. New research questions are posed regarding safe takeover, comprehensive understanding of the TOR as well as qualitative and quantitative relations between the takeover and the activity of driver in non-driving-related task (NDRT). Based on the performed experiments and obtained results, the discussion about the design goals and principles as well as requirements for adaptive DVIs for future development are concluded in this thesis. The future DVIs should be able to show the situation-dependent information appropriately, to learn, or to adapt to the individual behavior of the driver, as well as to combine the driving efficiency, the allowable situation, and the intention of the driver. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Dirk Söffker Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik 2018-11-07 2018-12-14 2019-01-07 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190114-101049-1 10,79 MB application/pdf Wang, Jiao: Effecting the driver’s awareness: Options, bounds, limits, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190114-101049-1 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46913/Diss_Wang.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47884 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47884 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46913 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47770 2019-01-07 DDC:6:61:610

Zur Deliktbelastung im kriminologischem Hellfeld bei Verurteilten mit Strafzurückstellung gemäß § 35 Betäubungsmittelgesetz Eine Auswertung des Antragsjahrganges 2008 derStaatsanwaltschaft Essen Raphaele Lamers Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen 610 610 Ziel dieser Untersuchung ist eine qualitative und quantitative Analyse der Deliktbelastung von nach § 35 („Therapie statt Strafe“) Betäubungsmittelgesetz (BtMG) Verurteilten. Hier-für wurde eine Untersuchung vorgenommen für die von der Staatsanwaltschaft Essen betreuten Personen (n=214) des Antragsjahres 2008. Informationen aus den Gerichtsakten zu Demographie, individueller Drogenproblematik, Urteilen und Verfahrensverläufen wurden systematisch erfasst. Zudem wurden aktuelle Auszüge aus dem Bundeszentral-register (BZR; Hellfelddelinquenz) ausgewertet. Die untersuchte Klientel war im Durchschnitt 34,7 Jahre alt und mehrheitlich männlich (86,4%). Es war mit einem Anteil von 86,9% vorwiegend deutsch. Ausländische Staatsbürger waren mit 10,7% (n=23) ähnlich häufig vertreten wie in der Allgemeinbevölkerung der Bundesrepublik Deutschland. Der Antrag auf Zurückstellung der Strafe nach § 35 BtMG wurde vorwiegend aus der Haft heraus gestellt (n=170 von 214 Probanden). Die Stichprobenklientel war langjährig kriminell mit durchschnittlich 15,2 Jahren im Hellfeld und war mit durchschnittlich 15,1 BZR-Einträgen hochfrequent delinquent vorbelastet. Verurteilungen nach dem Jugendgerichtsgesetzt (JGG) waren ein Prädiktor für die Hellfelddelinquenz in Jahren, die Anzahl der BZR-Einträge, Deliktbreite im Bezug auf das Strafgesetzbuch (StGB) und Anzahl von Verurteilungen nach dem BtMG und StGB pro Jahr. Qualitativ kriminologisch war die Klientel vorwiegend mit einfachem Diebstahl (2326 Delikte), schwerem Diebstahl (538 Delikte), Rohheitsdelikten (648 Delikte) sowie mit Vermögens- und Fälschungsdelikten (669 Delikte) belastet. Die Anlasstaten zur Anordnung einer Therapie nach § 35 BtMG waren vorwiegend Vergehen nach dem StGB und weniger nach dem BtMG. Die Klientel war nur geringgradig mit Maßregeln nach §§ 63 und 64 StGB vorbelastet. Insgesamt zeigt die Auswertung eine vorrangig männliche Klientel mit langjährigem und hochfrequentem kriminellen Verhalten bei eher niedrigem Schweregrad der jeweiligen Delikte. Die Abhängigkeit von illegalen Drogen bereits bei Beginn des Jugendalters ist demnach oft nur ein Aspekt eines devianten Lebensstils. Eine methodische Einschränkung ist die Beschränkung auf Daten aus dem Hellfeld bei der Annahme weiterer, allerdings nicht erfasster und im Umfang schwer abzuschätzender Straftaten (Dunkelfeld). Die Ziele der Justiz und der (Sucht-)Medizin in Bezug auf den Ertrag einer Behandlung gemäß § 35 BtMG divergieren. Sofern der abhängige Suchtmittelkonsum ein Element eines langjährig devianten Lebensstils ist, bedeutet dies im Grundsatz eine negative Prognose für den Ertrag der Behandlung. In einer weiteren Studie soll der Ertrag des § 35 BtMG und dessen Prädiktoren untersucht werden. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Norbert Scherbaum Prof. Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, LVR-Klinikum Essen, Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie 2018-04-18 2018-11-19 2019-01-07 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20190107-092339-7 1,70 MB application/pdf Lamers, Raphaele: Zur Deliktbelastung im kriminologischem Hellfeld bei Verurteilten mit Strafzurückstellung gemäß § 35 Betäubungsmittelgesetz: Eine Auswertung des Antragsjahrganges 2008 derStaatsanwaltschaft Essen, 2019: urn:nbn:de:hbz:464-20190107-092339-7 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, LVR-Klinikum Essen, Klinik für Abhängiges Verhalten und Suchtmedizin 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46832/DissRLamers.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47770 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47770 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46832 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47797 2018-12-21 DDC:0:00

Problem-based privacy analysis (ProPAn) – a computer-aided privacy requirements engineering method Rene Meis 000 000 requirements engineering , privacy , data protection , aspects , computer-aided , model-based , tool-support With the advancing digitalization in almost all parts of our daily life, e.g., electronic health records and smart homes, and the outsourcing of data processing, e.g., data storage in the cloud and data analysis services, computer-based systems process more and more data these days. Often the processed data originate from natural persons (called data subjects) and are hence personal data possibly containing sensitive information about the individuals. Privacy in the context of personal data processing means that personal data are protected, e.g., against unwanted access and modification, that data subjects are aware about the processing practices of the controller that processes their data, and that data subjects keep control over the processing of their personal data. Privacy regulations, such as the EU General Data Protection Regulation (GDPR), aim at protecting data subjects by empowering them with rights and by putting obligations on controllers processing personal data. Not only administrative fines defined in regulations are a driver for the consideration of privacy in the development of a software-based system, also several data breaches occurred in the last years have shown that a poor consideration of privacy during the system and software development may ultimately lead to a loss of trust in and reputation of the controller. To avoid the occurrence of data breaches and to be compliant with privacy regulations, privacy should to be considered in system and software development as a software quality from the beginning. This approach is also known as privacy-by-design. There are several challenges for privacy-by-design methods that are still not fully addressed by existing methods. First, diverse notions of privacy exist. Most of these privacy notions are non-technical and have to be refined to more technical privacy requirements that can be related to the system. Second, the system has to be analyzed for its personal data processing behavior. That is, it has to be determined which personal data are collected, stored, and provided to others by the system. Third, the privacy requirements have to be elicited that are actually relevant for the system. Fourth, the privacy risks imposed by or existing in the system have to be identified and evaluated. Fifth, measures that implement the privacy requirements and mitigate the privacy risks of the system have to be selected and integrated into the system. Sixth, privacy regulations mandate to assess the impact of the personal data processing on the data subjects. Such a privacy impact assessment (PIA) may be performed as part of a privacy-by-design method. Seventh, the conduction of a privacy-by-design method should be supported as good as possible, e.g., by a systematic method, supportive material, and computer support. In this thesis, I propose the privacy requirements engineering method Problem-based Privacy Analysis (ProPAn). The ProPAn method aims to address the aforementioned challenges starting with a system's functional requirements as input. As part of ProPAn, I provide a privacy requirements taxonomy that I derived from and mapped to various other privacy notions. This privacy requirements taxonomy addresses the first challenge mentioned above. The ProPAn method is the main contribution of my thesis and addresses the second to seventh challenge mentioned above. To address the fifth challenge in the ProPAn method, I propose an aspect-oriented requirements engineering framework that allows to model cross-cutting functionalities and to modularly integrate them into a system's functional requirements. The seventh challenge is addressed by ProPAn's computer support for the execution of the method and the documentation and validation of the method's artifacts in a machine-readable model. Mit der fortschreitenden Digitalisierung in beinah allen Bereichen unseres täglichen Lebens, z.B. elektronische Patientenakten und Smart Homes, und dem Outsourcing von Datenverarbeitung, z.B. Datenspeicherung in der Cloud und Datenanalysediensten, verarbeiten computerbasierte Systeme immer mehr Daten. Häufig stammen die verarbeiteten Daten von natürlichen Personen (betroffenen Personen) und sind daher personenbezogene Daten, die möglicherweise sensible Informationen über die einzelnen Personen enthalten. Im Kontext der Verarbeitung personenbezogener Daten heißt Privacy, dass personenbezogene Daten geschützt werden, z.B. gegen ungewollten Zugriff und Änderung, dass betroffene Personen sich über die Verarbeitung der personenbezogenen Daten bewusst sind, und dass die betroffenen Personen die Kontrolle über die Verarbeitung ihrer Daten behalten. Datenschutzregularien, wie die EU Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO), verfolgen das Ziel betroffene Personen zu stärken, indem ihnen Rechte gegeben werden, und Verantwortlichen, die personenbezogene Daten verarbeiten, Pflichten auferlegt werden. Nicht nur Geldbußen, die in Regularien definiert sind, sind ein Treiber für die Berücksichtigung von Privacy bei der Entwicklung von softwarebasierten System, auch einige Verletzungen des Schutzes personenbezogener Daten in den letzten Jahren haben gezeigt, dass eine unzureichende Berücksichtigung von Privacy während der System- und Softwareentwicklung letztlich zu einem Verlust von Vertrauen in den Verantwortlichen und dessen Ansehen führen können. Um Verletzungen des Schutzes personenbezogener Daten zu vermeiden und konform zu Datenschutzregularien zu sein, sollte Privacy von Anfang an während der System- und Softwareentwicklung als Softwarequalität berücksichtigt werden. Dieser Ansatz ist auch als Privacy-by-Design bekannt. Es gibt einige Herausforderung für Privacy-by-Design-Methoden, die noch nicht vollständig von existierenden Methoden adressiert werden. Erstens gibt es verschiedenste Privacybegriffe. Die meisten dieser Begriffe sind nicht-technisch und müssen zu technischeren Privacyanforderungen verfeinert werden, die zu dem System in Bezug gesetzt werden können. Zweitens muss das System bezüglicher seiner Verarbeitung von personenbezogenen Daten untersucht werden. Das heißt, dass festgestellt werden muss, welche personenbezogenen Daten vom System gesammelt, gespeichert, und an Andere weitergegeben werden. Drittens müssen die Privacyanforderungen erhoben werden, die tatsächlich für das System relevant sind. Viertens müssen die Risiken bezüglich Privacy, die das System verursacht oder beinhaltet, identifiziert und evaluiert werden. Fünftens, müssen Maßnahmen, die Privacyanforderungen implementieren und Risiken bezüglich Privacy reduzieren, ausgewählt und in das System integriert werden. Sechstens schreiben Datenschutzregularien vor, die Folgen der Verarbeitung personenbezogener Daten auf die betroffenen Personen zu untersuchen. Eine solche Datenschutz-Folgenabschätzung kann als Teil einer Privacy-by-Design-Methode durchgeführt werden. Siebtens sollte die Durchführung einer Privacy-by-Design-Methode so gut wie möglich unterstützt werden, z.B. durch eine systematische Methode, unterstützendes Material, und Computerunterstützung. In meiner Dissertation stelle ich die Anforderungsanalysemethode Problembasierte Privacy Analyse (ProPAn) vor, in der die Berücksichtigung von Privacy integriert ist. Die ProPAn-Methode verfolgt das Ziel, die zuvor genannten Herausforderungen zu adressieren, beginnend mit den funktionalen Anforderungen des Systems als Eingabe. Als Teil der ProPAn-Methode stelle ich eine Privacyanforderungstaxonomie bereit, die ich aus verschiedenen Privacybegriffen abgeleitet habe und zu diesen in Beziehung setze. Die ProPAn-Methode ist der Hauptbeitrag meiner Dissertation und adressiert die zweite bis siebte zuvor genannte Herausforderung. Um die fünfte Herausforderung zu adressieren, präsentiere ich ein aspektorientiertes Anforderungsanalyseframework, das es erlaubt Querschnittsanforderungen zu modellieren und modular in die funktionalen Anforderungen eines Systems zu integrieren. Die siebte Herausforderung wird von ProPAns Computerunterstützung für die Anwendung der Methode, und der Dokumentation und Validierung der Methodenartefakte in einem maschinenlesbaren Modells adressiert. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Maritta Heisel Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft, Informatik, Software Engineering 2018-10-11 2018-12-20 2018-12-21 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181221-135344-4 13,50 MB application/pdf Meis, Rene: Problem-based privacy analysis (ProPAn) – a computer-aided privacy requirements engineering method, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181221-135344-4 eng http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft, Informatik, Software Engineering 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46849/Diss_Meis.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47797 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47797 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46849 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47771 2018-12-21 DDC:6:62

Erweiterte Materialmodellierung zur Spritzgießsimulation unter Berücksichtigung zulässiger Schmelzebeanspruchung hochgefüllter Thermoplaste Extended material modeling for injection molding simulation in consideration of permissible melt stresses of highly filled thermoplastics Antje Birkholz 620 620 Das Spritzgießverfahren als das wichtigste (diskontinuierliche) Urformverfahren ermöglicht die Herstellung von komplexen Kunststoffprodukten auch aus hochgefüllten, elektrisch leitfähigen Thermoplasten. Aufgrund des rheologischen, thermodynamischen und mechanischen Verhaltens der gefüllten gegenüber der ungefüllten Schmelze verändert sich jedoch der Werkzeugfüllvorgang und es bildet sich während der Formfüllung keine homogene Schmelzefließfront aus. Inwieweit diese Veränderung, welche auf das Überschreiten maximal zulässiger Beanspruchungen der Schmelze in Folge von zu großen komplexen Scher- und Dehnbeanspruchungen zurückgeführt wird, vom Füllstoffsystem bzw. -anteil, der Formteilgeometrie und den Prozessparametern abhängt, steht im Fokus der Untersuchung. Diese Ergebnisse stellen die praktische Grundlage der erweiterten Materialmodellierung dar, mit der eine Methode zur Unterbindung des Überschreitens zulässiger Schmelzebeanspruchungen an der Schmelzfließfront und damit die Sicherstellung einer gleichmäßigen Formfüllung hochgefüllter Thermoplaste erarbeitet wird. Eine homogene Schmelzefließfront hochgefüllter Thermoplaste ist sowohl die Voraussetzung der für einen Serienprozess notwendigen Prozessfähigkeit beim Spritzgießen als auch für die Gültigkeit von Spritzgießsimulationsergebnissen. Die Basis zu deren Berechnung anhand von Scherströmungen wiederum ist die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführte Materialcharakterisierung und deren Überführung in konsistente, prozessnahe Materialmodelle zur Beschreibung der Materialeigenschaften aus makromechanischer Sicht. Die anschließende Auswertung der Simulationsergebnisse führt dazu, dass durch die erweiterte Materialmodellierung über die konsequente Kombination von Experiment und Simulation die Schmelzebeanspruchung nicht nur klassifiziert, sondern auch quantifiziert wird. Die mikroskopische Untersuchung der beiden morphologisch differierenden Grafittypen und des hiermit (und mit Ruß) unterschiedlich stark gefüllten Polypropylens zeigt die Ausgangssituation für die Formfüllversuche mit dem Spritzgießverfahren. Die Formfüllversuche werden mit einer zentral angespritzten Scheibe- und einer über einen Bandanguss angebundenen Rechteckplatten-Kavität durchgeführt. Somit können die sich bei zwei verschiedenen Strömungsfällen (Scherströmung mit überlagerter uniaxialer vs. biaxialer Dehnströmung) ausbildenden Schmelzefließfronten verglichen werden. Die optische Erfassung der Schmelzefließfront im Werkzeug ermöglicht deren Klassifikation als homogen oder inhomogen und liefert damit einen ersten Anhaltspunkt über die Schmelzebeanspruchung. Zudem führen die Variation von Schmelzetemperatur (max. Zylindertemperatur), Einspritzvolumenstrom und Werkzeugtemperatur (isotherm vs. variotherm) zu einer Einschätzung des Einflusses der Prozessparameter auf die Schmelzefließfrontausbildung der Compounds. Es wird deutlich, dass die Klassifikation der Schmelzefließfront sowohl für einen gegebenen Füllstoffanteil bei beiden Werkzeuggeometrien wie auch bei variierenden Prozessparametern identisch bleibt und damit die Schmelzebeanspruchung kaum bis gar nicht über die Prozessführung beeinflusst werden kann. Mit den Ergebnissen zur Dehnbarkeit der gefüllten Schmelzen unter vereinfachten Bedingungen (Rheotens-Versuch) kann dieses Phänomen erklärt werden – die Dehnbarkeit der gefüllten Schmelzen hängt primär vom Füllstoffanteil ab. Die weitere Untersuchung der Compounds im mikroskopischen Bereich mit dem REM-Verfahren zeigt, dass die Morphologie der Grafitpartikel durch den Einfluss auf die Füllstoff-Matrix-Haftung den Volumenanteil der Füllstoffe determiniert, der für den Wechsel von Kohäsions- zu reinem Adhäsionsversagen beim Schmelze(-strangab-)riss verantwortlich ist. So werden die Grenzen beim Spritzgießen durch eine inhomogene Fließfront bei Volumenanteilen von 40 % (natürlicher Grafit) bzw. 50 % (sphärischer Grafit) bestätigt. Die Grenzen liegen nahe derer, die ein Material als hochgefüllt definieren. Diese Ergebnisse zeigen, dass hinsichtlich der Schmelzebeanspruchung besonders die Dehnprozesse relevant sind und daher im Vordergrund der weiteren Untersuchung stehen müssen. Durch die konsequent weiter geführten mikroskopischen Untersuchungen werden auch bei vermeintlich homogenen Fließfronten erste Inhomogenitäten sichtbar. Inwieweit sich diese nach Einwirken des Nachdruckes noch auf bspw. die mechanischen Eigenschaften auswirken, steht nicht im Fokus dieser Arbeit und kann daher in weiterführenden Arbeiten erörtert werden. Bei der Ermittlung der physikalischen, thermodynamischen und rheologischen Eigenschaften zur Formulierung von Materialmodellen für die Spritzgießsimulation wird verstärkt auf die Messbedingungen und Überführungsmöglichkeiten in die Simulationsumgebung eingegangen. Zusätzlich werden die über die Spritzgießsimulation auf Basis der Scherströmung berechneten Dehnprozesse zur Quantifizierung der für eine homogene Schmelzefließfront maximal zulässigen Schmelzebeanspruchung ausgewertet. Die errechneten Dehngeschwindigkeiten an der Fließfront stellen deren Maß dar. Es wird gezeigt, dass die ermittelten maximalen mittleren Dehngeschwindigkeiten unabhängig vom Material und der Temperatur jedoch abhängig vom Einspritzvolumenstrom sind. So werden im untersuchten Variationsbereich des Einspritzvolumenstroms Dehngeschwindigkeiten von ca. 185-250 1/s erreicht. Wie die Versuche und Messungen bestätigen, führen diese prozessspezifischen Dehngeschwindigkeiten bei hochgefüllten Compounds bereits zur Überschreitung der maximal zulässigen Schmelzebeanspruchung. Zur Reduzierung der Schmelzebeanspruchung auf ein ertragbares Niveau und damit der Erzielung einer homogenen Fließfront kommen sowohl Maßnahmen wie die Reduktion der Einspritzvolumenströme und der Füllstoffanteile als auch die Wahl der geeigneten Füllstoffmorphologie in Frage. Restriktionen stellen dabei die Materialeigenschaften an sich, wirtschaftliche Prozesszeiten und -komplexitäten sowie Vorgaben über notwendige Füllstoffanteile dar. Weiter gilt es zu überprüfen, ob darüber hinaus mit der Verfahrensvariante Spritzprägen und dem zusätzlichen Einspritzen in die Werkzeugtrennebene das Schmelzebeanspruchungsniveau so stark herabgesetzt werden kann, dass auch bei hochgefülllten Thermoplast-Compounds lediglich homogene Schmelzefließfronten resultieren. Da bereits aus der Extrusion die Wichtigkeit sehr langsamer und gleichmäßiger Extrusionsgeschwindigkeiten zur Unterbindung von seitlichen Rissen bekannt ist, ist es fraglich, ob dies mit dem Spritzgießen oder dessen Verfahrensvarianten generell möglich ist. Injection molding as the most important (batch) forming process enables the production of complex polymer products, including highly filled, electrically conductive thermoplastics. Because of the rheological, thermodynamic and mechanical behavior of the melt, the mold filling behavior changes. The flow front is not homogenous anymore. The change of the mold filling behavior is attributed to the exceedance of maximal, permissible melt stresses in consequence of excessive complex shear and strain processes during filling. The focus of the investigation is the question of the extent to which the filler system or filler volume fraction, part geometry and process parameters are relevant in this regard. These results represent the practical basis of the extended material modeling, whereby a method to prevent the exceedance of permissible melt stresses at the melt front is developed, ensuring a uniform mold filling of highly filled thermoplastics. This is both, the prerequisite for the process capability required for a series process in injection molding and for the validity of injection molding simulation results. The basis for the calculation of these based on shear flows is in turn the material characterization and its conversion into consistent, process-oriented material models for the description of the material properties from a macro-mechanical point of view. The subsequent evaluation of the simulation results taking into account extended material modeling with the consistent combination of experiment and simulation allows classifying and quantifying melt stresses. The microscopic examination of two morphologically differing types of graphite and the herewith (and with carbon black) to a different extent filled polypropylene shows the starting point for the mold filling tests using the injection molding process. Mold filling tests are carried out with a central-gated disc and a film-gated rectangular plate cavity. Thus, the melt flow fronts forming in two different flow cases (shear flow with superimposed uniaxial vs. biaxial extensional flow) can be compared. The optical recording of the flow front in the mold allows its classification as homogeneous or inhomogeneous. Thus, a first indication of the melt stress is supplied. In addition, the variation of melt temperature (maximum cylinder temperature), injection flow rate and mold temperature (isothermal vs. variothermal) leads to an assessment of the influence of process parameters on the flow front formation of the compounds. It becomes clear that the classification of the melt flow front for a filler content remains the same for both mold geometries as well as for varying process parameters. Thus, the melt stress can hardly or not be influenced by the process control. This phenomenon can be explained with the results of the drawability of the filled melts under simplified conditions (Rheotens experiment) – the drawability of the filled melts depends primarily on filler content. Further investigation of the microstructure of the compounds with the SEM method shows that the morphology of the graphite particles determines the volume fraction of the fillers due to the influence on the filler-matrix adhesion, which is responsible for the change from cohesion to pure adhesion failure at melt (strand) break. Hence, the limits of an inhomogeneous flow front during injection molding are confirmed at volume fractions of 40 % (natural graphite) and 50 % (spherical graphite) respectively. These limits are close to those that define a material as highly filled. These results show that with regard to melt stress, especially the stretching processes are relevant. Therefore, the focus of the further investigation is on these stretching processes. Due to consistently advanced microscopic examinations, first inhomogeneities become visible even in supposedly homogeneous flow fronts. The extent to which these have an effect e.g. on mechanical properties even after the impression of holding pressure is not the focus of this work and can therefore be discussed in further work. The determination of physical, thermodynamic and rheological properties to formulate material models for injection molding simulation in reference to measurement conditions and transfer possibilities into the simulation environment is examined additionally. Furthermore, strain processes calculated by the injection molding simulation based on the shear flow are used to quantify maximal permissible melt stresses in order to accomplish a homogeneous melt flow front. The calculated strain rates at the flow front represent its measure. It is shown that the determined maximum average strain rates are independent of material and temperature, however, dependent on injection volume flow rate. Thus, in the studied range of injection volume flow rates, strain rates of about 185-250 1/s can be achieved. These process-specific elongation rates already result in the exceedance of the maximum permissible melt stress for highly filled compounds, as confirmed by the tests and measurements. In order to reduce melt stresses to a tolerable level and thus, to achieve a homogeneous flow front, measures such as the reduction of injection volume flow rate and filler volume fraction as well as the choice of suitable filler morphology come into question. Restrictions represent the material properties per se, economic process times and complexities as well as specifications about necessary filler loadings. Furthermore, it is necessary to examine if the melt stress level can be reduced in such an extent that only homogeneous melt flow fronts result even with highly filled thermoplastic compounds processed with the process variant injection compression molding and an additional injection into the mold parting surface. Since the importance of very slow and uniform extrusion rates for preventing lateral cracks is already known from extrusion, it is questionable whether this is generally possible with injection molding or its process variants. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Johannes Wortberg Prof. Dr.-Ing. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Produkt Engineering 2018-10-10 2018-12-17 2018-12-21 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181221-104617-0 7,63 MB application/pdf Birkholz, Antje: Erweiterte Materialmodellierung zur Spritzgießsimulation unter Berücksichtigung zulässiger Schmelzebeanspruchung hochgefüllter Thermoplaste, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181221-104617-0 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46833/Diss_Birkholz.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47771 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47771 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46833 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47703 2018-12-21 DDC:6:62

Characterization of a novel radial reactor for a solid oxide fuel cell system with anode off-gas recirculation Timo Bosch Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Sonstige Einrichtungen / Externe 620 620 Reactor , Radial Reactor , SOFC , Fuel Cell , Gas Processor , Gas , Processing , Anode Off-Gas Recirculation This study is part of a project in which a novel gas processor for a natural gas (NG) fueled solid oxide fuel cell (SOFC) system with a net electric power of 1 kW and anode off-gas recirculation (AOGR) has been developed. The main topic of this work is the experimental characterization of the novel reactor of this gas processor in the form of a prototype. This reactor operates as prereformer and processes NG with the aid of recirculated anode off-gas during SOFC power operation. It has the shape of a hollow cylinder with a volume of approximately 1 l, is of the type radial reactor with centrifugal z-flow and is equipped with two different packages of precious metal wire-mesh catalyst for reforming as well as with an internal electric heater. The reforming capability of the reactor is investigated in a special reactor test setup. There the reactor is tested as if it would operate within the total SOFC system with AOGR. For the tests it is assumed that the SOFC system runs on CH4 instead of NG. The experiments focus on reactor operation during the startup process of the SOFC system. For this purpose the startup procedure of the SOFC system, especially of the anode gas processor, is derived and a test rig is developed to emulate SOFC system operation with AOGR of the stand-alone prototype. The reactor prototype is equipped with 20 thermocouples to make the internal radial and axial temperature distribution transparent as well as with a differential pressure transducer to study the pressure loss characteristics during reforming. Moreover, the reactor is embedded into heating sleeves for thermal loss compensation. The composition of the product gas is investigated by means of non-dispersive infrared for CO, CO2 and CH4, a thermal conductivity sensor for H2, a paramagnetic sensor for O2 and a dew point mirror together with an absolute pressure sensor for H2O. Reforming experiments of the startup process cover reactor operation points from an oxygen to carbon ratio (ϕ) of 1.2 to 2.4. At low ϕ air is supplied to the reactor inlet in addition, which is not done at large ϕ. A Monte Carlo simulation is used to evaluate whether the reactor product gas is in equilibrium. The simulation covers the total error chain of the test rig from the gas conditioning system to the gas analysis. The evaluation shows that 23 of the 37 experiments are likely to be in equilibrium and further 13 are close to it with a volume fraction offset of less than ±0.3%. Besides the startup experiments, sensitivity tests are carried out in terms of volume flow variations at the reactor inlet and temperature variations at the reactor outlet. Furthermore, a long-term test of 75 h duration and some dynamic tests are presented. No catalyst degradation is measurable in the long-term test. A dynamic test shows that mean temperatures of the outer catalyst package above 460 °C are necessary to reach equilibrium at ϕ = 2.4 with AOGR. The catalytic ignition temperature is investigated in another set of experiments. In these experiments CH4 volume fractions at the reactor inlet ranging from approximately 10 to 30% are covered. The CH4 is supplied together with air which is partly diluted with N2. The measured ignition temperature is between 310 and 360 °C. Reactor operation after ignition shows symmetrical reactor heating-up. Chemical equilibrium is achieved at mean temperatures of the outer catalyst package above 420 °C if 3.2 slpm CH4 and 9.2 slpm air are supplied to the reactor inlet. Carbon deposits formation, especially at low ϕ when the chemical equilibrium calculation predicts its formation, is checked with an oxidation procedure. Minor carbon deposits can be measured in terms of CO and CO2 but the simultaneously measured O2 consumption does not coincide with this. Further tests indicate that reactor internal oxidation and reduction is the reason for this, most probably due to the active materials of the catalyst. A pressure loss characterization shows that the pressure losses across the catalyst packages contribute to less than 10% of the total losses of the prototype. When supplying 34 slpm dry air of 22 °C the packages show losses lower than 9 Pa. The measurements coincide with a developed pressure loss model. Furthermore from the pressure loss characterization it can be deduced that the gas flow in radial direction is homogeneously distributed over the whole flow area. Measurements of the residence time distribution of the reactor show neither dead spaces nor channeling. The distribution can be approximated by a cascade of five equal vessels, the tank-in-series model. During SOFC system startup the reactor operates as air preheater using its internal electric heater. The homogeneity of heat input of this internal heater is validated by using an infrared camera in addition to the reactor internal thermocouples. Diese Forschungsarbeit ist Teil eines Projektes in dem ein neuartiger Gasprozessor für ein erdgasbetriebenes Festoxidbrennstoffzellensystem (engl. solid oxide fuel cell system, kurz SOFC System) mit einer elektrischen Nettoleistung von 1 kW und Anodenabgasrezirkulation (engl. anode off-gas recirculation, kurz AOGR) entwickelt wird. Das Hauptthema dieser Arbeit ist die experimentelle Charakterisierung des neuartigen Reaktors dieses Gasprozessors in Form eines Prototyps. Dieser Reaktor arbeitet als Vorreformer und prozessiert Erdgas mittels Anodenabgas während die SOFC elektrische Leistung generiert. Er ist radialen Typs mit zentrifugaler z-Strömung, hat die Form eines Hohlzylinders mit einem Volumen von ungefähr 1 l und ist zur Reformierung mit zwei verschiedenen edelmetallbeschichteten Drahtgitterpaketen sowie einem internen elektrischen Heizer ausgestattet. Die Reformierversuche werden am autarken Reaktor derart durchgeführt, als ob dieser im SOFC Gesamtsystem mit AOGR betrieben würde. Für diese Versuche wird angenommen, dass das SOFC System mit CH4 anstelle von Erdgas betrieben wird. Der Versuchsschwerpunkt liegt auf dem Reaktorbetrieb während des SOFC Systemstarts. Zu diesem Zweck wird der Startvorgang des Anodengasprozessors abgeleitet und ein Reaktorteststand entwickelt, um den Betrieb des autarken Prototyps in einem SOFC System mit AOGR nachzubilden. Der Reaktor ist mit 20 Thermoelementen ausgestattet, um die reaktorinterne radiale und axiale Temperaturverteilung zu erfassen, sowie mit einem Differenzdruck-Messumformer zur Untersuchung der Druckverlusteigenschaften während des Reformiervorgangs. Zur Kompensation von Wärmeverlusten ist der Reaktor in Heizmatten eingebettet. Die Produktgaszusammensetzungen werden mittels nichtdispersiver Infrarotssensoren hinsichtlich CO, CO2 und CH4, einem Wärmeleitfähigkeitsdetektor für H2, einem paramagnetischen Sensor für O2 und einem Taupunktspiegel gekoppelt mit einem Absolutdrucksensor für H2O untersucht. Die Reformierversuche des Startvorgangs decken Betriebspunkte des Reaktors mit einem Sauerstoff- zu Kohlenstoffverhältnis (ϕ) von 1,2 bis 2,4 ab. Bei geringem ϕ wird am Reaktoreingang zusätzlich Luft zugeführt, was bei großem ϕ nicht erfolgt. Mit einer Monte Carlo Simulation wird bewertet, ob das Reaktorproduktgas im Gleichgewicht ist. Diese Simulation deckt die komplette Fehlerkette vom Aufbereitungssystem der Reaktoreingangsgase bis zur Gasanalyse ab. Die Bewertung zeigt, dass 23 von 37 Experimente die Wahrscheinlichkeit besitzen im Gleichgewicht zu sein und 13 weitere Experimente dieser Wahrscheinlichkeit mit einer Volumenanteilabweichung kleiner ±0, 3% sehr nahe kommen. Neben den Versuchen zum Startvorgang werden Experimente mit variierenden Eingangsvolumenströmen, verschiedenen Reaktoraustrittstemperaturen, ein Langzeittest von 75 h sowie einige dynamische Versuche vorgestellt. Während des Langzeittests ist keine Katalysatordegradation messbar. Ein dynamisches Experiment zeigt, dass Temperaturen des äußeren edelmetallbeschichteten Drahtgitterpaketes von über 460 °C nötig sind, um chemisches Gleichgewicht bei ϕ = 2,4 mit AOGR zu erreichen. Die katalytische Zündtemperatur wird in einer weiteren Versuchsreihe untersucht. Dabei werden CH4-Volumenanteile am Reaktoreintritt von ungefähr 10 bis 30% abgedeckt. Das CH4 wird zusammen mit Luft, die teilweise mit N2 verdünnt ist, zugeführt. Die gemessene Zündtemperatur liegt zwischen 310 und 360 °C. Bei Zufuhr von 3,2 slpm CH4 und 9,2 slpm Luft am Reaktoreintritt zeigt der Reaktor nach der Entzündung einen symmetrischen Aufheizvorgang. Das chemische Gleichgewicht wird ab einer Temperatur des äußeren edelmetallbeschichteten Drahtgitterpaketes von über 420 °C erreicht. Die Bildung von Kohlenstoffablagerungen insbesondere bei sehr geringem ϕ, bei dem die chemische Gleichgewichtsberechnung deren Bildung voraussagt, wird mit einem speziellen Verfahren der Kohlenstoffoxidation geprüft. Geringfügige Kohlenstoffablagerungen können in Form von CO und CO2 gemessen werden, aber der simultan gemessene Sauerstoffverbrauch entspricht diesem nicht. Weiterführende Versuche belegen eine reaktorinterne Oxidation und Reduktion als Ursache dieser Unstimmigkeit, höchstwahrscheinlich verursacht durch das aktive Material des Katalysators. Eine Charakterisierung des Druckverlusts zeigt, dass die Katalysatorpakete zu weniger als 10% der gesamten Druckverluste des Prototyps beitragen. Unter Zuführung von 34 slpm trockener Luft mit 22 °C zeigen die Katalysatorpakete Druckverluste geringer 9 Pa. Die Messungen stimmen mit theoretischen Werten eines entwickelten Druckverlustmodells überein. Des Weiteren kann aus der Druckverlustcharakterisierung darauf geschlossen werden, dass der radiale Gasfluss homogen über die gesamte Durchflussfläche verteilt ist. Die Messung der Verweilzeitverteilung des Reaktors zeigt weder Toträume noch Kanalbildung. Die Verweilzeitverteilung kann durch eine ideale Rührkesselkaskade von fünf gleichen Reaktoren angenähert werden. Während des Startvorgangs des SOFC Systems wird der interne elektrische Heizer des Reaktors als Luftvorwärmer eingesetzt. Der homogene Wärmeeintrag des elektrischen Heizers wird mittels Infrarotkamera und der im Inneren des Reaktors angebrachten Thermoelemente bestätigt. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Angelika Heinzel Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik 2018-05-15 2018-11-13 2018-12-21 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181221-120455-9 18,51 MB application/pdf Bosch, Timo: Characterization of a novel radial reactor for a solid oxide fuel cell system with anode off-gas recirculation, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181221-120455-9 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46782/Diss_Bosch.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47703 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47703 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46782 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47795 2018-12-20 DDC:3:30:304 DDC:1:15:153

Integrative und interaktive Mechanismen bei der Entscheidungsfindung unter objektivem Risiko Die Verarbeitung langfristiger Konsequenzen und ungefährer Zahlen Integrative and interactive mechanisms of decision making under objective risk The processing of long-term consequences and approximate numbers Silke M. Müller Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft 304 300 153 150 Das Treffen von Entscheidungen stellt in Abhängigkeit von der Situation und der Person unterschiedliche Anforderungen an kognitive Prozesse. Die Situation bedingt, welche Informationen zum Treffen einer Entscheidung zur Verfügung stehen. Die Person bedingt, wie diese Informationen verarbeitet werden. Die vorliegende Dissertation fokussiert Entscheidungssituationen unter objektivem Risiko, bei denen im Vorfeld explizite Informationen über mögliche Konsequenzen einer Entscheidung und deren Wahrscheinlichkeiten vorliegen. Sogenannte Dual-Prozess Theorien postulieren zwei Arten von Informationsverarbeitungsprozessen, die miteinander interagieren: emotionsbasiert-intuitive und analytisch-reflektierende Prozesse (für einen Überblick siehe z.B. Evans & Stanovich, 2013). Derartige Dual-Prozess Annahmen finden sich in verschiedenen Forschungsansätzen wieder, so auch bezüglich Forschung zur Abwertung verzögerter Konsequenzen, Zahlenverarbeitung und Entscheidungsfindung unter objektivem Risiko. Studien zeigen, dass bei objektiven Risikoentscheidungen jene kognitiven Funktionen bedeutsam sind, die der reflektierenden Verarbeitung zugeschrieben werden (Arbeitsgedächtnis, Exekutivfunktionen und Wahrscheinlichkeits-verarbeitung). Mechanismen des Zusammenwirkens dieser mit intuitiven Faktoren wurden jedoch in diesem Kontext bislang kaum empirisch untersucht. Hierfür mangelt es unter anderem an experimentellen Methoden zur Operationalisierung von Fähigkeiten, intuitive und reflektierende Verarbeitungsprozesse beim Treffen von Entscheidungen zu integrieren. Die vorliegende kumulative Dissertation adressiert ebendiese Forschungs-lücken. Dabei werden Dual-Prozess Annahmen über die Verarbeitung zeitlich unterschiedlicher Konsequenzen sowie über die Verarbeitung von Zahlen im Kontext objektiver Risikoentscheidungen betrachtet. Schrift 1 untersucht Entscheidungen, die eine Integration von Informationen über in Konflikt stehende kurzfristige (intuitive Verarbeitung) und langfristige Konsequenzen (reflektierende Verarbeitung) erfordern. Zusätzlich werden Interaktionen zwischen Eigenschaften der Person und der Situation (in Form von Feedback), welche jeweils mit intuitiver bzw. reflektierender Verarbeitung assoziiert werden, bei derartigen Entscheidungen untersucht. Um diese spezifischen Entscheidungssituationen abzubilden, wurde ein neues Instrument entwickelt, mit dem Feedback über kurz- und langfristige Konsequenzen im Rahmen objektiver Risikoentscheidungen systematisch variiert werden kann. Die Ergebnisse zeigen, dass die individuelle Neigung zu reflektierender Verarbeitung nur dann einen positiven Effekt auf die Entscheidungsleistung hat, wenn kein Feedback über langfristige Konsequenzen vorliegt. Schrift 2 und Schrift 3 untersuchen die Beteiligung intuitiver Zahlen-verarbeitungsprozesse (Approximation) beim Treffen objektiver Risikoentscheidungen. Schrift 2 prüft direkte Effekte von Fähigkeiten, ungefähre, approximierte Zahlen (intuitiv) zu verarbeiten und an verschiedenen Stufen des Entscheidungsprozesses adäquat zu integrieren. Zur Operationalisierung entsprechender Fähigkeiten bestand die Notwendigkeit der Entwicklung eines weiteren, neuen Instruments. Unter dessen Verwendung wird aufgezeigt, dass die Fähigkeit, von approximierten Zahlen präzise Risikoevaluationen ableiten zu können, die Entscheidungsleistung unter objektivem Risiko bedeutend mitbedingt, über den Einfluss reflektierender Kompetenzen hinaus. Daran anschließend prüft Schrift 3 Interaktionen zwischen ungefähren (intuitiven) und exakten (reflektierenden) Zahlenverarbeitungskompetenzen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine hohe Approximationspräzision mit Fähigkeiten zur exakten Zahlenverarbeitung (Exekutivfunktionen und Numeracy) interagiert. Die Befunde deuten an, dass intuitive Verarbeitungskompetenzen Defizite in reflektierenden Kompetenzen zum Teil kompensieren können. Insgesamt bieten die Befunde der Schriften des vorliegenden Kumulus neue Erkenntnisse über das Zusammenspiel von intuitiv und reflektierend assoziierten Verarbeitungsprozessen im Rahmen der Entscheidungsfindung unter objektivem Risiko. Die Einordnung der Ergebnisse unter Einbezug multidisziplinärer Dual-Prozess Ansätze ermöglicht eine Konkretisierung und Erweiterung bisheriger Annahmen, wofür die vorliegende Arbeit Vorschläge anbietet. Die beiden neu entwickelten Instrumente stellen zudem wichtige Ansatzpunkte für Folgestudien zur Erforschung spezifischer kognitiver Teil-Prozesse der Entscheidungsfindung dar wie beispielsweise dem Abwägen von Konsequenzen oder dem (intuitiven) Evaluieren von Risiken. Decision making places different demands on cognitive processes, depending on situational and individual factors. Decision situations under objective risk offer information about possible consequences and their probabilities, which enables a priori evaluations of the given options based on objective criteria. Research shows that advantageous decisions in such situations are associated with characteristics that favor reflective information processing (e.g. low impulsivity, high executive control, or ratio processing skills). A variety of theories postulate a dual-process approach with reflective (analytical) and intuitive (emotion-based) processes interacting. This is also assumed for decisions under objective risk. However, interactions between these processes have yet rarely been differentiated regarding the involvement of situational and individual factors in this context. Also, there is a lack of instruments for operationalizing respective individual abilities and manipulating situational factors. This dissertation fills these research gaps. Script 1 investigates decisions that require the integration of conflicting short-term (intuitive processing) and long-term consequences (reflective processing). Therefore, a new decision task was developed, which represents respective situations and allows systematic feedback variations. Using this, interaction effects between processing preference (individual factors) and feedback (situational factor) on these kind of objective risk decisions are analyzed. The results indicate that intuitive processing preferences lead to risky (short-term-oriented) decision making, but only in case feedback on short- but not on long-term consequences was present. Script 2 and script 3 look at the involvement of intuitive number processing (approximation) in decision making under objective risk. Script 2 investigates direct effects of different abilities to integrate approximate numbers in the decision making process. By using a newly developed task, the meaningful effects of approximative risk-evaluation skills are highlighted. Script 3 analyses interactions of exact and approximate number processing on decisions under objective risk. Interactions between executive functions, numeracy, and approximation skills are reported, suggesting compensatory effects of intuitive number skills in case of low reflective skills. Overall, the reported findings provide new insights on the interplay between reflective and intuitive processes with situational and individual factors in decision making under objective risk. The classification of the results by involving multidisciplinary dual-process approaches enables putting previous assumptions into concrete terms. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Matthias Brand Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft, Angewandte Kognitions- und Medienwissenschaft, Allgemeine Psychologie: Kognition 2018-08-20 2018-11-08 2018-12-20 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181220-153142-7 1,64 MB application/pdf Müller, Silke M.: Integrative und interaktive Mechanismen bei der Entscheidungsfindung unter objektivem Risiko: Die Verarbeitung langfristiger Konsequenzen und ungefährer Zahlen, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181220-153142-7 ger http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46846/Diss_Mueller.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47795 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47795 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46846 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47765 2018-12-19 DDC:3:36 DDC:6:62:629

Internetnutzungskompetenz als Determinante funktionaler und dysfunktionaler Facetten der Internetnutzung Benjamin André Stodt 360 360 629 620 Internetnutzungskompetenz , Internet literacy , Medienkompetenz , Cyberbullying , Cybermobbing , Internetsucht , Internet addiction , Internet-use disorder , Internetnutzungsstörung , Technostress , Internetnutzung Neben den vielen Vorteilen, die das Internet tagtäglich bietet, sind immer häufiger Phänomene zu beobachten, die mit negativen Konsequenzen für Nutzerinnen und Nutzer sowie deren Mitmenschen einhergehen. Zu solchen dysfunktionalen Facetten zählen zum Beispiel das Schikanieren anderer Personen online (Cybermobbing), die pathologische Nutzung des Internets (Internet Use Disorder) sowie das Erleben einer kognitiven Überlastung, welche durch die Nutzung neuer Technologien entstehen kann (Technostress). Die psychologische Forschung zu diesen drei Phänomenen beschäftigte sich vor allem mit zugrunde liegenden Personenmerkmalen, Prädispositionen, Kognitionen und deren Wirkmechanismen sowie möglichen Konsequenzen. Nur wenige Arbeiten untersuchten protektive Faktoren, die das Risiko dysfunktionaler Nutzungsweisen beziehungsweise negative Konsequenzen mindern können. Die vorliegende kumulative Dissertation beschäftigt sich mit der Frage, welche Rolle spezifische Internetnutzungskompetenzen beim Cybermobbing, bei der Entwicklung und Aufrechterhaltung einer Internet Use Disorder sowie beim Erleben von Technostress spielen können. Des Weiteren wird untersucht, in welchem Zusammenhang Internetnutzungskompetenzen, Personenmerkmale sowie internetbasierte Kognitionen stehen und auf welche Weise sie die genannten dysfunktionalen Facetten gemeinsam erklären können. Schrift 1 zeigt, dass neben einem jüngeren Alter und einem niedrigen Grad an Gewissenhaftigkeit vor allem niedrige reflektierende Kompetenzen die Wahrscheinlichkeit einer Cybermobbing-Täterschaft vorhersagen. Eine höhere Ausprägung einer Internet Use Disorder zeigte sich vor allem bei Personen mit höheren technischen und interaktiven Kompetenzen sowie einer niedrigen Selbstregulation. Diese Korrelate werden durch die Befunde von Schrift 2 bestätigt, wobei hier zusätzlich nationale Unterschiede zwischen einer deutschen und einer chinesischen Stichprobe hinsichtlich einer Internet Use Disorder und deren Korrelaten zu beobachten sind. In der dritten Schrift zeigen sich produktive und interaktive Kompetenzen sowie eine schlechtere Selbstregulation als Determinanten von Technostress. Zusammenfassend weisen die Schriften darauf hin, dass höhere reflektierende und selbstregulatorische Kompetenzen mit einem geringeren Aufkommen dysfunktionaler Facetten der Internetnutzung einhergehen. Eine höhere Ausprägung in den Kompetenzdimensionen der technischen Expertise sowie Produktion und Interaktion können das Auftreten von Internetrisiken hingegen verstärken. Die Befunde werden unter Berücksichtigung bisheriger Forschungsergebnisse gemeinsam diskutiert und anschließend in einem theoretischen Modell zur Erklärung eines dysfunktionalen Internetnutzungsverhaltens integriert. Next to many advantages offered by the Internet, phenomena encompassing negative consequences for its users and their peers are becoming increasingly common. Such dysfunctional facets include, for example, the harassment of others online (cyberbullying), the pathological use of the Internet (Internet-use disorder), and the experience of a cognitive overload caused by the use of new technologies (technostress). Psychological research on these three phenomena mostly investigated underlying personal characteristics, predispositions, cognitions, psychological mechanisms and potential consequences. Only a few studies examined protective factors that could reduce the risk of a dysfunctional Internet use or negative consequences. The present cumulative PhD-thesis deals with the question which role specific Internet literacy domains could play in performing cyberbullying, in the development and maintenance of an Internet-use disorder, and in the experience of technostress. It also examines the relationship between Internet literacy domains, personal characteristics, and Internet-based cognitions as well as how they can collectively explain the three dysfunctional facets. Scripture 1 shows that in addition to a younger age and a lower degree of conscientiousness, low reflective competencies predict the likelihood of cyberbullying perpetration. A higher level of an Internet-use disorder was particularly evident in individuals with higher technical expertise, higher productive and interactive competencies, and low self-regulation. These correlates are replicated by the findings of scripture 2, where additional national differences between a German and a Chinese sample regarding symptoms of an Internet-use disorder and its correlates have been observed. The third scripture shows productive and interactive competences as well as a lower self-regulation as determinants of technostress. In summary, the scriptures indicate that higher levels of reflective and self-regulative competences are associated with lower levels of dysfunctional facets of Internet use. However, higher technical expertise as well as higher competencies regarding production and interaction can increase the occurrence of Internet risks. The findings will be discussed by taking previous research into account and will subsequently be integrated into a theoretical model to explain dysfunctional Internet use behavior. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Matthias Brand Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft, Angewandte Kognitions- und Medienwissenschaft, Allgemeine Psychologie: Kognition 2018-10-08 2018-12-03 2018-12-19 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181219-150813-8 1,92 MB application/pdf Stodt, Benjamin André: Internetnutzungskompetenz als Determinante funktionaler und dysfunktionaler Facetten der Internetnutzung, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181219-150813-8 ger http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46830/Diss_Stodt.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47765 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47765 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46830 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47744 2018-12-19 DDC:3:33:330

The Long-Term Effects of Education on Health and Labor Market Outcomes Evidence from Historical School Reforms in Sweden and Germany Martin Fischer 330 330 Diese Dissertation umfasst fünf empirische Essays im Bereich der Arbeitsmarkt-, Gesundheits-und Bildungsökonomik. Die einzelnen Kapitel beschäftigen sich mit den langfristigen Auswirkungen historischer Schulreformen auf das Einkommen und Gesundheit im Alter für Schweden und Deutschland. Zentraler Bestandteil aller Beiträge ist die Anwendung empirischer Methoden, die es erlauben kausale Wirkungsmechanismen zu identifizieren und diese von einer reinen Korrelation aufgrund nicht-beobachtbarer Hintergrundfaktoren oder Selbstselektion in höhere Schulbildung zu trennen. Dabei wird ein quasi-experimenteller Ansatz verfolgt, der historische Änderungen in den Schulsystemen nutzt, welche außerhalb des Einussbereichs der einzelnen Individuen liegen. Die Verwendung geeigneter statistischer Verfahren in Verbindung mit umfangreichen administrativen Daten ermöglicht die Erfassung der langfristigen Auswirkungen der Schulreformen auf die Lebensumstände im Alter. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Martin Karlsson Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, Fachgebiet Volkswirtschaftslehre, Gesundheitsökonomik 2018-12-19 2018-05-28 2018-10-23 2018-12-19 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181219-103130-2 12,53 MB application/pdf Fischer, Martin: The Long-Term Effects of Education on Health and Labor Market Outcomes: Evidence from Historical School Reforms in Sweden and Germany, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181219-103130-2 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46813/DissMartinFischer.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47744 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47744 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46813 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47743 2018-12-19 DDC:5:57:570

Die Rolle von Galectin-1 bei der Modulierung der Strahlenresistenz in Abhängigkeit der Trk-Rezeptor- Expression beim Neuroblastom The role of galectin-1 in the modulation of radioresistance as a function of Trk receptor expression in neuroblastoma Katharina Batzke Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Innere Klinik (Tumorforschung) 570 570 Das Neuroblastom ist der häufigste extrakranielle solide Tumor im Kindesalter, welcher sich insbesondere durch eine starke Heterogenität in der Ausprägung und im Verlauf der Erkrankung auszeichnet. Die aggressivste Form des Neuroblastoms ist durch eine MYCN-Amplifikation und eine hohe Expression der Rezeptor-Tyrosin-KinaseTrkB und dessen Zielgen Gal-1 charakterisiert. Gal-1, welches auch in anderen Tumorentitäten hochreguliert ist, ist ein multifunktionales Protein und spielt vor allem in der Zell-Zell- sowie Zell-Matrix-Kommunikation eine Rolle. Des Weiteren wird Gal-1 Einfluss auf das Immunsystem, die Angiogenese und die Strahlenantwort zugeschrieben. Wir konnten zeigen, dass die humanen Neuroblastomzellen Kelly und SY5Y mit einer erhöhten Expression von Gal-1 auf ionisierende Strahlen reagieren. Ein shRNA vermittelter knock-down von Gal-1 hat einen negativen Einfluss auf die Zellviabilität und das Kurzzeitüberleben in murinen NHO2A-Zellen, nicht jedoch auf das Langzeitüberleben, im Koloniebildungstest nach Bestrahlung. Daher können parakrine statt autokrine Effekte von Gal-1 auf die Strahlenantwort postuliert werden. Um das Tumormikroumfeld miteinzubeziehen, wurden Gal-1 abhängige Bestrahlungseffekte beim CAM (Chorion-Allantois-Membran)-Assay und im TH-MYCN Mausmodell für das Neuroblastom untersucht. Im CAM-Assay konnten keine Unterschiede in der Proliferation nach Bestrahlung in Abhängigkeit der Gal-1 Expression festgestellt werden. Eine Behandlung tumortragender TH-MYCN Tiere mit OTX008, einem Gal-1 Inhibitor, zeigte eine Reduktion des Endothelzellmarkers CD31+, welche bereits bei doppel-transgenen TH-MYCN Tieren mit Gal-1 knock-out beschrieben wurde. Die lokale Bestrahlung tumortragender TH-MYCN x Gal-1 Tiere zeigte in ersten Versuchen ein geringeres Tumorgewicht nach Bestrahlung von Tieren mit mindestens einer Gen-Kopie von Gal-1. Passend dazu wurde bei Tumoren von Gal-1 knock-out nach Bestrahlung eine reduzierte Infiltration von CD45+ Leukozyten und eine erhöhte Infiltration von CD11c+ dendritischen Zellen im Tumor gemessen, sodass wir die bereits beschriebene Rolle von Gal-1 bei der Immunantwort bestätigen konnten. Wir vermuten demnach, dass die verminderte Angiogenese in Gal-1 knock-out Tieren zu einer geringeren Infiltration von Leukozyten führt, was wiederum einen negativen Einfluss auf den Erfolg einer Bestrahlungstherapie hat. Diese Ergebnisse liefern wichtige Erkenntnisse für die Optimierung einer kombinierten Behandlung aus Bestrahlung und Gal-1 Inhibition in der Tumortherapie über das Neuroblastom hinaus. Neuroblastoma (NB) is the most common extracranial solid tumour of childhood, which shows remarkable heterogeneity with respect to outcome and progression. The most aggressive subgroup of NB is characterised by an amplification of the MYCN oncogene as well as by high expression of the receptor tyrosine kinase TrkB and its target Gal-1. Gal-1, which is also upregulated in other tumour entities, is a multifunctional protein, which plays a role in cell-cell and cell-matrix communication. Furthermore, it has been shown that Gal-1 has a direct impact on the immune system, tumour angiogenesis and on the radiation response. We could show that human neuroblastoma cell lines, Kelly and SY5Y, respond to ionizing radiation with an increased expression of Gal-1. An shRNA mediated knock-down of Gal-1 reduces cell viability and short term survival in murine NHO2A cells. However, long term survival assessed by colony formation assay was unaffected by Gal-1 expression levels. Based on that, we postulated a paracrine rather than an autocrine effect of Gal-1 on the radiation response. To therefore evaluate a Gal-1 dependent modulation of the radiation response in vivo, we took advantage of the established TH-MYCN mouse model of NB. Here, treatment of tumour bearing mice with a Gal-1 specific inhibitor, OTX008, reduced tumour angiogenesis as deduced from staining for the endothelial cell marker, CD31+. This was in line with results obtained from genetic depletion of Gal-1 in TH-MYCN x Gal-1-/- mice. Local irradiation of abdominal tumours in TH-MYCN revealed reduced of tumour burden after irradiation in the presence of at least one copy of the Gal-1 gene. In the same setting, Gal-1 knock-out resulted in a reduced infiltration of CD45+ leukocytes and an increased infiltration of CD11c+ dendritic cells, in line with our previous findings. We postulate that reduced angiogenesis in Gal-1 knock-out animals is concomitant with impaired leukocyte infiltration of tumours. This in turn might explain reduced effectivity of radiotherapy in the absence of Gal-1. Further experiments are needed to identify the optimal combination of Gal-1 inhibition and radiotherapy in NB and other tumours. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Alexander Schramm Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin, Klinik für Kinderheilkunde III 2018-12-19 2018-07-17 2018-12-05 2018-12-19 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181219-133021-3 2,15 MB application/pdf Batzke, Katharina: Die Rolle von Galectin-1 bei der Modulierung der Strahlenresistenz in Abhängigkeit der Trk-Rezeptor- Expression beim Neuroblastom, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181219-133021-3 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46811/DissKatharinaBatzke.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47743 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47743 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46811 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47721 2018-12-19 DDC:5:54:547

1,1‘-Binaphthyl Based Bis- and Tris-Phosphoric Acids Syntheses and Application as Fluorescent Chemosensors Frescilia Octa-Smolin 547 540 Organic Chemistry , Supramolecular Chemistry , Fluorescence Sensing , Array-based Sensing Die neuesten Fortschritte bei der Entwicklung von BINOL-basierten Rezeptoren und Organokatalysatoren zeigen, dass die Verwendung mehrerer BINOL-Einheiten eine wirksame Strategie für die Generierung von hoch stereoselektiven Systemen ist. Diese bi- und multidentaten Systeme verfügen nicht nur über zusätzliche chirale Untereinheiten, sondern auch zusätzliche funktionellen Gruppen (z.B. Hydroxy- oder Phosphatgruppen) für Host/Guest-bzw. Katalysator-Substrat-Interaktionen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden chirale BINOL-basierte Phosphorsäuren dargestellt und deren Applikation als Chemosensor untersucht. Der Einsatz von 1,1'-Binaphthyl-monoiodid und verschiedenen Linkern (Y oder Z) ermöglichte die direkte Umsetzung zu Bis- und sogar Tris-Phosphorsäuren. Mit diesem Ansatz wurden fünf Bis-1,1'-binaphthyl-phosphorsäuren (R,R)-1a/b/c/d/e und eine Tris-1,1'-Binaphthylphosphorsäure (R,R,R)-1f erfolgreich synthetisiert. Die Untersuchung der Bisphosphorsäuren (R,R)-1a/b/c/d als Fluoreszenzsensoren demonstrierte die Selektivität von (R,R)-1d gegenüber Eisenionen (Fe3+), welche zu einem Fluoreszenzquenching führte. Zudem ermöglichte die chirale Eigenschaft der Sensoren eine weitere Untersuchung der Interaktion zwischen Bisphosphorsäuren und dem Analyten mittels CD-Spektroskopie. Diese beiden spektroskopische Methoden (Fluoreszenz und CD) bieten einen dualen Erkennungsmodus für die Sensorapplikation. In einem zweiten Projekt wurden Bis-/Tris-phosphorsäuren (1a-f) in Kombination mit Ni2 + oder Eu3 + als Fluoreszenzsensoren für chirale Bioanalyten (L-/D-Aminosäuren) angewendet. Hierfür wurde ein Fluoreszenzarray entwickelt, um Analyt-spezifische Fluoreszenzmuster zu generieren. Um die Datenauswertung zu vereinfachen und die Unterscheidungsfähigkeit des Fluoreszenzarrays einzuschätzen, wurden statistische Datenanalysen (PCA und LDA) implementiert. Das Ergebnis zeigte, dass der Array die Art der Aminosäure mit hoher Genauigkeit identifiziert, 99% für L-Aminosäuren und 98% für D-Aminosäuren. Die Fähigkeit des Arrays um 37 verschiedene L- und D-Aminosäuren in einem Satz zu diskriminieren, wurde als befriedigend empfunden, mit nur 93% Genauigkeit. Für diese Anwendung wäre die Einbindung des Enantiomerenpendants der Phosphorsäuren als zusätzliche Sensoren hilfreich. Neben der Synthese von Bis-/Tris-binaphthylphosphorsäurediestern wurden auch die zugehörigen Phosphorsäuremonoester hergestellt. Die partielle Racemisierung des Binaphtyl-Rückgrats wurde während der Zyklisierung beobachtet, welche zur Bildung von Diastereomeren führte. Diese wurde durch spektroskopische und Röntgen-Kristall-Strukturanalysen bestätigt. Experimentelle und theoretische Studien mit einem Modellsubstrat zeigten, dass sowohl die Racemisierung als auch die Zyklisierung durch Säure katalysiert sind. Hierbei verlief die Zyklisierung schneller als die Racemisierung, da die Energiebarriere der Zyklisierungsreaktion geringer als die Racemisierung ist. Am Ende dieser Arbeit konnten sechs Isomere von Phosphorsäuremonoestern erfolgreich isoliert und charakterisiert werden. Diese Phosphorsäuren sind die vielversprechenden Verbindungen für den Einsatz in der Katalyse und als Chemosensoren. Das letzte Projekt war die Synthese von bis-1,1'-Binaphthylaminen zur Generierung von supramolekularen Doppelhelices. Eine modifizierte Syntheseroute, bei der Monoiodbinaphthyl-bis-carboxylsäuren verwendet wurden, wurde erfolgreich zur Herstellung von Monoiodallylamin (R)-86 eingesetzt. Dieser dient als der wesentliche Baustein, der mit verschiedenen Linkern für die Erzeugung von Bis-binaphthylaminen verknüpft werden kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurde über neun Syntheseschritte ein Bis-binaphthylallylamin, verknüpft über einen 1,4-Ethinyl-benzol-Linker, erfolgreich hergestellt. Lediglich der letzte Entschützungsschritt fehlt, um das Endmolekül, das Bis-binaphthylamin zu erzielen. Die Paarung von Bis-binaphthylphosphorsäuren und Bis-binaphthylaminen wird in Zukunft neue Möglichkeiten bieten, komplementäre supramolekulare Doppelhelices zu bilden. The strategy for the synthesis of chiral bis-binaphthyl phosphoric acids involving the use of 1,1’-binaphthyl-monoidide and various linkers (Y or Z) allowed the straightforward synthesis of bis- and even tris-phosphoric acids. In the end, this synthetic approach led to the formation of five bis-1,1’-binaphthyl phosphoric acids (R,R)-1a to (R,R)-1e and one tris-1,1’-binaphthyl phosphoric acid (R,R,R)-1f. The investigation of the sensing ability of the bis-phosphoric acids (R,R)-1a/b/c/d as fluorescence sensors demonstrated the selective sensing ability of (R,R)-1d towards ferric ions (Fe3+) which led to a fluorescence quenching. Based on the chiral nature of the sensors, we were also able to monitor the interaction of the bis-phosphoric acids with the analytes (metal ions) by CD spectroscopy. Both spectroscopic (fluorescence and CD) methods are providing a dual-mode detection for the sensing application. In a second project, we applied the bis-/tris-phosphoric acids (1a-f) in combination with Ni2+ or Eu3+ as fluorescence sensors for chiral bioanalytes (L-/D-amino acids). An array-based fluorescence sensing was developed to generate analyte-specific fluorescence patterns and statistical data analyses (PCA and LDA) were implemented to simplify the data evaluation and to estimate the discrimination ability of the fluorescence array. The array showcased the capability to identify the type of amino acid with high accuracy, 99% and 98% for L- and D-amino acids respectively. The ability of the array to additionally discriminate the configuration of amino acids in a set of 37 different L- and D-amino acids -was found to be satisfying, albeit giving only 93% accuracy. For this approach, it might be helpful to include the enantio-counterparts of the phosphoric acids as additional sensors. In addition to the synthesis of bis-/tris-binaphthyl phosphoric acid diesters, we were also able to furnish the related phosphoric acid monoesters. Partial racemization of the binaphthyl-backbone was observed during the cyclization process leading to a formation of diastereomers of the furane-annelated naphthols, which was confirmed by spectroscopic and X-ray crystal structure analyses. Additional experimental and theoretical studies using a model substrate proved that both racemization and cyclization processes are acid-catalyzed. Since the barrier of the cyclization reaction is lower than the racemization, the cyclization proceeded faster than the racemization. This work successfully concluded an in-depth investigation of the cyclization and racemization mechanism as well as the isolation and characterization of all six isomeric phosphoric acid monoesters. These phosphoric acids are the highly promising compounds for further use in chemosensing and catalysis. The modified synthetic route involving the use of mono-iodo binaphthyl bis-carboxylic acids was successfully applied to form the mono-iodo allylamine (R)-86. This serves as an essential building block which can be connected by various linkers for the generation of bis-binaphthyl-amines. Within the scope of this work, we succeed the formation one bis-binaphthyl-amine with 1,4-ethinyl benzene linker in nine steps. Only the last deprotection step to yield the bis-binaphthyl-amine is still pending. In future, the combination of bis-binaphthyl-phosphoric acids and bis-binaphthyl-amines will provide new possibilities to build complimentary supramolecular double helices. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Jochen Niemeyer Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Organische Chemie 2018-12-19 2018-08-16 2018-11-30 2018-12-19 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181220-115407-9 16,44 MB application/pdf Octa-Smolin, Frescilia: 1,1‘-Binaphthyl Based Bis- and Tris-Phosphoric Acids: Syntheses and Application as Fluorescent Chemosensors, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181220-115407-9 eng http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Organische Chemie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46799/DissFresciliaOcta-Smolin.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47721 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47721 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46799 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47701 2018-12-19 DDC:5:57:570

Global chromatin changes induced by altered tonicity interferes with DNA damage response signaling and DNA double-strand break repair Lisa Marie Krieger 570 570 The results of our experiments reveal that global changes in chromatin structure achieved by hypotonic or hypertonic treatment have severe consequences on DDR signaling and DSB repair and thereby endanger genomic stability. Chromatin relaxation by itself results in transient arrest of cells in G2-phase, which might be due to ATM activation. However, in response to IR DDR signaling is reduced in terms of pATM, γH2AX and 53BP1 foci formation. Surprisingly, we still see a strong G2-checkpoint response upon DSB induction, which is dependent on ATR as well as on ATM. Further investigation of upstream signaling of ATM will help to understand these diverse responses mediated by ATM. Since we observe functional DNA end resection in globally relaxed chromatin, an ATR mediated checkpoint response is promoted. However, DSB repair by the main repair pathways is disturbed, as we see less cNHEJ and especially HRR. Also altEJ fails to backup cNHEJ and HRR, but SSA is three-fold increased upon hypotonic treatment. As this is seen in experiments utilizing reporter cell lines, it would be interesting to investigate the response of SSA to chromatin relaxation on IR-induced DSBs. While impairments of faithful DSB repair are seen and in addition only mutagenic DSB repair is functional, the modest effects found in survival are unexpected. However, as continuous hypotonic treatment is toxic to the cells, the adaptation of the protocol to transient treatment explains the small radiosensitizing effect observed. DDR signaling experiments and also measurements of CCP show that effects of global chromatin relaxation mediated by hypotonic treatment are completely reversible. Global chromatin condensation achieved by hypertonic treatment arrests cells in G1-, G2- and M-phase, while it enhances DDR signaling in terms of ATM activation and H2AX phosphorylation in response to IR. However, DSB repair efficiency of all investigated repair pathways is compromised (cNHEJ) or completely abrogated (HRR, altEJ and SSA). This might be explained by nonfunctional DNA end resection upon chromatin condensation, which is necessary for HRR, altEJ and SSA. However, activation of checkpoints may help to maintain genomic stability although DSB repair is inhibited. Chromatin condensation and also DDR signaling is restored when cells are re-incubated in normal cell culture medium, which explains the moderate effects of hypertonic treatment on radiosensitization to killing observed. Collectively, global changes in chromatin massively perturb responses to DNA damage and risk genomic integrity. The action of hypotonic and hypertonic medium in altering chromatin structure is rather unspecific. Thus, more specific treatments like inhibitors of proteins influencing chromatin structure or genetically modified cell lines with loss-of-proteins that are known to facilitate, for example, chromatin condensation will help to further elucidate the role of chromatin structure in DDR signaling, DSB repair and DSB repair pathway choice. Die Ergebnisse unserer Experimente zeigen, dass globale Veränderungen der Chromatinstruktur, die durch hypotone oder hypertone Behandlung hervorgerufen werden, schwerwiegende Auswirkungen auf die DDR Signalübertragung und die DSB Reparatur haben und somit die genomische Stabilität gefährden. Chromatinrelaxation allein verursacht ein vorübergehendes Stoppen der Zellen in der G2-Phase, möglicherweise resultierend aus einer ATM Aktivierung. Allerdings ist die DDR Signalübertragung, gemessen an der Bildung von pATM, γH2AX und 53BP1 Foci, nach Bestrahlung reduziert. Überraschenderweise können wir trotzdem eine starke G2-Kontrollpunktaktivierung nach DSB Induktion beobachten, die sowohl von ATR als auch von ATM abhängig ist. Weitere Untersuchungen der Signalübertragungen, die ATM vorausgehen, werden uns helfen diese unterschiedlichen ATM-vermittelten Endpunkte zu verstehen. Die in global relaxiertem Chromatin zu beobachtende, funktionsfähige DNA Resektion ermöglicht eine Kontrollpunktaktivierung durch ATR. Trotzdem ist die DSB Reparatur gestört, wie wir an einer weniger effizienten cNHEJ und vor allem an weniger HRR sehen. Auch altEJ kann die beiden Mechanismen nicht ersetzen; SSA ist dagegen dreifach verstärkt sobald die Zellen hypoton behandelt werden. Dieser Effekt wurde mithilfe von Reporter Zelllinien entdeckt und es wäre interessant auch die Reaktion des SSA auf strahlungsinduzierte DSBs in relaxiertem Chromatin zu untersuchen. Obwohl wir starke Beeinträchtigungen der Hauptreparaturwege beobachten und außerdem nur mutagene DSB Reparatur aktiv ist, sind die geringen Effekte der Chromatinrelaxation auf das Zellüberleben unerwartet. Da die kontinuierliche Behandlung der Zellen mit hypotonem Medium toxisch ist, erklärt die nach Anpassung des Protokolls nur noch vorübergehende Behandlung diese geringen Effekte auf das Überleben nach Bestrahlung. DDR Signalübertragungsexperimente und auch die Messungen des CCP zeigen, dass die Effekte der globalen Chromatinrelaxation, hervorgerufen durch hypotone Behandlung, komplett reversibel sind. Globale Chromatinkondensierung, erzeugt durch hypertone Behandlung, hält die Zellen in der G1-, G2- und M-Phase an, während die DDR Signalübertragung gemessen an der ATM Aktivierung und der H2AX Phosphorylierung nach Bestrahlung verstärkt wird. Jedoch ist die Aktivität aller untersuchten DSB Reparaturwege beeinträchtigt (cNHEJ) bzw. komplett unterbrochen (HRR, altEJ und SSA). Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass die DNA Resektion in kondensiertem Chromatin nicht mehr funktioniert, welche aber notwendig für die Reparatur durch HRR, altEJ und SSA ist. Daher könnte die funktionelle Aktivierung der Kontrollpunkte helfen die genomische Stabilität zu bewahren, obwohl die DSB Reparatur inhibiert ist. Chromatinkondensierung und die DDR Signalübertragung wird wiederhergestellt, sobald die Zellen in normalem Zellkulturmedium inkubiert werden. Das könnte ebenfalls eine Erklärung für die nur moderaten Effekte der hypertonen Behandlung auf das Überleben nach Bestrahlung sein. Zusammenfassend stören globale Änderungen der Chromatinstruktur massiv die Reaktionen der Zelle auf DNA-Schadensinduzierung und gefährden somit die genomische Integrität. Die chromatinverändernde Wirkung der hypotonen und hypertonen Medien ist eher unspezifischer Natur. Daher können spezifischere Behandlungen wie zum Beispiel das Nutzen von Inhibitoren bestimmter Chromatin beeinflussender Proteine oder genetisch modifzierte Zelllinien, denen Proteine fehlen, die an der Chromatinkondensierung beteiligt sind, helfen die Rolle der Chromatinstruktur hinsichtlich der DDR Signalübertragung, der DSB Reparatur und der Wahl des Reparaturweges weiter aufzuklären. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Institut für Medizinische Strahlenbiologie George Iliakis Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Medizinische Strahlenbiologie 2018-12-19 2018-08-22 2018-12-05 2018-12-19 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181219-113606-3 7,98 MB application/pdf Krieger, Lisa Marie: Global chromatin changes induced by altered tonicity interferes with DNA damage response signaling and DNA double-strand break repair, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181219-113606-3 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 3 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46780.zip https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47701 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47701 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46780 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47767 2018-12-18 DDC:5:53

Magnetic measurements on single-phase and composite multiferroics Soma Salamon 530 530 This thesis focuses on the detailed characterization of multiferroic phenomena in single-phase and composite materials, which have become a key aspect of research interest due to their numerous possible uses for application purposes. The main topic deals with the interplay of electric and magnetic material properties, linked either intrinsically in single-phase materials or via a mediator such as strain coupling in purposefully engineered biphasic composites. The influence of different material compositions, synthesis techniques and resulting morphologies was analyzed in order to obtain a detailed overview of the physical phenomena that govern the strength of magnetoelectric (ME) coupling. The main methods used for this purpose include Mössbauer spectroscopy, a non-destructive nuclear physical method utilizing resonant absorption of radiation, as well as a magnetoelectric measurement setup. Latter is based on a modified SQUID AC susceptometer, making it possible to record the magnetic response of ceramic samples exposed to electric fields with high precision. One section of this thesis is devoted to the single-phase material bismuth ferrite (BiFeO3), which is antiferromagnetic and ferroelectric. This multiferroic property was never utilized for applications, as its antiferromagnetic nature leads to zero net magnetic moment. It was discovered that BiFeO3 contains a long range modulation of magnetic moments (spin cycloid), which is incommensurable with the crystal lattice. Furthermore, weak ferromagnetism was observed in nanoparticles, which was the main motivation for our measurements. Using Mössbauer spectroscopy, we examined the behavior of this spin cycloid in great detail while recording spectra in a large temperature range (4K- 800 K), for different particle sizes (54nm- 1 m). This allowed us to assess the temperature dependence of the spin cycloid, which was distorted towards an anharmonic state at lower temperatures, while no significant influence of the particle size was witnessed. This work represents the first instance of the anharmonic cycloid being characterized in detail for nanoparticle samples in a wide temperature range. The second section deals with a number of composite ceramics that combine magnetostrictive and piezoelectric materials with different constituents and connectivity schemes. These were characterized with our converse ME measurement setup at different temperatures (4K- 350 K) and applied magnetic fields (±5 T), in order to ascertain their behavior, and to optimize the measurement parameters. This was followed by the recording of the electric field dependence of sample magnetization, providing direct access to the converse ME coupling coefficient, which provides a measure for the strength of ME coupling in our samples. Through the course of our work, we were able to significantly increase the coupling coefficient by modifications of the sample composition, preparation and constituents. Our studies also provide information about the underlying physical driving forces that affect the strength of the ME coupling, while also uncovering possible pitfalls of the measurement setup. The knowledge of these factors made it possible to effectively optimize our samples, allowing us to increase coupling coefficients nearly fourfold relative to our initial work. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der detaillierten Charakterisierung multiferroischer Phänomene in einphasigen Materialien und Verbundmaterialien, die wegen ihrer möglichen Anwendungen in den Fokus der Wissenschaft gerückt sind. Das Hauptaugenmerk liegt auf dem Zusammenspiel elektrischer und magnetischer Eigenschaften, welche entweder intrinsisch oder über Vermittler, wie die mechanische Spannung, miteinander gekoppelt sind. Der Einfluss verschiedener Materialzusammensetzungen, Synthesemethoden und daraus resultierender Morphologien wurde analysiert, um eine Übersicht der physikalischen Phänomene zu erhalten, welche die Stärke der magnetoelektrischen (ME) Kopplung bestimmen. Bei den hauptsächlich verwendeten Methoden handelt es sich um Mössbauerspektroskopie, einer zerstörungsfreien kernphysikalischen Messmethode, die auf der resonanten Absorption von Strahlung beruht, und um einen Aufbau für ME Messungen. Letzterer basiert auf einem modifizierten SQUID AC Suszeptometer, was die Messung der magnetischen Reaktion auf elektrische Felder erlaubt. Ein Abschnitt der Arbeit ist dem einphasigen Material Bismutferrit (BiFeO3) gewidmet, welches gleichzeitig antiferromagnetisch und ferroelektrisch ist. Diese multiferroische Eigenschaft wurde nie genutzt, da das antiferromagnetische Material keine Nettomagnetisierung besitzt. Es ist bekannt, dass BiFeO3 eine langreichweitige, mit dem Kristallgitter inkommensurable Modulation der magnetischen Momente aufweist (Spin-Zykloide). Weiterhin wurde schwach ferromagnetisches Verhalten in BiFeO3-Nanopartikeln beobachtet, was die Hauptmotivation für unsere Messungen war. Mittels Mössbauerspektroskopie konnten wir das Verhalten dieser Spinzykloide im Detail beobachten, während Spektren in einem sehr weiten Temperaturbereich (4K- 800 K) für verschieden große (54nm- 1 m) Partikel aufgenommen wurden. Dies erlaubte uns die Observierung der Temperaturabhängigkeit der Spinzykloide, welche bei tiefen Temperaturen zunehmend verzerrt und anharmonisch wurde, während kein nennenswerter Einfluss der Partikelgröße zu sehen war. Im Zuge dieser Arbeit wurde erstmalig die anharmonische Zykloide in Nanopartikeln im Detail temperaturabhängig charakterisiert. Im zweiten Abschnitt beschäftigen wir uns mit Kompositen, welche aus einer magnetostriktiven und piezoelektrischen Phase mit verschiedenen Bestandteilen und Konnektivitäten bestehen. Diese wurden bei verschiedenen Temperaturen (4K- 350 K) und angelegten Magnetfeldern (±5 T) charakterisiert, sodass ihr Verhalten beobachtet und die Messparameter optimiert werden konnten. Es folgte die Aufnahme des magnetischen Signals in Abhängigkeit von angelegten elektrischen Feldern, was die Berechnung des konversen ME Koeffizienten erlaubt, der ein Maß für die Stärke der ME Kopplung darstellt. Somit konnten wir den Kopplungskoeffizienten durch Modifikation der Probenbestandteile, Präparation und Zusammensetzung stark erhöhen. Wir erhielten so Informationen über die zugrundeliegenden physikalischen Phänomene des ME Effekts, während auch potentielle Probleme des Messaufbaus erkannt wurden. Das Wissen über diese Faktoren ermöglichte die Optimierung der Probeneigenschaften, sodass der Kopplungskoeffizient verglichen mit unseren ersten Arbeiten um etwa den Faktor 4 erhöht werden konnte. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Heiko Wende Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Physik, Experimentalphysik 2018-08-13 2018-10-29 2018-12-18 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181218-135259-4 74,51 MB application/pdf Salamon, Soma: Magnetic measurements on single-phase and composite multiferroics, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181218-135259-4 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Physik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46831/Diss_Salamon.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47767 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47767 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46831 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47764 2018-12-18 DDC:6:62

Trocknungseffekte in gedruckten metalloxidischen Präkursorvorstufen und deren Einflüsse auf Morphologie, Schaltcharakteristik und Prozessierung von Dünnschichttransistoren Sebastian Meyer 620 620 Soluble metal oxides , amorphous oxide semiconductors , electronic materials , inkjet printing , printed electronics , thin-film transistors , back-channel etch configuration , TFT-backplane , display technology In der vorliegenden Arbeit wird der Inkjet-Druck von molekularen Präkursorformulierungen für zukünftige Display-Produktionsprozesse evaluiert. Zuerst wird der Stabilitätseinfluss verschiedener organischer Lösungsmittel auf eine kommerziell erhältliche indium-basierte Oxo-Alkoholat Präkursorverbindung untersucht. Dabei können Designregeln für Hauptlösungsmittel und Co-Lösungsmittel definiert werden, die zu rheologisch stabilen Formulierungen führen. In Druckfenstergraphen können Bereiche aufgezeigt werden, in denen eine ideale Verarbeitung der jeweiligen Formulierung ohne Satellitentropfenbildung und maximaler Tropfengeschwindigkeit von >8 m/s garantiert ist. Im weiteren Verlauf werden die zuvor optimierten Funktionstinten in Einzeltropfen verdruckt und die daraus resultierenden Halbleiterdünnschichten in Transistor-Bauelementen elektrisch charakterisiert. Die aus der gemessenen Transferkennlinie der Bauelemente extrahierte Sättigungsbeweglichkeit der n-Typ Ladungsträger liegt bei 10 cm2/Vs. Im Rahmen der Entwicklung wird zudem festgestellt, wie stark Schichtbildungsphänomene bei der Trocknung der Halbleitervorstufe, die finalen elektrischen Eigenschaften der Halbleiterschicht bestimmen. Die bei einem starken Schichtdickenunterschied elektrisch gemessene Doppelcharakteristik im TFT (engl. Thin-Film Transistor) kann mit Hilfe eines Simulationsmodels und der Überlagerung unterschiedlicher Ladungs-trägerbeweglichkeiten und -konzentrationen erklärt werden. Während die Oberflächenrauheit der dünneren Plateau- und dickeren Ring-Schicht keine nennenswerten Unterschiede aufweist, kann in Letzterer, durch hochaufgelöste Transmissionselektronenspektroskopie im Schichtquerschnitt, eine nanokristalline Morphologie festgestellt werden. Es ist wahrscheinlich, dass die Verschlechterung der elektrischen Schichteigenschaften in diesem Bereich auf Streuprozesse der Ladungsträger an Grenzflächen- und Fallenzuständen in der Schicht zurückzuführen ist. Dünn getrocknete Halbleiterschichten mit einer Schichtdicke von 4 - 8 nm weisen eine hohe Ladungsträgerbweglichkeit auf und sind weitestgehend amorph. Letzteres kann anhand von direkter Elektronenbeugung durch SiNx-Fenster festgestellt werden. Es wird vermutet, dass der durch Sekundärionenmassenspektrometrie ermittelte und erhöhte Restanteil von Chlor-Verunreinigungen in dickeren Schichten, Einfluss auf die Morphologiebildung bei der Konvertierung der Oxidschicht hat. In industriellen Produktionsprozessen sollte die gedruckte Halbleiterschicht möglichst homogen mit einer Schichtdicke von 4 - 8 nm hergestellt werden. Durch Verlangsamung der Tropfentrocknung und durch Zugabe von Wasser, kann die inhomogene Trocknung im Einzeltropfen vollständig unterdrückt und zusätzlich eine erhöhte Druckauflösung mit einem Tropfendurchmesser im Mikrometerbereich erzeugt werden. Es wird vermutet, dass die zu beobachtende rückstandslose Durchmesserrekontraktion der Tropfen bei der Trocknung auf einen induzierten Marangoni-Fluss und auf reduzierte Präkursor-Substrat Wechselwirkung zurückzuführen ist. Die daraus resultierenden Bauelemente weisen schlechte elektrische Eigenschaften auf, welche wiederum auf eine zu dicke Halbleiterschicht und eine nanokristalline Morphologie zurückgeführt werden können. Durch eine UV-Ozon Behandlung während des Trocknungsvorganges können münzenähnliche Halbleiterflächen mit einer homogenen Schichtdicke von 4 nm gedruckt werden. Die so hergestellten Schichten sind vollständig amorph und lassen sich in BCE (engl. Back Channel Etch) Bauelement-Konfiguration verarbeiten. Der hier entwickelte Prozess zur homogenen Verarbeitung von gedruckten metalloxidischen Halbleiterfilmen hat deshalb nicht nur Vorteile in Bezug auf die elektrischen Eigenschaften der Dünnschicht, sondern auch auf die weitere Prozessierung in Top-Kontakt Konfiguration. Der BCE Aufbau ermöglicht eine weitere Vereinfachung bei der Herstellung von TFT-Rückwandplatinen und wird zum ersten Mal in Kombination mit einem gedruckten Halbleiterfilm realisiert. In this thesis the inkjet printing of molecular precursor formulations is evaluated for future display production processes. First, the stability influence of various organic solvents on a commercially available indium-based oxo-alkoxide compound is investigated. Design rules for main solvents and co-solvents can be defined which lead to rheologically stable formulations. Areas can be defined in print window graphs, in which an ideal processing of the respective formulation without satellite drop formation and maximum drop velocity of >8 m/s is guaranteed. In the second step, the previously optimized functional inks are further processed and resulting semiconducting thin-films are characterized in thin-film transistor devices. The saturation mobility of the n-type charge carriers is typically 10 cm2/Vs and is extracted from the measured transfer characteristics of the devices. In the context of the development, it is determined, how strongly drying phenomena can influence the layer-formation and the final electrical properties of the devices. The double characteristic observed during electrical characterization, can be explained with the help of a simulation model and the superimposition of different charge carrier mobilities and concentrations in the thin-film transistor channel region. While the surface roughness of the drops in the thinner plateau and the thicker ring layer does not differ significantly, in the latter case, a nanocrystalline semiconductor morphology can be observed by high-resolution transmission electron spectroscopy in the layer cross-section. It is probable that the deterioration of the electrical layer properties in this volume is attributable to scattering processes of the charge carriers at interface- and trap states in the layer. Thinly dried semiconductor layers with 4 - 8 nm thickness have a high charge carrier mobility and are fully amorphous. The latter can be determined by means of direct electron diffraction through SiNx- windows. It is assumed that the residual amount of chlorine impurities in thicker layers, determined by time of flight secondary ion mass spectrometry, has an in- fluence on the morphology formation during the conversion of the oxide layer. By increasing the drying time and the addition of water to the formulations, the inhomogeneous drying is completely prevented and additionally an increased printing resolution with a drop diameter of a few microns can be achieved. It is assumed, that the observed residue-free diameter shrinkage of the droplets during drying, is attributed to an induced Marangoni flow and reduced precursor-substrate interaction. The resulting TFT devices have poor electrical properties, which in turn can be attributed to a thick layer with an nanocrystaline semiconductor morphology. By an UV-ozone treatment during the drying process, semiconducting layers can be printed with a coin-like homogeneous layer thickness of 4 nm. The resulting layers are fully amorphous and can be processed in back channel etch thin-film transistor device configuration. The process developed here therefore has advantages not only with regard to the morphological and electrical properties of the thin film but also with the further processing in top contact thin-film transistor geometry. The BCE configuration allows a further simplification in the TFT array process and is shown for the first time in combination with a printed semiconducting film. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Roland Schmechel Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Elektrotechnik und Informationstechnik, Nanostrukturtechnik 2018-06-20 2018-11-19 2018-12-18 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181218-121719-3 140,67 MB application/pdf Meyer, Sebastian: Trocknungseffekte in gedruckten metalloxidischen Präkursorvorstufen und deren Einflüsse auf Morphologie, Schaltcharakteristik und Prozessierung von Dünnschichttransistoren, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181218-121719-3 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Elektrotechnik und Informationstechnik, Nanostrukturtechnik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46829/Diss_Meyer.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47764 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47764 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46829 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47708 2018-12-14 DDC:6:62

SPAD-basierte Sensoren für die laufzeitbasierte Distanzmessung bei hoher Hintergrundlichtintensität SPAD-based sensors for time-of-flight-based distance measurement at high background illumination Maik Beer Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Elektrotechnik und Informationstechnik, Elektronische Bauelemente und Schaltungen 620 620 Single-Photon Avalanche Diode (SPAD) , Laufzeitmessung , Light Detection and Ranging (LiDAR) , 3D Sensoren , Distanzmessung , Time-of-Flight (TOF) Die dreidimensionale Erfassung der Umgebung bietet vielfältige Möglichkeiten in vielerlei Anwendungen. Im Automobilbereich wird sie heute in Fahrerassistenzsystemen wie Notbremssystemen zur Erhöhung der Sicherheit eingesetzt. Auch für eines der großen Zukunftsthemen der Branche, dem autonomen Fahren, spielt sie eine entscheidende Rolle. In den letzten Jahren erlangte die Nutzung elektromagnetischer Wellen im sichtbaren oder infraroten Bereich für die berührungslose Distanzmessung, das sogenannte Light Detection and Ranging, zunehmende Bedeutung. Dieses Verfahren basiert auf der Messung der Zeit, die ein ausgesendetes Lichtsignal zum Zielobjekt und wieder zurück benötigt. Zur Minimierung der emittierten Lichtleistung sind hochempfindliche Photodetektoren nötigt, weshalb in der vorliegenden Arbeit auf Single-Photon Avalanche Dioden basierende Sensoren betrachtet werden. Der Einsatz dieser Systeme in einer Umgebung mit hohem Hintergrundlicht stellt eine der größten Herausforderungen für den Einsatz im Automobil dar. Im Rahmen der Arbeit wurde ein Laufzeitsensor für Anwendungen im Automobil entwickelt, wobei die Reduktion des negativen Einflusses hoher Hintergrundstrahlung im Vordergrund stand. Hierfür wurde zunächst die Statistik der bekannten Verfahren bei Verwendung von Single-Photon Avalache Dioden betrachtet und Modelle zu Bestimmung der Messvarianz entwickelt. Auf Grundlage dieser Modelle wurden im weiteren Konzepte zur Reduktion des Hintergrundlichteinflusses auf die Distanzmessung entworfen. Jedes Konzept wurde theoretisch unter Zuhilfenahme von statistischen Berechnungen sowie mittels Simulationen untersucht und bewertet. Die Betrachtung der verschiedenen Konzepte ließ den Schluss zu, dass eine direkte Laufzeitmessung, bei welcher die Laufzeit eines ausgesendeten Laserpulses mittels einer hochauflösenden elektronischen Stoppuhr gemessen wird, in Verbindung mit der Erfassung zeitlich korrelierter Photonen das beste Ergebnis verspricht. Basierende auf diesen Erkenntnissen wurde ein entsprechender Doppelzeilensensor mit 192 Pixeln je Zeile, wobei jedes 4 Dioden zur Detektion zeitlich korrelierter Photonen mit einer Korrelationszeit unterhalb der SPAD-typischen Totzeit enthält, in einem 0,35-µm-CMOS-Prozess entwickelt und charakterisiert. Der Sensor wurde dabei so entworfen, dass die Parameter der Photonenkorrelation variabel sind, was eine gleichbleibende Messleistung bei unterschiedlicher Reflektanz des Zielobjektes ermöglicht. Die Messergebnisse zeigen eine hohe Übereinstimmung mit den theoretischen Berechnungen und bestätigen die Machbarkeit einer Messung bei hohem Hintergrundlicht. The three-dimensional perception of the environment offers many different possibili-ties in many different applications. In the automotive field it is used in driver assistance systems like emergency braking to improve the traffic safety. Additionally, in autono-mous driving, one of the most important topics in automotive today, environment observation is essential. In recent years the use of electromagnetic waves in the visible or near infrared spectrum for distance measurement gained more and more interest. This technique, called light detection and ranging, obtains the distance from the time an emitted light signals needs to travel to an object and back to the sensor. To minimize the required optical emission power high sensitive photodetectors are required, therefore, sensors based on single-photon avalanche diodes are investigated in this work. The operation of these systems in high ambient illumination environments is one of the main problems for the use in automotive applications. In this work a time-of-flight sensor for automotive applications with focus on the reduction of the negative influence of high ambient illumination was developed. In the first step the statistics of the known measurement techniques using single-photon avalanche diodes as detectors were investigated and models for determining the distance uncertainty were developed. Based on these models concepts to reduce the negative influence of ambient light have been designed. Each concept was investigated and evaluated by the use of theoretical calculations as well as simulations. As a result of the investigations, the direct time-of-flight technique along with the detection of temporal correlated photons was chosen for the sensor design. In the direct technique the time-of-flight of a short light pulse is measured by a high resolution electronical stopwatch. Based on this technique a double line sensor with 192 pixels in each line was designed in a 0.35 µm standard CMOS process and characterized. Each pixel of the sensor uses four single SPADs to allow the detection of correlated photons having a temporal spacing shorter than the dead time of the SPADs. Additionally, several parameters of the correlation detection circuit are adjustable to allow a constant measurement performance at varying target reflectivity. The performed measurements of the sensor show a good agreement with the theoretical calculations and confirm the feasibility of distance measurements at high ambient illumination. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Rainer Kokozinski Prof. Dr. Ing. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 2018-04-23 2018-11-15 2018-12-14 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181214-141655-5 6,47 MB application/pdf Beer, Maik: SPAD-basierte Sensoren für die laufzeitbasierte Distanzmessung bei hoher Hintergrundlichtintensität, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181214-141655-5 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Elektrotechnik und Informationstechnik, Elektronische Bauelemente und Schaltungen 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46797/Diss_Beer.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47708 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47708 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46797 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47564 2018-12-14 DDC:6:62:620 DDC:6:60

Impedance analysis of narrowband power line communication channels George Hallak 620 620 600 600 Power line communication (PLC) stands for a type of communication technology that aims to exploit the power delivery network for data transmission. Since the power grid was not originally conceived for data communication purposes, the transmission line is hostile and exhibits high attenuation, various types of noise, and frequency selectivity, which are caused by the presence of branches and unmatched impedance. For the efficient design of the next generation of smart metering and PLC applications, perfect knowledge of the PLC channel is fundamental. To enhance this knowledge, the influence of the low access impedance of the power line channel on PLC systems from a telecommunications point of view is studied in this work. Due to the increasing use of switched-mode power supplies with EMI filters inside electrical devices on the power grid, the situation of PLC transmitters has worsened and known concepts have lost their efficiency. In particular, the low access impedance at narrowband frequencies has changed the characteristics of the power line channel dramatically. As a result, the signal level permitted in the European standard EN 50065-1 cannot always be reached and the reliability of the transmission systems has deteriorated significantly. In this thesis, we present a comprehensive overview of PLC channel access impedance. First, we investigate the effects of low access impedance on narrowband-PLC applications with limited power consumption in terms of the achievable data rate. We show that the performance of the transmission system has been reduced for different access impedance scenarios. Then we develop an accurate access impedance measurement system in the frequency range of 30- 500 kHz to analyze the impedance behavior with respect to time and frequency. In this context, we carried out experimental impedance measurement campaigns on different power outlets at the university laboratory. Furthermore, this access impedance measurement system was extended to measure equipment load impedances during their operation mode on the power grid. The measured access and load impedances were also evaluated and verified according to their time and frequency characteristics. This evolution task represents the core objective of this thesis. Finally, we introduce an optimization method to improve the transmission performance of narrowband-PLC systems in the case of low access impedances. In this regard, we present a method for modeling the voltage transmitted by PLC applications corresponding to timevariant access impedances. We show that we were able to increase the achievable data rate and the packet error rate over the signal to noise ratio compared to the state of the art transmission for measured low access impedances. Die Power-Line-Communication (PLC) steht für die Kommunikationstechnologie, die darauf abzielt, das Stromnetz für die Datenübertragung zu nutzen. Da das Stromnetz nicht für Datenkommunikationszwecke konzipiert wurde, ist die Übertragungsleitung feindselig und weist eine hohe Dämpfung, verschiedene Rauscharten und eine Frequenzselektivität auf, die durch das Vorhandensein von Verzweigungen und unerreichten Impedanz verursacht wird. Für ein effizientes Design der nächsten Generation von Smart Metering und PLC-Anwendungen ist, die perfekte Kenntnis des PLC-Kanals von grundlegender Bedeutung. Insofern wird in dieser Arbeit der Einfluss der niedrigen Anschlussimpedanz des Stromleitungskanals auf PLC Systeme aus Telekommunikations- Sicht untersucht. Durch den zunehmenden Einsatz von geschalteten Netzteilen mit EMV Filtern in elektrischen Geräten im Stromnetz verschlechtert sich die Situation für die PLC Sendern und bekannte Konzepte verlieren dramatisch an Effizienz. Insbesondere niedrige Anschlussimpedanzen in bestimmten Frequenzbereichen führen dazu, dass die erlaubten Grenzwerte der EN 50065-1 immer öfter nicht mehr erreicht werden können und als Folge sich die Zuverlässigkeit der Übertragung deutlich verschlechtert, dies kann zum totalen Systemausfall führen. In dieser Arbeit geben wir einen umfassenden Überblick über die Anschlussimpedanz des PLC-Kanals. Zunächst untersuchen wir die Auswirkungen der niedrigen Anschlussimpedanz auf schmalband PLC-Anwendungen mit begrenztem Stromverbrauch in Bezug auf die erreichbare Datenrate. Es wurde gezeigt, dass die Leistungsfähigkeit des Übertragungssystems für verschiedene Anschlussimpedanzszenarien reduziert wurde. Anschließend entwickeln wir ein präzises Anschlussimpedanzmesssystem im Frequenzbereich von 30-500 kHz, um das Impedanzverhalten in Bezug auf Zeit und Frequenz zu analysieren. In diesem Kontext haben wir experimentelle Impedanzmessungen an verschiedenen Steckdosen des Universitätslabors durchgeführt. Außerdem wurde das Anschlussimpedanzmesssystem erweitert, um die Lastimpedanzen während des Betriebs am Stromnetz zu messen. Die gemessenen Anschluss und Lastimpedanzen werden ebenfalls nach ihrem Zeit- und Frequenzverhalten bewertet und verifiziert. Diese Entwicklungsaufgabe stellt das Kernziel dieser Arbeit dar. Schließlich führen wir eine Optimierungsmethode ein, um die Übertragungsleistung von schmalband PLC-Systemen bei niedrigen Anschlussimpedanzen zu verbessern. Insoweit stellen wir ein Verfahren vor, um die übertragene Spannung durch PLC-Anwendungen nach zeitvarianten Anschlussimpedanzen zu modellieren. Es wird gezeigt, dass die erreichbare Datenrate und die Paketfehlerrate gegenüber dem Signal-Rausch-Verhältnis erhöht wurde, im Vergleich zu der Übertragung nach dem Stand der Technik für die gemessenen niedrigen Anschlussimpedanzen. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Han A. J. Vinck Prof. Dr. ir. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft, Informatik, Mathematische Methoden der Datenübertragung 2018-05-25 2018-11-05 2018-12-14 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181214-143633-3 13,16 MB application/pdf Hallak, George: Impedance analysis of narrowband power line communication channels, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181214-143633-3 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Elektrotechnik und Informationstechnik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46699/Diss_Hallak.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47564 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47564 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46699 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47706 2018-12-13 DDC:6:62

Funktionsoptimierung und Komplexitätsbeherrschung im Entwicklungsprozess mechatronischer Fahrwerksysteme am Beispiel elektromechanischer Lenksysteme Function optimization and complexity control in the development process of mechatronic chassis systems using the example of electric power steering systems Dario Düsterloh Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik 620 620 Lenkung , EPS , Komplexität , Entwicklungsprozess , Funktionsoptimierung , Mechatronik , Fahrwerk Aufgrund gestiegener Anforderungen an den Energieverbrauch und die Funktionalität der Systeme im Fahrwerkbereich werden passive sowie hydraulisch aktuierte Systeme fortschreitend durch mechatronische Systeme ersetzt, sodass eine Anpassung der Entwicklungsprozesse erforderlich ist. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird am Beispiel elektromechanischer Lenksysteme ein neuer beziehungsweise angepasster Entwicklungsprozess definiert, welcher die gestiegenen Anforderungen aus der Sicht eines Original-Equipment-Manufacturers (OEM) berücksichtigt. Dazu werden zunächst der aktuelle Stand der Technik sowie bereits bestehende Entwicklungsprozesse wie das V-Modell und der in der Automobilindustrie weit verbreitete Produktentstehungsprozess vorgestellt. Anschließend werden die Entwicklungswerkzeuge Simulation, Prüfstände und Fahrversuche sowie deren optimaler Einsatz dokumentiert. Im Anschluss an die Vorstellung der spezifischen Eigenschaften elektromechanischer Lenksysteme wird das Prozesskonzept am Beispiel der Lenksysteme umgesetzt. Dabei werden aktuelle gesetzliche und funktionale Anforderungen definiert sowie im Rahmen einer umfassenden Presseanalyse die Bewertungen von Lenksystemen verschiedener Beispielfahrzeuge bezüglich unterschiedlicher Bewertungskriterien ermittelt. Die Auswertung der Presseanalyse identifiziert die Lenkübersetzung und die Lenkungsrückmeldung als Kriterien mit Optimierungspotenzial. Mit Hilfe eines neu entwickelten Vorgehens zur Konzeptauslegung können die grundsätzlichen Eigenschaften zur Leistungsauslegung und Dimensionierung von Lenksystemen in der frühen Entwicklungsphase mit geringem Aufwand abgeschätzt werden. Dabei wird das im Rahmen der Presseanalyse identifizierte Kriterium der Lenkübersetzung berücksichtigt. Darüber hinaus werden ein umfassender Versuchskatalog sowie die zugehörigen Auswertemethoden zur Charakterisierung und Objektivierung von Lenksystemeigenschaften entwickelt. Den Ergebnissen der Presseanalyse folgend wird insbesondere die Lenkungsrückmeldung bezüglich des Einflusses von Hardware und Software detailliert betrachtet sowie der Einfluss der Radaufhängung mit Hilfe einer speziellen Prüfeinrichtung evaluiert. Durch die Entwicklung einer neuen Absicherungsmethodik für wettbewerbsdifferenzierende Software-Eigenentwicklungsumfänge und den effizienten Einsatz eines Lenksystemprüfstands können die Absicherung der Software-Anteile nachhaltig unterstützt sowie Zeit und Kosten eingespart werden. Der im Rahmen der vorliegenden Arbeit definierte Entwicklungsprozess verknüpft das V-Modell mit dem Produktentstehungsprozess der Automobilindustrie und trägt unter Berücksichtigung der aufgeführten Bestandteile nachhaltig zur Funktionsoptimierung und Komplexitätsbeherrschung bei der Entwicklung mechatronischer Fahrwerksystem bei. Due to increased demands on energy consumption and functionality of chassis systems, passive and hydraulically actuated systems are continuously replaced by mechatronic systems. This change of systems results in the need to adapt the development processes. Within the framework of the present study, a new or respectively adapted development process for mechatronic chassis systems is being defined using the example of electric power steering systems. The process takes account of the new requirements from the point of view of an original equipment manufacturer (OEM). Therefore, the current state of the art as well as already existing development processes like the V-model development process and the product development process, which is widely used in the automotive industry, are presented. The relevant development tools such as simulation, test bench and driving test as well as their optimal use are documented. After documenting the specific characteristics of electric power steering systems, the process concept is implemented using the example of the steering system. Current governmental and functional requirements are defined and the specific requirements for the steering systems of various sample vehicles are determined in an extensive press analysis. The steering ratio and the steering feedback are identified as the criteria with the highest optimization potential. By using a newly developed approach to the conceptual design, the basic characteristics of steering systems regarding the power and dimensioning can be estimated with little effort in the early development phase. This estimation takes the criterion of the steering ratio, identified in the press analysis, into account. In addition, a comprehensive test catalog and the associated evaluation methods for the characterization and objectification of steering system properties are developed. Following the results of the press analysis, in particular, the steering feedback is examined in detail regarding the influence of hardware and software. Additionally, the influence of the suspension is evaluated using a special test device. By defining a new testing method for the software functions and the efficient use of a steering test bench, the testing of the competitive differentiating in house developed software components can be supported and time and costs can be reduced. Taking the listed components into account, the newly defined development process contributes to the functional optimization and complexity control in the development of mechatronic chassis systems and in particular electric power steering systems by combining the V-model with the automotive industry product development process. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Dieter Schramm Prof. Dr.-Ing. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Mechatronik und Systemdynamik 2018-07-09 2018-11-30 2018-12-13 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181213-112647-6 25,79 MB application/pdf Düsterloh, Dario: Funktionsoptimierung und Komplexitätsbeherrschung im Entwicklungsprozess mechatronischer Fahrwerksysteme am Beispiel elektromechanischer Lenksysteme, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181213-112647-6 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46786/Diss_Duesterloh.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47706 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47706 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46786 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47662 2018-12-12 DDC:6:62:620

Neuartiger Ansatz zur Untersuchung des tribologischen Systems Ventilspindel/Sitzring für Großgasmotoren Novel approach to investigate the tribological system valve spindle/valve seat ring for large bore gas engines Oliver Lehmann 620 620 Tribology , Valve Wear , Test Rig , Large bore gas engine , Tribologie , Ventilverschleiß , Prüfstand , Großgasmotor Die technische Entwicklung von Großgasmotoren in den Bereichen Marine, Lokomotive und insbesondere Kraftwerk hat zu mechanischen Wirkungsgraden von über 50 % geführt, wodurch das tribologische System Ventilspindel/Sitzring an den Grenzen seiner Funktionsfähigkeit eingesetzt wird. Problemverschärfend wirkt eine zunehmend strengere Abgasgesetzgebung. Hocheffiziente Großgasmotoren werden im Systemverbund mit neuen Technologiekonzepten als potenzieller Ansatz für einen emissions- und kostenreduzierten Betrieb gesehen. Die steigenden Zünddrücke, höheren Temperaturen und reduzierten Verbrennungsrückstände bewirken aufgrund neuartiger Betriebsbedingungen einen hohen Ventilverschleiß mit vorzeitigem Funktionsausfall. Das tribologische Verhalten der Paarung Ventilspindel/Sitzring ist nach Quellenlage aus den Bereichen Automotive und Heavy-Duty bekannt. Als wichtigste Einflussfaktoren auf den Ventilverschleiß wurden die beiden Phasen Ventilschließen und Verbrennungsdruck bestimmt. Hingegen sind für den Bereich Großgasmotor, außer vom Autor selbst, bislang keine wissenschaftlichen Arbeiten dokumentiert. Darüber hinaus fehlt eine Zuordnung der eigenschaftsbestimmenden Verschleißmechanismen sowie der Verschleißanteile am Gesamtventilverschleiß für die beiden Phasen Ventilschließen und Verbrennungsdruck. Die vorliegende Dissertation betrachtet die Entwicklung, Konstruktion und den Aufbau eines neuartigen Ventilverschleißprüfstands zur getrennten experimentellen Simulation der Phasen Ventilschließen und Verbrennungsdruck für Großgasmotoren. Zu diesem Zweck wurden im ersten Schritt Ventilspindeln mit unterschiedlicher Laufzeit aus demselben Typ Großgasmotor mikrostrukturell und chemisch untersucht. Die Untersuchung der tribologisch beanspruchten Randschichten diente zur Analyse der Verschleißmechanismen und der Validierung des Prüfstands in Bezug auf die eigenschaftsbestimmenden Verschleißmechanismen. So konnten aus den ersten Versuchsreihen zum Einfluss von Ventilschließen und Verbrennungsdruck bei 380 °C an Luft gleich neue Erkenntnisse gewonnen werden. Die Versuche bestätigen den signifikanten Einfluss von Schließgeschwindigkeit und Verbrennungsdruck auf den Ventilverschleiß. Als neue Erkenntnisse konnten eine größere Zunahme des Sitzringverschleißes im Vergleich zur Ventilspindel unter Ventilschießen und eine Abnahme des Ventilspindelverschleißes um ca. 30 % trotz einer Steigerung des Verbrennungsdrucks von 140 auf 180 bar gewonnen werden. Dieser Verschleißrückgang mit steigender Last bedeutet, dass die mechanisch-dominierten Verschleißmechanismen unter Ventilschließen durch chemisch-dominierte unter Verbrennungsdruck überlagert werden. Ferner konnten die beiden Verschleißmechanismen Adhäsion mit Werkstoffübergang und Oberflächenzerrüttung mit dem Untermechanismus Delamination beiden Belastungsphasen zugeordnet werden. Die Verschleißraten beider Phasen waren ähnlich groß. Als vierte, wichtige und neue Erkenntnis folgt, dass das Ventilschließen zur Bewertung des Systemverhaltens wichtiger ist als der Verbrennungsdruck. Diese neuen Erkenntnisse, die beispielhaft mit den Werkstoffen Stellite™ 12 bei der Ventilspindel und Pleuco 12 MW beim Sitzring untersucht wurden, können jetzt als belastbare Ansatzpunkte für weitere Parameterstudien und Werkstoffentwicklungen genutzt werden. The technical development of large bore gas engines for marine, locomotive and power plant in particular leads to mechanical efficiencies of more than 50 %, whereas the tribological system valve spindle/seat ring is applied at its functional limits. Stringent emission regulations has an additional effect. Highly efficient large bore gas engines combined with new technology concepts are a promising approach in order to reach lower emissions and operating costs. Because of novel operating conditions caused by increasing peak firing pressures, higher temperatures and reduced combustion residues valve wear effects premature failure. Based on findings from literature the tribological behavior of the pair valve spindle/seat ring is known from automotive and heavy-duty applications. Valve closure and peak firing pressures have been identified as main factors influencing valve wear. However, so far scientific investigations regarding valve wear in large bore gas engines have not been published, apart from the author’s papers. Furthermore, an allocation of determining wear mechanisms and a partition of wear on the entire valve wear concerning valve closure and peak firing pressure are missing. This dissertation deals with the development, design and construction of a novel valve wear test rig for separate simulating of valve closure and peak firing pressure. For this purpose, the microstructure and chemistry of valve spindles with different operating hours from engine tests of the same type of engine were analyzed. Objectives of the investigations were to identify the wear mechanisms and to validate the test rig regarding the determining wear mechanisms. From the first test series on the impact of valve closure and peak firing pressure at 380 °C on air new findings could be gained. Tests verify the main influence of valve closure and peak firing pressure on valve wear. As new findings an increase of seat ring wear compared to valve spindle for valve closure and a decrease of valve spindle wear from 140 to 180 bar of about 30 % could be found. This decrease by increasing load means that mechanically-dominated wear mechanisms for valve closure are superimposed by chemically-dominated ones. Furthermore, both wear mechanisms adhesion by material transfer and surface fatigue by delamination can be allocated to both phases valve closure and peak firing pressure, while the wear rates of both phases are equal. The fourth new and important outcome is, that valve closure is more important than peak firing pressure in order to evaluate the tribological behavior of valve spindle/seat ring. This new findings, exemplary examined for materials Stellite™ 12 for valve spindle and Pleuco 12 MW for seat ring, will now provide a better understanding and sustainable propositions for further parameter studies and material development. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Alfons Fischer Univ.-Prof. Dr.-Ing. 2018-07-12 2018-10-24 2018-12-12 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181212-142827-6 25,84 MB application/pdf Lehmann, Oliver: Neuartiger Ansatz zur Untersuchung des tribologischen Systems Ventilspindel/Sitzring für Großgasmotoren, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181212-142827-6 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46742/Diss_Lehmann.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47662 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47662 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46742 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47627 2018-12-12 DDC:3:33:330

Die Prognoseberichterstattung im Lagebericht nach DRS 20 – Eine inhaltsanalytische und experimentelle Untersuchung der Entscheidungsnützlichkeit von Prognosen für nicht-professionelle Investoren Michael Mania 330 330 Prognoseberichterstattung , Prognosebericht , Lagebericht , Lageberichterstattung , DRS 20 Der Lagebericht hat sich, bedingt durch seine langjährige Entwicklung und zahlreichen Überarbeitungen, in Deutschland neben dem Jahresabschluss als ein rechtlich und formal eigenständiges Berichtsinstrument etabliert. Laut Generalnorm zur Lageberichterstattung nach § 289 Abs. 1 HGB und § 315 Abs. 1 HGB ist der Geschäftsverlauf inkl. des Geschäftsergebnisses und die Lage der Gesellschaft so darzustellen, dass sie ein den tatsächlichen Verhältnissen entsprechendes Bild vermitteln. Die handelsrechtlichen Vorschriften werden durch den Deutschen Rechnungslegungs Standard 20 (DRS 20) „Konzernlagebericht“ ergänzt. Insbesondere der Prognosebericht, als Bestandteil des Lageberichts, hat in den letzten Jahren für Adressaten der Berichterstattung weiter an Bedeutung gewonnen. Mit dem Prognosebericht kommt dem Lagebericht eine Ergänzungsfunktion in zeitlicher Hinsicht zu. Aufgrund seines zukunftsberichteten Blicks wird er von kapitalmarktorientierten Unternehmen als einer der bedeutsamsten Berichtsteile angesehen. Die zentrale Aufgabe besteht darin, den Adressaten die voraussichtliche Entwicklung des Unternehmens mit den wichtigsten finanziellen und nicht-finanziellen Leistungsindikatoren aufzuzeigen. Veröffentlichte Prognoseberichte werden vielfach von Investoren zur Entscheidungsfindung herangezogen. Denn eine fundierte Kapitalanlageentscheidung kann auf vergangenheitsbasierten Informationen ohne Hinzuziehung zukunftsorientierter Daten in der Regel nicht getroffen werden. Aus diesem Grund bilden zukunftsgerichtete Informationen die Grundlage für Investitionsentscheidungen. Als eine der bedeutendsten Adressatengruppen der Prognoseberichterstattung werden seitens der börsennotierten Unternehmen nicht-professionelle Investoren angesehen. Gerade in Zeiten der Volatilität an den Finanzmärkten trägt diese Investorengruppe entscheidend zur Stabilität des Aktienkurses bei, da sie ihr Kapital in der Regel langfristig investieren und im Gegensatz zu institutionellen Anlegern weniger Performancedruck verspüren. Vor dem Hintergrund der aufgezeigten Relevanz des handelsrechtlichen Prognoseberichts für Investoren, Rechnungsleger und Regulierer, ergibt sich im Einklang mit dem Titel der vorliegenden Arbeit die zweigeteilte Fragestellung, ob die aktuellen Regelungen der Prognoseberichterstattung gem. DRS 20 im Vergleich zum Vorgängerstandard DRS 15 eine Reduktion bestehender Informationsasymmetrien zwischen Rechnungslegungsadressaten und Management des Unternehmens gewährleisten und wie sich grundsätzlich die Publikation von Prognoseinformationen im Lagebericht auf Urteile zur Leistungsfähigkeit des Unternehmens und darauf basierenden Investitionsentscheidungen nicht-professioneller Investoren auswirkt. Aufgrund der in dieser Arbeit verfolgten Problemstellung werden die Methoden der Inhaltanalyse und einer experimentellen Untersuchung ausgewählt. In der ersten Teilstudie wird eine Inhaltsanalyse der jährlich verpflichtenden Prognosepublizität im Rahmen der Regelungen nach DRS 20 bei HDAX-Unternehmen für die Geschäftsjahre 2013 bis 2016 durchgeführt. Um die Entscheidungsrelevanz des Prognoseberichts für nicht-professionelle Investoren zu eruieren, wird in der zweiten Teilstudie auf die Methodik einer experimentellen Untersuchung zurückgegriffen. Die Analyse des Zusammenhangs von Prognoseinformationen und der Performancemessung eines Unternehmens seitens privater Anleger erfolgt auf Basis verhaltenswissenschaftlicher Erkenntnisse zur Informationsverarbeitung, Urteilsbildung und Entscheidungsfindung im Kapitalmarktkontext. Darauf aufbauend wird ein Hörsaalexperiment durchgeführt, indem ausgewählte Probanden, die in eine Versuchs- und Kontrollgruppe aufgeteilt werden, einen modifizierten Lagebericht eines ausgewählten Unternehmens erhalten, der sich nur hinsichtlich der zusätzlich zur Verfügung gestellten Prognoseinformationen bei der Versuchsgruppe unterscheidet. Ausgangspunkt für die Konstruktion des modifizierten Lageberichts sind die empirischen Erkenntnisse der Praxisuntersuchung im Rahmen der durchgeführten Inhaltsanalyse von HDAX-Unternehmen. Ziel der empirischen Befunde der experimentellen Untersuchung auf Basis der durchgeführten Inhaltsanalyse ist die Ableitung von Implikationen in Form von praktischen Handlungsempfehlungen für Berichtsadressaten und rechnungslegende Unternehmen. Des Weiteren soll die Relevanz der Ergebnisse für den Regulierer bei künftigen Überarbeitungen der Prognoseberichterstattung aufgezeigt werden. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Fachgebiet BetriebswirtschaftslehreInternationale Rechnungslegung Rainer Kasperzak Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften 2018-12-12 2018-09-12 2018-11-09 2018-12-12 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181212-101109-5 4,94 MB application/pdf Mania, Michael: Die Prognoseberichterstattung im Lagebericht nach DRS 20 – Eine inhaltsanalytische und experimentelle Untersuchung der Entscheidungsnützlichkeit von Prognosen für nicht-professionelle Investoren, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181212-101109-5 ger http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften 2 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46729.zip https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47627 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47627 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46729 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47563 2018-12-11 DDC:3:33:330

Integrierte Validierung der interaktionsbasierten Verhaltensanforderungen und des funktionalen Entwurfs Integrated validation of behavioral requirements and functional design Marian Daun Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, Fachgebiet Informatik, Software Engineering Systems 330 330 Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Unterstützung der Validierung der interaktionsbasierten Verhaltensanforderungen und des funktionalen Entwurfs. Während der Entwicklung kommt es zu Änderungen der Stakeholder-Intentionen, die in die interaktionsbasierten Verhaltensanforderungen und den funktionalen Entwurf eingearbeitet werden müssen. Durch inkorrekte Überarbeitungen eines Artefakts oder das ausbleibende Einarbeiten einer Änderung der Stakeholder-Intentionen in eines oder beide Artefakte entsteht eine Situation, in der die interaktionsbasierten Verhaltensanforderungen und der funktionale Entwurf auf Korrektheit geprüft werden müssen. Zur Unterstützung der Validierung der interaktionsbasierten Verhaltensanforderungen und des funktionalen Entwurfs schlägt diese Arbeit die automatisierte Erzeugung eines Review-Modells vor, das die in den interaktionsbasierten Verhaltensanforderungen und im funktionalen Entwurf spezifizierten Interaktionsfolgen in einem integrierten Modell zusammenfasst. Im Rahmen der Evaluation zeigt diese Arbeit, dass das vorgeschlagene Review-Modell im Vergleich zum Review der originalen Spezifikationen effektiver und effizienter ist. Ferner führt der Einsatz des Review-Modells zu einer höheren Nutzerselbstgewissheit und wird als unterstützender für den manuellen Review wahrgenommen. Zusammengefasst liefert diese Arbeit drei Hauptbeiträge: 1) Definition eines Review-Modells zur Unterstützung der Validierung der interaktionsbasierten Verhaltensanforderungen und des funktionalen Entwurfs. 2) Algorithmus zur automatisierten Erzeugung des Review-Modells aus den interaktionsbasierten Verhaltensanforderungen und dem funktionalen Entwurf. 3) empirische Untersuchung des Nutzens des vorgeschlagenen Review-Modells. This thesis proposes a review model to support the validation of behavioral requirements and functional design. During system development, stakeholder intentions change, which has to be reflected in the behavioral requirements and the functional design. Erroneous incorporation of changed stakeholder intentions as well as the failure to incorporate changed stakeholder intentions in the behavioral requirements and/or the functional design leads to the need to validate the behavioral requirements and the functional design against the stakeholder intentions. To support the validation of behavioral requirements and functional design, this thesis proposes the use of an automatically generated review model, which integrates all interaction sequences specified in the behavioral requirements or the functional design. Evaluation results show that reviewing the proposed review model is more effective and efficient compared to reviewing the original specifications. Furthermore, use of the review model leads to a higher confidence of the reviewer and is seen as subjectively more supportive. In summary, this thesis provides three main contributions: 1) A definition of the review model to support the validation of behavioral requirements and functional design. 2) An algorithm to automatically generate the proposed review model from the behavioral requirements and the functional design. 3) An empirical evaluation of the proposed review model. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Klaus Pohl Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, Fachgebiet Informatik, Software Engineering Systems 2018-11-30 2018-08-13 2018-11-08 2018-12-11 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181130-092010-0 6,69 MB application/pdf Daun, Marian: Integrierte Validierung der interaktionsbasierten Verhaltensanforderungen und des funktionalen Entwurfs, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181130-092010-0 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46669/DissMarianDaun.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47563 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47563 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46669 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47690 2018-12-10 DDC:5:54:543

Formation and Effects of Transformation Products during the Ozonation of Tamoxifen Bildung und Wirkung von Transformationsprodukten aus der Ozonierung von Tamoxifen Oliver Knoop 543 540 Der Einsatz von Ozon hat sich als geeignet erwiesen, um eine Reduzierung der Mengen an Mikroschadstoffe und deren ökotoxikologischer Effekte zu erreichen, welche über gereinigtes Abwasser in die Umwelt eingetragen werden. Daher wird es in Kombination mit einer anschließenden biologischen Filtration als eine Möglichkeit der erweiterten Abwasserbehandlung in großem Umfang diskutiert. Besonders endokrine (hormonelle) Effekte können bereits durch geringe Konzentrationen von einer Vielzahl von Mikroschadstoffen induziert werden. Östrogene und androgene Effekte können durch den Einsatz von Ozon vermindert werden. Die Reaktionen von Ozon und Mikroschadstoffen, die diese Effekte verursachen, sind bereits gut untersucht. Im Gegensatz dazu wurde kürzlich berichtet, dass die antagonistischen Effekte durch diese Behandlung nicht entfernt werden können. Bisher sind nur wenige Informationen über Reaktionen von anti-östrogenen Verbindungen mit Ozon bekannt. Aus diesem Grund fokussiert sich diese Studie auf die Reaktion von Ozon mit Tamoxifen (TAM), einem selektivem Östrogenrezeptormodulator (SERM), der Bildung von Transformationsprodukten (TPs) und dem gleichzeitigen Verlauf der anti-östrogenen Aktivität und der akuten ökotoxikologischen Wirkung. Alle Versuche wurden in Reinstwasser in Anwesenheit eines Radikalfängers durchgeführt, um Radikalreaktionen auszuschließen und lediglich die Reaktion von TAM und Ozon, unter Berücksichtigung der Dissoziation in Abhängigkeit des pH, zu betrachten. Reaktionsgeschwindigkeiten wurden mithilfe von Kompetitionskinetiken über einen weiten pH Bereich untersucht, um die speziesspezifischen kinetischen Konstanten zweiter Ordnung für die Reaktion von Ozon und TAM zu bestimmen. Die Geschwindigkeitskonstanten beider Spezies unterscheiden sich substanziell (k(TAM, O3) = 3.25 x 108 M-1 s-1; k(TAM-H+, O3) = 1.57 x 104 M-1 s-1). Daraus ergeben sich bei pH 7 kinetische Konstanten von > 106 M-1 s-1. Dementsprechend kann ein vollständiger Abbau von TAM durch den Einsatz von Ozon als erweiterte Abwasserbehandlung angenommen werden. Es ist zu betonen, dass für die neutrale Spezies, bei der das tertiäre Amin die reaktivste Gruppe für die Reaktion mit Ozon ist, eine unerwartet hohe kinetische Konstante zweiter Ordnung beobachtet wurde. Fünf TPs wurden mit Hilfe von hochauflösender Massenspektrometrie und Tandem-Massenspektrometrie-basierter Strukturaufklärung, identifiziert. Die zwei primären TP, TP 270 (Criegee-Produkt) und TP 388 (Hydroxilierung), werden bei der Ozonierung der korrespondierenden Säure von TAM gebildet. Tamoxifen-N-oxid ist das primäre Produkt, das aus der Reaktion von Ozon mit der neutralen TAM-Spezies gebildet wird und wurde durch einen Referenzstandard identifiziert. Die weitergehende Oxidation der primären TPs durch Ozon führt zu der Bildung von TP 286 und TP 404 als sekundäre TP. Diese sind die korrespondierenden N-Oxide von TP 270 und TP 388. Die anti-östrogene Aktivität wurde mit dem hefebasiertem Arxula adeninivorans yeast estrogen screen (A-YES) assay bestimmt. Diese wurde ebenso wie die akute Toxizität für Daphnia magna und die Hemmung des Algenwachstums der Grünalge Desmodesmus subspicatus in Abhängigkeit von der Ozondosis bestimmt, um daraus den verbleibenden Effekt mit der Bildung von TPs zu korrelieren. Die anti-östrogene Aktivität blieb bei zunehmender Ozondosis, auch nach vollständiger Reduktion der TAM-Konzentration, erhalten. Der verbleibende Effekt konnte mit der Bildung von TP 270 korreliert werden. Die Bildung von N-Oxiden konnte hingegen mit einer Abnahme der anti-östrogene Aktivität korreliert werden. Die Immobilisierung von D. magna wurde bereits bei geringen Ozondosen komplett aufgehoben. Dahingegen wurde eine Zunahme der Wachstumshemmung von D. subspicatus mit steigender Ozondosis beobachtet. Auch hier korrelierte die Effektzunahme mit der Bildung von TP 270, aber auch TP 388. Bei pH 3 resultiert die Ozonierung von TAM in einer Verdopplung der anti-östrogenen Aktivität sowie auch der Hemmung des Algenwachstums. Hier war das Hauptprodukt TP 270, welches als 4-(Dimethylaminoethoxy)-benzophenone identifiziert wurde. Auf Grund des erhöhten Risikopotentials von TP 270 wurde eine neue Aufreinigungsstrategie erfolgreich entwickelt, um TP 270 hoher Reinheit für weitere Toxizitätstests zu gewinnen. In dieser Studie wurde die Reaktion von Ozon mit dem SERM TAM sowie die Bildung von primären und sekundären TPs untersucht. Zudem konnte die Bildung toxikologisch relevanter TPs nachgewiesen werden. Dadurch kann zu einem verbesserten Verständnis über die Beständigkeit anti-östrogener Effekte beim Einsatz von Ozon in der erweiterten Abwasseraufbereitung beitragen. Weitere Studien zur Ozonierung von SERMs, inklusive deren Metabolite, der Bildung von TPs in Abwasser und deren Entfernung durch nachgeschaltete biologische Filtration werden benötigt, um dieses Verständnis weiter auszubauen. To reduce the amount of micropollutants and their ecotoxicological effects released into the environment via wastewater treatment plant (WWTP) effluents, ozonation showed to be suitable and is broadly discussed as advanced wastewater treatment (AWT) in combination with subsequent biological filtration. Especially endocrine effects can be induced at low concentrations of a broad range of micropollutants. Estrogenic and androgenic effects are diminished due to ozonation and the reactions of compounds inducing these effects are well investigated. In contrast, the corresponding antagonistic effects have recently been reported to be resilient to this treatment strategy and until now, only little information for the reaction of anti-estrogenic compounds with ozone is available. For this reason, this study focuses on the reaction of tamoxifen (TAM), a selective estrogen receptor modulators (SERM), with ozone, the formation of transformation products (TPs), and the simultaneous progression of anti-estrogenic activity and acute ecotoxicological effects. All experiments were performed in ultra-pure water in presence of radical scavengers to rule out radical reactions and focus solely on the reaction of TAM and ozone, including the dissociation of TAM in dependency of the pH. Reaction kinetics were investigated using a competition kinetics approach over a broad range of pH to determine the second order rate constants for the reactions of ozone with the corresponding species of TAM. Rate constants differed substantially between the two relevant TAM species (k(TAM, O3) = 3.25 x 108 M-1 s-1; k(TAM-H+, O3) = 1.57 x 104 M-1 s-1), resulting in an apparent second order rate constant of > 106 M-1 s-1 at pH 7. Hence, full abatement by ozonation as AWT can be assumed. However, for the neutral species with a tertiary amine as most reactive moiety towards ozone, the species specific second order rate constant obtained is unexpectedly high. Five TPs were identified in total using high resolution mass spectrometry and structure elucidation based on fragmentation in tandem mass spectrometry. Two primary TPs, TP 270 (Criegee product) and TP 388 (hydroxylation), are formed during the ozonation of the corresponding acid of TAM. TAM-N-oxide is the primary product formed in the reaction of the neutral TAM species and ozone and was unequivocally identified using a reference standard. Further oxidation of the primary TPs by ozone results in the formation of the two secondary TPs TP 286 and TP 404, the corresponding N-oxides of TP 270 and TP 388. Anti-estrogenic activity using the Arxula adeninivorans yeast estrogen screen (A-YES) assay, and acute toxicity for Daphnia magna and growth inhibition of the green algae Desmodesmus subspicatus were monitored in dependence of the ozone dose, to allow correlation analysis with the formation of TPs. The anti-estrogenic activity was proliferated with increasing ozone dose, even after full abatement of TAM, and the residual effect correlated to the formation of TP 270. The formation of N-oxides was on the other hand coherent with a loss of the anti-estrogenic activity. The observed immobilization of D. magna was removed at low ozone doses completely. An increase of the algae growth inhibition with an increasing ozone dose was observed, which correlated again with the formation of TP 270, as well as TP 388. At pH 3, ozonation of TAM resulted in a duplication of both effects, anti-estrogenic activity and algae growth inhibition. The main observed TP here was TP 270, which was identified as 4-(Dimethylaminoethoxy)-benzophenone. Due to the high risk potential of TP 270, a new purification strategy was successfully developed for obtaining pure TP270 for further toxicity testing by synthesis. This study elucidated the reaction of the SERM TAM with ozone and the formation of primary and secondary TPs. Additionally, the formation of toxicologically relevant TPs was demonstrated. Therefore, this study might help to understand the persistence of anti-estrogenic effects in ozonation as AVT. To further foster our understanding in that regard, future studies need to further investigate the ozonation of SERMs, including metabolites, formation of TPs in wastewater, and their removal in subsequent biological filtration. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Torsten Claus Schmidt Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Analytische Chemie 2018-12-10 2018-07-30 2018-10-31 2018-12-10 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181210-114930-8 3,24 MB application/pdf Knoop, Oliver: Formation and Effects of Transformation Products during the Ozonation of Tamoxifen, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181210-114930-8 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Analytische Chemie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46769/DissOliverKnoop.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47690 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47690 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46769 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47621 2018-12-10 DDC:5:54:540

Flow conditions inside spiral jet mills and impact on grinding performance Bartholomäus Luczak 540 540 Milling , Grinding , Comminution , Jet mill , Spiral jet mill , Particle Image Velocimetry , Mahlung , Zerkleinerung , Strahlmühle , Spiralstrahlmühle Within the scope of comminution, spiral jet milling is still of great importance and even without alternatives in many fields of application. The number of parameters affecting the grinding process in the spiral jet mill is huge, while the general effects and coherences are most commonly unknown or discussed controversially. Insights about the flow conditions inside spiral jet mills are of particular importance for the exploration of the processes inside the mill, however these insights have a lack of transferability if they are considered individually. In this work, a substantial gain of knowledge of the processes and coherences is achieved due to the fact that the flow conditions inside the grinding chamber are investigated and correlated with corresponding investigations of the grinding performance. Since the purpose-built experimental spiral jet mill apparatus is constructed in an optically accessible way, the particle movement and net air flow inside the mill can be measured via the non-invasive particle image velocimetry (PIV) technique. Additionally, the apparatus is fully operative concerning the grinding ability, which enables the correlation of flow conditions and grinding performance. Further grinding investigations are conducted at an industrial spiral jet mill test facility and industrial spiral jet mill plant, which confirms the determined coherences and proves the practical transferability. The processes inside the grinding chamber are clearly revealed, resulting in a sharp segmentation in comminution zone and classifying zone via an abrupt loss of velocity and turbulent kinetic energy, with the location being dependent on the mill configuration. However, the comminution is mainly located in the nozzle jets and minorly at the front side of the jets. The velocity at the grinding nozzle jets and consequently the total size of the grinding nozzle jets are attributed as crucial factors of influence regarding the comminution and thus the product particle fineness. The particle velocity near the product outlet tube is characterized as essentially affecting the classifying and thus the width of the product particle size distribution and the mill parameters are investigated towards their influence on this process. All the investigations point out three main options for increasing the energy efficiency in spiral jet milling: i) decreasing the number of grinding nozzles, ii) deploying of Laval type instead of convergent grinding nozzles and iii) increasing the solid feed mass flow rate with simultaneous increase of the total gas mass flow rate. Due to the detailed description and correlation of the flow conditions and the impact on the grinding performance, this work can be considered as a guideline for further spiral jet mill research and development. Im Fachgebiet der Zerkleinerung ist die Spiralstrahlmahlung bis heute von großer Bedeutung und in einigen Anwendungsfeldern sogar alternativlos. Dabei ist die Anzahl der Einflussparameter immens und die Effekte und Zusammenhänge sind meist nicht hinreichend bekannt oder werden kontrovers diskutiert. Einblicke in die Strömungsbedingungen sind hierbei von entscheidender Bedeutung, jedoch mangelt es an der konkreten Übertragbarkeit, wenn diese Einblicke isoliert erlangt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein wesentlicher Erkenntnisgewinn erreicht, indem die Strömungsbedingungen der reinen Luft- und der partikelbeladenen Strömung untersucht und mit den dazugehörigen Zerkleinerungsuntersuchungen korreliert werden. Ein eigens hierfür entwickelter Prüfstand ist optisch zugänglich, sodass die Strömung innerhalb der Mühle mittels der nicht-invasiven Particle Image Velocimetry (PIV) untersucht werden kann. Weiterhin ist der Prüfstand vollständig funktionstüchtig hinsichtlich der Mahlwirkung, was eine Korrelation von Strömungsbedingungen mit den Zerkleinerungsergebnissen ermöglicht. Weitere Zerkleinerungsuntersuchungen an industriellen Mühlen im Technikum- und Betriebsmaßstab werden durchgeführt, wodurch die ermittelten Zusammenhänge bestätigt und die praktische Übertragbarkeit belegt wird. Die Prozesse innerhalb der Mahlkammer werden klar identifiziert und die Mahl- und Sichtungszonen abhängig von der Mühlenkonfiguration anhand eines abrupten Abfalls der Geschwindigkeit und der turbulenten kinetischen Energie scharf abgegrenzt. Die Zerkleinerung wird jedoch hauptsächlich im Mahldüsenstrahl und geringfügig an der Strahlvorderseite lokalisiert. Dabei beeinflussen die Geschwindigkeit in den Mahldüsenstrahlen bzw. die Gesamtgröße der Mahldüsenstrahlen wesentlich die Zerkleinerungswirkung und somit die Produktfeinheit. Die Strömungsgeschwindigkeit am Produktauslass wird als entscheidende Einflussgröße hinsichtlich der Sichtwirkung und somit der Breite der Partikelverteilung identifiziert und die Einflüsse der Mühlen-Parameter auf diese Wirkung werden untersucht. Die Untersuchungen zeigen drei entscheidende Möglichkeiten auf, die Strömungsbedingungen und somit die Energieeffizienz signifikant zu verbessern: i) Erniedrigung der Mahldüsenanzahl, ii) Einsatz von Laval- statt konvergenten Mahldüsen und iii) Erhöhung des Zugabe-Massenstroms unter gleichzeitiger Erhöhung des Gas-Massenstroms. Aufgrund der detaillierten Beschreibung und Korrelation der Strömungsbedingungen und des Einflusses auf das Mahlergebnis kann diese Arbeit als Leitfaden für weitere Spiralstrahlmühlenforschung und -entwicklung dienen. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Mathias Ulbricht Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Technische Chemie 2018-12-10 2018-08-27 2018-11-26 2018-12-10 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181210-085845-8 19,91 MB application/pdf Luczak, Bartholomäus: Flow conditions inside spiral jet mills and impact on grinding performance, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181210-085845-8 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Technische Chemie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46719/DissBartholomaeusLuczak.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47621 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47621 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46719 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47427 2018-12-10 DDC:5:57:570

Synthetisch letale Strategie für die individuelle Sensitivierung von Lungenkarzinom Zelllinien mit Vulnerabilität im SWI/SNF Komplex gegenüber der Strahlentherapie A synthetic lethality-based strategy for individual sensitization of lung cancer cell lines with vulnerability in the SWI/SNF complex to radiotherapy Erika Zernickel 570 570 Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss der Chromatin-Remodellierung durch den SWI/SNF-Komplex auf die Strahlenantwort von Zellen. Dazu wurde die ATPase Untereinheit SMARCA2/BRM in SMARCA4/Brg1-mutierten und -wildtyp Zelllinien mittels siRNA depletiert und anschließend der Einfluss auf das Überleben der Zellen untersucht. In dieser Studie wird zum ersten Mal ein signifikanter Rückgang des klonogenen Überlebens nach BRM-Depletion in Kombination mit Bestrahlung von Brg1-mutierten NSCLC Zellen, im Gegensatz zu Brg1-profizienten NSCLC Zellen und Fibroblasten, gezeigt. In einem weiteren Überlebensassay, dem Minimonolayer assay, konnte eine Verschiebung der Dosis-Wirkungskurven nach einmaliger als auch nach fraktionierter Bestrahlung mit 4 Gy/Tag in den niedrigeren Dosisbereich nach BRM knock-down in Brg1-mutierten NSCLC Zelllinien nachgewiesen werden. Minimonolayer, die mittels fraktionierter Bestrahlung zweimal am Tag mit 4 Gy bestrahlt wurden, sodass die Repopulierung verringert wird und der Einfluss der Reparatur deutlich wird, zeigen nach BRM-Depletion eine anhaltende Verschiebung der Dosis-Wirkungskurve in den niedrigeren Dosisbereich. Interessanterweise zeigen die hier untersuchten Brg1-defizienten Zelllinien, im Vergleich zu den Brg1-profizienten, eine erniedrigte Strahlensensitivität. Ob die Expression des BRG1-Proteins als Biomarker für die Strahlensensitivität von NSCLC genutzt werden kann sollte daher in weiteren klinischen Studien näher untersucht werden. Zusätzlich wurden die zugrundeliegenden Mechanismen der si-BRM induzierten Strahlensensitivierung Brg1-mutierter NSCLC Zelllinien evaluiert. Dazu wurde der Einfluss der BRM-Depletion auf die DNA-Doppelstrangbruch Reparatursignalwege NHEJ und HRR untersucht. Die Ergebnisse der γH2AX und 53BP1 Foci Analysen, die als Hinweis für NHEJ dienen, zeigen keinen signifikanten Unterschied in den Brg1-defizienten als auch in Brg1-profizienten NSCLC Zelllinien nach BRM knock-down. Die Untersuchung von HRR, die mittels Detektion von RAD51 Foci durchgeführt wurde, zeigte allerdings einen signifikanten Anstieg der residuellen RAD51 Foci in Brg1-defizienten NSCLC Zelllinien, sowohl über die gesamte Zellpopulation als auch in Cyclin B1-markierten Zellen. Da die HRR nur in der S- und G2-Phase des Zellzyklusses stattfindet, wurde die Zelllinie A549 mit mutiertem Brg1 in unterschiedlichen Wachstumsphasen (G1-Phase bzw. S-Phase angereichert) bestrahlt und das klonogene Überleben nach BRM knock-down verglichen. Die Ergebnisse zeigen im Vergleich zur konfluenten Zellkultur eine erhöhte si-BRM induzierte Strahlensensitivität der exponentiell wachsenden Zellkultur. Die zusätzliche Anreicherung der Zellen in der S-Phase mittels Aphidicolin zeigt eine weitere Steigerung der Strahlenempfindlichkeit nach si-BRM in der Brg1-mutierten Zelllinie A549. Um auszuschließen, dass die NHEJ nicht am strahlensensitivierenden Effekt nach BRM-Depletion beteiligt ist, wurde das Schlüsselenzym der NHEJ, die DNA-PK inhibiert. Die Erhöhung der Strahlensensitivität nach BRM knock-down bleibt weiterhin bestehen. Anschließend wurde untersucht, ob die HRR an dem strahlensensitivierenden Effekt nach si-BRM beteiligt ist. Dazu wurde das Schlüsselenzym der HRR, RAD51, mittels siRNA depletiert. Die Ergebnisse zeigen keinen zusätzlichen si-BRM-Effekt in Kombination mit si-RAD51. Somit lässt sich schlussfolgern, dass die si-BRM induzierte strahlensensitivierende Wirkung von RAD51 abhängig ist. Aus den vorliegenden Ergebnissen lässt sich schlussfolgern, dass die Inhibition der ATPase Untereinheit SMARCA2/BRM einen neuen zielgerichteten Ansatz für die Therapie von SMARCA4/Brg1-mutierter Lungentumore darstellt. In this study we investigated the influence of the chromatin remodeling complex SWI/SNF on the radiation response of NSCLC cell lines. In this respect the expression of the ATPase subunit SMARCA2/BRM was depleted in SMARCA4/BRG1-mutated and wildtype cell lines by siRNA to evaluate the impact on the survival. This is the first study indicating increased radiation sensitivity specifically in BRG1-mutant but not BRG1-wild-type cell lines and fibroblasts after BRM depletion. The results of the mini monolayer assay, which is a tumor population survival assay, reveal that BRM depletion specifically increases the radioresponse of BRG1-deficient NSCLC cells after fractionated (4 Gy/day) as wells as single dose-irradiation in comparison to lipofectamine and non-target siRNA control. Mini monolayers of BRG1-mutant tumor cell lines irradiated two times per day with 4 Gy, thereby decreases the repopulation and increases the effect of DNA damage repair, show a persistent increase of radio response after BRM depletion. Interestingly, the results reveal that BRG1-mutated cell lines without expression of the full length BRG1 protein are significantly more resistant to ionizing radiation than cell lines without such mutation. Thus, if expression of BRG1 could be a potential biomarker for the radiation sensitivity of NSCLC should be further analyzed in clinical series. To further analyze the underlying mechanism of the sensitizing effect after BRM depletion in BRG1-mutated NSCLC cell lines, influence on DNA double strand break repair pathways NHEJ and HRR was evaluated. The results of γH2AX and 53BP1 foci analysis, indicating DNA repair by NHEJ, show neither in BRG1-deficient nor in BRG1-proficient NSCLC cell lines significantly differences in foci formation after BRM depletion. However, a decreased resolution of Rad51 foci 24 h after BRM knockdown was found in BRG1-mutated cells regarding the whole cell population as well as Cyclin B1 (G2 phase cells) labeled cells. Because HRR is only restricted to S and G2 phase cells, the surviving fraction of BRM depleted A549 enriched G1 phase cells was compared to cells enriched in S phase after irradiation. The results indicate an increase in siBRM induced radio sensitivity in S phase enriched cell culture. BRG1-mutated A549 cells enriched in S phase with Aphidicolin reveal an additional enhancement of radiation sensitivity. Inhibition of DNA-PK, the key enzyme of NHEJ, leads to a persistent radiation sensitizing effect after BRM depletion that excludes an involvement of NHEJ in the siBRM induced radio sensitizing effect. To evaluate whether HRR, the other DSB repair pathway, is involved in radio sensitization after BRM depletion, the key enzyme RAD51 was depleted by siRNA. The results show no additional radio sensitization of siBRM in combination with siRAD51. In conclusion, the present study shows that SMARCA2/BRM depletion increases radiation responsiveness of SMARCA4/BRG1-mutated human NSCLC cell lines and thus identifies BRM as an interesting therapeutic target in SMARCA4/BRG1 mutant cancers. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Martin Stuschke Prof. Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Klinik für Strahlentherapie 2018-11-06 2018-06-05 2018-10-19 2018-12-10 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181106-100041-8 4,89 MB application/pdf Zernickel, Erika: Synthetisch letale Strategie für die individuelle Sensitivierung von Lungenkarzinom Zelllinien mit Vulnerabilität im SWI/SNF Komplex gegenüber der Strahlentherapie, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181106-100041-8 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46564/DissErikaZernickel.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47427 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47427 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46564 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:45039 2018-12-10 DDC:5:54:543

Concentration-Gradient-Method for improvement of precision and accuracy of isotope ratio analysis using quadrupole based inductively coupled plasma-mass spectrometry Michail Dronov 543 540 Isotopenverhältnisbestimmungen tragen zur Lösung vieler analytischer Probleme, wie der Identifizierung und Herkunftsbestimmung verschiedener Proben, bei. In den letzten Jahren nahm die Anzahl der Publikationen, die sich mit dem Thema der Bestimmung stabiler Isotopenverhältnisse befassen, durch die Einführung der (Laser-Ablation-)Multikollektor-Induktiv-gekoppeltes-Plasma Massenspektrometrie (MC-ICP-MS) enorm zu. Allerdings ist der größte Nachteil dieser MC-ICP-MS Systeme die sehr hohen Anschaffungskosten. In diesem Zusammenhang, ist das Ziel dieser Dissertation, ein neues Verfahren für die in der Routine etablierten Quadrupol basierten ICP-MS (ICP-QMS) Systeme zu entwickeln, welches präzisere und richtigere Isotopenverhältnisbestimmungen ermöglicht. Die neu entwickelte Methode basiert auf dem konstanten Verhältnis der Isotope bei Änderung der Probenkonzentration. Durch eine entsprechende Messung lässt sich, mittels gegenseitiger Auftragung der Signalintensitäten, der lineare Zusammenhang durch ein geeignetes Regressionmodell beschreiben. Dadurch bedingt diese Methode eine Anpassung des Messablaufs gegenüber dem klassischen Messverfahren. Anstelle von nur einer definierten Konzentration, wird nun eine Konzentrationsreihe der Probe gemessen und die erhaltenen Signalintensitäten werden in einem x,y-Diagramm gegeneinander aufgetragen. Dabei liegen die unterschiedlichen Konzentrationsschritte der betrachteten Isotope auf einer Geraden. Die Steigung dieser Geraden definiert das Isotopenverhältnis. Da die Signalintensitäten beider Isotope einer Messstreuung unterliegen, muss zur Berechnung das Orthogonal-Distance-Regression Modell verwendet werden. Diese Messund Auswertemethode wird als Concentration-Gradient-Method (CGM) bezeichnet. Das Besondere an dieser Methode ist die signifikante Erhöhung der Präzision und Richtigkeit der Isotopenverhältnisbestimmung mittel ICP-QMS. Darüber hinaus wird ein signifikanter Achsenabschnitt durch die lineare Regression beschrieben. Es konnte gezeigt werden, dass dieser Achsenabschnitt aus konstanten Interferenzen resultiert, die das Isotopensignal überlagern. Konstante Größen, die solch einen Achsenabschnitt verursachen können, sind Signalrauschen, polyatomare Interferenzen des Messsystems sowie Interferenzen des Verdünnungsmediums. Im Laufe des Optimierungsprozesses zeigte sich, dass transiente Messungen präzisere Ergebnisse liefern, da die Genauigkeit des Modells von der Anzahl der einfließenden Datenpunkte abhängt. Aus diesem Grund wurde ein Software Programm geschrieben, das die sehr zeitintensive Auswertungen erheblich erleichtert und somit eine enorme Zeitersparnis ermöglicht. Die Präzisionssteigerung und Robustheit dieses Verfahrens konnte anhand von Vergleichsmessungen von definierten Isotopen Standard-Referenz-Lösungen, die unter der Bedingung eines sehr schlechten Signal-Rausch-Verhältnisses (S/N) gemessen wurden, gezeigt werden. Die neu entwickelte CGM konnte eine signifikante Steigerung der Richtigkeit erzielen. Unabhängig vom S/N, konnten bei Reproduzierbarkeitstests Wiederfindungsraten (WFR) von 103 % erreicht werden, während die klassische Messmethode eine Verschlechterung der WFR auf bis zu 123 %, in Abhängigkeit vom Signal-Rausch-Verhältnis, zeigte. Zudem konnten mittels CGM erstmals plausible Messungen des Schwefel-Isotopenverhältnisses ohne Verwendung der Kollisions-/Reaktionszelle der ICP-QMS an Gips-Proben unterschiedlicher Herkunft durchgeführt werden. Die Herkunftsbestimmung von Lebensmitteln ist ein wichtiges Anwendungsgebiet der Isotopenverhältnisanalyse radiogener Sr Isotope. Allerdings erfordert diese Bestimmung eine komplexe Probenvorbereitung mittels fraktionierter Ionenaustauschchromatographie zur Vermeidung von isobaren Interferenzen durch Rb-Abtrennung. Im Rahmen dieser Dissertation wurde daher eine Probenvorbereitung auf Basis der klassischen SrCO3 Fällung entwickelt, die bei verschiedenen Mineralwasser und Weinproben eine, verglichen mit dem bisherigen Verfahren, um den Faktor 2 bis 5 höhere Abtrennrate erzielte. In Kombination mit der CGM konnten Mineralwasser- und Weinproben anhand ihres Sr-Isotopenverhältnisses bezüglich Herkunft und Sorte charakterisiert werden. Das entwickelte kosteneffiziente und sehr effektive Probenvorbeitungsverfahren führt ebenfalls zu einer maßgeblichen Steigerung der Bedeutung der Isotopenverhältnisbestimmung, mittels der weitverbreiteten und in der Routineanalytik etablierten ICP-QMS. Zuletzt wurde eine simple und effektive Modifikation der CGM durch Nutzung einer Kontinuierlichen-Fluss-Apparatur (CFA) entwickelt, um die kontinuierliche Änderung einer definierten Start-Konzentration einer Probe zu ermöglichen. Ziel dieser Anpassung ist eine Reduktion der benötigten Probenmenge und die Maximierung der Kosteneffizienz, durch Minimierung der benötigten Probenvorbereitungsschritte. Zusätzlich führt dies zu einer Vermeidung von Fehlern und Kontaminationen durch die Reduktion von Pipettierschritten. Das kontinuierliche Verdünnungsverfahren ergab, im Bezug zur vorher beschriebenen diskontinuierlichen CGM, um den Faktor 3 präzisere Bestimmungen der Isotopenverhältnisse von Standard-Referenz-Lösungen, durch Vermeidung von Plasma-Störungen durch Luftblasen. Das schlechtere S/N bei Interferenz-Experimenten zeigte lediglich einen Einfluss auf die Präzision, jedoch wurde die Richtigkeit nicht beeinflusst (99,8 % WFR). Zusammengefasst ist der Ansatz der kontinuierlichen Verdünnung eine einfache und leistungsfähige Modifikation der hier entwickelten CGM. Isotope ratio analysis makes it possible to approach many analytical problems concerning the identity and provenance of different samples. In recent years the number of published applications on this topic increased greatly since introduction of stable isotope analysis by means of (Laser-Ablation) Multi-Collector-inductively-coupled-plasma mass spectrometer. However, the main disadvantage of these highly precise, so-called MC-ICP-MS, devices are very high investment costs. In this context, this thesis deals with the development of a novel approach to measure and evaluate more precise and accurate isotope ratios using commonly established and widespread quadrupole based ICP-MS (ICP-QMS) as it is possible by means of the common approach. The newly developed method is based on the constant isotope ratio at changed sample concentration. By means of an appropriate measurement setting, the linear relationship can be described by a suitable regression model by means of a mutual plot of signal intensities. As a result, this method requires a modification of the measurement procedure with respect to the classical method. Instead of measuring one well defined concentration, the measurement of a concentration series of the sample has to be performed. The resulting signal intensities of each isotope are plotted against each other in an x,y-diagram. The different concentrations of the samples correlate by a linear model. The slope of the estimated line is per definition the isotope ratio. Since both data sets are influenced by uncertainties the use of an orthogonal-distance-regression (ODR) model is required. This measurement and evaluation approach is called Concentration-Gradient-Method (CGM). One particularity of this kind of data evaluation is a significant increase of precision and accuracy of the isotope ratio determination performed with ICP-QMS. Moreover, a significant intercept is expressed by linear regression. It could be demonstrated that this intercept is a consequence of constant interference overlapping the isotope signals. Constant values that may cause such interference are signal noise and polyatomic interference of the measuring system as well as isobaric interference of the dilution medium. In the course of the optimization process, it was shown that transient measurements yield more precise results since the accuracy of the model depends on the incoming number of data points. For this reason, a program was written that greatly facilitated the very time-intensive analysis and thus allowed an enormous time-saving. The enhanced precision and accuracy by means of CGM could be demonstrated in comparative measurements using defined isotope standard-reference-solutions, which were measured under the condition of very poor signal-noise-ratios (S/N). A significant improvement of the accuracy could be achieved by means of CGM. In reproducibility test the newly developed CGM achieved a recovery rate of 103% independent of S/N, while the classical measurement approach showed a deterioration of the recovery rate up to 123%. In addition, only the use of CGM enabled plausible measurements of the sulphur isotope ratio even without using the collision/reaction cell of the ICP-QMS in gypsum samples of different origins. The massive interference of 16O2 on the signals of 32S were compensated by the intercept of the regression line, so that no further signal treatment was necessary. An further important application of isotope ratio analysis is the radiogenic Sr isotopic ratio determination for the identification of the origin of diverse food products to identify counterfeit products. However, this determination requires a complex sample preparation in the form of Rb separation by means of fractionated ion exchange chromatography to avoid isobaric interferences. Within the scope of this thesis, an alternative sample preparation procedure was developed based on the classical SrCO3 precipitation reaction. By this approach a two to five times better separation of Rb and Sr was achieved in mineral water and wine samples than in the standard approach. In combination with the CGM, mineral water and wine samples could be characterised by their Sr isotope ratio depending on their origin and varietal. The here developed cost-efficient and very effective sample preparation procedure increase the importance of isotope analysis by means of the widespread and in the routine analytic established ICP-QMS to a certain extant. Finally, a simple and effective modification of the CGM was developed using common Continuous-Flow-Analysis (CFA) techniques to allow a continuous change of a defined start concentration of a sample. The aim of this modification was a reduction of sample volume and maximisation of cost-efficiency due to minimisation of sample preparation steps, that also cause an avoidance of errors or contaminations by the reduction of pipetting steps. The continuous dilution method yielded three times more accurate results of the isotope ratio determination of different standard-reference-solutions with respect to previously described discontinuous CGM. The improvement was mainly caused by avoiding plasma disruption by air bubbles. Interference experiments additionally showed an influence on the precision, due to the decreased S/N, but the accuracy was still not affected (99.8 % WFR). In summary, the approach of continuous dilution is a simple and powerful modification of the here developed CGM. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Torsten Claus Schmidt Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Analytische Chemie 2018-12-10 2017-10-03 2017-12-06 2018-12-10 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181210-101523-2 10,51 MB application/pdf Dronov, Michail: Concentration-Gradient-Method for improvement of precision and accuracy of isotope ratio analysis using quadrupole based inductively coupled plasma-mass spectrometry, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181210-101523-2 eng März 2012 bis Feburar 2017 thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Analytische Chemie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46779/DissMichaelDronov.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=45039 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=45039 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46779 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47678 2018-12-07 DDC:6:62

Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Adsorption kurzkettiger Kohlenwasserstoffe bei tiefen Temperaturen Florian Birkmann 620 620 Adsorption , Kohlenwasserstoffe , Tieftempereratur , Dynamische Simulation , Festbettschüttung Die Abtrennung kurzkettiger Kohlenwasserstoffe aus Gasen im Spurenbereich gewinnt zu-nehmend an Bedeutung. Hierzu können adsorptive Verfahren verwendet werden. Die Kapazi-tät kommerzieller Adsorbentien für kurzkettige Kohlenwasserstoffe ist unter Umgebungsbe-dingungen gering und kann durch Absenkung der Temperatur gesteigert werden. Problema-tisch ist, dass mit sinkender Temperatur auch die Diffusionsprozesse in den Poren der Adsor-bentien verlangsamt werden. Da zu beiden Effekten keine belastbaren Daten vorliegen, ist das Ziel der vorliegenden Arbeit, zu quantifizieren, wie stark die Beladung der Adsorbentien steigt und wie stark sich die Kinetik der Adsorption im Temperaturbereich zwischen 20 °C und -80 °C verlangsamt. Diese Fragestellung wird durch eine Kombination aus Experimenten an Adsorbensschüttungen und dynamischen Simulationen der Adsorption von Ethan, Propan und n-Butan an kohlenstoffhaltigen und oxidischen Adsorbentien beantwortet. Die Adsorptionsgleichgewichte der Alkane an den untersuchten Adsorbentien zeigen eine ausgeprägte Temperaturabhängigkeit. Dabei wir durch Absenken der Temperatur die Kapazi-tät für Ethan, Propan und n-Butan in unterschiedlichem Maße erhöht. Der Einfluss der Tem-peratur auf die Gleichgewichtskapazität wird im Bereich hoher Temperaturen und geringer Beladung maßgeblich durch die Stärke der Wechselwirkungen und im Bereich sehr tiefer Temperaturen und hoher Beladungen maßgeblich durch die Größe des Porenvolumens be-stimmt. Dynamische Durchbruchskurvenversuche zeigen mit Absenken der Temperatur eine Erhöhung der Kapazität bei gleichzeitiger Verlangsamung der Kinetik. Die Erhöhung der Kapazität bei einer Temperaturabsenkung von 20 °C auf -80 °C überkompensiert bei allen Stoffsystemen die Verlangsamung der Kinetik. Eine Absenkung zu sehr tiefen Temperaturn (< -40 °C) führt vor allem bei der Adsorption von Ethan zu deutlich höheren Bettausnutzungsgraden. Die dynamische Simulation der experimentellen Durchbruchskurven zeigt, dass einfache Stofftransportmodelle wie das LDF-Modell im Bereich hoher Temperaturen gute Ergebnisse liefern, während im Bereich tiefer Temperaturen komplexere Modelle wie das Diffusionsmo-dell zur genauen Beschreibung notwendig sind. Der intrapartikuläre Diffusionsstrom in den untersuchten mikroporösen Adsorbentien wird durch die Diffusion in der sorbierten Phase dominiert. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Dieter Bathen Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik 2018-07-16 2018-10-29 2018-12-07 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181207-102654-3 15,43 MB application/pdf Birkmann, Florian: Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Adsorption kurzkettiger Kohlenwasserstoffe bei tiefen Temperaturen, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181207-102654-3 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46759/Diss_Birkmann.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47678 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47678 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46759 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47677 2018-12-07 DDC:6:60:600

Nachhaltigkeitsbezogene Bewertung der Auswirkungen wasserwirtschaftlicher Maßnahmen auf die Quartiersentwicklung Sustainable valuation of the impact of water management measures on the development of neighbourhoods Stefanie Jeschka 600 600 Quartiersentwicklung , Nachhaltigkeit , Urbane Gewässer , Wasserwirtschaftliche Maßnahmen , Bewertung , Phoenix See Urbane Gewässer unterliegen zahlreichen Nutzungen, die priorisiert und – wenn möglich – ausgeglichen werden müssen. Wohnen am Wasser hat einen direkten Einfluss auf die Bewohner und auf die Immobilien. Die sich hieraus ergebenden Zusammenhänge waren Gegenstand vorliegender Arbeit. Dementsprechend wurden die gesamtwirtschaftlichen Auswirkungen einer wasserwirtschaftlichen Maßnahme in Form der Entwicklung eines urbanen Gewässers ex post bewertet. Dazu wurden der nachhaltige Umgang mit der Ressource Wasser als auch die nachhaltige Entwicklung eines Quartiers untersucht. Zur Erreichung dieses Ziels wurde aufbauend auf dem Verständnis der Entwicklung urbaner Gewässer und der Entwicklung von Quartieren sowie dem Begriffsverständnis der Nachhaltigkeit ein Bewertungssystem zur Erfassung und Beurteilung möglicher Auswirkungen erarbeitet. Das Bewertungssystem bestand aus einem entwickelten Indikatoren- und Kriterienkatalog, der quartiers- sowie gewässerbezogene ökologische, ökonomische und soziale Untersuchungsaspekte umfasste. Die Auswahl geeigneter Bewertungsmethoden zur Analyse der Gewässer- und Quartiersentwicklung bildete den zweiten Teil des Bewertungssystems. Die anwendungsorientierte, datengestützte Erprobung des Bewertungssystems erfolgte anhand des systematisch ausgewählten Pilotquartiers, dem Phoenix See in Dortmund-Hörde. Zwar hat sich die Auswahl der monetären und nicht monetären Bewertungsmethoden als geeignet erwiesen, jedoch wurde die Anwendbarkeit der Methoden und die gesamtwirtschaftliche Aussagefähigkeit durch das zur Verfügung stehende Datenmaterial stark eingeschränkt. Durch die inhaltliche Untersuchung der gewässerbezogenen Indikatoren konnten dimensionsübergreifende positive Wechselwirkungen nachgewiesen werden, die eine große Bedeutung für den nachhaltigen Umgang mit der Ressource Wasser sowie für die nachhaltige Quartiersentwicklung haben. Vergleichend bezogen sich die quartiersbezogenen Kriterien und Indikatoren zunehmend nur auf eine Nachhaltigkeits-Dimension und riefen kritische Wechselwirkungen vorrangig zur sozialen Dimension hervor. Dies verdeutlichte die subjektiv geprägte Wahrnehmung des Phoenix Sees sowie die Bedeutung des Quartiers als sozial konstruiertem und von den dort lebenden Menschen geprägtem Raum. Folglich können sich Quartiere anhand urbaner Gewässer entwickeln. Zudem ist mit der Entwicklung der angrenzenden Quartiere ein langfristiger Prozess verbunden, der beispielsweise durch die Verminderung oder Beseitigung der kritischen (sozialen) Wechselwirkungen vorangetrieben werden kann. Trotz einer bisher nachhaltigen Entwicklung des Phoenix Sees, die aus den ökologischen und ökonomischen Rahmenbedingungen abzuleiten ist, muss auch zukünftig die nachhaltige Entwicklung gefördert werden. Dazu wurden kategorisierte Handlungsempfehlungen für die lokalen Akteure abgeleitet mit dem Ziel, Weiterentwicklungsmöglichkeiten des Phoenix See Quartiers aufzuzeigen sowie Projektvergleiche anzustreben und Anregungen für die Neuentwicklung eines Gewässers oder Quartiers zu liefern. Abschließend hat das angewandte Bewertungssystem eine Beurteilung der Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Nachhaltigkeits-Dimensionen ermöglicht sowie einen transparenten, nachvollziehbaren und auf andere Projekte übertragbaren Bewertungsansatz geliefert. Urban Waters are liable to numerous utilizations which have to be prioritized and – if possible – balanced. Living near water has direct influence on residents and properties. These resulting contexts were subject of the present thesis. Therefore the macroeconomic impacts of a water management measure in the form of a developed urban water had to be valuated ex post. For that the sustainable handling with the resource water and the sustainable development of a neighbourhood were investigated. To reach this aim and to comprehend and measure the impacts, an assessment system was formulated, based on the understanding of the development of urban waters, on the understanding of the development of neighbourhoods and the definition of sustainability. The assessment system consisted of an identified catalogue of indicators and criteria, containing water- and neighbourhood-related ecological, economic and social aspects. The selection of suitable valuation methods for analyzing the development of the water and the neighbourhood formed the second part of the assessment system. The assessment system was tested application-oriented and data-based by referring to a systematically chosen pilot area, the Phoenix See in Dortmund-Hörde. Although the choice of monetary and non-monetary valuation methods had been suitable, the applicability of methods and the macroeconomic significance was limited by the available data. The investigation of the content showed that the water-related indicators had cross-dimensional positive interactions, having great meanings for the sustainable handling with the resource water and the sustainable development of a neighbourhood. Compared to the neighbourhood-related criteria and indicators only one dimension of sustainability was attached and critical interactions (especially to the social dimension) were caused. This clarified the subjective awareness of the Phoenix See and the meaning of the neighbourhood as a social constructed space that is shaped by the people living there. Consequently the development of neighbourhoods can be initiated by urban waters. Moreover the development of adjoining neighbourhoods is a long-term process that can be advanced by for example minimizing or removing the critical (social) interactions. The fact that the Phoenix See shows up to now a sustainable development, deriving from the ecological and economic basic conditions, the sustainable development must be encouraged also in the future. About that categorized recommendations for the local actors were derived to demonstrate possibilities for developing the Phoenix See further, to seek for comparisons to other projects and to give suggestions for creating new water locations or neighbourhoods. Finally the applied assessment system allowed a valuation of the interactions between the dimensions of sustainability and provided a transparent, comprehensible and transferable approach. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Martin Denecke Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Bauwissenschaften, Bauingenieurwesen, Siedlungswasserwirtschaft und Abfallwirtschaft 2018-12-07 2018-03-28 2018-09-10 2018-12-07 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181207-103238-9 19,36 MB application/pdf Jeschka, Stefanie: Nachhaltigkeitsbezogene Bewertung der Auswirkungen wasserwirtschaftlicher Maßnahmen auf die Quartiersentwicklung, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181207-103238-9 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Bauwissenschaften, Bauingenieurwesen, Siedlungswasserwirtschaft und Abfallwirtschaft 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46757/DissStefanieJeschka.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47677 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47677 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46757 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47668 2018-12-07 DDC:5:57:570

Role of acid sphingomyelinase in T lymphocyte activation Rolle der sauren Sphingomyelinase bei der Aktivierung von T-Lymphozyten Salina Begum 570 570 acid sphingomyelinase , T lymphocyte Die Saure Sphingomyelinase und Ceramid modulieren diverse Aspekte der T-Zellaktivierung. T-Lymphozyten kommt bei der adaptiven Immunabwehr von Pathogenen eine zentrale Rolle zu. Tuberkulose ist eine der häufigsten Infektionskrankheiten (weltweit), die jährlich noch immer zu einer Vielzahl an Todesfällen führt. In diesem Projekt wird die Rolle der Sauren Sphingomyelinase in der Signaltransduktion von T-Zellen näher beleuchtet. Dies wird anhand dreier T-Zellmodelle vollzogen: 1) transgene CD4-positive T-Zellen, die einen T-Zellrezeptor exprimieren, welcher das tuberkulosespezifische Peptid25 erkennt, sowie 2) primäre Mauslymphozyten und 3) Jurkat-Zellen, eine humane Leukämiezelllinie, die von T-Zellen abstammt. Die pharmakologische Inhibition der sauren Sphingomyelinase durch Imipramin beeinträchtigt die Aktivierung verschiedener Kinasen signifikant, während die genetische Defizienz der Sauren Sphingomyelinase nur zu geringfügigen Effekten führt. Darüber hinaus wurde die Bedeutung der Sauren Sphingomyelinase für die Aktivierung von T-Zellrezeptor-transgenen CD4-positiven T-Zellen durch das tuberkulosespezifische Peptid25 untersucht. Hierbei wurde gezeigt, dass unter Imipramineinfluss die initiale Aktivierung der Signalwege durch die Stimulation mit Peptid25 weniger effektiv erfolgt, welches wiederum zu einer deutlichen Reduktion der Proliferation, Differenzierung und Zytokinproduktion führt und zudem zur Induktion des Zelltodes beiträgt. Im Gegensatz dazu zeigen T-Zellrezeptor-transgene CD4-positive T-Zellen, die defizient für die Saure Sphingomyelinase sind, sehr ähnliche Reaktionen in Bezug auf späte Aktivierungsereignisse wie solche, die die Saure Sphingomyelinase exprimieren. Das Bacillus Calmette-Guerin ist eine attenuierte Form des Mycobacterium bovis mit einem Antigen-Profil, welches dem des Mycobacterium tuberculosis sehr ähnlich ist. In Analogie zu den Befunden in vitro zeigt die systemische Infektion mit dem Bacillus Calmette-Guerin von Saure Sphingomyelinase-defizienten im Vergleich mit genetisch unveränderten Mäusen ebenfalls, dass die Saure Sphingomyelinase im Kontext der Aktivierung von CD4- und CD8-positiven T-Zellen in vivo nur eine untergeordnete Rolle spielt. Weiterhin hat die massenspektrometrische Analyse der Lipidzusammensetzung von Jurkatzellen gezeigt, dass die Behandlung mit Imipramin zu verringerten Sphingosin- und Sphingosin-1-phosphat-Spiegeln führt. Dies deutet darauf hin, dass die Effekte der Gabe von Imipramin nicht allein auf die Inhibition der Sauren Sphingomyelinase, sondern auch auf die Beeinträchtigung der Funktion der Sauren Ceramidase zurückzuführen sein könnten. Diese Arbeit gibt somit neue Einblicke in die Bedeutung der Sauren Sphingomyelinase in Bezug auf die T-Zellaktivierung. Acid sphingomyelinase and ceramide modulate several aspects of T lymphocyte activation. T lymphocytes are the vital players in adaptive immune response against invading pathogens. Tuberculosis is one of the most common infectious diseases, still imposing a huge death toll every year. This project investigates the role of acid sphingomyelinase in tuberculosis-specific peptide25 T cell receptor (TCR) transgenic CD4+ T cells, murine primary lymphocytes and human Jurkat cells. Data reveals that pharmacological inhibition of acid sphingomyelinase by Imipramine significantly impairs the activation of several TCR signaling kinases, however genetic deficiency of acid sphingomyelinase only shows limited effects. Moreover, examination of peptide25-induced activation of TCR transgenic CD4+ T cells demonstrates that Imipramine significantly inhibits the late activation events, i.e., proliferation, differentiation, cytokine production and induces cell death following stimulation due to ineffective initial activation. In contrast, acid sphingomyelinase-deficient transgenic (P25/Asm-/-) CD4+ T cells present very similar responses regarding the late activation events, compared to wild-type control cells (P25/Asm+/+). In parallel, systemic infection of wild-type and acid sphingomyelinase-deficient mice with Bacillus Calmette-Guerin, which is a live attenuated form of Mycobacterium bovis with a similar antigenic profile to Mycobacterium tuberculosis, reveals the insignificant function of acid sphingomyelinase in both CD4+ and CD8+ T cell activation in vivo. In addition, mass spectrometry analysis of lipid composition of Jurkat cells following Imipramine treatment reveals a diminished level of sphingosine and sphingosine-1-phosphate. This indicates that the inhibitory effects of Imipramine in T cell signaling and late activation events might not be entirely due to the inhibition of acid sphingomyelinase but also acid ceramidase. Thus, this project gives some new insights into the role of acid sphingomyelinase in T lymphocyte activation. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Erich Gulbins Prof. Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Molekularbiologie (Tumorforschung) 2018-12-07 2018-08-22 2018-11-22 2018-12-07 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181207-092911-4 2,68 MB application/pdf Begum, Salina: Role of acid sphingomyelinase in T lymphocyte activation, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181207-092911-4 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 2 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46748.zip https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47668 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47668 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46748 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47666 2018-12-07 DDC:5:57:570

Transkriptom- und Proteom-Analyse der Iris bei Kindern mit juveniler idiopathischer Arthritis-assoziierter Uveitis Transcriptomic and proteomic analysis of the iris in children with juvenile idiopathic arthritis-associated uveitis Lena Wildschütz 570 570 In der vorliegenden experimentellen Arbeit wurde initial mittels RNA-Seq das Genexpressionsprofil in der Iris bei Patienten mit JIAU analysiert mit dem Ziel, diejenigen Gene zu identifizieren, die im Vergleich zur Kontroll-Gruppe signifikant DE waren. Dabei wurde zunächst mittels der Cluster-Analyse festgstellt, dass die analysierten Proben aufgrund ihres Genexpressionsprofils zwei Gruppen bildeten, bestehend aus den Proben der JIAU-Gruppe und den Proben der Kontroll-Gruppe. Mit der differentiellen Genexpressionsanalyse wurden 136 DE-Gene zwischen der JIAU- und Kontroll-Gruppe identifiziert. Innerhalb dieser 136 DE Gene konnte mittels der Anreicherungsanalyse eine signifikante Anreicherung von Prozessen festgestellt werden, die mit Angiogenese und Vaskulogense assoziiert sind. Im speziellen handelte es sich um Gene wie Kdr, Tie1, Tek und Angpt-1. Mittels qRT-PCR, die der Validierung der RNA-Seq Daten diente, konnte die signifikant erhöhte Expression ausgewählter Angiogenese-assoziierter Gene teilweise bestätigt werden. Im Kammerwasser und Serum von JIAU-Patienten wurde eine erhöhte ANGPT-2 Konzentration festgestellt. Die anschließend durchgeführte Protein-Analyse mittels LC / MS ermittelte insgesamt 54 DE-Proteine zwischen der JIAU- und Kontroll-Gruppe, wobei hier eine signifikant differentielle Expression von Proteinen der EZM in der JIAU-Gruppe festgestellt werden konnte, deren bedeutende Rolle bei Angiogenese ebenso diskutiert wurde. Mittels Western-Blot konnte eine erhöhte Expression der angiogenen Faktoren ANGPTT-1, Decorin und Lumican in der JIAU-Gruppe im Vergleich zur Kontroll-Gruppe bestätigt werden. Während in der Iris von JIAU-Patienten spaltlampenmikroskopisch in der Regel keine Angiogenese beobachtet werden kann, ist die erhöht festgestellte Expression angiogener Faktoren ggf. auch auf eine Endothelzell-Aktivierung während inflammatorischer Prozesse zurückzuführen. Betrachtete man neben der Anreicherungsanalyse diejenigen Gene mit der stärksten DE in der JIAU-Gruppe, so konnte eine signifikant erhöhte Expression zahlreicher Ig-Domänen der vaiablen und konstanten Region von Ig-Ketten in der Iris von JIAU-Patienten festgestellt werden, deren Expression auf AK-sezernierende Plasmazellen zurückzuführen ist. Die signifikant erhöhte Expression der B-Zell assoziierten TF Ebf1 und Id3 gab weitere Hinweise auf eine Anwesenheit von B-Zellen in der Iris von JIAU-Patienten. Auch hier konnte mittels qRT-PCR die signifikant erhöhte Expression teils bestätigt werden. Auf Protein-Ebene konnten mit der signifikant erhöhten Expression von Ig-Domänen sowie des MZ- und B1-spezifischen Proteins MZB1 ebenso Hinweise auf eine intraokulare Anwesenheit von B-Zellen bei JIAU-Patienten gegeben werden. Die erhöhte MZB1-Expression in der JIAU-Gruppe im Vergleich zur Kontroll-Gruppe konnte sowohl mittels Western-Blot als auch auf Genexpressionsebene mittels qRT-PCR bestätigt werden. Durch die Phänotyp-Charakterisierung möglicher intraokularer B-Zellen mittels qRT-PCR konnten durch die signifikant erhöhte Expression der B-Zell-Marker CD19 und CD20 sowie der Plasmazell-Marker CD38 und CD138 in der Iris von JIAU-Patienten die Hinweise bekräftigt werden. Ebenso gab die signifikant erhöhte Expression von IL-6 und IL-10 in der Iris von JIAU-Patienten Hinweise auf ein Plasmazell begünstigendes Milieu. Durch die Zytokinquantifizierung im Kammerwasser von JIAU-Patienten konnte festgestellt werden, dass insbesondere durch die lokal erhöhte Expression von BAFF, APRIL und IL-6 ein geeignetes Milieu für die Differenzierung und das Überleben von Plasmazellen gegeben ist, wobei nach den Ergebnissen der Studie von einem charakteristischen Indiz bei unterschiedlichen Entzündungsreaktionen im vorderen Augensegment ausgegangen werden kann. The present study initially aimed to identify significantly DE genes by using RNA-Seq analysis in the iris of patients with JIAU compared to the control group. Based on their gene expression profile, the analysed JIAU and control samples were clearly separated into two clusters. The differential gene expression analysis identified 136 significantly DE genes in the JIAU group compared to the control group. Enrichment analysis of this gene set showed a significant enrichment of angiogenesis and vasculogenesis associated processes in the JIAU group. In detail, genes highly associated to these processes were Kdr, Tie1, Tek, and Angpt-1. For RNA-Seq validation, qRT-PCR analysis was performed and a significantly higher expression of some selected genes could partially be confirmed. Subsequently performed protein analysis using LC / MS identified 54 significantly DE proteins between the JIAU and control group. Here, a significantly differential expression of extracellular matrix proteins in the JIAU group could be observed, implying an important role in the context of aniogenesis. As compared to the control group, a higher protein expression of ANPT-1, Lumican and Decorin could be detected in the JIAU group by western blotting. Since there exist no data that account for altered angiogenic processes in the iris of JIAU patients, the observed higher expression of angiogenic factors in the iris of JIAU patients is presumably caused by an activation of the endothelium during inflammatory processes of JIAU. Regarding the mostly intense DE genes in the JIAU group, a significantly higher expression of several plasma cell specific Ig domains of variable and constant Ig chains could be observed. Additionally, the significant upregulation of the B cell specific TF Ebf1 and Id3 indicate an intraocular presence of B cells in the iris of JIAU patients. By using qRT-PCR, the higher expression of Ebf1 and Id3 could be partially confirmed. LC / MS protein analysis also revealed a significant upregulation of distinct Ig domains as well as the MZ- and B1-cell specific protein MZB1, whose higher expression in the JIAU group could be confirmed by western blotting and analyzing the gene expression analysis using qRT-PCR. Additional hints of intraocularly occuring B cells and especially plasma cells in the iris of JIAU patients raise of the phenotype charaterization using qRT-PCR, where a significant upregulation of the pan B cell markers CD19 and CD20 as well as the plasma cell markers CD38 und CD138 could be detected. Furthermore, a significantly higher IL-6 and IL-10 expression could be detected in the iris of JIAU patients compared to the control group, suggesting a favouring milieu for plasma cell differentiation. The local upregulation of BAFF, APRIL, and IL-6 in the aqueous humor from JIAU patients supports a suitable environment for plasma cell differentiation and survival. Presumably, this milieu is a specific indication for inflammatory reaction sites in the anterior eye segment. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Arnd Heiligenhaus Prof. Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 2018-12-07 2018-08-06 2018-11-22 2018-12-07 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181207-113410-8 11,70 MB application/pdf Wildschütz, Lena: Transkriptom- und Proteom-Analyse der Iris bei Kindern mit juveniler idiopathischer Arthritis-assoziierter Uveitis, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181207-113410-8 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46746/DissLenaWildschuetz.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47666 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47666 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46746 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47660 2018-12-04 DDC:5:54:543

Analysis of aromatic amines in human urine using comprehensive multi-dimensional gas chromatography mass spectrometry Xolelwa Lamani-Dixon Dr. rer. nat Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Analytische Chemie 543 540 Im Laufe der Jahre hat sich gezeigt, dass einige aromatische Amine (AA) das Potenzial haben, beim Menschen zu Blasenkrebs zu führen, wobei das Rauchen von Zigaretten als Hauptquelle gilt. In Bezug auf durch Tabakrauch verursachten Blasenkrebs wurde jedoch nur über wenige dieser Verbindungen berichtet. Daher wurde ein Interesse daran entwickelt, mehr über die Existenz von AA in menschlichen Körperflüssigkeiten zu erfahren. Die Verwendung einer umfassenden mehrdimensionalen Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC×GC-qMS) ermöglichte den Nachweis mehrerer isomerer Verbindungen mit gleicher Molekülmasse und hat aufgrund ihrer Fingerabdruckanalyse ein klares Bild von der Existenz von aromatischen Aminen im menschlichen Urin gegeben. Um die in dieser Studie verwendeten Urinproben von Rauchern, Nichtrauchern und ehemaligen Rauchern für die GC geeignet zu machen, waren vor der Analyse mehrere Vorbehandlungsschritte erforderlich. Die Schritte umfassten: (i) thermische saure Hydrolyse zur Spaltung aromatischer Aminaddukte, (ii) Flüssig-Flüssig-Extraktion (LLE) der hydrolysierten Analyten, (iii) Derivatisierung der extrahierten Amine durch Diazotierung und Iodierung und (iv) Anreicherung der Iodderivate mit Headspace-Festphasen-Mikroextraktion (SPME), bevor die Analyten in das GC-System eingeführt wurden. Die Anwendung der entwickelten In-situ-Derivatisierungs-SPME GC×GC-qMS-Technik führte zu mehr als 100 isomeren aromatischen Aminen, die im menschlichen Urin identifiziert wurden. Im Hinblick auf die Anzahl und die Peakintensitäten war der Urin der Raucher höher belastet im Vergleich zu dem Urin von Nichtrauchern und ehemaligen Rauchern. Es wurden auch einige alternative Entwicklungen untersucht, um die Probenvorbereitungsprozedur hinsichtlich des Zeitaufwands und des Einsatzes vonLösungsmitteln zu verbessern. Die mikrowellenunterstützte Technik zeigte eine Möglichkeit, die Zeit von 12 Stunden der herkömmlichen Hydrolyse auf ≤ 1 Stunde potentiell zu minimieren. Und für die organischen Lösungsmittel wurden geringere Mengen durch Dünnschicht-Mikroextraktion (TFME) einschließlich der benötigten Probenmenge erreicht. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass diese Arbeit ein besseres Verständnis der Prävalenz von aromatischen Aminen im Menschen ermöglicht als bisher bekannt. Dies schafft wahrscheinlich eine Plattform für weitere Untersuchungen in den Urinproben der Patienten, bei denen Blasenkrebs diagnostiziert wird. Dies kann letztendlich nützlich sein, um Biomarker zu finden, die verwendet werden können, um den Gehalt an krebserregenden aromatischen Aminen in Urinproben zu bestimmen. Over the years, it has been revealed that some aromatic amines (AAs) have a potential to cause bladder cancer in humans, with cigarette smoking as a major source. However, in relation to tobacco-smoking bladder cancer only few of these compounds have been reported. Hence, an interest to study more about the existence of AAs in human body fluids was developed. The use of a comprehensive multi-dimensional gas chromatography mass spectrometry (GC×GC-qMS) enabled the detection of several isomeric compounds of the same molecular mass and it has given a clear picture of the existence of aromatic amines in human urine due to its fingerprint analysis. For the investigation of urine samples, which were of smokers, non-smokers and past-smokers in this study; pre-treatment steps are necessary prior to analysis to make the analytes suitable for GC. The steps include: (i) thermal acidic hydrolysis to cleave aromatic amine adducts, (ii) liquid-liquid extraction (LLE) of the hydrolyzed analytes, (iii) derivatization of the extracted amines through diazotization and iodination and (iv) enrichment of the iodinated derivatives with headspace solid-phase microextraction (SPME), before introducing the analytes into the GC system. The application of the developed in-situ derivatization SPME GC×GC-qMS technique resulted in more than 100 isomeric aromatic amines identified in human urine and with regard to the numbers and peak intensities, the urine of smokers were more burdened compared to non- and past-smokers urine. Also, some alternative developments were investigated in order to improve sample preparation procedures which are mainly the time and solvents consumed during preparation. Microwave-assisted technique showed a possibility of potentially minimizing the time from 12 hours of the conventional hydrolysis to ≤ 1 hour. And for the organic solvents, less amounts were achieved by thin-film microextraction (TFME) including the amount of sample needed. In conclusion, the work done here offers a better understanding on the prevalence of several aromatic amines in humans, than previously reported. This creates a platform for further investigations probably in the urine samples of the patients who are diagnosed with bladder cancer. This may eventually be useful in finding biomarkers which could be used to determine the level of cancer-causing aromatic amines in urine samples. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Torsten Claus Schmidt Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Analytische Chemie 2018-12-04 2018-05-03 2018-11-28 2018-12-04 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181204-095415-7 3,26 MB application/pdf Lamani-Dixon, Xolelwa: Analysis of aromatic amines in human urine using comprehensive multi-dimensional gas chromatography mass spectrometry, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181204-095415-7 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Analytische Chemie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46740/DissXolelwaLamani-Dixon.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47660 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47660 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46740 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47645 2018-11-30 DDC:6:62:624

A two-scale homogenization scheme for the prediction of magneto-electric product properties Eine Zwei-Skalen Homogenisierungsmethode für die Vorhersage von magneto-elektrischen Produkteigenschaften Matthias Labusch 624 620 homogenization , product properties , magneto-electric Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den theoretischen Grundlagen mechanisch vermittelter magneto-elektrischer opplungseigenschaften und Simulationen von Kompositmaterialien im Rahmen der Finiten Elemente Methode. Da magneto- und elektro-mechanisch koppelnde Materialien in vielen technischen Bauteilen Anwendung finden und das Anwendungsfeld durch magneto-elektrische Kopplungen verbessert und erweitert werden kann, ist in den letzten Jahrzehnten das Interesse an solchen Materialien stark angestiegen. Ziel dieser Arbeit ist es, mikroskopisch motivierte Materialmodelle zu entwickeln um das experimentell gemessene magneto-elektrische Kopplungsverhalten von Zwei-Phasen-Kompositen so exakt wie möglich widerzuspiegeln. Da diese effektiven Eigenschaften nicht nur stark von der Morphologie der Mikrostruktur abhängen sondern ebenfalls daraus resultieren, werden die Materialmodelle im Rahmen eines multiskalen Homogenisierungsverfahrens, der sogenannten FE^2-Methode, implementiert. Die durchgeführten numerischen Beispiele zeigen die Genauigkeit der verwendeten unterschiedlichen Modelle. Weiterhin wird gezeigt, dass zusätzliche Störungen, wie beispielsweise eine erhöhte Porosität des Komposites, die magneto-elektrischen Eigenschaften stark beeinflussen können. The present work focuses on the theoretical basics of mechanically coupled magneto-electric properties and the simulation of composite materials in the framework of the Finite Element Method. Since magneto- and electro-mechanically coupled materials find applications in many technical devices and their fields of application could be improved and extended through the magneto-electric coupling, the interest in such materials has increased in the last decades. The goal of this work is the development of microscopically motivated material models in order to reflect the experimentally measured magneto-electric coupling behavior of two-phase composites as precisely as possible. Since the effective properties not only significantly depend on the morphology of the underlying microstructure, but also result from it, the material models were implemented in the framework of a multiscale homogenization scheme, the so-called FE$^2$-method. The performed numerical examples demonstrate the accuracy of the different models used. Furthermore, it is shown that additional defects, such as an increased porosity of the composite, substantially influence the magneto-electric properties. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Jörg Schröder Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Bauwissenschaften, Bauingenieurwesen, Mechanik 2018-07-31 2018-11-14 2018-11-30 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181130-075547-3 14,15 MB application/pdf Labusch, Matthias: A two-scale homogenization scheme for the prediction of magneto-electric product properties, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181130-075547-3 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Bauwissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46728/DissMLabusch.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47645 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47645 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46728 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47623 2018-11-30 DDC:3:33:330

Corporate Rating 3.0 - Rating ist notwendig, Ratingagenturen sind es nicht Corporate Rating 3.0 - Rating is necessary, rating agencies are not Martin Winkel Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, Fachgebiet Betriebswirtschaftslehre, Finanzwirtschaft und Banken 330 330 Rating , Ratingagenturen , rating agencies , Finanzkrise 1994 machte Bill Gates die Aussage “Banking is necessary, banks are not”. Dieser viel zitierte Spruch ist zwar knapp 25 Jahre alt, scheint aber heutzutage im Zeitalter von FinTechs zu passen. Auch in anderen Branchen der Finanzwirtschaft zeigt sich ein ähnliches Bild. Ratingagenturen entwickelten sich in seiner noch recht jungen Geschichte zu einer wichtigen Säule im Finanzsystem. Ihre Hauptaufgabe ist es, Informationsasymmetrien zwischen Emittent und Investor durch Beurteilung von zukünftiger Zahlungs- und Ertragsfähigkeit (Bonität) möglichst umfassend zu reduzieren. Ihre Ergebnisse fassen sie in Noten zusammen, welche eine Orientierung für Kapitalnehmer und Kapitalgeber an Finanzmärkten darstellen sollen. In der öffentlichen Wahrnehmung sind sie dieser Aufgabe zuletzt nur noch unzureichend nachgekommen. Aus diesem Grund ist es wenig verwunderlich, dass sie spätestens seit dem Ausbruch der Finanzkrise 2007 massiv in die politische und mediale Kritik geraten sind. Tatsächlich haben renommierte Ratingagenturen in der Vergangenheit mit ihren Bewertungspraktiken schwerwiegende Fehler offenbart. Ihnen wird vorgeworfen, dass sie aufgrund ihrer stetig gewachsenen oligopolistischen Markmacht ein nur oberflächliches Interesse an einem objektiven, wie auch qualitativ hochwertigem Rating haben. Das öffentliche Verlangen hinsichtlich einer adäquaten Neugestaltung des Ratingsystems wächst, welches den Bedürfnissen des immer komplexer werdenden Finanzsystems gerecht wird. Die Vielfalt der im Schrifttum vorgeschlagenen Modelle und Theorien unterstreicht die Komplexität des Marktgeschehens: In der Vergangenheit sind eine Reihe von Gesetzesentwürfen und Reformen konzipiert worden, die auf nationaler und internationaler Ebene den Ratingmarkt kontrollieren sollten. Allerdings hat nicht nur die Finanzkrise 2007, sondern auch die aktuelle Eurokrise 2011 gezeigt, dass sich die Rahmenbedingungen für Ratingagenturen kaum gebessert haben. Andere Marktalternativen, wie etwa die Gründung einer (non-profit-) europäischen Ratingagentur oder die Etablierung eines Rating-Fonds, beinhalten zwar gute Ansätze, bringen jedoch auch einige Probleme mit sich, so dass eine für alle Marktteilnehmer zufriedenstellende Lösung bisher nicht in Sicht ist. Das Geschäftsmodell von Ratingagenturen, gestern noch "systemrelevant", gilt jetzt womöglich als Auslaufmodell. Folglich deckt die wissenschaftliche Debatte die strukturellen Veränderungen der Ratingbranche in den letzten Jahren nur unzureichend ab, weil die generelle Frage nach der Existenzberechtigung von Ratingagenturen ausgeblendet wird. Um diese Forschungslücke zu schließen, wird in dieser Arbeit ein neuer Ansatz in der Ratingbranche vorgeschlagen: die Aufspaltung der Ratings nach dem Ratingobjekt. Dabei wird ein neues System hergeleitet, welches zum einen die Effizienz im Ratingprozess steigern und zum anderen das Vertrauen der Investoren wiedergewinnen soll. Dieses soll eine pragmatische Handhabung von Ausfallrisiken ermöglichen und dabei gleichzeitig aktuelle Herausforderungen und Probleme im Ratingmarkt berücksichtigen. In 1994 Bill Gates made the statement "Banking is necessary, banks are not". Although this much quoted saying is almost 25 years old, it seems to fit in the age of FinTechs today. There is also a similar picture in other sectors of the financial industry. Rating agencies have become an important pillar of the financial system in its relatively recent history. Its main task is to reduce information asymmetries between issuer and investor as far as possible by assessing future payment and earning power (credit rating). Their results are summarized in notes intended to provide orientation for borrowers and investors in financial markets. In public perception, they have recently complied with this task only insufficiently. For this reason, it is hardly surprising that they have come at the latest since the outbreak of the financial crisis in 2007 massively in the political and media criticism. In fact, renowned rating agencies have in the past revealed grave errors in their valuation practices. They are accused of having only a superficial interest in an objective, as well as high-quality rating due to their steadily growing oligopolistic brand power. The public demand for an adequate reorganization of the rating system is growing, which meets the needs of the increasingly complex financial system. The variety of models and theories proposed in the literature underlines the complexity of the market: A number of draft laws and reforms have been designed in the past to control the rating market at the national and international levels. However, not only the financial crisis in 2007, but also the current euro crisis in 2011 showed that the framework conditions for rating agencies have hardly improved. Other market alternatives, such as the creation of a (non-profit) European rating agency or the establishment of a rating fund, are good, but also involve some problems, so that a satisfactory solution for all market participants is not yet in sight. The business model of rating agencies, yesterday still "systemically relevant", may now be considered an obsolete model. As a result, the scientific debate has not adequately covered the structural changes in the rating industry in recent years, because the general question of the raison d'être of credit rating agencies is ignored. To close this research gap, this dissertation proposes a new approach in the rating industry: splitting ratings by rating object. In the process, a new system is derived which, on the one hand, increases efficiency in the rating process and, on the other hand, regains investor confidence. This should enable a pragmatic handling of default risks while taking into account current challenges and problems in the rating market. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Rainer Elschen Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, Fachgebiet Betriebswirtschaftslehre, Finanzwirtschaft und Banken 2018-11-30 2018-10-02 2018-11-09 2018-11-30 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181130-102804-3 3,01 MB application/pdf Winkel, Martin: Corporate Rating 3.0 - Rating ist notwendig, Ratingagenturen sind es nicht, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181130-102804-3 ger http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, Fachgebiet Betriebswirtschaftslehre, Finanzwirtschaft und Banken 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46724/DissMartinWinkel.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47623 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47623 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46724 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:43702 2018-11-28 DDC:3:30

Schlüsselkompetenzen von Jugendlichen - Begriffsbestimmung, Erfassung und Analyse von für ihren Erwerb relevanten Faktoren Key Competencies of Young People – Definition, Survey and Analysis of Relevant Acquisition Factors Monique Ratermann-Busse Dipl.-Soz. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Gesellschaftswissenschaften, Institut Arbeit und Qualifikation (IAQ) 300 300 Schlüsselkompetenzen , Übergang Schule-Beruf , Kompetenzerfassung Eine multikulturell geprägte Gesellschaft, technologischer Fortschritt und globalisierte Märkte stellen heutzutage neue Anforderungen an Auszubildende und spätere qualifizierte Fachkräfte in Deutschland. Im Kontext dieser Entwicklungen rückt die Vermittlung von Schlüsselkompetenzen als Grundlage für die berufliche Handlungsfähigkeit und als Schlüssel für eine erfolgreiche Lebensbewältigung immer mehr in den Fokus der bildungspolitischen Diskussion. Bei Unternehmen steigt das Interesse, schon bei der Auswahl von Bewerber/inne/n für Ausbildungsplätze neben fachspezifischen Kompetenzen auf vorhandene Schlüsselkompetenzen zu achten, was in den Schulen einen erhöhten Bedarf zur Erkennung und zur Förderung dieser Schlüsselkompetenzen auslöst. Allerdings existiert bisher keine einheitliche Definition von Schlüsselkompetenzen und die Erhebungsverfahren sind vielfältig je nach wissenschaftlicher Disziplin. Vor allem gibt es nur sehr eingeschränkt Erkenntnisse darüber, welche persönlichen Faktoren und welche Faktoren in der sozialen Umwelt von Jugendlichen für die Entwicklung von Schlüsselkompetenzen relevant sind, was die Auswahl von geeigneten Förderkonzepten schwierig macht. Daher beschäftigt sich die vorliegende Dissertation mit der Ausarbeitung eines Modells zur Erfassung von Schlüsselkompetenzen anhand von interdisziplinär verorteten theoretischen Ansätzen zu ihrer Definition und von internationalen empirischen Studien. Auf der Basis der daraus resultierenden Erkenntnisse wurde ein für Schulen handhabbarer und einheitlich gestalteter Fragebogen für die Selbsteinschätzung von Schüler/inne/n entwickelt. Dieser Fragebogen zielt auf die Erfassung vorhandener berufsrelevanter Schlüsselkompetenzen – wie beispielsweise Durchsetzungsfähigkeit, Empathiefähigkeit oder Computernutzungs-kompetenz – ab und ermittelt persönliche Faktoren wie Selbstwirksamkeit oder Selbstreflexion sowie Faktoren aus Familie, Schule und Freizeit. Der Fragebogen wurde in 9. Klassen an Realschulen im Ruhrgebiet eingesetzt. In der Auswertung wurden diese Daten mit Erhebungen zum schulischen Umfeld verknüpft. Die Resultate der Reliabilitätsanalysen und konfirmatorischen Faktorenanalysen bestätigen zunächst die Validität der Erhebungsinstrumente. Somit sind die genutzten Skalen zur Erfassung von Schlüsselkompetenzen und zur Ermittlung von Einflussfaktoren nutzbar. Als ein zentrales Ergebnis der Studie ist festzuhalten, dass – wie die konfirmatorischen Faktorenanalysen und auch die Zusammenhangsanalysen zeigen – man nicht von „den Schlüsselkompetenzen“ im Allgemeinen sprechen sollte, sondern immer ein differenzierter Blick auf einzelne Schlüsselkompetenzen gewährleistet sein muss, da verschiedene Teilkompetenzen nicht unbedingt miteinander zusammenhängen. Daher ist es besonders wichtig, darauf zu achten, welchen Bedarf die einzelnen Jugendlichen in den jeweiligen Teilkompetenzen haben, um Maßnahmen zur Förderung gezielt einsetzen zu können. Die Ergebnisse der Korrelations- und Regressionsanalysen zeigen darüber hinaus, dass zum Teil starke Zusammenhänge zwischen den persönlichen Faktoren und bestimmten Schlüsselkompetenzen bestehen. Die herkunftsspezifischen Merkmale fallen im Hinblick auf die Ausbildung von Schlüsselkompetenzen jedoch weniger ins Gewicht als erwartet. Eine Benachteiligung von Jugendlichen mit Migrationshintergrund ist im Hinblick auf die Entwicklung von Schlüsselkompetenzen nicht erkennbar. Geschlechterunterschiede ergeben sich bei der Ausprägung von sechs der achtzehn untersuchten Schlüsselkompetenzen. Schulische Faktoren haben im Vergleich zu den familiären Verhältnissen größeren Einfluss. So wirkt sich ein kooperativ gestalteter Unterricht beispielsweise auf verschiedene Schlüsselkompetenzen der Bereiche „zweckrationales Handeln“ und „selbstgesteuertes Lernen anhand von Lernstrategien“ positiv aus. Für die Ausbildung der Computernutzungskompetenz sind die Möglichkeiten zur intensiven Nutzung von Computern und des Internets sowie zusätzlicher Informatikunterricht besonders wichtig. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, dass berufsrelevante Schlüsselkompetenzen in hohem Maße in der Schule erworben werden können und durchaus Potenziale im Hinblick auf ihre Förderung vorhanden sind. An increasingly multicultural society, technological progress and globalised markets nowadays put new demands on trainees and qualified professionals in Germany. In the context of these developments, the provision of key competencies as a basis for vocational skills as well as life skills comes into focus within the debate on education policy. More and more companies use key competencies alongside subject-specific competencies as part of their recruitment criteria of candidates for apprenticeships. As a result, schools are beginning to recognize an increased need for the development of key competencies. However, so far there is no general definition of key competencies and survey procedures are different in each scientific discipline. Moreover, there is very limited knowledge on the extent to which personal factors and the social environment of young people influence the development of key competencies. As a consequence, it is difficult to select concepts that support the acquisition of these competencies. This doctoral thesis develops a model for the survey of key competencies that is based on interdisciplinary theoretical approaches on their definition and on international empirical studies. On the basis of this theoretical framework, a questionnaire was developed that facilitated a self-assessment of pupils. This questionnaire aims at the recording of professionally relevant key competencies – such as assertiveness, empathy, or computer skills – and of personal factors like self-efficacy and self-reflection as well as information on family, school and recreational activities. The questionnaire was used in the 9th grade of secondary schools (“Realschulen”) in the Ruhr Area. In the analysis, these data were linked to information about the school environment. The results of the reliability analysis and confirmatory factor analyses validate the survey design. The criteria used for the identification of key competencies and the information captured with regard to personality traits such as self-efficacy or self-reflection are therefore valid and suitable. As a central result of the study, the confirmatory factor analysis and related analyses show that one should not focus on "key competencies" in general, but always distinguish between different competencies, as specific competencies are not necessarily linked to each other. ctake a differentiated look at individual key skills. For the development of key competencies it is particularly important to identify the needs of young people with regard to specific competencies in order to develop more targeted measures. The results of the correlation and regression analyses show that in some cases a significant correlation between personal factors and specific key competencies exists. Contrary to expectation, the ethnic background of the participants had no measurable impact on the development of key competencies. A disadvantage for young people with an immigration background is not apparent in the data. Gender differences were visible in six of the eighteen examined key competencies. Schools and education had a greater impact compared to the family situation. As a consequence, a teaching style designed around the cooperation between student and teacher will have a positive effect on the development of competencies such as "goal oriented, rational action", or "independent learning based on learning strategies". For the development of computer skills, opportunities for the intensive use of computers and the internet in addition to classroom-based computer education are particularly important. This shows that key competencies can be acquired at school and that there is a potential to promote them. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Sybille Stöbe-Blossey Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Gesellschaftswissenschaften, Institut Arbeit und Qualifikation (IAQ) 2016-09-29 2017-01-25 2018-11-28 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20170427-090018-9 5,48 MB application/vnd.sun.xml.writer application/pdf Ratermann-Busse, Monique: Schlüsselkompetenzen von Jugendlichen - Begriffsbestimmung, Erfassung und Analyse von für ihren Erwerb relevanten Faktoren, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20170427-090018-9 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Gesellschaftswissenschaften, Institut Arbeit und Qualifikation (IAQ) 8 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-43399.zip https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=43702 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=43702 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-43399 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:43660 2018-11-28 DDC:6:62:620

Numerical investigation of uncertainties in experiments for flame structure analysis and particle synthesis Lei Deng Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik 620 620 The objective of the presented work is the numerical investigation of experiments for the study of nanoparticle producing laminar flames. Popular, state of the art numerical tools for the investigation of the detailed structure of laminar flames are based on strong assumptions, leading to one-dimensional, steady state approximations of the transport and conservation equations. Unfortunately, these assumptions are often violated. The main focus of this thesis is on the quantification of uncertainties and model errors introduced by thermodynamic and gas dynamic effects, geometric constraints of the reactor and invasive measurement technique in real experiments by means of detailed multi-dimensional numerical simulations of the particle forming, reacting flow. Five different experimental setups were investigated in close collaboration with the research groups conducting these experiments. First, the impact of a molecular beam sampling nozzle on the structure of an atmospheric, premixed hydrogen/oxygen flame. Second, the probing from a low-pressure flat flame of methane and oxygen, where additionally the impact of buoyancy at large heights above the burner was quantified. Third, iron pentacarbonyl doped, particle forming, low-pressure flames of hydrogen/oxygen and methane/oxygen, with and without probing nozzle. Fourth, an atmospheric, sooting, ethylene/oxygen stagnation flow flame with a probing orifice in the stagnation plane. And finally a silica producing low-pressure flame of hydrogen/oxygen doped with hexamethyldisiloxane, used for laser induced fluorescence measurements of SiO. All these investigations required two- and three-dimensional models of the burner and housing geometry in order to capture all deviations from the one-dimensional assumptions. The results presented in this thesis demonstrated the need for such detailed investigations and also contributed to the improvement of experiments and of the kinetic models derived from the measurements. It could be shown that the one-dimensional assumptions are valid only for a very limited set of conditions and that empirical correction formulas are not of general validity. However, the deviations from the idealizing assumptions can be quantified by complementary fluid mechanical simulations of the individual experiment. Based on these finding, the multi-dimensional flow simulation became a permanent element of the experimental workflow at the Institute for Combustion and Gas Dynamics. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Andreas Kempf Prof. Dr.-Ing. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik 2017-01-18 2017-03-10 2018-11-28 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20170424-123716-9 7,74 MB application/pdf Deng, Lei: Numerical investigation of uncertainties in experiments for flame structure analysis and particle synthesis, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20170424-123716-9 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Verbrennung und Gasdynamik 2 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-43360.zip https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=43660 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=43660 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-43360 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:43308 2018-11-28 DDC:5:57

Functional analysis of the interactions of the spindle assembly checkpoint proteins BubR1 and Bub1 at the kinetochore Funktionelle Analyse der Interaktionen der Spindel Assembly Checkpoint Proteine BubR1 und Bub1 am Kinetochor Katharina Overlack 570 570 Für die Zellteilung ist es wichtig, dass die Chromosomen über große Proteinkomplexe (sogenannte Kinetochore) richtig an die mitotische Spindel angeheftet sind. Fehler bei der Verteilung der Chromosomen auf die Tochterzellen können zu einer veränderten Chromosomenanzahl führen. Solche sogenannten "Aneuploidien" sind eng mit der Entstehung von Tumoren verknüpft. Der "Spindle Assembly Checkpoint (SAC)" hat sich als essentieller Kontrollmechanismus entwickelt, um Fehler bei der Chromosomenverteilung zu verhindern. Der SAC überwacht die korrekte Anheftung der Mikrotubuli der mitotischen Spindel an die Kinetochore und synchronisiert dies mit dem Voranschreiten der Zelle im Zellzyklus. Bub1 und BubR1 sind wichtige Bestandteile des SAC, die sich durch mehrere Genduplikationen aus einem gemeinsamen Vorläufergen entwickelt haben. So sind zwei Genprodukte mit sehr ähnlichem Aufbau, aber unterschiedlichen Funktionen entstanden. Bisher ist bekannt, dass die Kinetochor-Lokalisation von BubR1 von der vorherigen Anwesenheit Bub1s abhängt, die Kinetochor-Lokalisation von Bub1 jedoch unabhängig von BubR1 ist. Die molekulare Grundlage für diese Unterschiede im Rekrutierungsmechanismus von Bub1 und BubR1 war jedoch bisher unbekannt, da beide Proteine an Bub3, ein Adapterprotein für phosphorylierte Kinetochore, binden. In dieser Doktorarbeit wurde die Grundlage für das unterschiedliche Verhalten identifiziert. Bub1, jedoch nicht BubR1, verstärkt die Bindung von Bub3 an phosphorylierte Kinetochore durch eine kurze Region in der Bub3-Bindedomäne von Bub1, die "Loop" genannt wird. Dies erklärt warum BubR1 über einen alternativen Weg ans Kinetochor gelangen muss. Der Austausch der Loops zwischen Bub1 und BubR1 bewirkte einen Funktionsverlust von Bub1, welches nicht mehr in der Lage war am Kinetochor zu lokalisieren und einen Funktionsgewinn von BubR1, das so unabhängig von Bub1 ans Kinetochor gelangen konnte. Die Beobachtung, dass diese Loop-Austausch-Mutante von BubR1 jedoch nicht in der Lage war die SAC Funktion von BubR1 zu erfüllen, führte zur Identifikation der genauen Funktion des Loops in BubR1. In vivo und in vitro Experimente haben gezeigt, dass die besondere Sequenz des BubR1 Loops eine entscheidende Rolle in der Vermittlung der Bindung von BubR1 an den APC/C spielt. Ferner wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass eine direkte Interaktion zwischen Bub1 und BubR1 Voraussetzung für die Kinetochor-Lokalisation von BubR1 ist. Diese Heterodimerisierung erfordert strukturell equivalente Domänen in beiden Proteinen, zum einen die Bub3-Bindedomäne und zum anderen eine Region, die sich direkt an die Bub3-Bindedomäne anschließt und eine Helix bilden soll. Des Weiteren müssen Bub1 und BubR1 für ihre Interaktion an Bub3 gebunden sein. Interessanterweise kann die Heterodimerisierung auch ohne Kinetochore stattfinden. Zusammenfassend zeigt diese Doktorarbeit wie Genduplikation und die anschließende Subfunktionalisierung die Unterschiede im Verhalten von zwei eng verwandten Proteinen, die beide Teil eines essentiellen molekularen Netzwerkes sind, entscheidend beeinflussen können. Dies liefert ein tiefergehendes Verständnis darüber, wie das SAC Signal auf molekularer Ebene erzeugt wird. Cell division or loss of sister chromatid cohesion prior to achievement of bi-orientation leads to missegregation of chromosomes and causes aneuploidy, which is closely associated with tumorigenesis. To prevent this, the Spindle Assembly Checkpoint (SAC) monitors correct attachment of spindle microtubules to kinetochores (large protein assemblies on centromeric DNA) and coordinates this with cell cycle progression. Bub1 and BubR1, essential SAC components, evolved through several duplication events from an ancestor gene creating two structurally related gene products with highly diversified functions. Previously, BubR1 has been shown to depend on Bub1 for its kinetochore localization, whereas Bub1 localizes to kinetochores independently of BubR1. However, the molecular basis for such differences in recruitment has been unclear, as Bub1 and BubR1 both bind to Bub3, a targeting adaptor for phosphorylated kinetochores. In my PhD project, the basis of the different localization behavior has been identified. I demonstrated that Bub1, but not BubR1, enhances binding of Bub3 to phosphorylated kinetochores via a short motif in its Bub3-binding domain (B3BD) called the "loop". This provided an explanation for why BubR1 relies on an alternative mechanism for kinetochore localization. Consequently, swapping loops created a loss-of-function Bub1, impaired in kinetochore localization, and a gain-of-function BubR1, localizing to kinetochores independently of Bub1. However, the inability of the loop-swap mutant of BubR1 to retain BubR1 SAC function led to the subsequent identification of the specific role of the BubR1-loop. In vivo and in vitro experiments established that the unique sequence of the BubR1-loop promotes binding of BubR1 to the APC/C. Additionally, this study showed for the first time that kinetochore localization of BubR1 relies on a direct interaction with Bub1. Hetero-dimerization requires structurally equivalent domains in both proteins, the B3BD and a subsequent helical segment. Furthermore, both proteins need to be bound to Bub3 for this interaction to take place. Interestingly, hetero-dimerization of Bub1 and BubR1 did not require kinetochores. Collectively, my PhD work illustrates how gene duplication and subsequent sub-functionalization determine the differences in the behavior of two closely related proteins as part of an essential molecular network providing a further step in our understanding of how the checkpoint signal is generated at the molecular level. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Andrea Musacchio Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen, Zentrum für Medizinische Biotechnologie (ZMB) 2017-01-26 2016-10-12 2017-01-25 2018-11-28 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20170130-090734-4 25,57 MB application/pdf Overlack, Katharina: Functional analysis of the interactions of the spindle assembly checkpoint proteins BubR1 and Bub1 at the kinetochore, 2017: urn:nbn:de:hbz:464-20170130-090734-4 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 2 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-43070.zip https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=43308 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=43308 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-43070 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:42532 2018-11-28 DDC:6:61:610

Causal attributions of headache and functional abdominal pain at the end of the primary school period a gender and pain-related analysis of subjective causal descriptions provided during the Essen children's pain interview Muhammad Rasheed Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 610 610 Department of Neurology , University Hospital Essen , Germany "Causal attribution of headache and functional abdominal pain at the end of the primary school period". A gender and pain-related analysis of subjective causal descriptions provided during the Essen Children's Pain Interview. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Hans-Christoph Diener Univ.-Prof. Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Klinik für Neurologie 2016-11-24 2015-10-27 2016-11-02 2018-11-28 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20161124-084526-2 4,03 MB application/pdf Rasheed, Muhammad: Causal attributions of headache and functional abdominal pain at the end of the primary school period: a gender and pain-related analysis of subjective causal descriptions provided during the Essen children's pain interview, 2016: urn:nbn:de:hbz:464-20161124-084526-2 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Klinik für Neurologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-42461/Diss_Rasheed.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=42532 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=42532 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-42461 https://www.uni-due.de/neurologie/ Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:42216 2018-11-28 DDC:5:54

Evaluierung verschiedener Synthesestrategien zur Festphasensynthese des Lipodepsipeptides Syringomycin E Yvonne Blaß 540 540 Syringomycin E , Festphasenpeptidsynthese Im Rahmen dieser Dissertation wurden Synthesewege zur Darstellung von linearen und zyklischen Derivaten des antimikrobiellen Lipodepsipeptids Syringomycin E evaluiert. Die Synthesestrategien basierten auf einer Fmoc-SPPS-Strategie mit Verwendung säurelabiler Seitenkettenschutzgruppen, einer Abspaltung vom Harz unter Erhalt der Schutzgruppe und – zur Synthese der zyklischen Derivate – anschließender Zyklisierung in Lösung. Um diese Ziele zu erreichen, wurden zuerst Synthesen der geschützten, nicht-kanonischen Aminosäurederivaten durchgeführt. So wurde sowohl ein Fmoc-L-Dab(Boc)-OH-als auch Fmoc-D-Dab(Boc)-OH und ein Fmoc-L-threo-β-HyAsp(OBzl, TBDMS)-OH-Synthesebaustein hergestellt. Die Darstellung der Aminosäure Z-Dhb erfolgte am Harz mittels einer Eliminierung von Thr mit Cu(I)Cl und EDC. Neben der Fettsäure Dodecansäure wurden ebenfalls Derivate mit einer 3-Hydroxydodecansäure für die Synthese von Derivaten eingesetzt. Hierzu wurde die Hydroxylgruppe als Silylether geschützt. Die linearen Peptide waren durch eine Standard-SPPS-Strategie zugänglich. Zur Darstellung zyklischer Derivaten wurden drei unterschiedliche Strategien evaluiert: 1) eine Macrolactonisierungsstragie, 2) eine intramolekulare Ser/Thr-Ligation und 3) eine Macrolactamisierung. Diese Studien zeigten, dass zyklische Derivate von Syringomycin E mittels einer Steglich-Macrolactonisierung erhalten werden können. The aim of this PhD-work was the evaluation of synthesis strategies for the generation of linear and cyclic derivatives of the antimicrobial lipodepsipeptide Syringomycin E. To this end, a Fmoc-based SPPS approach was used that relied on acid labile sidechain protecting groups, a cleavage from the resin without deprotection of the sidechain functionalities and – in the case of the cyclic derivatives – a subsequent cyclization in solution. To perform the SPPS, a set of suitable protected non-canonical amino acid building blocks were synthesized. Along these lines, a Fmoc-L-Dab(Boc)-OH as well as a Fmoc-D-Dab(Boc)-OH and a Fmoc-L-threo--ß-HyAsp(OBzl,TBDMS)-OH derivative were generated. The amino acid Z-Dhb was synthesized on solid support via an elimination of Thr by using Cu(I)Cl and EDC. Besides derivatives with the nonsubstituted fatty acid dodecanoic acid, also 3-hydroxydodecanoic acid derivatives were synthesized; to this end, a TBDMS-protected 3-hydroxydodecanoic acid was employed in SPPS. The linear peptides were accessable via a standard SPPS protocol. For synthesis of the cyclized derivatives, three different synthesis strategies were evaluated: 1) a macrolactonisation approach, 2) an intramolecular Ser/Thr-ligation and 3) a macrolactamization strategy. These studies demonstrated that cyclized Syringomycin E analogues can be generated via a Steglich-type macrolactonization approach. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Markus Kaiser Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie, Chemische Biologie 2016-10-11 2016-06-14 2016-10-05 2018-11-28 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20161011-080311-2 7,86 MB application/pdf Blaß, Yvonne: Evaluierung verschiedener Synthesestrategien zur Festphasensynthese des Lipodepsipeptides Syringomycin E, 2016: urn:nbn:de:hbz:464-20161011-080311-2 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-42203/Diss_Blass.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=42216 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=42216 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-42203 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47581 2018-11-26 DDC:5:57:570

Identification of novel targets for rational chemoradiotherapy strategies in non-small-cell lung cancer Identifizierung neuer Targets für rationale Chemoradiotherapie Strategien im nicht-kleinzelligen Lungenkrebs Sophie Kalmbach Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 570 570 Lungenkarzinome sind weltweit für die meisten Krebs-assoziierten Todesfälle verantwortlich. Die Mehrheit der Patienten wird mit dem nicht-kleinzelligen Lungenkarzinom (non-small-cell lung cancer, NSCLC) diagnostiziert. Therapie-Modalitäten für Patienten mit fortgeschrittenem NSCLC umfassen die operative Entfernung des Tumors, Chemotherapie und Strahlentherapie. Dennoch ist die 5-Jahres-Überlebensrate für Patienten mit fortgeschrittenem NSCLC sehr schlecht, da diese Patienten häufig von lokal-begrenztem oder systemischem Rezidiv betroffen sind. Bestrebungen in der translationalen und klinischen Forschung haben zur Entdeckung von sogenannten „driver-Mutationen“ geführt. Diese können sich zwischen verschiedenen NSCLC Subtypen stark unterscheiden und den Erfolg der Therapie beeinflussen. Darauf basierend sind zielgerichtete Therapien ein fester Bestandteil bei der Behandlung von Patienten mit charakteristischen molekularen Veränderungen. Im Gegensatz dazu bezieht die Strahlentherapie die molekulare Heterogenität des Tumors nicht ein. Hypothese dieser Doktorarbeit ist, dass veränderte Signaltransduktionswege einen Einfluss auf die Strahlentherapie in NSCLC haben und dass ein verbessertes Verständnis der zellulären Antworten auf ionisierende Strahlung zur Entwicklung von personalisierten kombinierten Chemo- Strahlentherapie Protokollen beitragen kann. Dazu wurde ein ergebnisoffener, funktioneller, genomischer shRNA Screen durchgeführt um neue Modulatoren der Strahlenantwort zu identifizieren und abschließend zu charakterisieren. Der shRNA Screen hat verschiedene potentielle Kandidaten aufgedeckt die im i) Wnt-Signalweg, ii) Cholin Metabolismus und iii) dem vesikulären Transport von Zellen eine Rolle spielen. Nach initialen Versuchen wurde das SNARE Protein Syntaxin18 (STX18) für eine detaillierte Charakterisierung ausgewählt. Knockdown von STX18 führte zu einer 9 erhöhten Strahlensensitivität in der NSCLC Zelllinie A549 sowohl in Kurzzeit- als auch Langzeit in vitro Versuchen. Diese Ergebnisse unterstützen eine globale Rolle der zellulären Transportmaschinerie in der Antwort auf Stress. Interessanterweise führte eine erhöhte Expression von STX18 durch CRISPR SAM oder einen konventionellen cDNA Vektor nicht zu einer erhöhten Strahlenresistenz in A549 Zellen. Außerdem korrelierte ein Knockdown von STX18 in A549 Zellen in unserem System mit einer Verringerung des mRNA Levels und der enzymatischen Aktivität von MMP9 (Matrix-Metalloproteinase 9). Dies wurde weiterhin mit einer erhöhten Anfälligkeit für Anoikis in vitro in Verbindung gebracht. Ein in vivo Versuch im orthotopen Mausmodell zeigte, dass STX18-knockdown Zellen eine verringerte Fähigkeit besitzen systemische Metastasen zu formen. Zusammenfassend unterstützen diese Ergebnisse die Hypothese, dass ein Knockdown von STX18 in A549 durch shRNAs die Strahlenantwort in vitro und in vivo moduliert. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde ein im Vorfeld identifizierter Modulator der Strahlenantwort – GADD45B – detaillierter charakterisiert. Kurzzeit-Überlebensversuche bestätigten, dass eine erhöhte Expression von GADD45B vor strahleninduziertem Zelltod in Lungenkrebsmodellen schützt. Insgesamt wurde in dieser Arbeit ein Grundgerüst für funktionelle Studien von Modulatoren der Strahlenantwort in Lungenkrebsmodellen etabliert. Dies kann zu einem verbesserten Verständnis des Einflusses von spezifischen zellulären Prozessen auf die Strahlenantwort in NSCLC und letztlich zu verbesserten Therapieoptionen für Patienten führen. Worldwide, lung cancer accounts for most cancer-related deaths. The majority of lung cancer patients is diagnosed with metastatic non-small-cell lung cancer (NSCLC). Treatment modalities include surgery, chemotherapy, and radiotherapy. Still, 5-year survival rates for patients diagnosed with advanced NSCLC are poor as those patients frequently suffer from localized or systemic relapse. Nevertheless, efforts in translational and clinical research led to the discovery of “driver mutations” that can greatly differ between NSCLC entities and can strongly influence therapy outcome. Based on this, targeted therapies are now a firmly established modality in the treatment of patients harboring characteristic molecular aberrations. In contrast, radiotherapy still does neglect the observed molecular heterogeneity between tumors. In this thesis it was hypothesized that altered signaling transduction pathways can influence the impact of radiotherapy on NSCLC and that an improved understanding of cellular responses to ionizing radiation can pave the way for the development of personalized chemoradiotherapeutic strategies. To this end, an unbiased, functional, genomic shRNA screen was conducted to identify novel modulators of radiation response and to subsequently characterize them. This shRNA screen revealed several targets involved in i) the Wnt-signaling pathway ii) choline metabolism and iii) the vesicular transport machinery. After initial experiments, the SNARE protein Syntaxin18 (STX18) was chosen for in depth characterization. Knockdown of STX18 led to increased radiosensitivity in the NSCLC cell line A549 as shown by short-term and long-term in vitro assays, thus supporting a global role of the cellular transport machinery in the stress response. Interestingly, overexpression of STX18 by either CRISPR SAM or a conventional cDNA vector did not translate into an increased radioresistance in A549 cells. Furthermore, the knockdown of STX18 in A549 correlated with a decrease of mRNA levels and enzymatic activity of MMP9 (matrix metalloproteinase 9). This was further associated with an increased susceptibility to anoikis in vitro. A preliminary in vivo experiment in an orthotopic mouse model revealed reduced formation of distant metastasis in mice injected with STX18 knockdown cells. Altogether, these findings support that the downregulation of STX18 in A549 cells by shRNAs modulates the response to irradiation in vitro and in vivo. In the second part of this thesis, a previously found modulator of the radiation response – GADD45B - was further analyzed. Short-term survival assays confirmed that enhanced expression of GADD45B protects from radiation-induced cell death in lung cancer models. Collectively, in this thesis a framework for functional studies of radiation response modulators of lung cancers was established. This may lead to an improved understanding of the impact of specific cellular processes on the radiotherapy response in NSCLC and eventually to improved patient outcome. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Martin Schuler Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Innere Klinik (Tumorforschung) 2018-11-26 2018-06-07 2018-10-18 2018-11-26 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181126-092308-1 5,56 MB application/pdf Kalmbach, Sophie: Identification of novel targets for rational chemoradiotherapy strategies in non-small-cell lung cancer, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181126-092308-1 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46680/DissSophieKalmbach.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47581 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47581 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46680 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47545 2018-11-26 DDC:5:54:541

Untersuchung der Polymerdynamik an Oberflächen mittels Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie und Försterenergietransfer Investigation of the dynamic of polymers near surfaces via fluorescence correlation spectroscopy and Foerster energy transfer Lukas Weger 541 540 FCS , Oberfläche , PEG , FRET , Diffusion , Fluoreszenz , Mikroskopie Im Rahmen dieser Arbeit wird ein eigener Mikroskopaufbau vorgestellt, welcher die Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie und die Fluoreszenzlebenszeitsmessung vereint und diese an Oberflächen direkt als Ensemblemessung ermöglicht. Aus der Fluoreszenzlebenszeit können mittels Försterenergietransfers dabei Abstandsverteilungen im Bereich weniger Nanometer ermittelt werden. In dem Aufbau werden Proben mit niederenergetischen gepulsten Lasern in Totalreflexion beleuchtet, so dass die resultierende evaneszente Welle ca. 100~nm in die Probe eindringt, wodurch FLCS an der Oberfläche ermöglicht wird. Mit dem neuartigen TIR-FLCS Aufbau können somit Informationen über Diffusion als auch Struktur von Molekülen unter Einfluss von Oberflächen parallel erfasst werden. Trotz einer Vielzahl an Untersuchung ist die Art der Beeinflussung von Polymerdynamik durch Oberflächen und deren Dimension noch nicht geklärt. Mittels des TIR-FLCS wird die molmassenabhängige Diffusionsdynamik von Polyethylenglycol in Anwesenheit von silanisierten Glasoberflächen untersucht und diese in Bezug zu den theoretischen Diffusionsmodellen von Rouse und Zimm gesetzt. Hierfür werden die Polymere als Ensemble in Lösung und auf der Oberfläche adsorbiert betrachtet. In der Nähe der silanisierten Oberflächen wird neben der Diffusion des adsorbierten Polymer und des freien gelösten Polymers eine dynamische Interphase zwischen Oberflächendiffusion und der Diffusion frei beweglichen Polymermoleküle in Lösung gefunden. Während letztere Zimm-Dynamik aufweisen, zeigt sich für die oberflächenahe Diffusion ein Rouse-artiges Verhalten. Zur Aufklärung der Struktur des Polyethylenglycols wurde das Polymer endständig mit zwei verschiedenen Fluoreszenzfarbstoffen markiert und mittels Försterenergietransfers erstmalig im Ensemble nahe der Oberfläche untersucht. Es zeigt sich hierbei eine Erhöhung des End-zu-End Abstandes der Polymere an den Propyl- und Aminopropylsilanoberflächen, wodurch sich die geänderte Dynamik teilweise begründen lässt. In this work a homemade microscope setup will be introduced, which combines the methods of fluorescence lifetime with fluorescence correlation spectroscopy and adapts these to ensemble measurements near surfaces. By the means of the Förster energy transfer, fluorescence lifetime can be used to derive distance distribution over the range of a few nanometers. In the presented setup, samples will be illuminated in a total reflection angle with low-energy pulsed lasers. This results in an evanescent wave penetrating about 100~nm into the sample, which enables FLCS near the surface. With the novel TIR-FLCS setup data on diffusional and structural dynamics near surfaces can be gathered simultaneously. Even though there are numerous investigation on the type and extend of the influence of surfaces on polymer dynamics, it is still not sufficiently resolved. The molecular weight-dependent diffusional dynamics of polyethylene glycol will be examined in the vicinity of silanized glass surfaces and compared to the theoretical models of Rouse and Zimm. To achive this, the polymers will be measured as ensemble in solution and adsorbed on various surfaces. Between the diffusion of adsorbed polymer and the free diffusion of polymer in solution, a transitional interphase can be found on silanized surfaces. While the diffusion of polymers in solution scales as predicted by Zimm, the near surface diffusion shows Rouse behavior. For the structural investigation of polyethylene glycol, the polymer was labelled terminally with two different fluorescent markers, and, for the first time, measured Förster energy transfer near surfaces in an ensemble. Polymers on propylsilane and aminopropylsilane surfaces exhibit an increase in their end-to-end distances, which partially explains their change in diffusional dynamics. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Jochen Stefan Gutmann Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie 2018-11-26 2018-10-01 2018-10-26 2018-11-26 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181126-114016-6 14,28 MB application/pdf Weger, Lukas: Untersuchung der Polymerdynamik an Oberflächen mittels Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie und Försterenergietransfer, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181126-114016-6 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Chemie, Physikalische Chemie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46665/DissLukasWeger.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47545 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47545 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46665 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:39221 2018-11-26 DDC:6:61:616:616.9:616.99

Die Rolle der Rezeptortyrosinkinase TrkA in Checkpoint Aktivierung, DSB Reparatur, und Proliferation von Neuroblastomzelllinien The role of the receptor tyrosine kinase TrkA in checkpoint activation, DSB repair, and survival of neuroblastoma cell lines Ines Rudolf Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Zellbiologie (Tumorforschung) 616.99 610 Neuroblastome sind die häufigsten extrakranialen Tumore des Kindesalters. Diese maligne Erkrankung zeichnet sich durch eine extreme Spannweite der Krankheitsverläufe aus, die von spontaner Differenzierung und Tumorregression bis hin zu raschem Progress und infauster Prognose reicht. Hohe Expressionslevel der Rezeptortyrosinkinase TrkA/NTRK1 sind mit einer guten Prognose assoziiert. TrkA/NTRK1-Expression korreliert zudem mit einer höheren Expression des DNA-Reparaturproteins XRCC4 in stabil TrkA/NTRK1-exprimierenden SY5Y Zellen. Stabil transfizierte SY5Y Zellen mit induzierbarer TrkA/NTRK1-Expression wurden genutzt, um den Effekt dieses Neurotrophin-Rezeptors auf Zellviabilität, Aktivierung von Zellzyklus-Checkpoints und die DNA-Reparaturkapazität in der Strahlenantwort zu analysieren. Hierbei konnte kein Einfluss von TrkA/NTRK1 auf die Reparaturkapazität oder die DNA Reparaturkinetik im Zusammenhang mit ionisierender Bestrahlung festgestellt werden. Jedoch wurde gezeigt, dass die Überexpression von TrkA/NTRK1 eine Defizienz im G2-Kontrollpunkt bei niedrigen (1 Gy) und hohen (4 Gy) Dosen bedingt. Zudem war die Zellviabilität in TrkA/NTRK1-positiven Zellen im Vergleich zu TrkA/NTRK1-negativen Zellen nach Bestrahlung erhöht. TrkA/NTRK1-exprimierende Zellen zeigten außerdem eine signifikant erhöhte Zellviabilität nach PARP1-Inhibition durch Olaparib mit und ohne Bestrahlung mit 2 Gy. Die häufigste genetische Veränderung beim Neuroblastom, welche nur ein einzelnes Gen betrifft, ist die Amplifikation des MYCN Onkogens. Diese definiert auch den aggressivsten Tumor-Subtyp, der mit gegenwärtigen Mitteln nicht kurativ behandelt werden kann. Die MYCN-Amplifikation ist anti-korreliert zur Expression der Rezeptortyrosinkinase TrkA/NTRK1 und des Zelloberflächen-Glykoproteins CD44, die wiederum mit einer günstigen Prognose und spontaner Tumorregression assoziiert sind. Wir konnten einen direkten Zusammenhang zwischen hohen TrkA/NTRK1-Leveln und der Hochregulation von CD44 in Neuroblastomzellen mit induzierbarer TrkA/NTRK1-Expression zeigen. Dabei wurden die CD44 Spiegel auf mRNA und Proteinebene in Gegenwart und Abwesenheit von aktiviertem TrkA untersucht. Hochregulation von CD44 konnte nur nach TrkA/NTRK1-Aktivierung durch den spezifischen Liganden, Nerve Growth Factor (NGF), gezeigt werden. Zudem ist das MYCN Protein in TrkA/NTRK1-exprimierenden Zellen mit MYCN-Amplifikation runterreguliert. Die Proliferationsrate und die Koloniebildungsfähigkeit sind in TrkA/NTRK1-exprimierenden, MYCN-amplizierten Neuroblastomzellen signifikant erniedrigt. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass eine Deregulation der Zellzyklus-Kontrollpunkte und ein verändertes Ansprechen auf Olaparib- in Einklang mit einer Rolle von TrkA/NTRK1 bei der Zellzykluskontrolle stehen. Eine reduzierte Expression von MYCN-Protein in Abhängigkeit vom TrkA/NTRK1-Status zusammen mit verminderter Koloniebildungsfähigkeit und Zellproliferation in MYCN-amplifizierten Neuroblastomzelllinien weist auf eine gegenseitige Interaktion von TrkA/NTRK1 und MYCN hin. Neuroblastoma is the most common extracranial tumor of childhood. It is characterized by extreme courses of the disease ranging from spontaneous regression to rapid progression with infaust outcome. High expression of the receptor tyrosine kinase TrkA/NTRK1 is associated with a favorable outcome in neuroblastoma. TrkA/NTRK1 had been associated with an upregulation of a major factor in non-homologous end-joining (NHEJ), XRCC4, in SY5Y cells stably expressing TrkA/NTRK1. Here, stably transfected SY5Y cells carrying an inducible vector for TrkA/NTRK1 were used to analyze the effect of this neurotrophin receptor on cell viability, checkpoint activation, and the DNA repair capacity of these cells in response to ionizing irradiation. No differences in DNA repair capacity were found in response to TrkA/NTRK1-expression. However, inducible TrkA/NTRK1 over-expression induced a deficient G2 checkpoint at both low (1 Gy) and high doses (4 Gy) of ionizing radiation. Furthermore, cell viability was increased in TrkA/NTRK1-positive cells post-IR compared to vector control cells. TrkA/NTRK1-positive cells up-regulated PARP1 and showed significantly increased cell viability compared to TrkA/NTRK1-negative controls after PARP1-inhibition by Olaparib with and without irradiation with 2 Gy. Amplification of the MYCN oncogene is frequently observed in high-stage neuroblastoma, which cannot be treated currently with curative intent. Furthermore, MYCN amplification is inversely correlated to expression of both the neurotrophin receptor TrkA/NTRK1 and the cell surface glycoprotein CD44. We have found a direct link between TrkA/NTRK1 and up-regulation of CD44 using neuroblastoma cells with inducible, ectopic expression of TrkA/NTRK1. CD44 was elevated both on the mRNA and protein level only after induction and activation of TrkA/NTRK1 by its specific ligand, nerve growth factor (NGF). Furthermore, MYCN protein was found down-regulated in response to TrkA/NTRK1-signaling in MYCN-amplified transfectants with inducible TrkA/NTRK1-expression. Additionally, proliferation rates and clonogenic survival were significantly decreased in TrkA/NTRK1-positive, MYCN-amplified neuroblastoma cell lines. Taken together, checkpoint deregulation and altered Olaparib response suggest a role for TrkA/NTRK1 in cell cycle regulation and checkpoint control. Furthermore, down-regulation of MYCN in response to TrkA/NTRK1-expression together with decreased clonogenic survival and proliferation of MYCN-amplified neuroblastoma cell lines points to an interaction of TrkA/NTRK1 and MYCN, possibly through CD44- and GSK3ß-signaling. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Klinik für Kinderheilkunde III Alexander Schramm Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin, Klinik für Kinderheilkunde III 2015-06-23 2015-09-08 2018-11-26 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181126-115235-7 2,67 MB application/pdf Rudolf, Ines: Die Rolle der Rezeptortyrosinkinase TrkA in Checkpoint Aktivierung, DSB Reparatur, und Proliferation von Neuroblastomzelllinien, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181126-115235-7 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46717/DissIRudolf.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=39221 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=39221 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46717 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47583 2018-11-23 DDC:6:62:620

Least-squares finite element methods with applications in fluid and solid mechanics Carina Schwarz 620 620 Die Least-Squares Finite Element Methode (LSFEM) weckt seit Jahren zunehmendes Interesse als eine alternative Methode zur Lösung partieller Differentialgleichungen (PDG) mechanischer Problemstellungen. Die Methode bietet im Vergleich zur bekannten Galerkin Variationsmethode einige Vorteile: Eine einheitliche mathematische Konstruktion von Systemen erster Ordnung für alle PDG-Arten, positiv-definite und symmetrische Systemmatrizen, sowie einen a posteriori Fehlerschätzer ohne zusätzlichen Rechenaufwand. Diese Vorteile gelten auch für Differentialgleichungen mit nicht selbst- adjungierten Operatoren wie den inkompressiblen Navier-Stokes Gleichungen. In der vorliegenden Arbeit wird die LSFEM zur Lösung der stationären, inkompressiblen Stokes und Navier-Stokes Gleichungen, sowie zur Lösung von Problemen der dynamischen Festkörpermechanik im Bereich kleiner Verzerrungen genutzt. Hierzu werden neben wichtigen Aspekten der Implementierung auch einige numerische Beispiele gezeigt. Ein Feld der Anwendungen ist die Durchströmung dreidimensionaler poröser Strukturen. Darüber hinaus werden adaptive Vernetzungsalgorithmen untersucht. Besonderer Fokus liegt auf Formulierungen in den unabhängigen Größen Spannung und Geschwindigkeit. Diese können für eine auf der LSFEM basierende Fluid-Struktur Interaktion (FSI) Implementierung genutzt werden. Der vorgeschlagene LSFEM-FSI Ansatz beruht auf der Idee einer monolithischen Kopplung, bei der die Interaktionsbedingungen durch eine konforme Diskretisierung in geeigneten Sobolev Räumen inhärent erfüllt sind. In numerischen Beispielen wird die Funktionsweise der Methode unter Berücksichtigung kleiner Verzerrungen gezeigt. The least-squares finite element method (LSFEM) arouses interest as an alternative method for solving partial differential equations (PDEs) with respect to mechanical problems in recent years. The method offers several advantages compared to the well-known principals of Galerkin variational methods: A unified mathematical procedure in constructing first-order systems to all types of PDEs, it leads to positive definite and symmetric system matrices as well as it offers an a posteriori error estimator without additional costs. These advantages hold for differential equations with not self-adjoint operators like the incompressible Navier-Stokes equations, too. In this work, the LSFEM is applied to the steady incompressible Stokes and Navier-Stokes equations as well as to the equations of small strain elastodynamics. The aim is to investigate the accuracy and performance of different formulations, which were proposed for the fluid and solid problems. Several numerical testings are investigated, besides discussing implementation aspects. The simulation of fluid flow through 3D porous structures is one field of applications considered in this thesis. Furthermore, adaptive meshing strategies are examined. A special focus is on formulations in terms of stresses and velocities as primary fields, which can be used in a least-squares FEM based fluid-structure interaction (FSI) approach. The proposed LSFEM-FSI approach relies on the idea of solving the interaction in a monolithic manner, with an inherent fulfillment of the interaction conditions due to the conforming discretization of the stresses and velocities in suitable Sobolev spaces. Numerical testings of the LSFEM-FSI in the small strain regime are provided. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Jörg Schröder Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Bauwissenschaften, Bauingenieurwesen, Mechanik 2018-11-23 2018-02-05 2018-08-31 2018-11-23 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181123-084242-8 23,85 MB application/pdf Schwarz, Carina: Least-squares finite element methods with applications in fluid and solid mechanics, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181123-084242-8 eng Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Ohne Genehmigung des Autors ist es nicht gestattet, dieses Heft ganz oder teilweise auf fotomechanischem Wege (Fotokopie, Mikrokopie), elektronischem oder sonstigen Wegen zu vervielfältigen. thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46681/DissCarinaNisters.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47583 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47583 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46681 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:31240 2018-11-23 DDC:5:57:570

Characterization of the MYST histone acetyltransferase MYS-2 in Caenorhabditis elegans Charakterisierung der MYST Histonacetyltransferase MYS-2 in Caenorhabditis elegans Martin Müller 570 570 Mitglieder aus der MYST Familie der Histonacetyltransferasen (HATs) finden sich in Eukaryoten von der Bäckerhefe bis zum Menschen. Sie binden Acetylgruppen kovalent an Lysine von Histonen sowie anderen Proteinen. Mit dieser Funktion verändern sie die Struktur von Chromatin und beeinflussen so elementare zelluläre Prozesse wie Transkription, DNA-Replikation und DNA-Reparatur. Genomweite Acetylierung des Lysin 16 von Histon H4 (H4K16Ac) wird von den konservierten Homologen Sas2 (Saccharomyces cerevisiae), dMOF (Drosophila melanogaster) und hMOF (Homo sapiens) in ihren jeweiligen Spezies durchgeführt, und diese Homologen sind Untereinheiten von Multiproteinkomplexen. Ihre Acetylierungsaktivität ist durch zusätzliche Untereinheiten der Komplexe reguliert. Dosiskompensation in Fliegen wird von dMOF vermittelt, das als Untereinheit des MSL Komplexes H4K16 an männlichen Chromosomen acetyliert, was zu erhöhter Transkription am X-Chromosom führt. MYS-2 ist eine Histonacetyltransferase der MYST Familie aus dem Modellorganismus Caenorhabditis elegans. Nur wenig ist bisher über die Funktion von MYS-2 bekannt. Es wurde jedoch berichtet, dass MYS-2 die Zellidentität beeinflusst und die Vererbung von RNA-Interferenz vermittelt. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass MYS-2 ubiquitär exprimiert ist, dass es eine essentielle Funktion hat, und dass es die und frühe Embryogenese beeinflusst. MYS-2 war während der kompletten Entwicklung in Keimbahnzellen und somatischem Gewebe exprimiert einschließlich der ersten Stadien der Embryogenese. Der Großteil von MYS-2 wurde in Zellkernen gefunden, wo es mit der DNA kolokalisierte. Darüber hinaus war das Fehlen von MYS-2 letal. Tiere, in denen MYS-2 depletiert war, wurden durch maternale Versorgung mit mys-2 Genprodukten vollständig vor der Letalität gerettet, wohingegen unvollständige Versorgung mit geringen Mengen von mys-2 Genprodukten schwere Entwicklungsschäden verursachte. Die Wachstumsrate, allgemeine Morphologie und im speziellen die Vulva, die somatische Gonade und Keimbahnzellkerne waren betroffen. Diese Ergebnisse sind konsistent mit berichteten Effekten anderer Chromatinmodifikatoren in C. elegans, wie zum Beispiel der HAT CBP-1 oder der Histondeacetylase HDA-1. Im Gegensatz zu Berichten über die nahen Homologen Sas2, dMOF und hMOF, wurde kein signifikanter Effekt auf die globale Menge an H4K16Ac beobachtet. In einem Screen nach Interaktoren wurde eine Reihe von Kandidaten gefunden, unter denen sich eine mögliche Untereinheit eines potentiellen MYS-2 enthaltenden Komplexes, sowie Histon H3 als potentielles Acetylierungssubstrat befinden. Zusammengefasst lassen unsere Daten vermuten, dass MYS-2 eine Funktion in der frühen Embryogenese hat, wahrscheinlich durch die chromatinbasierte Regulation globaler Transkription. Members of the MYST family of histone acetyltransferases (HATs) are found in eukaryotes from yeast to human. They covalently attach acetyl groups to lysine residues of the core histones as well as of other proteins. With this function, they affect the structure of chromatin and influence elementary cellular processes like transcription, DNA replication and DNA repair. Global acetylation of lysine 16 on histone H4 (H4K16Ac) has been found to be dependent on the conserved homologues Sas2 (Saccharomyces cerevisiae), dMOF (Drosophila melanogaster) and hMOF (Homo sapiens) in their respective species, and they are components of multi-protein complexes. Their acetylation activity is regulated by additional complex subunits. Dosage compensation in flies is mediated by dMOF, and as part of the MSL complex, it acetylates H4K16 on male X chromosomes, leading to increased X-linked transcription. MYS-2 is a histone acetyltransferase of the MYST family from the model organism Caenorhabditis elegans. Little is known about MYS-2 function, though it has been reported to influence cell identity and to mediate inheritance of RNA interference. Here, we report that MYS-2 is ubiquitously expressed in worms, and that it has an essential function in the worm and influences early embryogenesis. MYS-2 was found to be expressed throughout development in germ cells and somatic tissues, including the first stages of embryogenesis. The main portion of MYS-2 was found in nuclei, where it colocalized with DNA. Furthermore, the absence of MYS-2 was lethal. MYS-2-depleted animals were rescued to wild-type phenotype by a maternal contribution of mys-2 gene products, and incomplete rescue with residual levels of mys-2 gene products caused severe developmental defects. Growth rate, general morphology and particularly the vulva, the somatic gonad and germ cell nuclei were affected. These findings are consistent with reported effects of other chromatin modifiers in C. elegans, for instances the HAT CBP-1 or the histone deacetylases HDA-1. In contrast to reports on the close homologues Sas2, dMOF and hMOF, a significant impact on global levels of H4K16Ac was not observed. In an interactor screen, a number of candidates were found that include a potential subunit of a MYS-2 containing HAT complex and histone H3 as a potential acetylation substrate. In summary, our data suggest a function for MYS-2 in early embryogenesis, presumably in the regulation of global transcription in a chromatin-dependent manner. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Ann Ehrenhofer-Murray Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie Hemmo Meyer Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen, Zentrum für Medizinische Biotechnologie (ZMB) 2016-07-01 2013-02-13 2013-06-05 2018-11-23 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20160701-075931-5 16,85 MB application/pdf Müller, Martin: Characterization of the MYST histone acetyltransferase MYS-2 in Caenorhabditis elegans, 2016: urn:nbn:de:hbz:464-20160701-075931-5 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-41647/DissMartinMueller.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=31240 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=31240 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-41647 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47562 2018-11-22 DDC:2:20

Überlegungen zur Konstruktion heterogenitätstauglicher bibeldidaktischer Basistexte am Beispiel des digitalen Buches "Der Weg des Paulus" Elisabeth Hotze Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Geisteswissenschaften 200 200 Religionspädagogik , Paulus , Inklusion , Heterogenität , inklusive Lernmedien In der Arbeit geht es um eine epistemologische und religionsdidaktische Reflexion des von der Verfasserin der Dissertation entwickelten digitalen Buches Der Weg des Paulus. Das digitale Buch ist ein Lerninstrument zum Aufbau der Kompetenz ‚Die Schülerinnen und Schüler erläutern die Bedeutung des Apostels Paulus für die frühe Kirche‘ aus dem Kernlehrplan NRW Jg. 5/6 für Gymnasien. Das digitale Buch stellt als bibeldidaktischer Basistext und ,Gemeinsamer Gegenstand‘ (Feuser) für Schülerinnen und Schüler mit drei definierten Lernprofilen in den Förderbereichen Lernen, Emotional-soziale Entwicklung und Sprache einer inklusiven Lerngruppe am Gymnasium bildlich-mentale Repräsentationen der paulinischen Rechtfertigungsargumentation bereit: Diese Bilderfolgen sollen es den Kindern ermöglichen, Textfacetten paulinischer Briefe zu verstehen und sie auf ihre eigene Weise zu versprachlichen. Die theologisch-hermeneutische Reflexion der Arbeit entwickelt religionsgeschichtliche, sozialgeschichtliche und theologische Kontexte der paulinischen Argumentation. Es werden bibeldidaktische Rahmenüberlegungen und themenbezogene-didaktische Entscheidungen dargelegt, die dazu führen, dass der Basistext heutige Verstehenskontexte und differenzierte Lernausgangslagen aufschließt. Dabei sind theologische Grundaussagen konsequent metaphorologisch in einer semiotisch begründeten Theorie religiöser Sprache diskutiert. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Rudolf Englert Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Geisteswissenschaften, Institut für Katholische Theologie 2018-11-22 2017-12-19 2018-10-24 2018-11-22 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181122-094639-5 10,84 MB application/pdf Hotze, Elisabeth: Überlegungen zur Konstruktion heterogenitätstauglicher bibeldidaktischer Basistexte am Beispiel des digitalen Buches "Der Weg des Paulus", 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181122-094639-5 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Geisteswissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46668/DissElisabethHotze.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47562 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47562 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46668 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47508 2018-11-20 DDC:5:57

Structural studies of the budding yeast kinetochore using single molecule localization microscopy Konstanty Cieslinski Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 570 570 Proper chromosome segregation is crucial for cell division. During metaphase, chromosomes are lined up in the metaphase plane and subsequently, in anaphase, the sister chromatids are pulled apart toward the opposite spindle poles. Errors during segregation lead to, for example, aneuploidy, where daughter cells receive an aberrant number of chromosomes. Each chromatid is captured by spindle microtubules and this interaction is mediated by a structure called the kinetochore. The general architecture of the kinetochore is preserved in eukaryotes. A simple model to study its properties is Saccharomyces cerevisiae, where a single copy of the kinetochore is attached to one microtubule, whereas in higher organisms kinetochores have multiple attachment sites. It is assumed that single kinetochores in other fungi and multicellular organisms are composed of multiple copies of units analogous to the budding yeast kinetochore. The kinetochore takes part in several processes during mitosis including maintaining proper attachment of a chromosome to the spindle and mediation of forces to move chromosomes. These functions are strongly dependent on the kinetochore's structure and its potential remodelling over the cell cycle. The molecular composition of the budding yeast kinetochore has already been precisely described. On the other hand, its structural organization in a context of cellular environment and other kinetochore components must be further explored. Most of the information regarding the intact kinetochore structure comes from electron microscopy-based (EM) studies and fluorescence microscopy. Due to the small size of the budding yeast kinetochore, its general architecture has been visualized with EM in situ only recently. However, the images in this study lack structural details and the identity of most of the kinetochore components has not been established. Conversely, conventional fluorescence microscopy has provided some information about the localization of several kinetochore components along the spindle axis. Yet, a few bottlenecks in this approach are present. By virtue of light diffraction, the resolution of common light microscopy is restricted to approximately 250 nm. Therefore, this approach is too limited to detect exact intrakinetochore distributions of kinetochore subunits. Moreover, single kinetochores are not observable in yeast, since the fluorescence signal coming from a cluster of labelled yeast kinetochores is seen as one spot. Additionally, fine structural details cannot be observed by using light microscopy. The main technical strategy to overcome the aforementioned issues is localization microscopy. This technique combines several advantages of fluorescence and electron microscopy - localization with high precision (down to tens of nanometers) and the possibility to provide some structural insights of an observed particle in its natural environment. Obtaining images beyond the diffraction limit relies on the activation of only a small fraction of fluorophores in the sample at the same time. Thus, a non-overlapping signal from each fluorophore can be localized with an unprecedented precision. Repeated cycles of activation, localization and deactivation allow for the reconstruction of a high-resolution image. The main aim of my study was to visualize the individual kinetochores in budding yeast using single-molecule localization microscopy. Subsequently, I used dual-color single-molecule localization microscopy to reconcile the conflicting data coming from the reconstitution- and fluorescence microscopy-based approaches about the localization of the majority of the kinetochore components in metaphase. Subsequently, I established the counting reference assay that allows to estimate the protein copy number of a protein of interest in budding yeast. Finally, I have used the method to calculate the absolute protein copy number of the major kinetochore subunits in metaphase and, partially, in anaphase. The single-color imaging recapitulated the Rabl-like distribution of the kinetochores in interphase. The metaphase kinetochores were randomly distributed within the clusters. In anaphase, I have observed a significant reduction of distances between the kinetochores. With dual-color imaging I have positioned Cnn1 and Mif2 proteins more than 20 nm from the C-terminus of Spc105. The COMA components, Ctf19 and Okp1 have been localized between the centromeric site (defined by Cnn1, and Mif2) and the outer kinetochore - around 14,5 nm away from Spc105. The previous microscopy-based study positioned the C-termini of MTW1 ~9 nm away from each other, which contradicts results obtained by crystallising the complex where each C-terminus was only few nanometers away from each other. My approach showed that the C-termini are only 3 nm away from each other. Moreover, I localized the C-termini of Spc105, MTW1 and Spc25 close to each other, which agrees with the reconstitution data. Furthermore, I showed that the C-terminus of Ndc80 is ~13,5 nm away from the C-terminus of Spc25, which indicates a slight tilt of NDC80 relative to the spindle axis. I have shown that the nuclear pore complex is a reliable counting reference to estimate the kinetochore protein copy numbers. My measurements indicate the gradual increase of the protein abundance within the kinetochore from the inner to the outer kinetochore site in metaphase. I calculated that there are 2 copies of Mif2 and Cnn1 but 5 of COMA. In the outer kinetochore there are 5 - 6 copies of Spc105, 6 - 8 of MTW1 and 10 - 12 of NDC80. This stands in contrast to the reconstitution-based view on the kinetochore protein numbers. I have analysed only a couple of the proteins in anaphase. My analysis indicates that MTW1 and NDC80 increase their protein copy numbers, which would potentially contribute to the efficiency of the complex in chromosome transportation at the end of the cell division. In my work, I have provided data on the localizations of the major kinetochore components during metaphase. Using the counting reference, I showed that the yeast centromere binds the microtubule efficiently by using the increasing protein copy numbers of the kinetochore, from 2 copies of the centromere-related proteins to ~10 of microtubule-binders. Moreover, I discovered that the outer kinetochore increases its protein copy numbers in anaphase. Die korrekte Trennung der Chromosomen ist von entscheidender Bedeutung für die Zellteilung. Während der Metaphase ordnen sich die Chromosomen in der Äquatorialebene an, in der darauffolgenden Anaphase werden die Schwesterchromatiden in Richtung der gegenüberliegenden Spindelpole auseinandergezogen. Fehler während der Trennung können beispielsweise zu Anaploidie führen, bei der die Tochterzellen eine unreguläre Anzahl an Chromosomen erhalten. Jede Chromatide wird durch einen Spindelmikrotubulus festgehalten, vermittelt durch eine Kinetochor genannte Struktur. Die grundlegende Architektur der Kinetochore ist in Eukaryoten konserviert. Ein einfaches Modell, deren Eigenschaften zu untersuchen ist Saccharomyces cerevisiae, in dem eine einfache Kopie des Kinetochors an einem Mikrotubulus hängt, während Kinetochore in höheren Organismen multiple Bindungsstellen aufweisen. Es wird vermutet, dass einzelne Kinetochore in anderen Pilzen und Multizellulären Organismen aus mehreren Kopien von Einheiten der Kinetochore von S. cerevisiae bestehen. Das Kinetochor nimmt an mehreren Prozessen während der Mitose teil, einschließlich der Aufrechterhaltung der ordnungsgemäßen Befestigung des Chromosoms zur Spindel und der Vermittlung von Kräften zur Bewegung der Chromosomen. Diese Funktionen sind streng abhängig von der Struktur des Kinetochors und seiner Remodellierung durch den Zellzyklus hindurch.Die Molekulare Zusammensetzung des S. cerevisiae Kinetochors wurde bereits präzise beschrieben. Andererseits muss die strukturelle Organisation im zellulären Kontext und andere Kinetochorbestandteile weiter untersucht werden. Die meisten Informationen bezüglich der intakten Kinetochorstruktur kommen aus elektronenmikroskopischen (EM) Untersuchungen und der Fluoreszenzmikroskopie. Aufgrund der geringen Größe des Kinetochors von S. cerevisiae konnte dessen allgemeine Architektur erst kürzlich mittels EM in situ visualisiertwerden. Allerdings fehlt es der Studie an strukturellen Details und die Identität der meisten Kinetochorkomponente wurde nicht festgestellt. Auf der anderen Seite hat die konventionelle Fluoreszenzmikroskopie einige Informationen über die Lokalisierung einiger Kinetochorkomponenten entlang der Spindelachse bereitgestellt. Dennoch gibt es noch ein paar Engpässe in diesem Ansatz. Aufgrund der Lichtbeugung ist die Auflösung der herkömmlichen Lichtmikroskopie auf 250nm beschränkt. Deshalb ist dieser Ansatz für die Detektion der exakten Verteilung der Kinetochorkomponente innerhalb desselben zu beschränkt. Weiterhin sind einzelne Kinetochore in Hefe nicht sichtbar, da das Fluoreszenzsignal des Clusters gelabelter Hefekinetochore als ein einzelner Fleck wahrgenommen wird. Zusätzlich können feinstrukturelle Details mittels Lichtmikroskopie nicht beobachtet warden. Die hauptsächliche technische Strategie, die genannten Schwierigkeiten zu überkommen ist die Lokalisationsmikroskopie. Diese Technik verbindet mehrere Vorteile von Fluoreszenz- und Elektronenmikroskopie - Lokalisierung mit hoher Präzision (bis auf ca. zehn Nanometer) und die Möglichkeit, strukturelle Einsichten zu einem einzelnen beobachteten Molekülen in seiner natürlichen Umgebung zu gewinnen. Die Gewinnung von Bildern über die Brechungsgrenze hinaus beruht auf der gleichzeitigen Aktivierung nur eines kleinen Bruchteils der Fluorophoren in der Probe. Somit kann ein nicht überlappendes Signal jedes Fluorophors mit beispielloser Präzision lokalisiert werden. Wiederholende Zyklen von Aktivierung, Lokalisierung und Inaktivierung erlauben die Rekonstruktion eines hochaufgelösten Bildes. Das Hauptziel der vorliegenden Studie war es, einen Teil der S. cerevisiae Kinetochorproteine zu lokalisieruen und deren Kopienzahl mittels Lokalisationsmikroskopie zu bestimmen. Anschließend habe ich Zweifarben-Einzelmoleküllokalisationsmikroskopie verwendet, um die sich widersprechenden Daten zur Lokalisation der Mehrheit der Kinetochorkomponenten in der Metaphase aus Rekonstitutions- und Fluoreszenzmikroskopie-basierten Ansätzen miteinander in Einklang zu bringen. Ich habe den Zählreferenz-Assay etabliert, der es möglich macht, die Proteinkopienzahl eines Proteins von Interesse in S. cerevisiae abzuschätzen. Schließlich habe ich diese Methode verwendet, um die absolute Proteinkopienzahl der wichtigsten Kinetochoruntereinheiten in Metaphase und teilweise in Anaphase zu berechnen. Die Einfarben-Bildgebung rekapitulierte die Rabl-like Verteilung der Kinetochore in der Interphase. Die Metaphasenkinetochore waren zufällig innerhalb des Clusters verteilt. In der Anaphase habe ich eine signifikante Reduktion der Abstände zwischen Kinetochoren beobachtet. Mittels Zweifarben-Bildgebung habe ich Cnn1 und Mif1 über 20nm vom C-Terminus von Spc105 lokalisiert. Die COMA-Komponenten Ctf19 und Okp1 konnten zwischen der centromerischen Position (definiert durch Cnn1 und Mif1) und dem äußeren Kinetochor lokalisiert werden, ca. 14,5 nm von Spc105 entfernt. Die vorherige mikroskopiebasierte Studie hat die C-Termini von MTW1 ca. 9 nm voneinander entfernt positioniert, was den Ergebnissen widerspricht, die durch Kristallisation des Komplexes gewonnen wurden, wobei die C-Termini nur wenige Nanometer voneinander entfernt waren. Mein Ansatz hat hat gezeigt, dass die C-Termini nur 3 nm voneinander entfernt sind. Weiterhin habe ich die C-Termini von Spc105, MTW1 und Spc25 nah aneinander lokalisiert, was mit den Rekonstitutionsdaten übereinstimmt. Weiterhin habe ich gezeigt, dass der C-Terminus von Ndc80 ca 13,5 nm vom C-Terminus von Spc25 entfernt ist, was auf eine leichte Neigung von NDC80 relativ zur Spindelachse hinweist. Ich habe gezeigt, dass der Kernporenkomplex eine verlässliche Zählreferenz zur Schätzung der Kopienzahl der Kinetochorproteine ist. Meine Messungen deuten auf eine graduelle Zunahme der Proteinmenge innerhalb der Kinetochors von Innen nach Außen hin. Ich habe berechnet, dass es 2 Kopien von Mif2 und Cnn1, aber 5 von COMA gibt. Im äußeren Kinetochor gibt es 5-6 Kopien von Spc105, 6-8 von MTW1 und 10-12 von NDC80. Dies steht im Kontrast zur rekonstitutionsbasierten Sicht auf die Kinetochorproteinanzahl. Ich habe nur ein paar der Anaphasenproteine analysiert. Meine Untersuchungen deuten darauf hin, dass MTW1 und NDC80 ihre Kopienzahl erhöhen, was möglicherweise zur Effizienz des Komplexes beim Choromosomentransport am Ende des Zellzyklus beiträgt. In meiner Arbeit habe ich Daten zur Lokalisation der wichtigsten Kinetochorkomponenten während der Metaphase gewonnen. Mithilfe der Zählreferenz konnte ich zeigen, dass das Hefecentromer effizient an den Mikrotubulus bindet, indem es die zunehmende Proteinkopienzahl des Kinetochors nutzt - von 2 Kopien der Centromerzugehörigen Proteine bis zu ca. 10 Kopien der mikrotubulusbindenden Proteine. Ferner habe ich eine Zunahme der Proteinanzahl des äußeren Kinetochors in der Anaphase gefunden. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Andrea Musacchio Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen, Zentrum für Medizinische Biotechnologie (ZMB) 2018-11-20 2017-10-02 2018-01-11 2018-11-20 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181120-122347-0 21,79 MB application/pdf Cieslinski, Konstanty: Structural studies of the budding yeast kinetochore using single molecule localization microscopy, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181120-122347-0 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46625/DissKonstantyCieslinski.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47508 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47508 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46625 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47540 2018-11-16 DDC:6:67:671

Modelle zum Walzen von Flach- und Vollquerschnitten Rolling Models for Flat and Full Sections Christian Overhagen Dr.-Ing. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 671 670 Walzmodelle Umformtechnik Profil Planheit Kalibrierung Flachprodukte Langprodukte Die vorliegende Arbeit liefert Weiterentwicklungen der Rechenverfahren für Walzprozesse von Flach- und Vollquerschnitten. Einleitend wird die Bedeutung der Walzverfahren mit aktuellen Auftragseingangszahlen von Walzwerken in der Bundesrepublik Deutschland dargelegt. In den folgenden Kapiteln werden die Grundlagen der Formänderungsberechnung, Stichplangestaltung und der Werkstoffmodellierung mit Hilfe von Fließkurven behandelt. Der nächste Teil ist der Modellierung der Walzverfahren für Flacherzeugnisse gewidmet. Zunächst werden die elementaren Grundlagen des Walzspaltes wiederholt. Danach werden bereits bekannte Modelle für den Walzvorgang von Flachquerschnitten diskutiert. Dabei werden die Vor- und Nachteile einzelner Modelle aufgegriffen und Anwendungsbereiche aufgezeigt. Aufbauend auf Ren, Tieu et al. wird ein zweidimensionales Walzmodell für das Warm- und Kaltwalzen von Flachquerschnitten entwickelt. Die Berechnung des Spannungsfeldes in Längs- und Querrichtung basiert auf der Erweiterung des Streifenmodells mit einer zweiten Differentialgleichung in Breitenrichtung. Das allgemeine Geschwindigkeitsfeld für das Flachwalzen wird für den ebenen Fall, sowie für den dreidimensionalen Fall mit Breitung formuliert. Dabei wird jeweils parallelepipedische Umformung vorausgesetzt. Die Spannungs- und Geschwindigkeitsmodelle werden kombiniert, so dass die berechnete Relativgeschwindigkeit zur Bestimmung des Stoffflusses und der Reibschubspannungsverteilung auf der Kontaktfläche verwendet werden kann. Zur Berechnung der Temperaturverteilung im Walzgut wird ein zweidimensionales Modell auf Basis der Methode der Finiten Differenzen formuliert, mit dem die Berechnung des Temperaturfeldes im Walzgut während des Walzvorganges unter Berücksichtigung der Kantenauskühlung möglich ist. Für die bei allen kontinuierlichen Walzprozessen wichtige Problematik der zwischen den Gerüsten im Walzgut entstehenden Längsspannungen wird ein Modell zur Berechnung dieser Spannungen aus den Walzendrehzahlen formuliert. Für breitungsfreie Walzprozesse kann das Modell in linearisierter Form als Matrixinversion angewandt werden, da in diesen Fällen die Nichtlinearität zwischen Drehzahlabweichungen und Längsspannungen nur schwach ausgeprägt ist. So ist eine direkte Berechnung der wirkenden Längsspannungen aus Drehzahl- und Querschnittsabweichungen möglich. Um einen größeren Nutzen aus dem neuen Walzmodell ziehen zu können, werden Submodelle für die Deformation der Arbeits- und Stützwalzen von Zwei- und Vierwalzengerüsten formuliert. Für die Abplattung der Arbeitswalzen wird ein Rechenverfahren auf Basis des Boussinesq- Problems verwendet. Von Berger und Hacquin durchgeführte Betrachtungen zeigen, dass sich das Boussinesq-Modell für einen elastischen Halbraum auf die Deformation einer zylindrischen Walze anwenden lässt. Auf dieser Basis erfolgt die Übertragung auf die Vollzylindergeometrie der Walze. Damit kann die räumliche Walzendeformation auf Basis der vom Walzmodell gelieferten zweidimensionalen Spannungsverteilung berechnet werden, während in früheren Arbeiten anderer Autoren nur eindimensionale oder konstante Walzkraftverteilungen berücksichtigt wurden. Die Durchbiegung der Arbeits- und Stützwalzen wird unter Beachtung des Kontaktproblems Arbeitswalze-Stützwalze mit Hilfe von Finiten Balkenelementen berechnet. Zusätzlich zu den mechanischen Deformationen wird die thermische Walzenballigkeit berücksichtigt. Mit Hilfe der von Robinson und De Hoog vorgeschlagenen azimutalen Mittelung wird ein zweidimensionales Finite-Differenzen-Verfahren in axialer und radialer Richtung implementiert, welches zur Berechnung der instationären Entwicklung der thermischen Balligkeit der Arbeitswalzen angewandt wird. Dabei werden die tangential abhängigen Wärmeströme in der Randschicht der Walze gemittelt betrachtet und somit eine zulässige Lösung für die Randbedingungen der axialsymmetrischen Wärmeleitungsgleichung bestimmt. Zusätzlich wird das Verschleißprofil der Arbeitswalzen mit Hilfe des Modells nach Castaeneda berücksichtigt. Unter Verwendung der entwickelten Teilmodelle werden technologische Maßnahmen zur Beeinflussung des Walzgutdickenprofils diskutiert. Die geometrischen und mechanischen Einflussmöglichkeiten von Walzenschliffen, Walzenrückbiegung und der CVC-Technologie werden anhand von Rechenbeispielen aufgezeigt. Die für die Planheitsberechnung wichtige Modellierung der lokalen Breitung bei Flacherzeugnissen wird aufgegriffen. Dazu wird sowohl ein phänomenologischer Ansatz sowie die plastomechanische Modellierung des Planheitsproblems mit Hilfe der Methode der oberen Schranke beschrieben. Die Breitung beim Walzen wird aufgrund ihrer technologischen Relevanz in einem eigenen Kapitel behandelt. Verschiedene bekannte Breitungsgleichungen werden auf ihr Differentialverhalten hin untersucht, um ihre Verwendbarkeit zur Berechnung der örtlichen Breitung zu bewerten. Neben empirischen Breitungsmodellen wird ein vereinfachtes plastomechanisches Breitungsmodell nach Domanti et al. in die Betrachtungen einbezogen. Ein weiterer Teil der Arbeit ist Modellen zum Profilwalzen von Vollquerschnitten gewidmet. Wichtige Kaliberformen und Vorgehensweisen zur Berechnung von Kaliberreihen werden diskutiert. Die bekannte Modellpalette wird um ein Modell für das Dreiwalzenverfahren erweitert. Dieses Modell erlaubt erstmals die Berechnung der wichtigen statischen und kinematischen Größen des Dreiwalzenverfahrens mit elementaren Rechenmethoden, so wie es beim Zweiwalzenverfahren schon seit Langem möglich ist. Das Äquivalenzverfahren nach Lendl wird systematisch auf das Dreiwalzenverfahren übertragen und so die Berechnung von Profilwalzstichen im Dreiwalzenverfahren ermöglicht. Das zum Flachwalzen entwickelte Modell zur Bestimmung von Längsspannungen in kontinuierlichen Walzwerken wird in verallgemeinerter Form auf das Profilwalzen übertragen. Da beim Profilwalzen die Breitung grundsätzlich von Längsspannungen abhängig ist, werden die nichtlinearen Modellgleichungen numerisch gelöst. Das Walzziehen wird als Sonderverfahren des Profilwalzens behandelt. Auf Basis des Momentengleichgewichts wird gezeigt, wie die elementare Walztheorie auf das Walzziehen angewandt werden kann. Damit wird eine Berechnung der Walz- und Ziehkräfte beim Walzziehen möglich. Das Modell sagt für das Walzziehen die Existenz einer Fließscheide in der Nähe der Walzspaltmitte voraus. Abschließend werden die Modelle auf technologische Walzprozesse angewandt. Zum Walzen von Warmband wird rechnerisch gezeigt, welche Profil- und Planheitsabweichungen in einer siebengerüstigen Fertigstaffel eines Warmbandwalzwerkes erwartet werden können. Die Möglichkeiten der Einflussnahme auf die Produkttoleranzen mittels der CVC-Technologie werden anhand von Rechenergebnissen diskutiert. Dabei werden sowohl mechanische, als auch thermische Einflüsse auf den Walzprozess in Betracht gezogen. Die Betrachtung wird auf das Kaltwalzen ausgedehnt. Die Möglichkeit der Bandprofil- und Planheitsbeeinflussung mit Hilfe gezielter Längsspannungen wird diskutiert. Zum Profilwalzen wird mit Hilfe der ermittelten Rechenmodelle gezeigt, wie sich eine Kalibrierung für eine Werkstoffpalette flexibel gestalten lässt. Die notwendigen Gerüstanstellungen bei verschiedenen Walzgutwerkstoffen werden am Beispiel eines Stabstahlwalzwerkes gezeigt. In einer weiteren Untersuchung werden die Möglichkeiten des Ausgleichs von Querschnittsfehlern mit Hilfe von Sizing-Systemen rechnerisch anhand von Layoutvarianten eines Stabstahlwalzwerks betrachtet. Dabei werden Zwei- und Dreiwalzensysteme diskutiert. Es zeigt sich, dass die Sizing-Möglichkeiten im Zweiwalzenverfahren eingeschränkt sind, während sich im Dreiwalzenverfahren größere Freiheiten und Ausgleichsmöglichkeiten ergeben. Zusätzlich wird rechnerisch gezeigt, dass sich durch den Einsatz eines Dreiwalzenblockes vor dem Fertigblock eines Drahtwalzwerkes der Walzprozess im Fertigblock positiv beeinflussen lässt, indem ein gezieltes Sizing des Anstichquerschnitts vorgenommen wird. Zum Walzen von Draht in Fertigblöcken wird das entwickelte Modell zur Bestimmung der Längsspannungen in einem kontinuierlichen Walzprozess verwendet, um zu untersuchen welche Längsspannungen sich während des Walzprozesses in einem Draht-Fertigblock mit festen Drehzahlverhältnissen ergeben. Dabei werden die Auswirkungen verschiedener Störgrößen anhand von Temperatur-, Werkstoff- und Querschnittsschwankungen diskutiert. Als Ergebnis der durchgeführten Arbeiten stehen Rechenmodelle für unterschiedliche Walzprozesse zur Verfügung, die eine gezielte und schnelle Simulation dieser Prozesse erlauben und somit zur Prozessoptimierung, sowohl im Anlagenbau als auch bei Anlagenbetreibern zielführend eingesetzt werden können. The presented thesis extends the calculation methods for rolling processes which are known today. Introductory remarks are given on the meaning of the rolling process for the manufacturing industry, which are proven by updated production statistics from the German steel industry. Further introductory chapters cover the fundamental principles of deformation calculation and pass schedule design, as well as material modeling with the help of flow curve functions. The next part deals with models for flat rolling processes. At first, the basic theory of the roll gap is shown. After that, models for the rolling process which are known as of today are discussed. Advantages and disadvantages of the models are shown and areas of application are given for each of the models. Based on Ren, Tieu et al., a two-dimensional rolling model for flat sections is developed. The calculation of the stress field is based on an extension of von Karman’s equation with a second ordinary differential equation in the lateral direction. The general velocity field for flat rolling is developed for the plain strain case, as well as for the three-dimensional case with lateral spread. In each of the cases, parallelepipedic deformation is assumed. The stress and velocity models are combined, as to use the calculated relative motion for a criterion of shear stress distribution on the contact surface. The calculation of the temperature distribution is accomplished by a finite difference model in the vertical and lateral directions. With this model, the calculation of the two-dimensional temperature field in the roll gap during and between rolling passes can be carried out. For all continuous multi-stand rolling procedures, interstand tensions are an essential problem. A model is developed, which allows the calculation of roll gap kinematics under the influence of interstand tensions, as well as the direct calculation of interstand tensions for a given configuration of roll speeds. For rolling processes in which lateral spread can be disregarded, the linearized model can be easily applied as a matrix inversion technique. To benefit from the new two-dimensional rolling model, submodels for work and backup roll deformations are worked out for two- and four-high rolling stands. For the three-dimensional roll flattening, a model based an Boussinesq’s problem is formulated. Equations due to Berger and Hacquin are used for the calculation of roll flattening for a work roll of finite diameter. Therefore, roll flattening caused by a two-dimensional stress distribution can be calculated including the interdependency of the stress and deformation distributions. In different works by other authors, only one-dimensional or constant roll force distributions have been considered. The deflections of work and backup rolls are calculated using a finite beam element model, taking into account the contact phenomena between those rolls. In addition to the mechanical roll deformation effects, also thermal crown of the work rolls is considered. A two-dimensional finite difference method is constructed for the nonsteady temperature field evolution during a rolling procedure. Radial and axial heat fluxes are accounted for with the finite difference model. Azimuthal averaging according to Robinson and De Hoog is used to find the boundary conditions at the roll surface, taking tangential heat fluxes in the surface-near areas into consideration. With this approach, the axisymmetric heat equation is solved for the work roll under non-axisymmetric boundary conditions. Additionally, work roll wear is considered as an important effect controlling the lateral thickness profile of rolled flat products, using the model according to Castaeneda et al. Employing the main rolling model and the submodels, influencing methods on the thickness profile are discussed. Geometrical and mechanical influencing measures with work roll bending, static roll cambers and the CVC technology are shown exemplarily. The modeling of local spread in flat rolling is discussed, which is an important and very difficult topic for the flatness prediction of rolled products. At first, a phenomenological approach is shown with a simple correction factor for local spread. For a physical method of flatness calculation, an upper bound approach originally due to Elsen is employed with different friction factors for hot and cold rolling. Lateral spread in rolling is discussed in a dedicated chapter because of its high importance for both flat and section rolling. A number of spread models are investigated in terms of their differential behaviour, so the applicability of these models for spread prediction in the roll gap can be evaluated. Empirical relations are used, as well as a simplified plasticity approach to the lateral spread by Domanti et al. The next chapter is dedicated to models for full section rolling. Important groove shapes and methods for calculating full section passes are discussed. A new rolling model for the three-roll rolling process is developed. This model allows the calculation of stress distribution, roll force, torque and forward slip for flat passes, employing elementary methods in the same way as it is done in the two-roll rolling process. Lendl’s equivalent pass method is transferred to the three-roll rolling process as to enable the systematic calculation of section passes with any groove geometry. The model for interstand tensions as developed for flat rolling is transferred to full section rolling in a generalized manner. As lateral spread cannot be disregarded in section rolling and is a function of the unknown interstand stresses, the linearized model cannot be applied. Instead, the complete model system for section rolling is solved using a nonlinear optimization technique to find the unknown interstand tensions. As a special rolling technique, roll drawing of wire rod is dealt with. Based on the torque equilibrium in the roll gap, it is shown how the elementary rolling theory can be used to construct a model for roll drawing. With this new mechanical model, the roll force and drawing force can be calculated. The model predicts the existence of a neutral point near the center of the deformation zone. In the final chapter, the models which were developed are applied to typical problems from rolling mill practice. In hot rolling of strips, a simulation of a finishing train of a wide hot strip mill is carried out. It is shown, which thickness and flatness deviations can be expected unter certain circumstances. The effect of thermal work roll crown is shown and how the CVC technology can help to reach close tolerances in hot strip production. For cold strip rolling, the impact of tensions on profile and flatness is shown by calculations, as well as the effect of work roll bending to decrease thickness and flatness variations. For full section rolling, it is shown how a pass design can be constructed in a flexible way, so that a number of different materials can be rolled without change of the pass design, avoiding rolling faults. This is shown for a bar mill as an example. In another study for full section rolling, the possibilities of sizing and free size rolling are investigated by calculations for two different layout variants of a bar mill. It is shown that the application of a three-roll sizing mill leads to a greater flexibility in section fault homogenization, compared to the two-roll sizing process. Additionally, it is shown that the rolling process in a ten stand finishing block of a wire rod mill can be stabilized when a defined entry cross section for the finishing block is produced by means of three-roll sizing. Finally, the rolling process in a finishing block is analyzed more in detail. The model for interstand tensions at section rolling is applied to the finishing block. It is shown how different interferences such as temperature, cross section and material variations affect the rolling process in the finishing block. The result of the work carried out is a new set of rolling models which can be applied for a targeted process simulation and optimization of rolling processes. The application range of these models extends to both the mill building and the rolling mill industries. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Johannes Gottschling Prof. Dr. rer. nat. 2018-05-16 2018-11-02 2018-11-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181116-114523-7 4,06 MB application/pdf Overhagen, Christian: Modelle zum Walzen von Flach- und Vollquerschnitten, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181116-114523-7 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Metallurgie und Umformtechnik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46650/Diss_Overhagen.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47540 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47540 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46650 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47500 2018-11-16 DDC:6:62:620

Spezielle Methoden der Fluidauswahl und ihre Anwendungsmöglichkeiten am Beispiel von Wärmepumpen und Strom-Wärme-Strom-Speichersystemen Specific methods of fluid selection and their applications using the examples of heat pumps and pumped heat electricity stroroage systems Dennis Roskosch Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Verbrennung und Gasdynamik 620 620 Die Auswahl eines geeigneten Arbeitsfluides ist bei der Auslegung thermodynamischer Kreisprozesse ein entscheidender Schritt, da sowohl das Betriebsverhalten als auch die Effizienz der Prozesse maßgeblich durch die ausgewählten Fluide beeinflusst werden. Zu dem großen Bereich thermodynamischer Kreisprozesse gehören grundsätzlich etablierte Energiewandlungsprozesse mit langer Historie wie Kompressionskältemaschinen und -wärmepumpen im niedrigen bis mittleren Temperaturbereich. Außerdem werden auch immer wieder neue Prozesse bzw. Anwendungen wie Hochtemperaturwärmepumpen oder Strom-Wärme-Strom-Speichersysteme diskutiert. Nicht nur für solche neuartigen Prozesse bzw. Randbedingungen stellt sich stets die Frage nach geeigneten und effizienten Fluiden, sondern auch für die etablierten Prozesse, für die auf Grund der aktuellen Problematik der hohen Treibhauswirksamkeit vieler Kältemittel zeitnah alternative Arbeitsmittel gefunden werden müssen. Bisher waren die Fluidauswahlmethoden allerdings häufig unstrukturiert und beruhten nicht auf grundlegendem thermodynamischen Verständnis, sondern meist auf dem Prinzip Versuch und Irrtum oder auf sehr einfachen Heuristiken. Im Rahmen dieser Arbeit werden Methoden der Fluidauswahl für zwei Teilbereiche der thermodynamischen Energiewandlungsprozesse diskutiert, die bislang nicht ausreichend betrachtet wurden. Dies sind existierende Anlagen und Anlagenkonzepte von Kompressionskälte- maschinen und -wärmepumpen sowie auf dem Clausius-Rankine-Prozess basierte Strom-Wärme-Strom-Speichersysteme, wobei die Anknüpfungspunkte hierbei auf Grund der bis-herigen Kenntnisstände deutlich voneinander abweichen. Strom-Wärme-Strom-Speicher sind ein jüngst diskutierter Ansatz zur großtechnischen Speicherung elektrischer Energie. Eine mögliche Konfiguration dieses Konzepts ist die Kombination zweier Clausius-Rankine-Prozesse (Wärmepumpe und Organic Rankine Cycle) mit einem thermischen Energiespeicher. Der bisherige Kenntnisstand zu dieser Technologie kann prinzipiell als in der Anfangsphase befindlich bezeichnet werden. Der Einfluss des Fluides, generell infrage kommende Arbeitsmittel, vielversprechende Betriebsbedingungen und thermodynamische Grenzen der Effizienz sind bisher weitestgehend unbekannt. Zur Untersuchung dieser Punkte werden im Rahmen dieser Arbeit Strom-Wärme-Strom-Systeme, bestehend aus zwei Clausius-Rankine-Prozessen und einem idealen isothermen Speicher, modelliert, wobei die Irreversibilitäten der Prozesse schrittweise gesteigert werden. Die berücksichtigten Arbeitsfluide sind hierbei zunächst hypothetische Fluide, deren Parameter hinsichtlich des Prozesses und einiger Randbedingungen optimiert werden. Im weiteren Verlauf werden außerdem potenziell existierende Arbeitsmittel identifiziert. Die Untersuchung zeigt grundsätzlich für steigende Speichertemperaturen sinkende Wirkungsgrade und steigende Leistungen. Weiterhin geht aus der Untersuchung hervor, dass Leistungsabgabe und Wirkungsgrad bei konstanter Speichertemperatur zu einer Pareto-Front führen: bei der eine Leistungsabgabe nahe am Maximalwert zu einer deutlichen Reduktion des Wirkungsgrades führt. In diesem Zusammenhang wird ein Kompromissprozess vorgeschlagen, der beispielsweise für eine Speichertemperatur von 350 K und unter Berücksichtigung typischer isentroper Wirkungsgrade einzelner Komponenten mit dem optimierten hypothetischen Fluid einen Wirkungsgrad von 30 % aufwies. Aus der Fluidauswahl für diesen Prozess resultierte schließlich Ethylamin als bestes Fluid mit einem vorhergesagten Wirkungsgrad von 25,6 %. Im Bereich der bereits ausgelegten Kältemaschinen und Wärmepumpen stehen im Rahmen dieser Arbeit Verfahren zur Identifizierung geeigneter Substitutionsfluide im Zentrum. Auf Grund der aktuellen Gesetzgebung müssen zeitnah Ersatzfluide für zahlreiche konkrete Anlagen mit unterschiedlichen Randbedingungen gefunden werden. Ein theoretisches Modell zur individuellen Fluidauswahl kann hierbei eine entscheidende Hilfe sein. Gegenwärtig ist allerdings nicht klar, mit welchem Detaillierungsgrad eine konkrete Anlage in einem Modell abgebildet werden muss, um eine verlässliche Fluidempfehlung zu erhalten. Zur Erörterung dieser Frage wurden Kreisprozessmodelle unterschiedlicher Komplexität anhand von Messwerten, gewonnen für verschiedene Fluide mit einer Wärmepumpenversuchsanlage, überprüft. Die Modellierungen höherer Komplexität beinhalten hierbei ein eigens entwickeltes Modell zur fluidabhängigen Bestimmung isentroper Wirkungsgrade und Liefergrade des Verdichters. Aus der Untersuchung resultiert grundsätzlich, dass die Berechnung der unterschiedlichen Prozessgrößen an Genauigkeit bezogen auf die Messungen gewinnt, wenn der Detaillierungsgrad der Modellierung gesteigert wird. Allerdings hat sich auch gezeigt, dass vor allem das Modell zur Berechnung isentroper Wirkungsgrade und Liefergrade des Verdichters für eine valide Auswahl von Substitutionsfluiden unerlässlich ist. Aus den Erkenntnissen wurde schließlich ein schrittweises Verfahren zur Auswahl geeigneter Substitutionsfluide entwickelt und vorgeschlagen. The selection of a suitable working fluid is a decisive factor in the design of thermodynamic cycles, since both the operating behaviour and the efficiency of the processes are significantly influenced by the selected fluids. The extensive field of thermodynamic cycles basically includes established energy conversion processes with a long history, such as vapour compression refrigeration cycles and heat pumps in the low to medium temperature ranges. Furthermore, new processes and applications such as high-temperature heat pumps or pumped heat electricity storages (PHES) are constantly being addressed. The question of suitable and efficient fluids arises not only for these new processes and new applications, but also for the established processes for which, due to the current problem of the high global warming potential of many refrigerants, alternative working fluids must be quickly identified. To date, however, the methods of fluid selection have often been unstructured and were not based on basic thermodynamic understanding, but mostly on the principle of trial and error or on very simple heuristics. Within the scope of this study, methods of fluid selection for two sub-areas of thermodynamic energy conversion processes are discussed which have so far not been adequately addressed. These include existing vapour compression refrigeration cycles and heat pumps, as well as Rankine-cycles-based PHES systems, whereby the starting points differ considerably due to the current state of knowledge. Pumped heat electricity storage is a recently discussed approach to the large-scale storage of electrical energy. One possible configuration of this concept is the combination of two Rankine-cycles (heat pump and organic rankine cycle) with a thermal energy storage system. The current state of knowledge on this technology can, in principle, be described as being in the initial phase. The influence of the fluid, generally applicable working fluids, promising operating conditions and thermodynamic limits of efficiency, are as yet largely unknown. In order to investigate these points, pumped heat electricity storage systems consisting of two Rankine cycles and an ideal isothermal storage system are modelled, whereby the irreversibilities of the processes are gradually increased. The working fluids taken into account are initially hypothetical fluids whose parameters are optimised with regard to the process and specific boundary conditions. During the further course, promising existing working fluids will also be identified. The investigation essentially shows decreasing efficiencies and increasing values of the power output for rising storage temperatures. Furthermore, it is shown that power output and efficiency at constant storage temperatures lead to a Pareto front: power output close to the maximum value leads to a significant reduction in efficiency. In this context, a compromise cycle is proposed which, for example at a storage temperature of 350 K and taking into account typical isentropic efficiencies of individual components, has an efficiency of 30 % when using the optimised hypothetical fluid. The fluid selection for this process resulted in ethylamine as the best fluid with a predicted efficiency of 25.6 %. In the field of specific refrigerating cycles and heat pumps, this investigation focuses on methods for identifying suitable drop-in fluids. Due to current legislation, drop-in fluids must quickly be found for numerous existing systems with different boundary conditions. A theoretical model for individual fluid selection can be a decisive aid here. However, it is currently not clear with what level of detail a specific system must be mapped in a model in order to obtain a reliable fluid recommendation. In discussing this question, process cycle models of varying complexity were examined on the basis of measured values obtained for different fluids with a heat pump test rig. The models of higher complexity includes a specially developed model for the fluid-dependent calculation of isentropic and volumetric efficiencies of the compressor. As a result of the investigation, the calculation of the different process variables gains in accuracy, compared to the measurements, when the detail levels of the modelling is increased. However, it has also been shown that the model for calculating isentropic and volumetric efficiencies of the compressor in particular is indispensable for a valid selection of substitute fluids. Finally, a step-by-step procedure for the selection of suitable substitute fluids has been developed and proposed on the basis of the findings. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Burak Atakan Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Verbrennung und Gasdynamik 2018-08-01 2018-09-24 2018-11-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181116-102359-4 4,95 MB application/pdf Roskosch, Dennis: Spezielle Methoden der Fluidauswahl und ihre Anwendungsmöglichkeiten am Beispiel von Wärmepumpen und Strom-Wärme-Strom-Speichersystemen, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181116-102359-4 ger http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Verbrennung und Gasdynamik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46638/Diss_Roskosch.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47500 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47500 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46638 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47490 2018-11-16 DDC:1:15:150

Social networking sites as a source of normative information – empirical investigations on social norm perceptions and consequences for offline behavior Leonie Rösner 150 150 Social networking sites , social norms , normative behavior Social networking sites (SNS) provide the opportunity to keep up with friends and acquaintances and to access information about friends’ and peers’ attitudes and behaviors. Owing to their prevalent use, permanent availability, and due to the interconnectedness of different reference groups, they represent a relevant source for the perception of social norms. Building on psychological theories on social influence, social norms, and observational learning, this dissertation empirically investigates the potential of behavioral displays on SNS to shape receivers’ perceived social norms and to influence their behaviors in the offline world. In a first study, (potential) social influence effects in the context of Facebook use were explored by means of qualitative interviews. Based on the example of alcohol content, the results reveal that the exposure to friends’ behavioral displays on SNS can elicit thoughts about the friends’ behavior, their approval of the displayed behavior, and their expectations. The anticipated effects on users’ own behaviors are small; stronger effects are expected for others. Moreover, several factors, such as the source of a post, or the frequency of exposure to similar posts, were identified that could facilitate the effects from the users’ perspective. In addition, two experimental studies were conducted to investigate the effects of other persons’ behavioral displays on SNS in a more systematic way for the context of prosocial behavior: Study 2 comprises a laboratory experiment, in which participants were shown either descriptive or injunctive norm cues on prosocial behavior in status updates, in order to investigate, whether the specific norm focus can influence their prosocial behavioral intentions. Moreover, either Facebook friends or unknown peers were presented as a source of the posts. The results show that users who saw injunctive norm cues about prosocial behavior in the status updates of friends had greater volunteering intentions than persons who saw no prosocial norm cues in the posts of friends. However, no significant effect of the normative cues was found for donation intentions. Moreover, effects on the perception and accessibility of prosocial norms were explored, revealing mixed results concerning the accessibility of prosocial norms and no effects on the perception of descriptive and injunctive norms of volunteering for different types of reference groups. In the third study, the influence of different rates of exposure to prosocial behavioral displays in status updates was investigated by means of a 6-week online experiment with a between-subjects design and a repeated measures approach. Results reveal that individuals who saw a high number of prosocial behavioral displays had a higher perceived ability to perform prosocial behavior than individuals who did not see any prosocial behavioral displays. Moreover, mediation analyses showed that a positive evaluation of the posts could facilitate the impact of a high exposure rate on receivers’ own prosocial behavior and future intent. No effects of the repeated exposure to prosocial behavioral displays in status updates were found on participants’ perceived social norms regarding prosocial behavior. The present research enhances the knowledge on social norm perceptions and normative influence in the realm of SNS. The findings concerning the impact of behavioral displays in SNS on receivers’ normative perceptions and offline behavioral outcomes are discussed in the light of potential explanatory mechanisms derived from the psychological literature on social norms and social learning. Soziale Netzwerkseiten (SNS) bieten Nutzenden die Möglichkeit, mit Freunden und Bekannten in Kontakt zu bleiben und Informationen über die Einstellungen und Verhaltensweisen von Freunden und Peers zu erhalten. Durch ihre hohe Prävalenz der Nutzung, permanente Verfügbarkeit und durch die soziale Vernetzung verschiedener Bezugsgruppen stellen sie eine relevante Quelle für die Wahrnehmung von sozialen Normen dar. Vor dem Hintergrund psychologischer Theorien zu sozialem Einfluss, sozialen Normen und zum Beobachtungslernen untersucht diese Dissertation das Potenzial von Verhaltensdarstellungen auf SNS wahrgenommene soziale Normen von Rezipienten zu formen und ihr Verhalten in der Offline-Welt zu beeinflussen. In einer ersten Studie wurden mit Hilfe von qualitativen Interviews (potenzielle) Effekte von sozialem Einfluss im Kontext der Facebook-Nutzung erforscht. Die Ergebnisse zeigen am Beispiel von Alkohol-Darstellungen, dass das Betrachten von Verhaltensdarstellungen von Freunden auf SNS Gedanken über das Verhalten der Freunde, ihre Akzeptanz des dargestellten Verhaltens sowie ihre Erwartungen auslösen kann. Die antizipierten Effekte von Nutzenden auf das eigene Verhalten sind klein; stärkere Effekte werden für andere erwartet. Des Weiteren konnten verschiedene Faktoren, wie die Quelle eines Posts oder die Häufigkeit der Rezeption von ähnlichen Posts, identifiziert werden, die die Effekte aus Sicht der Nutzenden begünstigen können. Darüber hinaus wurden zwei experimentelle Studien durchgeführt, um die Effekte von Verhaltensdarstellungen anderer Personen auf SNS systematisch für den Kontext von prosozialem Verhalten zu untersuchen: Studie 2 umfasst ein Laborexperiment, in dem den Teilnehmenden implizite deskriptive oder injunktive Norm-Hinweise zu prosozialem Verhalten in Status-Updates gezeigt wurden, um zu prüfen, inwieweit die jeweilige Norm-Fokussierung prosoziale Verhaltensintentionen beeinflussen kann. Zudem wurden als Quelle der Posts entweder Facebook Freunde oder unbekannte Peers präsentiert. Die Ergebnisse zeigen, dass Personen, die injunktive Norm-Hinweise über prosoziales Verhalten in den Status-Updates von Freunden sahen, eine größere Intention hatten, sich freiwillig zu engagieren, als Personen, die keine Hinweise auf prosoziale Normen in den Posts von Freunden sahen. Es wurde jedoch kein signifikanter Effekt für Spendenintentionen gefunden. Außerdem wurde exploriert, inwieweit die Wahrnehmung und die Verfügbarkeit von prosozialen Normen durch Status-Updates mit prosozialen Norm-Hinweisen beeinflusst werden kann, wobei sich gemischte Ergebnisse bezüglich der Verfügbarkeit von prosozialen Normen zeigten und keine Effekte auf die Wahrnehmung von deskriptiven und injunktiven Normen zu freiwilligem Engagement für verschiedene Referenzgruppen gefunden wurden. In der dritten Studie wurde der Einfluss der Anzahl von Status-Updates mit prosozialen Verhaltensdarstellungen untersucht, die Personen im Rahmen eines 6-wöchigen Experiments mit Between-Subjects Design und einer Wiederholungsmessung sahen. Die Ergebnisse zeigen, dass Personen, die viele prosoziale Verhaltensdarstellungen sahen, ihre Fähigkeit sich prosozial zu verhalten größer einschätzten, als Personen, die keine prosozialen Verhaltensdarstellungen sahen. Darüber hinaus konnten Mediationsanalysen zeigen, dass die Wirkung einer hohen Anzahl von prosozialen Verhaltensdarstellungen auf das eigene prosoziale Verhalten von Rezipienten sowie auf ihre Verhaltensintentionen durch eine positive Bewertung der Posts begünstigt werden könnte. Es wurden keine Effekte der wiederholten Betrachtung von prosozialen Verhaltensdarstellungen in Status-Updates auf die wahrgenommenen Normen der Teilnehmenden hinsichtlich prosozialen Verhaltens gefunden. Die vorliegende Forschungsarbeit erweitert den Wissensstand zur Wahrnehmung von Normen und zu normativem Einfluss im Bereich sozialer Netzwerkseiten. Die Ergebnisse bezüglich der Wirkung von Verhaltensdarstellungen auf SNS auf die Wahrnehmung von Normen und die Auswirkungen auf Offline-Verhalten werden vor dem Hintergrund potenziell erklärender Mechanismen aus der psychologischen Literatur zu sozialen Normen und sozialem Lernen diskutiert. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft Nicole Krämer Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft, Angewandte Kognitions- und Medienwissenschaft, Sozialpsychologie: Medien und Kommunikation 2018-01-19 2018-04-12 2018-11-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181106-143715-9 2,00 MB application/pdf Rösner, Leonie: Social networking sites as a source of normative information – empirical investigations on social norm perceptions and consequences for offline behavior, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181106-143715-9 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46611/Diss_Roesner.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47490 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47490 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46611 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47473 2018-11-16 DDC:6:61:616:616.6

Veränderung der Gen- und miRNA-Expression nach Neuroendokriner trans-Differenzierung der Prostatakarzinomzelllinie LNCaP Changes in gene and miRNA expression after neuroendocrine trans-differentiation of prostate cancer cell line LNCaP Marc Wiesehöfer Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Anatomie 616.6 610 Das Prostatakarzinom ist bei Männern die am häufigsten diagnostizierte Krebserkrankung und wird in späten Stadien mit einer Androgen-deprivierenden Therapie (ADT) behandelt. Eine dauerhafte ADT führt jedoch zu einer neuroendokrinen trans-Differenzierung (NETD) von Prostatakarzinomzellen, welche in vielen Fällen in einem aggressiveren Tumorrezidiv resultiert. Obwohl die Ursache und auch einige wichtige Signalwege der NETD bereits bekannt sind, gibt es aktuell keine Behandlungs-möglichkeiten. Daher müssen weitere Gene identifiziert werden, die während der NETD eine wichtige Rolle spielen, um neue therapeutische Ansätze zu liefern. Des Weiteren wurde bislang die Rolle von miRNAs in der NETD nicht genauer untersucht. Zunächst wurde ein in vitro Modell der NETD von LNCaP Zellen etabliert, um anschließend ein mRNA und miRNA Expressionsprofil von neuroendokrin (NE)-ähnlichen LNCaP Zellen zu erstellen. Dabei wurde festgestellt, dass nach NETD von LNCaP Zellen sowohl die mRNA als auch die miRNA Expression stark verändert ist. Im Anschluss daran wurden putative Zielgene für deregulierte miRNAs vorhergesagt und die Bindung der miRNA an das Zielgen verifiziert. Dabei konnten AKT3, CCND1 und CREB5 als Zielgene der miR-17 Familie identifiziert werden. Durch die Reduktion der miR-17 Familie nach NETD könnte die induzierte Expression der drei Gene, aufgrund ihrer anti-apoptotischen Wirkung, die Apoptose-Resistenz und Androgen-Unabhängigkeit der NE-ähnlichen LNCaP Zellen erklären. Des Weiteren wurde CPEB1 als Zielgen der reprimierten miR-19a, -301a und-425 identifiziert. Das induzierte Protein CPEB1 leitet neben der Zellseneszenz, in einigen Geweben auch die neuronale Differenzierung ein. Außerdem wurde VEGFC als Zielgen der reprimierten miR-128 identifiziert. VEGFC ist in NE-ähnlichen LNCaP Zellen ebenfalls induziert und stimuliert die Vaskularisierung des Tumors. Zum Schluss wurde der Effekt der miR-17 Familie, sowie miR-19a, -301a und -425 auf LNCaP Zellen mittels verschiedener in vitro Assays untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass Mitglieder der miR-17 Familie eine tumorsuppressive Wirkung und miR-19a, -301a sowie -425 eine onkogene Wirkung auf LNCaP Zellen haben. Somit konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass nach NETD neben der mRNA, auch die miRNA Expression verändert ist und diese direkte Auswirkungen auf zelluläre Eigenschaften der LNCaP Zellen besitzen. Prostate cancer (PCa) is the most commonly diagnosed cancer in men worldwide and is treated with an androgen deprivating therapy (ADT) in late stages. However, permanent ADT leads to a neuroendocrine trans-differentiation (NETD) of PCa cells, which results in a recurrence of a more aggressive tumor. Although the cause and some important signaling pathways of the NETD are already known, there are no treatment options available jet. Therefore, additional genes must be identified that play a significant role during NETD of PCa cells to provide new therapeutic approaches. Furthermore, the role of miRNAs in the NETD of PCa cells has not been further investigated. First, an in vitro model of NETD of LNCaP cells was established to subsequently generate an mRNA and miRNA expression profile of neuroendocrine (NE) -like LNCaP cells. After NETD of LNCaP cells both the mRNA and the miRNA expression is stongly altered. Subsequently, putative target genes for deregulated miRNAs were predicted and the binding of miRNA to the target gene was verified. AKT3, CCND1 and CREB5 could be identified as target genes of the miR-17 family. The reduced expression of miR-17 family after NETD of LNCaP cells induced the expression of the three genes, which could explain the apoptosis resistance and androgen independence of NE-like LNCaP cells due to their anti-apoptotic effects. Furthermore, CPEB1 was identified as a target gene of the repressed miR-19a, -301a and -425. In addition to cell senescence, the induced CPEB1 protein also induces neuronal differentiation in several tissues. Furthermore VEGFC was identified as a target gene of the repressed miR-128. VEGFC is also induced in NE-like LNCaP cells and stimulates vascularization of the tumor. Finally, the effect of miR-17 family, as well as miR-19a, -301a, and -425 on LNCaP cells was investigated by various in vitro assays. Members of miR-17 family have a tumor suppressive effect while miR-19a, -301a and -425 have an oncogenic effect on LNCaP cells. In this work it could be shown that NETD of LNCaP cells leads to changes in mRNA and miRNA expression and that these miRNAs have direct effects on cellular properties of LNCaP cells. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Gunther Wennemuth Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Anatomie 2018-05-25 2018-10-26 2018-11-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181116-092627-9 9,14 MB application/pdf Wiesehöfer, Marc: Veränderung der Gen- und miRNA-Expression nach Neuroendokriner trans-Differenzierung der Prostatakarzinomzelllinie LNCaP, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181116-092627-9 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46599/DissMWiesehoefer.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47473 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47473 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46599 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47457 2018-11-16 DDC:6:61:615:615.8 DDC:6:61:613

Einfluss der Reizwiederholung in der Akupunkturtherapie bei Patienten mit chronischen Schmerzen - Untersuchung adaptiver Effekte Impact of Repetition in Acupuncture Treatment of Chronic Pain Stephanie Geidies Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 615.8 610 613 610 Zielsetzung: Akupunktur entspricht im klinischen Kontext einer seriellen Applikation von Reizen. Sie ist damit vergleichbar mit Verfahren der Physikalischen Therapie, für die die Ausbildung adaptiver Prozesse einen wesentlichen Wirkfaktor darstellt. Bisher existieren nur wenige Untersuchungen darüber, ob sich bei der Akupunkturbehandlung adaptive Prozesse ausbilden und wie sich diese klinisch auswirken könnten. In der vorliegenden Arbeit soll geprüft werden, ob es im Rahmen einer Akupunkturserie zu einer Adaptation an die Nadelreize kommt und ob dies für die klinische Verbesserung von Bedeutung ist. Methoden: Es wurde eine offene Beobachtungsstudie durchgeführt, bei der 69 Patienten mit chronischem Schmerz an zwei Studienzentren mit je zehn Akupunktursitzungen behandelt wurden. Zur Erfassung möglicher adaptiver Effekte wurde im Verlauf jeder zweiten Sitzung der Hautleitwert als Parameter für die Aktivität des sympathischen Nervensystems aufgezeichnet. Adaptation müsste sich in einer Reduktion der sympathischen Reaktionsamplitude auf die Akupunktur äußern. Als klinische Zielgrößen wurden die Reduktion der Schmerzstärke sowie Veränderungen im allgemeinen Wohlbefinden und der Krankheitsbewältigung abgefragt. Ergebnisse: Für den Verlauf des SCL (skin conductance level) innerhalb aller Sitzungen im Mittel ergab sich ein signifikantes Verlaufsmuster, das eine sympathikoadrenerge Aktivierung bei der Insertion der Nadeln und eine nachfolgende Sympathikolyse als Korrelat einer Entspannungsreaktion zeigte. Eine signifikante Änderung des Gesamt-SCL-Musters über den Behandlungsverlauf im Sinne einer Adaptation ließ sich nicht nachweisen. Zur Erfassung interindividueller Unterschiede wurden Trend Indices gebildet, welche die Veränderungstendenz innerhalb der einzelnen Patienten abbildeten. Diese wurden dann mit der klinischen Besserung korreliert. Dabei zeigte sich eine signifikante positive Korrelation zwischen einer Besserung der Schmerzen, des Wohlbefindens sowie der Krankheitsbewältigung und einer zunehmenden Sympathikolyse im Zuge der Behandlungsserie. Schlussfolgerung: Die vorliegende Studie konnte keine Adaptation im Zuge einer Akupunkturbehandlung nachweisen. Eine Zunahme der Sympathikolyse bei den Therapierespondern legt nahe, dass im Verlauf serieller Akupunktursitzungen die Entspannungsfähigkeit der Patienten gefördert werden könnte, was wiederum mit der klinischen Besserung der Schmerzerkrankung verbunden zu sein scheint. Diese Beobachtung sollte in einer folgenden kontrolliert randomisierten Studie weiter untersucht werden. Objectives: From a clinical point of view Acupuncture is a treatment, where patients are repetitively exposed to stimuli. Therefore it is comparable to treatments of Physical Therapy such as hydrotherapy, where the development of adaptive processes represents a main factor for effectiveness. There are only few studies available that examine possible adaptive reactions to acupuncture treatments and their clinical effect. This work focusses on the development of adaptive processes in the course of ten acupuncture sessions and the correlation between adaptation and clinical outcome of chronic pain patients. Methods: In an observational bicentric pilot study 69 chronic pain patients were treated with a course of ten acupuncture sessions. For the detection of adaptive processes a measurement of electrodermal activity as a parameter for sympathetic activity took place by use of a biofeedback equipment in at least every second treatment. As a correlate of adaptive processes a reduction of the amplitude of sympathetic reaction was expected. As clinical targets the reduction in pain severitiy, changes in general well-being and coping with disease were asked. Results: The data showed a significant course of SCL (skin conductance level) for all sessions on average which confirm a sympathicotonic activation in reaction to the needling and a sympathicolysis in the further course which correlates with a relaxation response. A significant change of SCL-pattern in the course of sessions in the meaning of adaptation could not be detected. To consider the relevance of interindividual differences trend indices were computed which should show a tendency of reaction for individual patients. These indices were correlated with the clinical benefit. A significant correlation could be found for pain reduction, improvement of well-being and coping with disease with an increasing sympathicolysis in the course of acupuncture treatment. Conclusions: A detection of adaptive processes in the course of an acupuncture treatment was not possible in this study. The increase of sympathicolysis within the responders however suggests that an increase in relaxation ability could be reached in the course of acupuncture sessions. This improved ability to relax seemed to be correlated with a clinical improvement of the pain disease. This observation should be further investigated in a controlled randomisied trial. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Marcus Bäcker Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Sonstige Einrichtungen / Externe 2018-04-12 2018-10-04 2018-11-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181116-080742-3 5,74 MB application/pdf Geidies, Stephanie: Einfluss der Reizwiederholung in der Akupunkturtherapie bei Patienten mit chronischen Schmerzen - Untersuchung adaptiver Effekte, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181116-080742-3 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46585/DissSGeidies.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47457 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47457 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46585 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47395 2018-11-16 DDC:1:15:150

The hostile media effect 2.0 influences of social networking sites on the (hostile) perception of news content Elias Kyewski 150 150 Hostile Media Effect , Social Networking Sites , Facebook , News , Source , Reach , User-Generated Comments , Online Experiment Social media platforms like Facebook have become crucial venues for news distribution and news consumption. Given this new form of news presentation, the question inevitably arises of how users perceive and process news in the context of social networking sites. In this regard, a key research question is whether people’s perception of news content is influenced by the environment, platform characteristics, and social information (e.g., user-generated comments or “likes”). As proposed by the hostile media effect, partisans tend to perceive neutral news coverage as biased and hostile. Most of the studies examining this effect have focused on a linear reception (e.g., newspapers, TV) of news. Social media, however, challenge the assumptions of the hostile media effect, as different information types (e.g., a news article and social information, such as user-generated comments) converge and seek the user’s attention. Owing to the increase of politically and civically relevant news content on social media platforms, this dissertation analyzes to what extent a biased and hostile perception of news content occurs on social networking sites. More specifically, the present thesis examines (1) whether people perceive news content on social networking sites as biased, (2) to what extent a friend as source or envoy of news content (e.g., via sharing a post) affects people’s biased perception in contrast to a professional journalistic source (e.g., news service), and (3) whether people’s perception of news content is affected by social information on networking platforms (e.g., user-generated comments, likes). Based on three empirical studies, people’s perception of news content on social networking sites is examined. The first study analyzes to what extent the environment in which news content is published (social networking site vs. homepage of a news service) as well as the source of the news content has an influence on people’s (biased) perception. An online experiment was conducted using a between-subjects design with four conditions varying the source of a news article (N = 212). Results showed a biased perception of a news article when participants’ personal opinion was considered. However, neither an effect of the environment wherein news content was published nor of the source on the perceived hostility of the news content was found. But, results revealed that the source has an influence on the evaluation of the argumentation of the news content. People who saw the news service post on a social networking site rated the arguments of the article as less right, less fair, and less relevant than did participants who saw a post by a friend, a shared post by a friend authored by a news service, or news content on a news service’s website. Study 2 examines the influence of the source and reach of news content. To this end, it was analyzed to what extent a wide reach increases people’s perceived hostility and bias of the presented news content. Results of an online experiment using a 2 (source: friend vs. news service) × 3 (reach: low, mid, high) between-subjects design (N = 360) showed that people with an extreme opinion perceived the news content as more biased than did participants with a moderate or low opinion. However, neither an effect of the source nor of reach on participants’ perceived news content hostility was found. In line with previous literature, results, however, showed that participants who reported higher perception of a general media slant (prior beliefs) perceived greater bias and hostility of the presented news content. The third study investigated the influence of source and user-generated comments below a posting on people’s perception of ostensibly neutral news content. An online experiment using a 2 (source: friend vs. news service) × 4 (comments: pro, contra, mixed, none) between-subjects design was conducted (N = 331). Results showed that under consideration of people’s personal opinion, participants perceived a moderate hostile news content perception. Comments, however, did not influence participants’ hostile news content perception. Nevertheless, different standards (fairness, correctness, relevance of the argumentation of news content) were found to influence people’s perception of news content. Empirical studies of the present work expand prior research and the state of knowledge by testing the hostile media effect in the context of a social networking site and examining the influence of mechanisms and social information on people’s (biased) perception of news content. Moreover, this work points out potential boundaries as well as new perspectives of the hostile media effect in social networking sites and strives for a systematic conceptualization of a complex phenomenon. Social Media Plattformen wie Facebook sind zentrale Orte für die Verbreitung und den Konsum von Nachrichten geworden. Die Frage, welche sich aufgrund dieser Entwicklung stellt ist, ob sich die Wahrnehmung von Nachrichteninhalten durch die Umgebung sowie Plattform-Charakteristika und soziale Informationen, wie z.B. Nutzer-Kommentare, bei den Konsumentinnen und Konsumenten ändert. Vor allem Anhänger bestimmter Meinungen nehmen oftmals neutrale Berichterstattungen als verzerrt und feindselig gegenüber ihrer eigenen Meinung wahr. Dieses Phänomen ist bekannt als Hostile Media Effekt. Die meisten Studien zu diesem Effekt untersuchten dabei die lineare Rezeption von Nachrichten in klassischen Medien, wie Zeitungen und Zeitschriften oder Fernsehen. Soziale Medien hingegen fordern einige Annahmen des Hostile Media Effekts heraus, da auf diesen Plattformen viele Informationen und unterschiedliche Informationstypen zusammenlaufen (z.B. der Nachrichtenartikel und nutzergenerierte Kommentare), die um die Aufmerksamkeit der Nutzenden konkurrieren. Auf Grundlage der steigenden Menge an politischen und gesellschaftlich relevanten Nachrichteninhalten auf Social Media Plattformen wird in dieser Dissertation analysiert inwiefern die verzerrte und feindselige Wahrnehmung von Nachrichteninhalten in sozialen Netzwerkseiten auftritt. In diesem Zuge wird in der vorliegenden Arbeit betrachtet, (1) ob Personen Nachrichteninhalte auf sozialen Netzwerkseiten als verzerrt wahrnehmen, (2) ob ein/e Freund/in als Quelle oder Bote einer Nachricht (z.B. durch das Posten/Teilen von Nachrichteninhalten) zu einer Verringerung der verzerrten Wahrnehmung im Gegensatz zu einer professionellen journalistischen Quelle (z.B. Nachrichtendienst) führt und (3) ob die Wahrnehmung von Personen durch soziale Informationen (z.B. Nutzerkommentare, „Likes“) auf sozialen Netzwerkseiten beeinflusst wird. Auf Basis von drei empirischen Studien wurde die Wahrnehmung von Nachrichteninhalten auf sozialen Netzwerkseiten untersucht. Dabei untersuchte die erste Studie (N = 212), inwieweit das Umfeld, in dem eine Nachricht veröffentlicht wird (soziale Netzwerkseite vs. Internetseite eines Nachrichtendienstes) sowie die Quelle einen Einfluss auf die Wahrnehmung eines Nachrichteninhalts hat. Ergebnisse dieses Online-Experiments zeigen, dass Personen Nachrichteninhalte als verzerrt wahrnehmen, wenn ihre persönliche Meinung mit einberechnet wird. Es konnte jedoch kein Effekt der Quelle auf die wahrgenommene Verzerrung und Feindseligkeit des Nachrichteninhalts festgestellt werden. Die Ergebnisse zeigten jedoch, dass die Quelle einen Einfluss auf die Evaluation der Argumentation einer Nachricht hat. Personen, die einen Post eines Nachrichtendienstes auf der sozialen Netzwerkseite sahen, nahmen den Inhalt als weniger richtig, weniger fair und weniger relevant wahr. Studie 2 fokussierte den Einfluss der Quelle und der Reichweite einer Nachricht und untersuchte, ob eine große Reichweite zu einer stärker wahrgenommenen Verzerrung führt. Ergebnisse eines Online-Experiments mit 360 Teilnehmenden (2 [Quelle: Freund vs. Nachrichtendienst] × 3 [Reichweite: klein, mittel, groß] between-subjects design) zeigten, dass Personen mit einer extremen Meinung zu dem präsentierten Thema den Nachrichteninhalt als stärker verzerrt wahrnahmen als Personen mit einer geringen oder moderaten persönlichen Meinung. Es wurden keine Effekte der Quelle sowie der Reichweite auf die wahrgenommene Verzerrung und Feindseligkeit des Nachrichteninhalts gefunden. Die Ergebnisse zeigten, dass Personen, die generell voreingenommen gegenüber den Medien waren (prior beliefs) und die generelle mediale Berichterstattung als verzerrt wahrnahmen, eine größere Verzerrung und Feindseligkeit des gezeigten Medieninhalts wahrnahmen. Die dritte Studie untersuchte, welchen Einfluss die Quelle sowie Nutzerkommentare auf die Wahrnehmung von neutralen Nachrichteninhalten haben (N = 331). Ergebnisse eines Online-Experiments (2 [Quelle: Freund vs. Nachrichtendienst] × 4 [Kommentare: pro, contra, gemischt, keine]) zeigten gleichermaßen wie bei Studie 1 und 2, dass unter Einbezug der persönlichen Meinung, Personen eine verzerrte Wahrnehmung hinsichtlich des Nachrichteninhalts wahrgenommen haben. Zudem wurde erkenntlich, dass die Fairness, Korrektheit und Relevanz der Argumentation des Nachrichteninhalts (different standards) die Wahrnehmung von Personen beeinflusst. Kommentare hingegen hatten keinen Einfluss auf die Wahrnehmung des Nachrichteninhalts. Die empirischen Studien dieser Arbeit erweitern den aktuellen Forschungsstand dahingehend, dass der Hostile Media Effekt in einer sozialen Netzwerkseite untersucht wurde und zudem der Einfluss von sozialen Nutzerinformationen auf die (verzerrte) Wahrnehmung von Personen betrachtet wurde. Darüber hinaus zeigt die vorliegende Arbeit potentielle Grenzen sowie neue Perspektiven des Hostile Media Effekts in sozialen Netzwerkseiten auf und strebt nach einer systematischen Konzeptualisierung eines komplexen Phänomens. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Nicole Krämer Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Informatik und Angewandte Kognitionswissenschaft, Angewandte Kognitions- und Medienwissenschaft, Sozialpsychologie: Medien und Kommunikation 2018-07-24 2018-09-11 2018-11-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181105-104443-8 19,15 MB application/pdf Kyewski, Elias: The hostile media effect 2.0: influences of social networking sites on the (hostile) perception of news content, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181105-104443-8 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46535/Diss_Kyewski.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47395 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47395 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46535 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47393 2018-11-16 DDC:6:62

Numerical and experimental investigation of laser-induced cavitation bubbles and induced damage Hemant Sagar 620 620 Cavitation has shown its destructive effects on hydro-machinery and has been investigated since last century. Cavitation induced damages have not been very well understood in bulk cavitation. For a better understanding of the cavitation and induced damage, investigations of a single bubble collapse are useful and logical. These investigations allow describing and quantifying the physics of the cavitation bubble collapse near a solid surface and its interaction with the surface material. The generation of such single bubbles in the water using an electric spark or focused laser beam are well-known experimental methods, which were used in the past and systematic investigations of bubble dynamics near surfaces exist. However, only a few studies addressed the material damage induced by a single bubble collapse. For fluids and materials engineer, quantification of series of physical tests are necessary to have a better idea up to what extent a tiny cavitation bubble can severely induce damage on metals surface. Therefore, the objective of this dissertation is an experimental and numerical investigation of the collapse of a single collapsing cavitation bubble and induced damage on the aluminum surface. This dissertation presents experiments generating single cavitation bubbles with 3 mm diameter in the water. Cavitation bubbles were generated at various defined relative wall distances to the polished commercially pure aluminum specimen surface. The relative wall distance is a ratio of the distance between the bubble enter to a maximum bubble radius. The collapse of each laser-induced cavitation bubble was captured using a high-speed camera by the backillumination method. A detailed quantitative analysis of the surface damage was performed using 3D profilometry. A single cavitation bubble collapse results in a shallow pit with an average depth of 1 - 3 micrometer. The overall statistics of damage parameters such as pit depth, width and volume found consistent with previous investigations. Some damages obtained were correlated with the corresponding bubble collapse sequences. The image sequences also helped to identify effects of the sample surface edge on collapsing dynamics. Further, numerical investigations of the three-dimensional flow surrounding a collapsing laserinduced cavitation bubble with an initial radius of 1.45 mm were performed using two different numerical methods. The three-dimensional flow was captured by solving the Navier-Stokes equations. First method accounts for the multiphase flow (water and vapor), the Volume of Fluid (VoF) method was used. The source term of the phase transport equation of the VoF function was based on the Schnerr-Sauer cavitation model developed using the simplified Rayleigh-Plesset equation. The relative wall distance was varied ranging from 0.3 to 3.0. Computed collapse derivatives, impact velocity, impact pressure, and shape of the bubble, such as toroidal shapes of oval impacts agreed favorably to the experimental measurements. In addition, numerical investigations were performed using the compressible, two-phase Navier-Stokes equations in an Euler-Euler approach with barotropic equations of state. The bubble collapses were compared with the experiments for shapes and collapsing times. The obtained flow characteristics near the surface, such as impact velocities and pressures were also discussed. Further, a microscopic bubble collapse near the surface was also investigated to compute collapse induced wall shear rate and flow around the collapsing bubble. The results of numerical simulations were compared with the existing experimental data. The comparisons have shown a good qualitative and quantitative agreement. Overall, this work gives broad insight towards the investigation of cavitation bubble and induced damage. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Bettar Ould el Moctar Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Schiffstechnik 2018-05-23 2018-08-23 2018-11-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181105-111935-5 28,72 MB application/pdf Sagar, Hemant: Numerical and experimental investigation of laser-induced cavitation bubbles and induced damage, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181105-111935-5 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46533/Diss_Sagar.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47393 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47393 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46533 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47382 2018-11-16 DDC:3:32

Nationalism versus multilateralism International Society 2.0 and the diffusion of power in complexity - Europe and NE Asia in a world of issues Uwe Wissenbach Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Gesellschaftswissenschaften 320 320 Europäische Union , China , Asien , Nationalismus , Multilateralismus , Internationale Gesellschaft My thesis makes a theoretical and empirical contribution to the understanding of international society and governance by comparing the development pathways of Europe and North East Asia and these regions' respective responses to the financial crisis and to the climate change challenge. The novelty of my approach lies in conceiving of nationalism and multilateralism as competing but compatible principles of order in international society. These two organising principles form ideological institutions of international society and have shaped constitutive institutions such as sovereignty, international law and the economy. They determine role and power relationships between states. I start by researching how these ideological beliefs have changed the world: how was Confucianism replaced by nationalism in NE Asia and nationalism by multilateralism in Europe? The anarchy of Westphalian Europe has evolved into a syndicated supranational hierarchy in the EU, while the Confucian hierarchy in pre-modern NE Asia has given way to nationalist rivalry and territorial conflicts between Japan, China and Korea. Today the two regions – one integrated, one conflicted – play leading roles in global governance of a complex world of issues. The EU is guided by its multilateralist DNA, while NE Asia handled the financial crisis and the climate change challenge with a nationalist approach. In the theoretical part I am taking the English School's approach beyond its euro-centrism and also examine the contributions of the new Chinese school of International Relations. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Dirk Messner Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Gesellschaftswissenschaften, Institut für Politikwissenschaft 2016-04-22 2017-06-01 2018-11-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181105-093346-4 7,88 MB application/pdf Wissenbach, Uwe: Nationalism versus multilateralism: International Society 2.0 and the diffusion of power in complexity - Europe and NE Asia in a world of issues, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181105-093346-4 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Gesellschaftswissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46522/Diss_Wissenbach.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47382 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47382 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46522 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47335 2018-11-16 DDC:6:62:620

Auslegungsaspekte von Batteriepacks und Batteriemanagement-Systemen Design aspects of battery packs and battery management systems Kari Holve 620 620 Batterie , Batteriemanagement , Batteriepack , Batteriemodul , Batteriemanagement-System , State of Health , Lebensdauer Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden unterschiedliche Methoden zur Ladezustandsbestimmung implementiert und die Auswirkungen von Fehlerpotentialen auf die jeweiligen Verfahren untersucht. Des Weiteren wird ein neues Verfahren zur Ladezustandsbestimmung entwickelt. Mittels experimenteller und statistischer Methoden werden Effekte und Wechselwirkungseffekte von Stressfaktoren auf das Alterungsverhalten von Lithium-Ionen Akkumulatoren untersucht. Aufbauend auf den Versuchsergebnissen der Alterungsuntersuchungen wird ein Modell zur Prognose der Lebensdauer der Akkumulatoren aufgebaut. Balancierungsstrategien für Batteriemodule werden implementiert und hinsichtlich Ladezeit und verfügbarer Ladungsmenge miteinander verglichen. In the context of the dissertation at hand, different methods for the determination of state-of-charge got implemented and the consequences of risks of errors on the particular processes. Furthermore, a new process for the determination of state-of-charge got developed. With the use of experimental and statistic methods, effects and interaction effects of stress factors on ageing behavior of lithium-ion batteries got examined. Based on the experimental results of the investigations of cycle-life, a new model for predicting the durability of accumulators got constructed. Balancing strategies for battery modules get implemented and get compared and contrasted in terms of charging time and available charge. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Angelika Heinzel Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik 2012-02-02 2018-07-31 2018-11-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181105-130421-0 10,78 MB application/pdf Holve, Kari: Auslegungsaspekte von Batteriepacks und Batteriemanagement-Systemen, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181105-130421-0 ger http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46483/Diss_Holve.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47335 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47335 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46483 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47261 2018-11-16 DDC:3:32:320

Social media as a deliberative arena? Environmental protection bureaus meet netizens on Sina Weibo in China Magnus Dau M.A. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Gesellschaftswissenschaften, Institut für Politikwissenschaft 320 320 China , social media , deliberation , Sina Weibo , Environmental protection. This dissertation analyzes the interactions of netizens and environmental protection bureaus (EPB) in China as a case of authoritarian deliberation. To do so the characteristics setting social media apart from traditional ones are elaborated to show their unprecedented potential for deliberative practices and how they changed the nexus of state-society-media relations. Against this backdrop an analysis of collected conversations from the social media platform Sina Weibo using a mixed methods approach is conducted. The mixed methods approach relies on descriptive statistics to assess the scope and depths of EPBs activities on the platform in general and in comparison with other state agencies. It is one of the first systematic assessments that allow to gauge the impact of state-society relation taking place on social media. The findings suggest that deliberative practices are already taking place to a significant degree on social media between state agencies and citizens, but only to a marginal degree in the field of environmental protection. This deviates from the original research assumptions which were based the gravity of issues related to environmental protection and the comparatively high levels of interaction in other policy fields. Based on the insights gained by the quantitative assessment a region in China exhibiting high levels of activity in the field of environmental protection was selected for the second part of the mixed methods approach. This part uses qualitative content analysis to examine in detail the interactions of a group of selected EBPs representing the prefecture level city of Jiaxing. The qualitative evaluation uses a framework developed to assess local e-government services. The findings suggest that at least in this area deliberation between EPBs and netizens occurs regularly. The state agencies are responsive to societal input and can to some extent be pressurized to take action. The most dominant aspects brought into the interactions from the societal sphere can be related to the tasks of public service provision and transparency. This study complements the existing scholarly insights on social media and state-society relations by showing not only the extent to which authoritarian deliberation is already taking place in China’s social media platforms but also by carving out its effects on state-society relations. The observed deliberative practices suggest that social media can contribute to enhance the responsiveness of local governments, increase the quality of local governance and serve as a multidirectional communication platform crossing - not only - the state-society divide. Diese Dissertation analysiert die Interaktionen von Internetnutzern und Umweltschutzbüros (EPB) in China als Fall von autoritärer Deliberation. Zu diesem Zweck werden die Charakteristika herausgearbeitet, die soziale Medien von traditionellen unterscheiden, um ihr Potenzial für deliberative Praktiken aufzuzeigen und um herauszuarbeiten, wie sie die Interdependenz zwischen Staat, Gesellschaft und Medien verändert haben. Vor diesem Hintergrund wird eine Analyse von gesammelten Interaktionen der social-media Plattform Sina Weibo mit Hilfe eines mixed-methods Ansatz durchgeführt. Dieser Ansatz verfolgt ein off-set Design und stützt sich einerseits auf deskriptive Statistiken, um den Umfang und die Tiefe der Aktivitäten der EPBs auf der Plattform im Allgemeinen und im Vergleich zu anderen staatlichen Agenturen zu bewerten. Dies ist einer der ersten systematischen Erfassungen dieser Interaktionen, die es ermöglicht, die Implikationen auf die Beziehungen zwischen Staat und Gesellschaft durch sozialen Medien in dieser Hinsicht zu messen. Die Ergebnisse legen nahe, dass Beratungsprozesse in den sozialen Medien zwischen staatlichen Stellen und Bürgern bereits in erheblichem Maße stattfinden, im Bereich des Umweltschutzes jedoch nur marginal. Dies weicht von den etablierten Forschungsannahmen ab, die darauf beruhen insbesondere Umweltschutz als sensitives Politikfeld zu sehen. Zudem weisen andere Politikbereiche in sozialen Medien einen vergleichsweise hohen Grad an Interaktion auf. Basierend auf den Erkenntnissen der quantitativen Bewertung wurde für den zweiten Teil des mixed-methods Ansatzes eine Region in China ausgewählt, die eine hohe Aktivität zwischen Netizens und EPBs im Bereich des Umweltschutzes aufweist. Dieser Teil der Arbeit verwendet qualitative Inhaltsanalyse, um die Interaktionen einer Gruppe ausgewählter EBPs, die die bezirksfreie Stadt Jiaxing repräsentieren, im Detail zu untersuchen. Die qualitative Bewertung greift dabei auf einen Analyserahmen zurück, der entwickelt wurde, um lokale E-Government-Dienste zu bewerten. Die Ergebnisse legen nahe, dass zumindest in dieser Region regelmäßig Interaktionen im Sinne deliberativer Praktiken zwischen EPBs und Netizens stattfinden. Die staatlichen Stellen reagieren auf den gesellschaftlichen Input und können unter, in gewissen Grenzen, unter Druck gesetzt werden, Maßnahmen zu ergreifen. Die dominierendsten Aspekte, die in die Interaktionen von den Bürgern eingebracht werden, lassen sich auf die Analysekategorien der Erbringung öffentlicher Dienstleistungserbringung und der Transparenz zurückführen. Diese Studie ergänzt die vorhandenen wissenschaftlichen Erkenntnisse zu sozialen Medien und zu den Beziehungen zwischen Staat und Gesellschaft in autoritären System wie China, indem sie nicht nur das Ausmaß autoritärer Deliberation anhand von Chinas Sina Weibo Plattform aufzeigt, sondern auch deren Auswirkungen auf die Beziehungen zwischen Staat und Gesellschaft herausgearbeitet. Die beobachteten deliberativen Praktiken legen nahe, dass soziale Medien dazu beitragen können, die Reaktionsfähigkeit lokaler Regierungen zu verbessern, die Qualität lokaler Governance zu verbessern und als multidirektionale Kommunikationsplattform zu dienen, die nicht nur die Kluft zwischen Staat und Gesellschaft überschreitet. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Institut für Ostasienwissenschaften (IN-EAST) Thomas Heberer Prof. Dr. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Gesellschaftswissenschaften, Institut für Politikwissenschaft 2017-12-20 2018-04-23 2018-11-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181105-103502-0 4,58 MB application/pdf Dau, Magnus: Social media as a deliberative arena? Environmental protection bureaus meet netizens on Sina Weibo in China, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181105-103502-0 eng From 2012-2014 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Gesellschaftswissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46451/Diss_Dau.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47261 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47261 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46451 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47225 2018-11-16 DDC:6:62

Analyse und Optimierung der Folienkühlung in industriell betriebenen Hochleistungsblasfolienextrusionsanlagen mittels integrativer Prozessmodelle Benedikt Paul August Neubert 620 620 Eine Möglichkeit kontinuierlich dünnwandige Folien herzustellen ist die Blasfolienextrusionstechnik. Unter Berücksichtigung ökonomischer Gesichtspunkte werden Anstrengungen unternommen, den Ausstoß dieser kunststoffverarbeitenden Anlagen zu steigern. Hierzu wird sowohl auf wissenschaftlicher als auch industrieller Seite versucht, verfahrenstechnische Anlagenkomponenten zu verbessern. Limitierungen hinsichtlich der angestrebten Intensivierung des Anlagenausstoßes lassen sich fast ausschließlich auf die Grenzen in der Extrudatkühlung zurückführen. Demnach steht der Wärmetransport zwischen heißem Folienschlauch und eingesetzter Kühlluft im Vordergrund vieler Untersuchungen. Dabei ist eine Entwicklung neuer oder die Weiterentwicklung bestehender maschinenbaulicher Komponenten eng mit der Notwendigkeit des Prozessverständnisses verknüpft. Besonders ist dies für alle Vorgänge innerhalb der Schlauchbildungszone zutreffend. Im Rahmen dieser Arbeit werden Möglichkeiten aufgezeigt, industriell betriebene Hochleistungsblasfolienextrusionsanlagen unter Verwendung aufgestellter Modellansätze zu analysieren und zu optimieren. Es werden Potentiale zur Leistungssteigerung industrieller Blasfolienextrusionsanlagen und ein alternativer Ansatz zur Übertragung von Folieneigenschaften bzw. Prozesszuständen zwischen Anlagen mit deutlichem Maßstabsunterschied vorgestellt. Der verwendete Modellansatz zur Abbildung industrieller Blasfolienextrusionsanlagen erlaubt die in Realität stattfindenden, dynamischen Wechselwirkungen zwischen eingesetztem Kühlmedium und dessen Einfluss auf die Folienkonturausformung zu beschreiben. Hierzu setzt sich das Modell aus zwei Modulen zusammen. Ein Modul dient der numerischen Berechnung der thermischen und strömungsmechanischen Phänomene, das andere Modul wird zur Beschreibung der Folienkonturausbildung, basierend auf einem rheologischen Materialmodell, verwendet. Um eine modelltechnische Abbildung von Hochleistungsblasfolienextrusionsprozessen zu gewährleisten, erfolgt eine Erweiterung des von Bussmann [Bus10] entwickelten ganzheitlichen Prozessmodells. In dieser Arbeit erfolgt die erstmalige Implementierung einer Blaseninnenkühlung in die Modellbildung. Das sich einstellende Druckprofil und die aktive Beeinflussung des Wärmetransportes auf der Innenseite der Folienkontur werden in die Gesamtbetrachtung einbezogen. Es werden alle den Ausformungsprozess der Folienkontur beeinflussenden Prozessparameter berücksichtigt. Zur genauen Beschreibung des Verstreckprozesses wird darüber hinaus das material- und höhenabhängige Foliengeschwindigkeitsprofil experimentell bestimmt und integriert. In Kombination mit einer zuvor erarbeiteten, prozessnahen Modellkalibrierung kann gezeigt werden, dass sich die angepasste Modellbildung zur Abbildung von Hochleistungsblasfolienextrusionsprozessen eignet. Der erweiterte Modellierungsansatz wird anschließend dazu genutzt, eine konkrete Abkühlsituation an einer industriell betriebenen Blasfolienextrusionsanlage zu analysieren und den Wärmetransport zwischen Kühlluft und (Co-)extrusionsfolie zu verbessern. Es wird gezeigt, dass sich Verbesserungen des Wärmeaustausches durch passiv wirkende Kühlluftführungselemente erreichen lassen. Das Ziel besteht darin, die Interaktion zwischen schnellströmender Kühlluft und ruhender Umgebungsluft weitestgehend hinauszuzögern. Zur Analyse der Strömungs- und Wärmeübertragungsphänomene wird eine automatisierte und standardisierte Möglichkeit vorgestellt, mit der Ergebnisse aus den Strömungssimulationen quantitativ bewertet werden können. Dies beinhaltet u.a. die Bewertung höhenabhängiger Strömungsgeschwindigkeitsprofile der Kühlluft entlang der gekrümmten Folienoberfläche. Unter Verwendung der rechnergestützten Modellierung konnte in der vorliegenden Arbeit eine deutliche Verbesserung der Strömungssituation – bei sonst gleichbleibenden Randbedingungen – realisiert werden. Auch die experimentelle Validierung innerhalb einer industriellen Produktionsumgebung konnte eine verbesserte Strömungsführung bzw. Kühlung der Folie bestätigen. Produktionsseitig ermöglicht die angepasste Kühlluftführung den Anlagenausstoß um bis zu zehn Prozent zu steigern. Dabei werden sowohl industriell geforderte Produkt- als auch prozessnahe Anforderungen berücksichtigt. Virtuell generiertes Prozessverständnis wird dazu genutzt, eine neuartige Methode zur Intensivierung des Wärmeaustausches zu konzeptionieren. Das als Sekundärluftvorkühlung bezeichnete Konzept ermöglicht es das Potential vorliegender Strömungsbedingungen zur Intensivierung der Folienkühlung auszunutzen. Durch gezielte Vorkühlung angesaugter Umgebungsluft kann die Folienkühlung sowohl für den Technikums- als auch Industriemaßstab positiv beeinflusst werden. Neben der Intensivierung der Ausstoßleistung, befassen sich folienproduzierende Unternehmen auch mit der Entwicklung neuer, innovativer Folienrezepturen. Diese werden im Regelfall zunächst auf kleinen Blasfolienextrusionsanlagen im Technikumsmaßstab erprobt, was die Festlegung aller prozessbeeinflussenden Größen beinhaltet. Die nachträgliche Übertragung von Prozesszuständen bzw. Folieneigenschaften auf einen deutlich vergrößerten Maßstab (Düsendurchmesser ≥ 600 mm) stellt Unternehmen vor große Herausforderungen. Der als Scale-up bzw. von Produktions- auf Technikumsanlage als Scale-down bezeichnete Vorgang bedarf einer systematischen und physikalisch begründeten Herangehensweise. Aufbauend auf bestehenden Scale-up / Scale-down Ansätzen, wird eine prozessorientierte Strategie präsentiert. Diese basiert auf der Idee, dass ein Folienelement während der Konturausbildung eine vergleichbare lokale und globale thermomechanische Materialbeanspruchungshistorie erfährt. Es kann gezeigt werden, dass sich die entwickelte Strategie dazu eignet – unter Berücksichtigung notwendiger Einschränkungen – eine Übertragbarkeit sowohl von Prozesszuständen als auch Folieneigenschaften zu gewährleisten. Unter Beachtung anlagenseitiger Randbedingungen und der konsequenten Anwendung numerischer Strömungssimulationen, können im Vorfeld Prozesseinstellungen identifiziert werden, die eine Übertragbarkeit gewährleisten. Ausgehend von einem industriell gefertigten, 3-schichtigen Folienverbund wird anhand von experimentellen Untersuchungen gezeigt, dass eine Übertragbarkeit auch für Scale-up / Scale-down Faktoren von 10 realisierbar ist. The blown film extrusion technique is one way to continuously produce thin-walled films. By considering economic aspects, engineers have made efforts to increase the output of such plastics-processing units by improving the process-engineered unit components from a scientific as well as industrial perspective. Yet possible constraints to this endeavor are almost always traced back to limitations in the extrudate cooling. Thus, the heat transport between the hot film tube and the applied cooling air is the primary issue in many investigations. The development of new or the improvement of existing engineered components is closely linked with the necessity of process understanding. This is especially the case for all processes within the bubble formation zone. This current work presents options to analyze and optimize industrially operated high-performance blown film extrusion units by exploiting established model approaches. Presented here are potentials for improving the performance of industrial blown film extrusion units as well as an alternative approach for transferring film properties or process conditions among units with markedly different scales. The applied model approach for mapping industrial blown film extrusion units allows one to describe really occurring, dynamic interactions between the applied cooling medium and its influence on the shaping of the film contour. In this regard, the model is composed of two modules. One module serves for numerically calculating the thermal and fluid-mechanic phenomena; the other module is used for describing the shaping of the film contour, based on a rheological material model. To ensure a model mapping of high-performance blown film extrusion processes, the holistic process model developed by Bussmann [Bus10] is expanded here. This current work shows the first-time implementation of an internal bubble cooling in the modeling. The equilibrating pressure profile and the active influencing of the heat transport on the inner side of the film contour are incorporated in the entire consideration. All the process parameters affecting the shaping process of the film contour are taken into account. Moreover, for precisely describing the stretching process, the material- and height-dependent film velocity profile have been experimentally determined and integrated. Combined with a previously established and process-related model calibration, it can be shown that the adapted modeling is suitable for mapping high-performance blown film extrusion processes. The expanded modeling approach is subsequently used to analyze a concrete cooling situation on an industrially operated, blown film extrusion unit and to improve the heat transport between the cooling air and the (co-)extrusion film. It is shown that improvements in the heat exchange can be attained through passively acting cooling-air circulation elements. The aim here is to prolong, as far as possible, the interaction between the fast-flowing cooling air and the steady ambient air. For analyzing flow- and heat-transfer phenomena, an automated and standardized option is presented with which the results from the flow simulations can be quantitatively evaluated. Among others, this comprises the evaluation of height-dependent flow rate profiles of the cooling air along the curved film surface. By using computer-aided modeling, the present work indicates that a clear improvement in the flow situation with otherwise constant boundary conditions could be realized. In addition, the experimental validation within an industrial production environment could confirm an improved flow control or cooling of the film. On the production side, the adapted cooling air circulation allows an up to 10% increase in the unit output. Industrially required product specifications as well as process-oriented specifications are hereby taken into account. Virtually generated process knowledge is employed here to design a new method for intensifying the heat exchange. This concept, called ‘secondary air pre-cooling’, allows one to exploit the potential of present flow conditions for bolstering the film cooling. Through the targeted pre-cooling of intake air, the film cooling can be positively influenced for the pilot plant- as well as industrial scale. Besides intensifying the output performance, film-producing companies are also dealing with the development of new, cutting-edge film formulations. Generally, these formulations are tested on small, blown film extrusion units on a pilot scale, which serves for setting all process-influencing parameters. The subsequent transfer of process conditions or film properties to a clearly greater scale (die diameters of ≥ 600 mm) poses huge challenges for companies. This so-called ‘scale-up’ process or — from a production plant to pilot plant perspective — ‘scale-down’ process needs to be handled in a systematic and physically substantiated manner. Building on existing scale-up/scale-down approaches, this dissertation presents a process-oriented strategy based on the idea that, during contour shaping, a film element experiences a comparable local and global thermo-mechanical material stress history. It can be shown that the developed strategy is suitable by considering necessary constraints to ensure a transferability of process conditions as well as of film properties. Upon consideration of unit-related boundary conditions and the consequent use of numerical flow simulations, process settings could already be identified which guarantee transferability. Starting from an industrially fabricated, three-layer film composite, it has been shown, based on experimental studies, that transferability can be realized also for scale-up/scale-down factors of 10. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Johannes Wortberg Prof. Dr.-Ing. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Institut für Produkt Engineering 2018-04-10 2018-08-30 2018-11-16 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181116-102407-7 12,39 MB application/pdf Neubert, Benedikt Paul August: Analyse und Optimierung der Folienkühlung in industriell betriebenen Hochleistungsblasfolienextrusionsanlagen mittels integrativer Prozessmodelle, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181116-102407-7 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Ingenieurwissenschaften 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46397/Diss_Neubert.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47225 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47225 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46397 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47421 2018-11-15 DDC:6:61

G-Protein gekoppelter Rezeptor (GPR) 15 – ein neuer Rezeptor für die Migration von T-Zellen in das Colon von Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen Daniel Gageik Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Medizinische Mikrobiologie 610 610 Chronisch entzündliche Darmerkrankungen (CED), wie Morbus Crohn (MC) oder Colitis ulcerosa (CU), werden durch eine überschießende Immunantwort von T-Lymphozyten vermittelt. Dabei spielt die Migration dieser Zellen in das Colon eine entscheidende Rolle für die Pathogenese und rückt daher immer stärker in den Fokus von neuen Therapieansätzen. GPR15 wurde vor kurzem als neuer homing-Rezeptor für T-Zellen in das Colon beschrieben. Allerdings wird seine Rolle bei der Migration von pro- und antiinflammatorisch wirkenden Immunzellen kontrovers diskutiert. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass im peripheren Blut von gesunden Kontrollen GPR15 sowohl von regulatorischen T-Zellen (TREGs) als auch von konventionellen T-Zellen (TCONV) exprimiert wird. Außerdem konnten verschiedene Zytokinproduktionen und funktionelle Unterschiede zwischen GPR15+ und GPR15- T-Zellen identifiziert werden. Interessanterweise ist bei Patienten mit CED eine deutlich verstärkte Expression von GPR15 auf TREGs im peripheren Blut detektierbar. Gleichzeitig ist die Expression von GPR15 auf TREGs in der entzündeten Schleimhaut des Colons signifikant reduziert, obwohl der Anteil an TREGs im entzündeten Gewebe zunimmt. Ob die erhöhte Expression von GPR15 auf TREGs im peripheren Blut von CED-Patienten für die Migration dieser Zellen in das Colon verantwortlich ist, muss in weiteren Studien geklärt werden. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Astrid M. Westendorf Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Medizinische Mikrobiologie 2018-11-15 2018-01-12 2018-08-30 2018-11-15 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181115-120606-7 1,42 MB application/pdf Gageik, Daniel: G-Protein gekoppelter Rezeptor (GPR) 15 – ein neuer Rezeptor für die Migration von T-Zellen in das Colon von Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181115-120606-7 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Medizinische Mikrobiologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46559/DissDanielGageik.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47421 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47421 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46559 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47314 2018-11-15 DDC:6:61

Vergleich der peri-prozeduralen Komplikationen und des Langzeit-Outcomes bei interventionell behandelten Stenosen von Perforator-tragenden Arterien im vorderen und hinteren Hirnkreislauf Angioplasty and Stenting of Intracranial Arterial Stenosis in Perforator-Bearing Segments A Comparison Between the Anterior and the Posterior Circulation. Ayhan Aycil Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 610 610 Sechsundzwanzig der insgesamt 126 (20,6%) Patienten, die an einer symptomatischen intracraniellen arteriosklerotischen Stenose der Perforator-tragenden Hirnarterien einmalig oder mehrfach interventionell behandelt wurden (insgesamt 155 interventionelle Behandlungen), erlitten einen oder mehrere ischämische oder hämorrhagische Schlaganfälle im Versorgungsgebiet der behandelten Arterie periinterventionell oder im Langzeitverlauf von 19 (±23,5) Monaten. Dabei kam es signifikant häufiger bei Eingriffen in der hinteren Hirnzirkulation zu einem Schlaganfall in dem von der behandelten Arterie versorgten Gefäßterritorium (adustierte Hazard Ratio 3,78, 95%-KI 1,19-12,01, p = 0,024), was auf eine höhere Rate an ischämischen Schlaganfällen zurückzuführen war. Die peri-interventionellen ischämischen Schlaganfälle wurden in ¾ der Fälle durch den Verschluss einer Perforator-Arterie während der Intervention verursacht, während alle im Langzeitverlauf auftretenden ischämischen Reinfarkte im Versorgungsgebiet der behandelten Arterie durch embolische Infarkte oder einen Stent-Verschluss ausgelöst wurden. Die Rate an klinisch stummen Diffusionsstörungen in der Magnetresonanztomographie (MRT) nach erfolgter perkutaner transluminaler Angioplastie (PTA) oder perkutane transluminale Stent Angioplastie (Stent-PTA) war mit 33,5% insgesamt sehr hoch, unterschied sich aber nicht signifikant zwischen Eingriffen der hinteren und vorderen Zirkulation. Es fanden sich in der vorliegenden Dissertation keine signifikanten Unterschiede in der Reinfarktrate zwischen einer alleinigen PTA- oder einer kombinierten Stent-PTA-Behandlung der symptomatischen Stenose. Auch die Latenz zum letzten cerebrovaskulären Ereignis vor dem ersten interventionellen Eingriff der symptomatischen intracraniellen Stenose (<7 Tage oder > 7 Tage) hatte keinen Einfluss auf die Reinfarktrate. Background and Purpose: Subgroup analysis of the SAMMPRIS trial showed a higher rate of periprocedural perforator strokes with the Wingspan stent in the basilar artery in patients with symptomatic intracranial atherosclerotic stenosis (ICAS). It remains unclear whether angioplasty (PTA) alone or in combination with other stent types (PTAS) will yield similar results in perforator-bearing segments of the anterior and posterior circulation. Methods: We retrospectively analyzed the periprocedural complication rate, long term outcome and stroke etiology in 59 consecutive patients with ICAS of the middle cerebral artery (79 treatments) and 67 patients with ICAS of the intracranial vertebral and basilar artery (76 treatments) treated with PTA or PTAS from 2007 to 2015 in a high-volume neuro-interventional center. Results: Periprocedural symptomatic ischemic strokes occurred significantly more often in patients with posterior vs. anterior ICAS treatment (14.5 vs. 5.1%, p = 0.048). During a mean follow-up period of 19 (±23.7) months, 5 recurrent ischemic and 2 hemorrhagic strokes (10.4%) occurred in the territory of the treated artery in posterior circulation compared to 2 ischemic strokes in the anterior circulation (3.4%, p = 0.549). Overall, significantly more patients treated for a posterior ICAS suffered a periprocedural or follow-up stroke [25% vs. 11.4%, p = 0.024]. Periprocedural ischemic strokes were predominantly perforator strokes (73.3%), while all ischemic strokes during follow-up were caused by distal embolization (57.1%) or delayed stent occlusion (42.9%). There was no difference between PTA alone and PTAS. Conclusion: The periprocedural and long-term symptomatic stroke rate was significantly higher in the treatment of perforator-bearing arteries in the posterior circulation. There was no difference between PTA alone or PTAS. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Ralph Weber PD Dr.med Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 2018-11-15 2018-01-26 2018-09-21 2018-11-15 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181115-094203-8 891,2 KB application/pdf Aycil, Ayhan: Vergleich der peri-prozeduralen Komplikationen und des Langzeit-Outcomes bei interventionell behandelten Stenosen von Perforator-tragenden Arterien im vorderen und hinteren Hirnkreislauf, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181115-094203-8 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46523/DissAyhanAycil.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47314 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47314 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46523 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:47396 2018-11-12 DDC:6:61

VEGF-Serum-Spiegel nach Chemoembolisation mit Irinotecan-beladenen Drug-Eluting Beads als prognostischer oder prädiktiver Marker bei Patienten mit Lebermetastasen kolorektaler Karzinome Sven Dyrda Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Sonstige Einrichtungen / Externe 610 610 Das kolorektale Karzinom gehört zu den häufigsten Tumorerkrankungen der westlichen Welt und damit auch zu den häufigsten krebsbedingten Todesursachen. In der metastasierten Situation stehen verschiedene Therapieoptionen zur Verfügung. Irgendwann sind jedoch systemische medikamentöse Therapien ausgeschöpft. Viele dieser Patienten leiden ausschließlich oder dominant an einer Lebermetastasierung. In dieser Situation haben wir in unserer Studie eine Chemoembolisation der Leber mit Irinotecan-beladenen Drug-Eluting Beads durchgeführt. Die mediane Überlebenszeit der 43 behandelten Patienten lag bei 31 Wochen und zeigte damit ähnliche gute Ergebnisse wie andere Salvagetherapien. Als Hauptfragestellung unserer prospektiven Untersuchung haben wir vor und 1 Woche nach der Therapie Serum-VEGF-Spiegel bestimmt, um zu erfahren, ob diese prädiktiv für das Ansprechen bzw. prognostisch für die Überlebenszeit der durchgeführten Salvagetherapie sind. Das Therapieansprechen wurde 4 und 12 Wochen nach der ersten Chemoembolisation überprüft. Hierbei zeigte eine Krankheitsstabilisierung nach 12 Wochen in der RECIST-Auswertung einen günstigen Krankheitsverlauf an. VEGF-Werte oder –verläufe korrelierten aber nicht mit dem Therapieansprechen und waren daher nicht prädiktiv. Hohe VEGF-Basalwerte zeigten ein schlechteres Gesamtüberleben und damit eine schlechtere Prognose an und sie korrelierten mit einer kurz zurückliegenden Therapie mit dem VEGF-Inhibitor Bevacizumab. Hingegen wiesen Patienten ohne oder mit länger zurückliegender Anti-VEGF-Therapie niedrige VEGF-Basalwerte auf. Die Überlebenszeit war in der Gruppe deutlich besser, die nicht mit Bevacizumab vorbehandelt waren. Die Prognose nach einer Chemoembolisation in der Letztlinientherapie war also signifikant schlechter für Patienten, die eine Bevacizumabtherapie vorab erhalten hatten. Da es laut Literatur unter einer antiangiogenen Therapie mit Bevacizumab zu einem Anstieg anderer proangiogener Faktoren, wie FGF, PlGF und PDGF kommt, die zu einer Bevacizumabresistenz führen können, stellen wir die Hypothese auf, dass diese Faktoren für ein schlechteres Therapieansprechen zumindest mitverantwortlich sind. Dementsprechend erscheint es vielversprechend, mit einem Multi-Tyrosinkinaseinhibitor, welcher gegen verschiedene proangiogene Faktoren wirkt, als Kombinationspartner zu einer Chemoembolisation die Ergebnisse der alleinigen Chemoembolisation bei Patienten zu verbessern, die mit Bevacizumab vorbehandelt sind. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Michael Stahl Prof. Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät 2018-11-12 2017-02-23 2018-06-12 2018-11-12 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181112-111414-6 7,41 MB application/pdf Dyrda, Sven: VEGF-Serum-Spiegel nach Chemoembolisation mit Irinotecan-beladenen Drug-Eluting Beads als prognostischer oder prädiktiver Marker bei Patienten mit Lebermetastasen kolorektaler Karzinome, 2018: urn:nbn:de:hbz:464-20181112-111414-6 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Kliniken Essen-Mitte 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46537/DissSvenDyrda.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47396 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=47396 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46537 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:42293 2018-11-12 DDC:5:57:570 DDC:6:61:616:616.9:616.99

α-Catenin is a dosage-dependent tumor suppressor gene in MDS Antje Maria Zickler 570 570 616.99 610 Myelodysplastic Syndromes (MDS) are a heterogeneous group of malignant hematological disorders characterized by ineffective hematopoiesis and a risk of transformation to acute myeloid leukemia (AML). MDS arises from mutations and chromosomal aberrations in hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) leading to their clonal expansion and a dysfunction in their maturation. The most frequent chromosomal lesion in MDS is a heterozygous deletion on the long arm of chromosome 5. Following the hypothesis that this region encodes a key tumor suppressor gene, cytogenetic and high-resolution genomic profiling studies of a large patient cohort have defined two commonly deleted regions (CDRs). Remarkably, for both CDRs, no mutation has been reported on the remaining, intact allele excluding the presence of a classical tumor suppressor that requires the inactivation or loss of both copies. Despite extensive efforts, the identity of the predicted, most likely gene dosage insufficient tumor suppressor remains obscure. In this study, I investigated the tumor suppressor function of the α-Catenin-encoding gene CTNNA1 located in the center of the proximal CDR. I employed a competitive reconstitution approach using RNAi in murine HSPCs to test the gene dosage reduction of α-Catenin in vivo. As well, using a reciprocal approach, I assessed the effect of α-Catenin re-expression in a leukemia cell line with a deletion on chromosome 5 encompassing the CTNNA1 locus. First, I showed that one out of 8 shRNA encoding vectors mediated a reduced Ctnna1 expression that conveyed a clonal advantage to the transplanted HSPCs leading ultimately to a myeloid malignancy in vivo. The affected cells showed both self-renewal and long-term repopulation ability, since their clonal dominance was retained in recipient mice for more than six months after transplantation as well as upon secondary transplantation. To implement the frequent co-occurrence of inactivating TP53 mutations with 5q deletions in MDS patients, I performed a competitive reconstitution experiment with HSPCs expressing no Tp53 and reduced Ctnna1 levels. The inactivation of Tp53 conferred an additive effect compared to the clonal dominance of the HSPC with low Ctnna1 expression alone and caused an earlier onset of death of transplanted mice. Thus, my work provides the first functional evidence for α-Catenin as a gene dosage insufficient tumor suppressor in myeloid malignancies in vivo. To further analyze the observed phenotype, I cultivated primary bone marrow cells with RNAi-mediated knockdown of Ctnna1. The downregulation of Ctnna1 using one specific RNAi vector led to the survival, proliferation and immortalization of the cells in vitro. While downregulation of Ctnna1 in murine hematopoietic cells invoked a growth and survival advantage, I could show that in HL60 cells, a model cell line for myeloid malignancies with deletion of chromosome 5q, re-expression of CTNNA1 strongly impaired the cell growth. In addition, the cells showed upregulation of differentiation markers. In conclusion, my study revealed key aspects of the tumor suppressive activity of CTNNA1 in hematopoietic cells based on in vivo and complementary in vitro studies. Die Myelodysplastischen Syndrome (MDS) sind eine Gruppe heterogener maligner hämatologischer Erkrankungen, die sich durch ineffektive Hämatopoese und einem erhöhten Transformationsrisiko zu Akuter Myeloischer Leukämie (AML) auszeichnen. MDS wird durch Mutationen und chromosomale Aberrationen in hämatopoetischen Stamm- und Vor-läuferzellen (HSVZ) ausgelöst, die deren klonale Expansion und Differenzierungsstörungen bewirken. Die häufigste chromosomale Aberration in MDS ist eine heterozygote Deletion des q-Armes auf Chromosom 5. Basierend auf der Hypothese, dass in dieser Region Tumor-suppressorgene lokalisiert sind, konnten über cytogenetische und hochauflösende genomische Analyseverfahren zwei rekurrente Deletionsregionen (CDRs) definiert werden. Bemerkens-werterweise wurde in keiner dieser beiden Abschnitte eine Mutation auf dem intakten Allel identifiziert, sodass die Existenz klassischer Tumorsuppressorgene, für die eine Inaktivierung beider Allele erforderlich ist, in den CDRs ausgeschlossen werden kann. Stattdessen ist eine Gendosisabhängigkeit dieser putativen Tumorsuppressorgene wahrscheinlich. Allerdings sind ihre Identitäten bisher noch weitgehend unbekannt. In dieser Arbeit analysierte ich die Tumorsuppressorfunktion von α-Catenin, das durch CTNNA1 in der proximalen CDR kodiert wird. In einem kompetitiven Rekonstitutionsansatz untersuchte ich die durch RNAi-vermittelte Gendosisreduktion von α-Catenin in murinen HSVZ. Zudem analysierte ich den Effekt der Re-expression von α-Catenin in einer humanen Leukämiezelllinie mit heterozygoter 5q-Deletion, die den CTNNA1 Lokus einschließt. Zunächst zeigte ich, dass einer von 8 shRNA-kodierenden Vektoren eine Ctnna1 Gen-dosisreduktion bewirkte, die transplantierten HSVZ eine klonalen Vorteil vermittelte und zu einem MDS-ähnlichen Phänotyp führte. Die betroffenen hämatopoetischen Zellen zeigten sowohl Selbsterneuerungs- als auch Langzeitrepopulationspotenzial, da sie das Knochenmark der Empfängertiere länger als 6 Monate klonal dominierten und ebenso in sekundären Empfängertieren anwuchsen. Da inaktivierende TP53 Mutationen häufig mit 5q-Deletionen in MDS Patienten assoziiert sind, wurde das Experiment ebenfalls mit HSVZ aus Tp53–/– Mäusen durchgeführt. Die Tp53 Inaktivierung verstärkte die klonale Dominanz der trans-plantierten HSVZ mit reduzierter Ctnna1 Gendosis und verkürzte die Überlebensrate der transplantierten Mäuse. Meine Arbeit zeigt erstmalig in funktionellen Analysen die gendosis-abhängige Tumorsuppressorfunktion von α-Catenin in malignen myeloiden Erkrankungen in vivo. Um diese weiter zu untersuchen, kultivierte ich primäre murine HSVZ mit RNAi-vermittelter Gendosisreduktion von α-Catenin. Der Knockdown von Ctnna1 führte auch in vitro zu erhöhtem Wachstum und zur Immortalisierung der transduzierten Zellen. Während Gendosisinsuffizienz von α-Catenin murinen hämatopoetischen Zellen einen Wachstums- und Überlebensvorteil vermittelte, zeigte ich in einem reziproken Versuchs-ansatz in HL60 Zellen, einer humanen Modellzelllinie für 5q-Deletionen, dass die Re-expression von CTNNA1 das Zellwachstum stark beeinträchtigte. Zudem löste α-Catenin Re-expression die Hochregulation von Differenzierungsmarkern in HL60 Zellen aus. Meine Arbeit gibt Aufschluss über die entscheidende Tumorsuppressorgenfunktion von α-Catenin in MDS anhand von funktionalen Daten aus in vivo und ergänzenden in vitro Studien. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Peter A. Horn Prof. Dr. med. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Institut für Transfusionsmedizin 2016-10-19 2014-08-28 2016-10-17 2018-11-12 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181112-094231-9 5,34 MB application/pdf Zickler, Antje Maria: α-Catenin is a dosage-dependent tumor suppressor gene in MDS, 2016: urn:nbn:de:hbz:464-20181112-094231-9 eng thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46649/DissAZickler.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=42293 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=42293 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46649 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen

oai:duepublico.uni-duisburg-essen.de:38763 2018-11-12 DDC:5:57:570 DDC:6:61:616:616.9:616.99

Regulation der NKG2D Stressliganden MICA, MICB und ULBP2 in proliferierenden und seneszenten Tumorzellen Regulation of the NKG2D stress ligands MICA, MICB and ULBP2 in proliferating and senescent tumor cells Jolanthe Baingo 570 570 616.99 610 Tumorzellen , NKG2D Liganden , PI3K-abhängige Signalwege , Seneszenz Das maligne Melanom stellt die tödlichste Form aller Hautkrebserkrankungen dar und entsteht durch eine maligne Transformation der Melanozyten. Melanomzellen können durch zytotoxische Lymphozyten, wie NK Zellen und T Zellen als entartet erkannt und getötet werden. Beide Lymphozytensubgruppen kennzeichnet die Expression des Rezeptors NGK2D, der Stress-induzierte Liganden der MIC und ULBP Molekülfamilie auf den Tumorzellen detektiert und damit zur Aktivierung der mmuneffektoren beiträgt. Melanomzellen exprimieren die NKG2D Liganden (NKG2DL) MICA, MICB und ULBP2 auf ihrer Oberfläche. Die Rolle onkogener Signalwege in der Regulation der NKG2DL Expression in Melanomzellen ist bislang ungeklärt. Neben einer konstitutiven Aktivierung des MAP-Kinase Signalwegs, gesteuert durch die BRAF Mutante V600E, ist die PI3K-AKT Signalkaskade wichtig für die Proliferation und das Überleben der Melanomzellen. Da die Hemmung der PI3K in einer Repression der Proliferation mündet, wird diese Kinase als Wirkstoffziel für die Tumortherapie untersucht. Die Proliferationsblockade kann von transienter oder permanenter Natur sein - letzteres, einhergehend mit der Ausbildung eines seneszenten Phänotyps der Tumorzellen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte untersucht werden, inwiefern PI3K- sowie AKTabhängige Signale die NKG2DL Expression in Melanomzellen beeinflussen und wie sich Seneszenz auf die NKG2DL Expression auswirkt. Dazu wurde zunächst die Aktivität der PI3K in verschiedenen Melanomzelllinien durch den Inhibitor LY294002 gehemmt. Dies führte zu einer verminderten MICA, MICB und ULBP2 Oberflächenexpression, unabhängig von deren BRAF Mutationsstatus. Eine stärkere Herabregulation konnte durch Verwendung des klinisch relevanten Inhibitors GSK2126458 erzielt werden, der in deutlich niedrigerer Konzentration zu einer Blockade der PI3K Signalgebung führte, gemessen anhand der Phosphorylierung der PI3K-kontrollierten Kinase AKT sowie stromabwärts gelegener Zielstrukturen des Signalweges. Die PI3K Blockade verursachte neben einer verminderten Oberflächenexpression eine deutliche Reduktion des NKG2DL Gesamtproteins und der spezifischen mRNA, was bereits vier Stunden nach Inhibitorbehandlung detektierbar war. Die Herabregulation der NKG2DL Oberflächenexpression durch den Inhibitor GSK2126458 resultierte in einer verringerten NKG2D-abhängigen NK Zellerkennung der Melanomzellen. Da bekannt ist, dass eine Blockade der PI3K Signalgebung indirekt mit einer Aktivierung des Tumorsuppressors p53 einhergeht, wurde die Rolle von p53 unter Verwendung der syngenen Kolonkarzinomzelllinien HCT116p53+/+ und HCT116p53-/- überprüft. In beiden Zelllinien führte die PI3K Inhibition zu einer Reduktion der MICA, MICB und ULBP2 Expression, wenngleich diese in den HCT116p53+/+ Zellen stärker ausfiel. In jedem Fall konnte eine NKG2DL Herabregulation auf der Ebene des Oberflächen- und Gesamt-Proteins sowie der mRNA beobachtet werden. Um zu prüfen, inwieweit AKT in der Regulation der NKG2DL Expression involviert ist, wurden Melanomzellen mit dem AKT Inhibitor GSK2110183 behandelt. Die Inhibitorexposition verursachte eine schwächere ULBP2 Expression auf der Oberfläche, auf Gesamtprotein- sowie mRNA-Ebene, während die Effekte auf die MICA und MICB Expression nicht konsistent ausfielen. Eine Herabregulation von ULBP2 konnte unter AKT Inhibition auch in HCT116p53+/+ und HCT116p53-/- Zellen beobachtet werden. Dementsprechend führte die transiente Transfektion von Melanomzellen mit myristoyliertem und damit konstitutiv aktivem AKT1 (myrAKT1) zur Hochregulation der ULBP2 Proteinexpression. Dies konnte ebenfalls in Melanomzellen detektiert werden, die nach Transduktion myrAKT3 stabil exprimierten. Diese Daten demonstrieren, dass die Aktivität PI3K-abhängiger Signaltransduktionswege das NKG2DL Expressionsniveau bestimmt, wobei die Regulation der ULBP2 Expression zudem auch AKT-abhängig erfolgt. Dies verdeutlicht, dass MICA, MICB und ULBP2 durch PI3K- und AKT-abhängige Wege differentiell reguliert werden. Um gezielt die Auswirkung von Seneszenz auf die NKG2DL Expression zu ermitteln, wurde ein induzierbares Modell basierend auf der Melanomzelllinie WMM1175_p16INK4a verwendet. In diesen Zellen wird Seneszenz über die IPTG-induzierbare Expression von p16 initiiert. Der irreversible Proliferationsarrest der malignen Zellen wurde über die verstärkte Expression von Seneszenz-assoziierter β-Galaktosidase, einer Hochregulation von p16, Herabregulation von E2F-1 und Ki-67 sowie Zunahme von Autofluoreszenz verifiziert. Interessanterweise zeigten seneszente WMM1175_p16INK4a Zellen im Vergleich zu proliferierenden Kontrollzellen eine Induktion der NKG2DL MICA und MICB, während die ULBP2 Expression unbeeinflusst blieb. Im Gegensatz dazu führte replikative Seneszenz, induziert in Fibroblasten durch stetige Kultivierung, lediglich zu einer geringen Induktion der MICA und MICB Proteinexpression und einer leichten Herabregulation von ULBP2. Zusammenfassend demonstrieren die Resultate dieser Doktorarbeit, dass die Expression von MICA, MICB und ULBP2 sowohl im Melanom, als auch im Kolonkarzinom durch PI3Kabhängige Signaltransduktionswege reguliert wird. Entsprechend führt die PI3K Blockade zur Herabregulation der NKG2DL Expression, einhergehend mit einem Proliferationsstopp. Letzteres ist jedoch nicht zwangsläufig mit einer verminderten NKG2DL Expression assoziiert, da seneszente Melanomzellen eine Hochregulation von MICA und MICB aufweisen. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass sowohl die PI3K-vermittelte onkogene Proliferation als auch irreversibler Zellzyklusarrest im Kontext einer malignen Zelle, d.h. die Existenz „entarteter“ Zellen, dem Immunsystem via NKG2DL signalisiert werden. Melanoma is the most dangerous type of skin cancer, originating from malignant transformation of melanocytes. Melanoma cells can be detected as abnormal self and eliminated by cytotoxic lymphocytes of the innate and adaptive immune system such as NK and T cells. Both lymphocyte subsets express the activating receptor NKG2D. Its stress inducible ligands, members of the MIC and ULBP molecule family, are expressed on tumor cells and signaling via NKG2D enhances the cytotoxic anti-tumor activity of T cells and NK cells. Though expression of the NKG2D ligands (NKG2DL) MICA, MICB and ULBP2 on melanoma cells has been demonstrated, their regulation by oncogenic signaling pathways remains to be elucidated. Melanoma cells are addicted to constitutive MAP-kinase pathway activation, frequently driven by mutant BRAFV600E and to oncogenic PI3K-AKT signaling both contributing to cell proliferation and survival. As PI3K inhibition effectively blocks proliferation of melanoma cells it is considered an interesting drug target for tumor therapy. The cell cycle arrest induced upon PI3K inhibition can either be transient or permanent, the latter associated with a senescent phenotype. Thus, the aim of this thesis was, at first, to analyse the impact of oncogenic PI3K and AKT signaling on NKG2DL expression and, at second, to determine the influence of senescence on NKG2DL expression. To assess whether PI3K dependent signaling pathways are involved in the regulation of NKG2DL expression in melanoma cells, different melanoma cell lines were treated with the PI3K inhibitor LY294002. This led to a decrease of MICA, MICB and ULBP2 surface expression independent of mutant BRAFV600E activity. NKG2DL downregulation was much stronger in the presence of the clinically relevant PI3K inhibitor GSK2126458. Compared to LY294002, blockade of PI3K dependent signaling by GSK2126458 was much more efficient even at lower concentrations as determined by the phosphorylation level of PI3K downstream targets such as AKT. Reduced NKG2DL expression was detectable within 4 hours after PI3K inhibition at the levels of surface protein, total protein and mRNA. Notably, inhibition of PI3K signaling decreased the NK cell sensitivity of melanoma cells. PI3K pathway inhibition has been demonstrated also to the induce activity of the tumor suppressor p53 indirectly via AKT. To study the role of p53 the PI3K-dependent regulation of NKG2DL expression, the syngenic HCT116 p53+/+ and HCT116 p53-/- colon carcinoma cell system was used. Both cell lines showed diminished cell surface, total protein and mRNA Expression of MICA, MICB and ULBP2 under PI3K blockade, though effects were stronger in the p53+/+ cell line. To analyse the role of AKT in regulating NKG2DL abundance, melanoma cells were exposed to the AKT Inhibitor GSK2110183. While blockade of AKT signaling had no consistent effects on MICA and MICB expression it consistently diminished ULBP2 expression at the cell surface, at the levels of total protein and mRNA. Also HCT116p53+/+ and HCT116p53-/- cells responded to AKT inhibition with a decrease in ULBP2 expression. Accordingly, transient transfection of melanoma cells with myristoylated AKT1 (myrAKT1), rendering AKT constitutively active, increased ULBP2 protein expression. These results were confirmed in myrAKT3 stably transduced melanoma cells. These data demonstrate that the activity of PI3K dependent signaling determines the NKG2DL expression levels. As only ULBP2 expression is consistently affected by AKT dependent pathways this points to a differential regulation of MICA, MICB and ULBP2 by PI3K and AKT dependent signaling. To assess the impact of senescence on NKG2DL expression the melanoma cell line WMM1175_p16INK4a was used as a model. In this cell line senescence via induction of p16 expression is inducible by IPTG. The irreversible cell cycle arrest was demonstrated by increased expression of senescence-associated β-galactosidase and p16, decreased E2F-1 and Ki-67 protein levels and elevated autofluorescence. Interestingly, senescence of WMM1175_p16INK4a cells was accompanied by an increase in the expression of MICA and MICB, while ULBP2 abundance was not affected. In contrast, replicative fibroblasts showed a slight increase in MICA as well as MICB and low reduction of ULBP2 expression. In sum the data of this PhD thesis demonstrate that expression of MICA, MICB and ULBP2 is regulated by PI3K dependent pathways, in melanoma and colon carcinoma. Accordingly, PI3K inhibition leads to downregulation of NKG2DL expression associated with a block in proliferation. The latter is not necessarily correlated with a diminished NKG2DL expression as senescent melanoma cells upregulate MICA and MICB expression. Thus not only oncogenic proliferation but also irreversible cell cycle arrest of malignant cells, i.e. the existence of “abnormal“ cells, is signalled via NKG2DL to the immune system. Universitätsbibliothek Duisburg-Essen Duisburg Essen Universitätsstraße 9 - 11, 45141 Essen Annette Paschen Prof. Dr. rer. nat. Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Essen, Klinik für Dermatologie 2015-07-24 2015-02-18 2015-06-23 2018-11-12 doctoralThesis Text publishedVersion urn:nbn:de:hbz:464-20181112-084553-6 10,03 MB application/pdf Baingo, Jolanthe: Regulation der NKG2D Stressliganden MICA, MICB und ULBP2 in proliferierenden und seneszenten Tumorzellen, 2015: urn:nbn:de:hbz:464-20181112-084553-6 ger thesis.doctoral Universität Duisburg-Essen Duisburg Essen Fakultät für Biologie 1 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46648/DissJBaingo.pdf https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=38763 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DocumentServlet?id=38763 https://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-46648 Universitätsbibliothek Duisburg-Essen, Essen -a5exuc8gcna7mpdjbbd8@100