Modifizierungen des Enzyms Silicatein alpha zur direkten Immobilisierung auf verschiedenen Oberflächen : neuartige Herstellung von Kompositmaterialien unter physiologischen Bedingungen

Das Silicatein α ist ein 24 kDa großes Enzym, welches im Schwamm Suberites domuncula für die Synthese von Biosilikat verantwortlich ist. Vorhergehende Studien haben gezeigt, dass Silicatein auch die Synthese anderer Metalloxide wie Titandioxid, Galliumoxid und Zirkoniumdioxid katalysieren kann. Diese Fähigkeiten machen das Silicatein α für biomedizinische und biotechnologische Anwendungen interessant, da die Synthese unter nahezu physiologischen Bedingungen ablaufen kann, was die Herstellung neuartiger Kompositmaterialien mit einzigartigen Eigenschaften erleichtern würde. Zur Immobilisierung des Silicatein α auf verschiedenen Oberflächen wurde bislang ein Nickel-NTA-Kopolymer eingesetzt. Diese Art der Immobilisierung bietet eine Reihe von Möglichkeiten in der Nanobiotechnologie, stößt aber in der Biomedizin an ihre Grenzen, da sich nicht alle Oberflächen für ein solches Coating eignen. Zudem können die zur Aktivierung des Polymers nötigen Lösungsmittel und die über die Zeit freigesetzten Monomere aus dem Polymergerüst toxische oder mutagene Wirkung auf das umliegende Gewebe haben. Deshalb wurde das Silicatein α in dieser Arbeit mit zwei Affinitäts-Tags so modifiziert, dass es an verschiedene Oberflächen immobilisiert werden kann und dabei seine Aktivität beibehält. Zuerst wurde das Silicatein mit einem Glu-tag am N-terminalen Ende modifiziert. Dadurch gelang die direkte Immobilisierung an Hydroxyapatit und die folgende, enzymkatalysierte Synthese von Biosilikat-Beschichtungen auf diesem Träger. Die Eigenschaften eines solchen HA-Kompositmaterials können zum Beispiel zu einem verbesserten, schnelleren und stabileren Einwachsen von Knochenimplantaten führen, da Biosilikat die Reifung und Differenzierung von Osteoblasten beschleunigt. rnMit dem an Hydroxyapatit-Plättchen immobilisierten Glu-tag-Silicatein wurde ein modifizierter Pull-down Assay etabliert, wodurch bekannte, aber auch bis dahin noch unbekannte Protein-Interaktionspartner identifiziert werden konnten. rnUm zu zeigen, dass der entwickelte Glu-tag an präformierte, calciumhaltige Oberflächen binden kann, wurden die Nadeln des Kalkschwammes Paraleucilla magna als Modellorganismus verwendet. Die Nadeln konnten durch das immobilisierte Silicatein mit einer Titandioxid-Schicht überzogen werden und unter Verwendung des Interaktionspartners Silintaphin-1 konnte diese Beschichtung noch verstärkt werden. Solche CaCO3-Kompositmaterialien könnten sowohl in der Biomedizin als auch in der Biotechnologie zum Einsatz kommen. Neben den erwähnten calciumhaltigen Materialien finden auch andere Stoffe wie TiO2-Nanodrähte Verwendung in der Forschung. In weiterführenden Experimenten konnte gezeigt werden, dass der entwickelte Glu-tag auch Affinität zu Titandioxid-Oberflächen vermittelt. Auch hier konnte durch das oberflächenimmobilisierte Enzym eine Biosilikatbeschichtung synthetisiert werden. rnMit der zweiten Modifikation - einem Cys-tag - konnte Silicatein direkt auf Goldoberflächen immobilisiert werden. Durch die Verwendung eines Polydimethylsiloxan (PDMS)-Stempels wurde das Cys-getaggte Silicatein in einem linienförmigen Muster auf das Gold übertragen und die Synthese von Titandioxid dort nachgewiesen.rnDie Experimente und Ergebnisse dieser Arbeit haben gezeigt, dass Silicatein α durch einfache Modifikationen an verschiedene Oberflächen immobilisiert werden kann und dabei immer noch seine Aktivität behält. rnHierdurch ergibt sich die Möglichkeit, unter Normalbedingungen verschiedenste Kompositmaterialien herzustellen.rn

Investigation of the reactivity of metal oxide catalysts for the gas-phase phenol methylation

The gas-phase phenol methylation with methanol was investigated both from catalitic and spectroscopic point of view. In particular, the work focus on the behavior of metal oxide catalysts, like iron(III) vanadate and aluminum vanadate. Spectroscopic studies include: X-ray diffraction and Raman analysis for catalyst charactrerization; Diffuse reflectance infrared fourier transform spectroscopy and in-situ Infrared spectroscopy in vacuum for investigation of interactions between reactants and surface of catalysts.

Bio-inspired polymer-supported nitrido molybdenum(VI) complexes for ammonia synthesis − reactivity towards protons and electrons : EPR investigations on paramagnetic molybdenum(V) and copper(II) complexes

Die biologische Stickstofffixierung durch Molybdän-haltige Nitrogenasen sowie die Erforschung des zugrundeliegenden komplexen Mechanismus (N2-Aktivierung an Metall-Zentren, 6-fache Protonierung und Reduktion, N–N Bindungsspaltung unter Bildung von Ammoniak) ist von erheblichem Interesse. Insbesondere Molybdän-Komplexe wurden bereits erfolgreich als Modellverbindungen für die Untersuchung elementarer Einzelschritte der N2-Aktivierung eingesetzt. Durch die Verwendung von Triamidoamin-Liganden ist es Schrock et al. sogar gelungen mehrere Katalysezyklen zu durchlaufen und einen Mechanismus zu formulieren. Trotz der sterisch anspruchsvollen Substituenten in den Schrock-Komplexen ist die Umsatzrate dieses homogenen Katalysators, aufgrund Komplex-Deaktivierung infolge intermolekularer Reaktionen wie Dimerisierung und Disproportionierung, limitiert. In der vorliegenden Arbeit wurden einige dieser Herausforderungen angegangen und die aktiven Spezies auf einer Festphase immobilisiert, um intermolekulare Reaktionen durch räumliche Isolierung der Komplexe zu unterdrücken.rnEin Polymer-verankertes Analogon des Schrock Nitrido-Molybdän(VI)-Komplexes wurde auf einem neuen Reaktionsweg synthetisiert. Dieser beinhaltet nur einen einzigen Reaktionsschritt, um die funktionelle Gruppe „MoN“ einzuführen. Protonierung des immobilisierten Nitrido-Molybdän(VI)-Komplexes LMoVIN (L = Polymer-verankerter Triamidoamin-Ligand) mit 2,6-Lutidinium liefert den entsprechenden Imido-Molybdän(VI)-Komplex. Durch anschließende Ein-Elektronen-Reduktion mit Cobaltocen wird der Polymer-angebundene Imido-Molybdän(V)-Komplex erhalten, bewiesen durch EPR-Spektroskopie (g1,2,3 = 1.989, 1.929, 1.902). Durch die Immobilisierung und die effektive räumliche Separation der Reaktionszentren auf der Festphase werden bimolekulare Nebenreaktionen, die oft in homogenen Systemen auftreten, unterdrückt. Dies ermöglicht zum ersten Mal die Darstellung des Imido-Molybdän(V)-Intermediates des Schrock-Zyklus.rnEPR-Spektren des als Spin-Label eingeführten immobilisierten Nitrato-Kupfer(II)-Komplexes wurden unter verschiedenen Bedingungen (Lösungsmittel, Temperatur) aufgenommen, wobei sich eine starke Abhängigkeit zwischen der Zugänglichkeit und Reaktivität der immobilisierten Reaktionszentren und der Art des Lösungsmittels zeigte. Somit wurde die Reaktivität von LMoVIN gegenüber Protonen und Elektronen, welches zur Bildung von NH3 führt, unter Verwendung verschiedener Lösungsmittel untersucht und optimiert. Innerhalb des kugelförmigen Polymers verläuft die Protonierung und Reduktion von LMoVIN stufenweise. Aktive Zentren, die sich an der „äußeren Schale“ des Polymers befinden, sind gut zugänglich und reagieren schnell nach H+/e− Zugabe. Aktive Zentren im „Inneren des Polymers“ hingegen sind schlechter zugänglich und zeigen langsame diffusions-kontrollierte Reaktionen, wobei drei H+/e− Schritte gefolgt von einer Ligandenaustausch-Reaktion erforderlich sind, um NH3 freizusetzen: LMoVIN  LMoVNH  LMoIVNH2  LMoIIINH3 und anschließender Ligandenaustausch führt zur Freisetzung von NH3.rnIn einem weiteren Projekt wurde der Bis(ddpd)-Kupfer(II)-Komplex EPR-spektroskopisch in Hinblick auf Jahn−Teller-Verzerrung und -Dynamik untersucht. Dabei wurden die EPR-Spektren bei variabler Temperatur (70−293 K) aufgenommen. Im Festkörperspektrum bei T < 100 K erscheint der Kupfer(II)-Komplex als gestreckter Oktaeder, wohingegen das EPR-Spektrum bei höheren Temperaturen g-Werte aufzeigt, die einer pseudo-gestauchten oktaedrischen Kupfer(II)-Spezies zuzuordnen sind. Diese Tatsache wird einem intramolekularen dynamischen Jahn−Teller Phänomen zugeschrieben, welcher bei 100 K eingefroren wird.

Phosphonate ligands in extended inorganic hybrids and as radical units in complexes

Phosphonatliganden in erweiterten anorganischen Hybridmaterialien undrnals Radikalträgern in KomplexenrnrnAnorganisch-organische Hybridmaterialien sind in der Regel extrem vielseitig. Die systematische Darstellung von niederdimensionalen Materialien (eindimensionale Kettenverbindungen oder zweidimensionalen Schichtverbindungen) mit einer Kontrolle über die Art der Verbindung,rnbietet neue Möglichkeiten im Bereich des molekularen Magnetismus. Hier im Fall von Metall-Phosphonat Verbindungen in erweiterten anorganischen Hybriden wurde der pH - Wert während der Reaktion eingestellt, wodurch der Grad der Protonierung des Phosphonatliganden kontrolliert wurde. Aufgrund der Tatsache, dass alle erhaltenen Metall Phosphonatverbindungen neutral waren, konnte das Ligand zu Metallverhältnis erstmals vorhergesagt werden. So wurden mehrere neue Metall–Phosphonat Verbindungen im Bereich von Null-dimensionalen (I0O0, Co-Kristallisation von M(H2O)6 mitrndeprotonierten Phosphonatligand), über eindimensionalen (I1O0, Kettenstrukturen) bis hin zu zweidimensionalen (I2O0, Schichtstrukturen) ausführlich diskutiert in Bezug auf ihr magnetisches Verhalten. Im Allgemeinen sind die erwarteten Austauschwechselwirkungen in einem erweiterten anorganischen Hybridmaterial stark, weil oft ein Superaustausch durch ein einzelnes Sauerstoffatom möglich ist. Hier waren oft mehrere konkurrierende Austauschwechselwirkungen vorhanden, so dass kompliziertere magnetische Verhalten beobachtet wurden.rnrnDarüber hinaus wurden drei neue Beispiele von Nitronyl-Nitroxidradikale dargestellt, in denen eine zusätzliche saure Funktionalität eingeführt war. Die Auswirkungen des sauren Charakters der zusätzlich eingeführten Sulfonsäure oder Phosphonsäure-Gruppe auf das Nitronyl-Nitroxidradikal wurden im Detail zum ersten Mal untersucht. Die mit der Phosphonsäure-Gruppe versehenen Nitronyl-Nitroxidradikale sind perfekte Proben für die Untersuchung einer Spin-Verschiebung in Nitronyl-Nitroxidradikale durch EPR-Spektroskopie, aufgrund des eingeführten Phosphors. Auch der Protonierungsgrad der zusätzlich eingeführten Phosphonsäure-Gruppe wurde berücksichtigt. In dieser Arbeit wurden die ersten Metallkomplexe der neuen substituierten sauren Nitronyl-Nitroxidradikale vorgestellt. Die Koordination von Nickel(II) Metallionen an die saure, zweite funktionelle Gruppe des Nitronyl–Nitroxid Radikal wurde beschrieben. Die magnetische Austauschwechselwirkung der Metallionen untereinander und die Metall-Radikal-Austauschwechselwirkungen wurden untersucht. rnrnIm Allgemeinen können interessante molekulare magnetische Materialien dadurch dargestellt werden, dass die Dimension der Metall-Phosphonat-Verbindungen als Beispiele für die erweiterten anorganischen Hybridmaterialien gesteuert werden kann. Mit Nitronyl-Nitroxidradikale als organische Liganden können in Zukunft noch mehr Spin-Träger in anorganisch-organischen Gerüstmaterialien integriert werden um die magnetischen Eigenschaften zu verbesseren.rn

Can Developing Women Create Primitive Art? and Other Questions of Value, Meaning and Identity in the Circulation of Janakpur Art

In this article, I examine the values and meanings that adhere to objects made by Maithil women at a development project in Janakpur, Nepal – objects collectors have called ‘Janakpur Art’. I seek to explain how and why changes in pictorial content in Janakpur Art – shifts that took place over a period of five or six years in the 1990s – occurred, and what such a change might indicate about the link between Maithil women’s lives, development, and tourism. As I will demonstrate, part of the appeal for consumers of Janakpur Art has been that it is produced at a ‘women’s development project’ seeking to empower its participants. And yet, the project’s very successes threaten to displace the producers (and what they produce) from their perceived qualities/identities as ‘traditional’ and ‘primitive,’ thereby bringing into question the authenticity of the ‘art’ they produce. The conundrum begs this question: can developing women produce primitive art?

Evaluation of the Design of Komendant's Cycloidal, Thin Shell Roofs At the Kimbell Art Museum Using Finite Element Analysis

The analysis of Komendant's design of the Kimbell Art Museum was carried out in order to determine the effectiveness of the ring beams, edge beams and prestressing in the shells of the roof system. Finite element analysis was not available to Komendant or other engineers of the time to aid them in the design and analysis. Thus, the use of this tool helped to form a new perspective on the Kimbell Art Museum and analyze the engineer's work. In order to carry out the finite element analysis of Kimbell Art Museum, ADINA finite element analysis software was utilized. Eight finite element models (FEM-1 through FEM-8) of increasing complexity were created. The results of the most realistic model, FEM-8, which included ring beams, edge beams and prestressing, were compared to Komendant's calculations. The maximum deflection at the crown of the mid-span surface of -0.1739 in. in FEM-8 was found to be larger than Komendant's deflection in the design documents before the loss in prestressing force (-0.152 in.) but smaller than his prediction after the loss in prestressing force (-0.3814 in.). Komendant predicted a larger longitudinal stress of -903 psi at the crown (vs. -797 psi in FEM-8) and 37 psi at the edge (vs. -347 psi in FEM-8). Considering the strength of concrete of 5000 psi, the difference in results is not significant. From the analysis it was determined that both FEM-5, which included prestressing and fixed rings, and FEM-8 can be successfully and effectively implemented in practice. Prestressing was used in both models and thus served as the main contribution to efficiency. FEM-5 showed that ring and edge beams can be avoided, however an architect might find them more aesthetically appropriate than rigid walls.

The Work and Workshop of the Master of the Rajhrad Altarpiece

The main aim of this project was to verify the possibility raised in the publication of new archival data in 1980 that the group of panel paintings attributed to the Master of the Rajhrad Altarpiece and his workshop were not created before 1420, as earlier academic opinion held, but in fact only around 1450. It included a detailed analysis of the 21 panels forming the group, including infrared reflectography research. This helped identify the highly personal underdrawing style of the "Rajhrad Master" as common to all the panels in the group, proving that they really form a coherent whole. Questions of the painter's education and the nature of Bohemian society around 1450 were also considered, as. Bartlova felt these had been neglected in earlier studies. She concludes that the Master studied in Prague in the late 1430s and then continued studying in Vienna and Munich from 1440. The new dating of the group of panels connected with this anonymous master and his workshop throws new light on Bohemian artistic production during the late Hussite period (c.1430-c.1470). It was generally thought that artistic activity moved out of Prague after the outbreak of the Hussite wars in the 1420s, but this research revealed considerable activity there throughout the period. Numerous painters listed in the Book of the Prague Painters' Guild for this period can now be linked with extant panels, although most of these have survived outside Prague, principally in South Bohemia. These findings have broad implications for studies of Bohemian art in this period.

The Ideology, Politics and Autonomous Art of Richard Weiner: (An Event in Discourse)"

The first aim of the project was to compile documentation on the life and work of Richard Weiner, a Czech journalist, writer and poet who spent the best part of his life as Paris correspondent for Lidove noviny. Langerova looked at the contexts and the growing independence of certain parts of his work, the distribution of thematic compositional elements into different parts of discourse and their position in the autonomous space of a work of art. Looking at the features of minority literature and the contemporary contexts of Weiner's life and work Langerova focuses on the situation of the Jewish community (Wiener came from an assimilated Jewish family). For this minorities, the function of language as a medium of communication which is able to create an autonomous world became increasingly important. Literature, which is based on this function of language, is a political matter par excellence before it begins forming as an autonomous, independent and divergent place. This means that everything private and intimate is closely connected to political and social responsibility, while supposedly objective genres contain subjective features. Another important characteristic is "nomadism", which asks the question of "Where do I belong". This was very important in Czechoslovakia after World War I , as in the issue of Zionism. Although Weiner rejected Zionism, he asks this question in his writing and it is reflected at a symbolic level in his work, which shows a fundamental thematic and compositional plan of a journey, cross-roads and wandering. These theses were reflected in Weiner's life, which was a series of continuous transfers and unplanned moves, often when he thought he had found his place. As well as tracing the course of his life, and his relations with and views of other writers, Langerova looks at his writings in various areas. Her major focus is the divergence of trivial and great events into different types of discourse in Richard Weiner's work, their transfer (small into great, trivial into mythical) and their historical context.

The Institutional Framework around Successful Art Forms in Communist Czechoslovakia

Mr. Michl posed the question of how the institutional framework that the former communist regime set up around art production contributed to the success of Czech applied arts. In his theoretical review of the question he discussed the reasons for the lack of success of socialist industrial design as opposed to what he terms pre-industrial arts (such as art glass), and also for the current lack of interest into art institutions of the past regime. His findings in the second, historical section of his work were based largely on interviews with artists and other insiders, as an initial attempt to use questionnaires was unsuccessful. His original assumption that the institutional framework was imposed on artists against their will in fact proved mistaken, as it turned out to have been proposed by the artists themselves. The basic blueprint for communist art institutions was the Memorandum document published on behalf of Czechoslovak visual artists in March 1947, i.e. before the communist coup of February 1948. Thus, while the communist state provided a beneficial institutional framework for artists' work, it was the artists themselves who designed this framework. Mr. Michl concludes that the text of the memorandum appealed to the general left-wing and anti-market sentiments of the immediate post-war period and by this and by later working through the administrative channels of the new state, the artists succeeded in gaining all of their demands over the next 15 years. The one exception was artistic freedom, although this they came to enjoy, if only by default and for a short time, during the ideological thaw of the 1960s. Mr. Michl also examined the art-related legislative framework in detail and looked at the main features of key art institutions in the field, such as the Czech Fund for Visual Arts and the 1960s art export enterprise Art Centrum, which opened the doors into foreign markets for artists.

Effect of the Various Degrees of Stress on Childrens Art Expression Through Drawings

One of the aims of this project was to understand the way in which external environment or situation affects children's behaviour. Emotional experiences are developed and acquired under the influence of the environment, and a good family relationship is necessary for young people to grow, develop and socialise at all ages. Stress causes specific negative emotions, including concern, anxiety, sorrow and hostility. A pathologic environment in childhood forces the development of special abilities, both creative and destructive, It supports the development of an abnormal state of mind in which the usual relations between body and mind, reality and imagination, knowledge and memory are changed. Here the environment considered was that of the war and aggression in Bosnia & Herzegovina, where children, particularly those from Podrinje, witnessed arrests, killing, deforming and slaughtering of adults and children, in many cases members of their immediate families. Sehovic analysed the content of drawings by children exposed to various degrees of stress, to discover how these indicate various degrees of stress with the aim of using these as a projective technique in diagnostic work with children. The sample included around 600 children expelled from their homes, of both sexes aged between 6 and 12.

Metal-oxide film and photonic structures for integrated device applications

The application of photonic crystal technology on metal-oxide film is a very promising field for future optical telecommunication systems. Band gap and polarization effects in lithium niobate (LiNbO3) photonic crystals and bismuth-substituted iron garnets (BiYIG) photonic crystals are investigated in this work reported here. The design and fabrication process are similar for these two materials while the applications are different, involving Bragg filtering in lithium niobate and polarization rotation in nonreciprocal iron garnets. The research of photonic structures in LiNbO3 is of high interest for integrated device application due to its remarkable electro-optical characteristics. This work investigated the photonic band gap in high quality LiNbO3 single crystalline thin film by ion implantation to realize high efficiency narrow bandwidth filters. LiNbO3 thin film detachment by bonding is also demonstrated for optical device integration. One-dimensional Bragg BiYIG waveguides in gyrotropic system are found to have multiple stopbands and evince enhancement of polarization rotation efficiency. Previous photon trapping theory cannot explain the phenomena because of the presence of linear birefringence. This work is aimed at investigating the mechanism with the support of experiments. The results we obtained show that selective suppression of Bloch states in gyrotropic bandgaps is the key mechanism for the observed phenomena. Finally, the research of ferroelectric single crystal PMN-PT with ultra high piezoelectric coefficient as a biosensor is also reported. This work presents an investigation and results on higher sensitivity effects than conventional materials such as quartz and lithium niobate.

A Metallographic Study of Primitive Copper Work.

The field of archaeology and that of metallurgy appear to be widely separated and in no way related. Work done in recent years, however, tends to show that, in many ways, the metallurgist can supplement and enhance the information gain­ed by the archaeologist, at least in regard to those objects which have been made of metal.

Electrical Resistivity Measurements of Powder Metal Compacts

This work, as it was originally planned, was the arranging of an apparatus whereby electrical resistivity measurements could be made on powder compacts. It was also to include measurements on a series of copper-nickel compacts both before and after sintering.

Porosity and Oil Absorption Properties of Metal Compacts of Copper - Tin - Graphite

Powder metallurgy, the most recent innovation in met­allurgical process, is not a new art; although not until recently did it become a matter of general interest, this being due not only to the products formed but also to the possibilities of future developments. The manufacture and application of metal powders is now beginning to take a position as a recognized part of the science of metallurgy.