Neuweltkameliden, Trächtigkeitsdiagnose, Hormone, Speichel, Milch, Urin Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die trächtigkeitsassoziierten Hormone Progesteron (P4), Pregnanediol-Glucuronid (PdG), Östronsulfat (E1S) und Relaxin (RLN) in Spei-chel, Milch und Urin von tragenden und nicht tragenden Alpakas im Vergleich zur je-weiligen Blutkonzentration zu bestimmen, um ihre Eignung zur nicht invasiven Träch-tigkeitsdiagnostik zu untersuchen. Beprobt wurden, über einen Zeitraum von zwei Jahren, 36 Alpakastuten von sechs pri-vaten Züchtern in Sachsen jeweils vor der Bedeckung und in verschiedenen Stadien der Trächtigkeit (verifiziert durch eine transabdominale Ultraschalluntersuchung). Es wurden jeweils Serum-, Plasma-, Speichel-, Urin- und Milchproben gewonnen und die Hormonkonzentrationen mittels Enzymimmunoassay (EIA) bestimmt. Weiterhin wurden einige Milchproben in einem semiquantitativen Progesteron-Schnelltest für Rinder ein-gesetzt. P4-Konzentrationen steigen signifikant von Basalwerten beim nicht tragenden Tier von 0,35 ± 0,04 ng/ml auf 2,94 ± 0,11 ng/ml Plasma (bzw. von 0,26 ± 0,03 auf 2,87 ± 0,10 ng/ml Serum) bei tragenden Tieren an. Auch in Milch und im Urin tragender Alpakas sind signifikant höhere P4-Konzentrationen messbar: Sie steigen von basal 0,83 ± 0,06 ng/ml auf 4,09 ± 0,38 ng/ml Milch bzw. von 0,29 ± 0,04 ng P4/mg Krea auf 0,60 ± 0,06 ng P4/mg Krea im Urin. Die Urin-Konzentrationen von PdG sind signifikant höher bei graviden (152,73 ± 17,37 ng PdG/mg Krea) als bei ingraviden Alpakas (26,70 ± 2,80 ng PdG/mg Krea). Im Speichel sind weder von P4 noch von PdG Konzentrationsunterschiede zwischen den beiden Gruppen nachweisbar. Der P4-Schnelltest erkannte 28 von 31 Milchproben tragender Tiere richtig als tragend, was einem Prozentsatz von 90 % entspricht. Dage-gen wurden 22 von 32 Proben nicht tragender Tiere als nicht tragend identifiziert (69 %), wobei von den falsch positiven Milchproben jedoch 70% auch mit dem labor-gebundenen EIA falsch positive Ergebnisse lieferten. Während Blutkonzentrationen von RLN signifikant nach dem zweiten Trächtigkeitsmo-nat von basal 1,65 ± 0,56 ng/ml auf 11,69 ± 2,31 ng/ml (Plasma) bzw. von 0,95 ± 0,30 ng/ml auf 16,23 ± 3,05 ng/ml (Serum) ansteigen, sind keine Unterschiede in Milch, Speichel und Urin zwischen tragenden und nicht tragenden Tieren nachweisbar. Konzentrationen von E1S steigen erst im letzten Trächtigkeitsmonat signifikant an: Blutwerte steigen von basal 0,59 ± 0,07 ng/ml auf 3,43 ±0,55 ng/ml (Plasma) bzw. 0,32 ± 0,02 ng/ml auf 2,16 ± 0,43 ng/ml (Serum) und Urinwerte von basal 6,14 ± 0,53 ng E1S/mg Krea auf 104,03 ± 24,09 ng E1S/mg Krea. Speichel und Milchkonzentrationen unterscheiden sich nicht signifikant zwischen den beiden Gruppen. Die gemessenen Konzentrationen von P4, E1S und RLN im Blut bzw. PdG und E1S im Urin stimmen mit den Ergebnissen früherer Untersuchungen überein und können somit als Trächtigkeitsmarker bestätigt werden. Dies ist die erste Arbeit, die trächtigkeitsassoziierte Hormone in Speichel und Milch von Alpakas untersucht. Während die P4 Bestimmung in Milch sowie die Bestimmung von PdG und E1S in Urin geeignete Alternativen darstellen, ist Speichel für eine Trächtig-keitsdiagnostik beim Alpaka ungeeignet. Die Nutzung von Milch und Urin zur Trächtigkeitsdiagnose stellt insofern eine Vereinfa-chung der derzeitig gängigen Methoden (u. a. Blutprogesteron) dar, als dass der Besit-zer das Probenmaterial selbst gewinnen kann und dies mit erheblich weniger Stress für die Stuten verbunden ist. Die Bestimmung von P4 in Milch und PdG in Urin stellen so-mit geeignete Alternativen zur Frühdiagnostik im ersten Trächtigkeitsmonat dar, da zu diesem Zeitpunkt eine transabdominale Ultraschalluntersuchung noch nicht aussage-kräftig ist. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag, um die noch vergleichsweise kleine vor-handene Datenbank zur Endokrinologie der Reproduktion bei NWK zu erweitern. / Aims of the present study were the measurement of pregnancy-associated hormones progesterone (P4), pregnanediol-glucuronide (PdG), relaxin (RLN) and oestrone sul-phate (E1S) in saliva, milk and urine of pregnant and non-pregnant alpacas, to compare to their respective blood concentrations and to assess their potential use for pregnancy diagnosis. Samples were obtained over a course of two years from 36 female alpacas of 6 private alpaca breeders in Saxony (Germany) before mating and at different stages throughout pregnancy (confirmed by ultrasonography). Hormone concentrations in serum, plasma, saliva, urine and milk samples were determined using enzyme immunoassays (EIA). Some milk samples were also tested using a commercial on-farm P4 kit which is de-signed for dairy cattle. Concentrations of P4 increased significantly from basal values in non-pregnant alpacas of 0.35 ± 0.04 ng/ml to 2.94 ± 0.11 ng/ml in plasma (and from 0.26 ± 0.03 to 2.87 ± 0.10 ng/ml in serum) in pregnant animals. Milk and urine concentrations of P4 were sig-nificantly higher in pregnant alpacas: Values increased from basal 0.83 ± 0.06 ng/ml to 4.09 ± 0.38 ng/ml in milk and from 0.29 ± 0.04 ng P4/mg Cr to 0.60 ± 0.06 ng P4/mg Cr in urine. While PdG concentrations in urine were significantly higher in pregnant (152.73 ± 17.37 ng PdG/mg Cr) than in non-pregnant animals (26.70 ± 2.80 ng PdG/mg Cr), there were no differences in concentrations of P4 or PdG in saliva. The on-farm milk P4 test kit showed a sensitivity of 90% for diagnosis of pregnancy and a specificity of 69% for non-pregnancy. RLN concentrations in blood increased significantly after the 2nd month from basal 1.65 ± 0.56 ng/ml to 11.69 ± 2.31 ng/ml in plasma and from 0.95 ± 0.30 ng/ml to 16.23 ± 3.05 ng/ml in serum, whereas there were no differences in milk, saliva and urine between pregnant and non-pregnant animals. Hormone concentrations of E1S increase during the last month of pregnancy: Blood concentrations rise from basal values of 0.59 ± 0.07 ng/ml to 3.43 ± 0.55 ng/ml in plasma and from 0.32 ± 0.02 ng/ml to 2.16 ± 0.43 ng/ml in serum; urine concentrations from 6.14 ± 0.53 ng E1S/mg Cr to 104.03 ± 24.09 ng E1S/mg Cr. There were no sig-nificant differences in E1S concentrations in saliva and milk between pregnant and non-pregnant alpacas. Values of P4, E1S and RLN in blood as well as PdG and E1S in urine are comparable to previous reports in alpacas and therefore can be confirmed as an indicator for preg-nancy. This is the first study to include determination of pregnancy associated hormones in saliva and milk of alpacas. However, saliva seems to be unsuitable for pregnancy di-agnosis in alpacas, whereas P4 in milk, as well as PdG and E1S in urine seem to be adequate tools. The use of milk and urine would simplify pregnancy diagnosis in alpacas since, in con-trast to the current methods (e.g. blood P4 concentration and ultrasonography), the owners themselves can take the samples. The avoidance of blood sampling results in a considerable stress reduction for the animals and therefore reduces the risk for potential loss of pregnancies. The measurements of P4 in milk and PdG in urine are useful alternatives to pregnancy diagnosis, especially during the first month of pregnancy, when transcutaneous ultrasonography is not yet reliable. This work adds information to the comparatively small database for camelid reproduc-tive endocrinology.

Health literacy is widespread, but its potential is not recognized. By not recognizing health literacy, patients have the burden of coping with diabetes with renal complications without full knowledge of their responsibility to their health. The focus of the project was to assess participants with diabetes with low health literacy and low mean glomerular filtration rate (eGFR). The project goal was achieved by the assessment of the participants' health literacy and eGFR before and after education for their diabetes, then assessed to determine if teaching the participants would improve their health literacy, lab values, and overall health. Participants were recruited by being patients of the designated clinic and screened for diabetes and low eGFR, for a total of 30 participants. The Brief Health Literacy Screen was used to measure health literacy. The health of the participants was appraised by the laboratory values of eGFR and fasting glucose. The project methodology was an observational design using correlation and 2-sample t analysis with the variables eGFR, fasting glucose, and health literacy. The variables were compared before and after the participants' education. Results showed health literacy with patient education was associated with greater patient self-efficacy and improved fasting glucose numbers, eGFR flows, and health literacy scores. The current health climate shows value in different types of health providers. Social change was defined by the project launching a nurse practitioner as the leader for advancing the treatment plans of chronic kidney disease. This project impacts social change by showing patients in the process of improved health and empowering the patients to be advocates of their own health.

Inborn errors of metabolism (IEM) cause significant morbidity and mortality when left untreated. Urine organic acid (UOA) analysis is often a first-line investigation when an IEM is suspected. UOAs are usually qualitatively analyzed via the current gold standard, GC-EI-MS (Gas Chromatography-Electron Impact-Mass Spectroscopy). The Agilent 7890 GC in tandem with the Waters’ Xevo TQ-S MS contains an easily interchangeable LC-ESI (liquid chromatography-electrospray Ionization) and GC-APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization) instrument set-up, while maintaining accuracy and sensitivity in both LC and GC applications. Utilizing this novel GC-APCI instrument, this project aims to develop and validate a new UOA method for clinical use. Furthermore, utilizing the machine’s MRM mode would increase sensitivities thus allowing for hopefully quantitative analysis. Chemical standards and patient urine samples were extracted via a liquid-liquid ether extraction and derivatized with BSTFA for proper GC elution. Results were compared on the current gold standard GC-EI-MS instrument and the new GC-APCI-MS instrument. Initial instrument suitability and method setup was then optimized. Source moisture levels were modified to explore the wet proton transfer and the dry charge transfer mechanism using [M+H]+ and [M+*]+ ion peak ratios, respectively. Elution times and APCI ion mass spectra profiles of UOA metabolites of interest were identified from full scan mode in preparation for MRM mode analysis. Exploration into the wet and dry mode settings of the APCI source determined that the former induced via methanol had greater peak areas and signal-to-noise ratios. Suitable MRMs were determined for clinically relevant organic acids from which a quantitative assay was developed for methyl malonic acid and several other compounds. The Waters’ Xevo TQ-S micro with Agilent 7890 GC demonstrated promising GC-APCI-MS detection of urine organic acids. With clear avenues for future work, the APCI technique hints at great benefits for biochemical genetic laboratories. / Thesis / Master of Science (MSc) / Inborn errors of metabolism (IEM) are a class of genetic diseases that when left untreated, cause reduced quality of life and sometimes death in newborns. Urine organic acid (UOA) analysis is used for detection using an instrument called GC-EI-MS (Gas Chromatography Electron Impact Mass Spectroscopy). This project explores how a new instrument, the Agilent 7890 GC and the Waters’ Xevo TQ-S MS, can detect these genetic diseases using a technique called APCI (Atmospheric Pressure Chemical Ionization) while still being accurate and sensitive. UOAs are isolated from urine and run through the new machine. When compared to the currently used technique, results were promising but further optimization is needed. Using the new machine, various UOA compounds that were elevated and/or decreased in newborns with genetics diseases were identified and quantified. With clear avenues for future work, the APCI technique can greatly improve newborn diagnosis of IEMs.

In breast cancer, the genetic profiling of circulating cell-free DNA (cfDNA) from blood plasma was shown to have good potential for clinical use. In contrast, only a few studies were performed investigating urinary cfDNA. In this pilot study, we analyzed plasma-derived and matching urinary cfDNA samples obtained from 15 presurgical triple-negative breast cancer patients. We used a targeted next-generation sequencing approach to identify and compare genetic alterations in both body fluids. The cfDNA concentration was higher in urine compared to plasma, but there was no significant correlation between matched samples. Bioinformatical analysis revealed a total of 3339 somatic breast-cancer-related variants (VAF ≥ 3%), whereof 1222 vs. 2117 variants were found in plasma-derived vs. urinary cfDNA, respectively. Further, 431 shared variants were found in both body fluids. Throughout the cohort, the recovery rate of plasma-derived mutations in matching urinary cfDNA was 47% and even 63% for pathogenic variants only. The most frequently occurring pathogenic and likely pathogenic mutated genes were NF1, CHEK2, KMT2C and PTEN in both body fluids. Notably, a pathogenic CHEK2 (T519M) variant was found in all 30 samples. Taken together, our results indicated that body fluids appear to be valuable sources bearing complementary information regarding the genetic tumor profile.

[pt] Um grande vazamento de óleo bruto ocorreu na costa brasileira em 2019 afetando uma extensão de 4.334 km de faixa litorânea, 11 estados e várias localidades. Com isso, moradores locais entraram em contato direto com óleo cru ficando expostos à contaminação por hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA). Os HPA são compostos orgânicos carcinogênicos de origem petrogênica e pirogênica, que são ubíquos e persistentes. Quando seres humanos são expostos a esses contaminantes, o organismo pode metabolizar e gerar metabólitos desses HPA com prováveis efeitos negativos à saúde humana. Com isso, este trabalho visou analisar a exposição de uma comunidade de pescadores (localizada em Canavierias, BA) aos HPA provindos de derrames de petróleo através da análise de metabólitos de HPA em urina. Para isso, as 44 amostras foram extraídas por extração em fase sólida (SPE) e analisadas por cromatografia líquida acoplada a espectrômetro de massas triplo quadrupolo (HPLC-MS/MS). Este trabalho também contempla a comparação de diferentes métodos de extrações em 18 amostras de urina selecionadas. No Centro de Pesquisas, Desenvolvimento e Inovação Leopoldo Américo Miguez de Mello (CENPES) realizou-se extração em fase sólida e a extração líquido-líquido, enquanto na PUC-Rio foi realizada a extração por SPE. Os resultados referentes às 44 amostras analisada na PUC-Rio, demonstraram que 4 dos 11 metabólitos de interesse foram identificados e quantificados. Para o 1-OH-Nap a faixa de concentração foi (menor que LQ – 44 n mL(-1) ), (menor que LQ-21 ng mL(-1) ) para o 2-OHNap, (menor que LQ -5,4 ng mL(-1) ) para o 3,9-OH-Phe e (menor que LQ- 0,76 ng mL(-1) ) para o 6-OH-Chr. Ao comparar os resultados obtidos com trabalhos da literatura, observou-se que os moradores da comunidade de Canavieiras apresentaram valores baixos de concentração dos metabólitos que foram quantificados. Mesmo assim, é importante a existência de trabalhos voltados para o monitoramento destes compostos já que não somente o ambiente como também apresentam-se como um risco à saúde humana. / [en] A major crude oil spill occurred off the coast of Brazil in 2019 affectinga 4,334 km stretch of coastline, 11 states and several localities. As a result,residents came into direct contact with crude oil and were exposed tocontamination by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). PAHs arecarcinogenic organic compounds of petrogenic and pyrogenic origin, whichare ubiquitous and persistent. When humans are exposed to thesecontaminants, the organism can metabolize and generate metabolites ofthese PAHs with probable negative effects on human health. Therefore,this work aimed to analyze the exposure of a fishing community (located inCa-navierias, BA) to PAHs from oil spills through the analysis of PAHmetabolites in urine. For this, the 44 samples were extracted by solid phaseextraction (SPE) and analyzed by liquid chromatography coupled to triplequadrupole mass spectrometer (HPLC-MS/MS). This work also includes thecomparison of different extraction methods in 18 selected urine samples.Solid phase extraction and liquid-liquid extraction were performed at theLeopoldo Américo Miguez de Mello Research, Development and InnovationCenter (CENPES), while SPE extraction was performed at PUC-Rio. Theresults for the 44 samples analyzed at PUC-Rio showed that 4 of the 11metabolites of interest were identified and quantified. For 1-OH-Nap theconcentration range was (less than LQ - 44 n mL(-1)), (less than LQ-21 ng mL(-1)) for 2-OH-Nap,(less than LQ -5.4 ng mL(-1)) for 3,9-OH-Phe and (less than LQ- 0.76 ng mL(-1)) for 6-OH-Chr.When comparing the results obtained with literature works, it was observedthat the residents of the community of Canavieiras had low concentrationvalues of the metabolites that were quantified. Even so, it is important theexistence of works focused on the monitoring of these compounds since notonly the environment but also present themselves as a risk to human health.

The aim of this study was to assess the effect of composting process of cow manure and rice straw with application of cow urine and to evaluate the quality of composting products. There were two treatment piles, in which one pile was applied with cow urine every week and another pile without urine application. Each pile was set up by one tone cow manure and 500kg rice straw. The piles were half-covered by plastic foil to protect from rain and turned one a week. The composting duration lasted 8 weeks. The parameters such as temperature, pH, DM, density and nitrogen were monitored and observed during the 8-week period. The results showed that there was a significant difference in temperature, compost quality and duration between two piles with and without cow urine application. The application of cow urine increased significant nitrogen and phosphorous content and shortened the composting process. This study recommends that cow urine should be applied for composting process of cow manure and rice straw in order to increase the quality of compost. The final product was in the range of matured compost level and can be used directly for agriculture crop. / Mục tiêu của nghiên cứu nhằm đánh giá ảnh hưởng đến chất lượng phân compost của việc bổ sung nước tiểu vào trong quá trình ủ phân từ nguyên liệu phân bò và rơm rạ. Thí nghiệm được thực hiện trên hai đống ủ phân, một đống ủ được bổ sung nước tiểu bò hàng tuần và một đống ủ không bổ sung nước tiểu bò như là một nghiệm thức đối chứng. Mỗi đống ủ được trộn 1 tấn phân bò và 500kg rơm. Đống ủ phân được đậy kín một nửa phía trên nhằm ngăn cản ảnh hưởng của mưa và được đảo trộn một lần mỗi tuần. Quá trình thí nghiệm được tiến hành trong 8 tuần. Các chỉ tiêu như nhiệt độ, pH, DM, mật độ và chất dinh dưỡng Nitơ và Phốt Pho được quan trắc trong thời gian ủ. Kết quả cho thấy có sự khác biệt đáng kể giữa hai đống phân ủ đối với các chỉ tiêu như nhiệt độ, chất lượng phân compost và thời gian ủ. Đống ủ phân có bổ sung nước tiểu có hàm lượng Nitơ và Phốt pho cao hơn và thời gian ủ ngắn hơn. Kết quả nghiên cứu khuyến cáo nên bổ sung nước tiểu bò cho quá trình ủ phân compost nhằm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng cho sản phẩm phân compost. Sản phẩm sau quá trình ủ đạt mức độ phân hữu cơ và có thể sử dụng cho cây trồng.

Detta kandidatexamensarbete som utförts på uppdrag av ST-läkare i urologi Per Nordlund hade målet att bygga en urinflödesmätare. Eftersökta mätvärden att registrera var tidpunkt för miktionstillfället, mängden urin per tidsenhet (ml/s), flödesmönster, total mikterad volym (ml) samt miktionstid (sek). Urinflödesmätaren syftar till att förbättra initial bedömning samt uppföljning av personer med vattenkastningssvårigheter, en vanlig orsak till sjukvårdskontakt hos svenska män. För utvärdering av patienters vattenkastning ombeds patienten idag själv registrera och mäta urinvolym, en metod som ofta innebär besvär för patienten och kan innehålla inkomplett och felaktig data. Vid urologmottagningar ges möjligheten att elektroniskt mäta urinflöde och volym. Då en stor variation över dygn och miktionstillfälle föreligger kan en felaktig bild över symtom presenteras. Detta har gett upphov till idén att skapa en urinflödesmätare vars uppgift är att automatisera mätningsprocessen i hemmet.  Arbetet utfördes genom att programmera en Arduino mikrokontroller samt användning av en flödessensor. Flödessensorns konstruktion bestod av en magnet, halleffektsensor samt en turbin. Halleffektsensorns uppgift var att mäta det elektriska fältet som uppstår då magneten som sitter på flödessensorns turbin roterar. Genom att utnyttja turbinrotationen kan bland annat volym beräknas. Arbetet har även inneburit användning av Python med syftet att spara det mätvärde från mikrokontrollern i en CSV fil som kan öppnas av en vårdgivare med applikationer som Excel. / This bachelor's degree project which was carried out on behalf of Per Nordlund, urology resident, had the goal of building a urine flow meter. The sought-after values to register each time of the micturition; the amount of urine per unit time (ml/ s), flow pattern, total micturized volume (ml) and micturition time (sec). The urine flow meter aims to improve initial assessment and follow-up of people with urination difficulties, a common cause of medical contact in Swedish men. Today, when evaluating patients urination, the patient is asked to register and measure urine volume themselves, a method that often causes problems for the patient and may contain incomplete and incorrect data. At urology clinics, individuals are given the opportunity to electronically measure urine flow and volume. When there is a large variation over day and occasion of micturition, an incorrect picture of symptoms can be presented. This has given rise to the idea of creating a urine flow meter whose task is to automate the measurement process in the home.  The work was performed by programming an Arduino microcontroller and using a flow sensor. The design of the flow sensor consisted of a magnet, a hall-effect sensor and a turbine. The task of the hall-effect sensor was to measure the electric field that arises when the magnet attached on the flow sensor's turbine rotates. By utilizing the turbine rotation, volume can be calculated. The work has also involved the use of Python with the aim of saving the output values from the microcontroller in a CSV file that can be opened by a healthcare provider with applications such as Excel.

Utanför Uppsalas stadskärna planeras det att bygga en ny stadsdel till år 2050, kallad Sydöstra staden. Uppsala kommun vill vara i framkant gällande hållbar stadsplanering och är därför intresserade av att utreda möjligheter till att tillvarata resurser i avloppsvattnet, som ett alternativ till konventionell rening. I dagsläget står hanteringen av avloppsvatten inför nya typer av utmaningar som rör utsläpp av växthusgaser, bristande resursåtervinning och energieffektivitet samtidigt som kraven på rening ökar. Ett tillvägagångssätt som skulle kunna möjliggöra hantering av dessa utmaningar är genom implementering av källsorterande system. Ett källsorterande avloppssystem separerar vattenfraktionerna för enskild behandling, vilket möjliggör att resurser så som energi och näringsämnen kan återvinnas. Syftet med arbetet var att kartlägga drivkrafter och utifrån dessa identifiera systemlösningar för källsorterat avloppsavfall i Sydöstra staden i Uppsala. Genom studie gällande drivkrafter samt efterföljande workshop med en referensgrupp från Uppsala Vatten kunde möjliga drivkrafter för Uppsala identifieras: Vattenbesparing, Uppfyllande av höga reningskrav, Resurseffektivitet vad gäller energi och näring, Kunskapsgivande samt Klimatneutralitet. Identifiering av drivkrafter resulterade i litteraturstudie för att identifiera anläggningar med liknande drivkrafter som referensgruppen. Studien visade att drivkrafter likt de ovan nämnda resulterade i teknik såsom membranbioreaktor för rötning av källsorterat avloppsavfall. Därefter, genomfördes intervjuer med personer som varit/är delaktiga i pilotprojekt i Sverige för att specifiera vad som krävs för ett genomförande. I nuläget har det visat sig vara svårt att kräva implementering av ett källsorterande system med huvudsyfte att återföra produkter, då kretsloppsaspekten inte har varit ett tillräckligt juridisk motiv för genomförande. I Helsingborg underlättades genomförandet av en hög ambitionsnivå samt en tydlig målbild från kommunen. Slutsats från arbetet är att systemlösningen som bäst lämpar sig för de identifierade drivkrafterna inkluderar rötning av källsorterat avfall i membranbioreaktor (AnMBR), samt urinsortering med efterföljande torkning. Beräkningar gällande en potentiell implementering resulterade i att pilotanläggningen i Sydöstra staden ska dimensioneras för 900 personer. Gällande systemet för behandling av urin, resulterade den dagliga urinproduktionen i att torkningsbädden bör ha en area motsvarande 30 m2 alternativt 23 m2 (beroende på torkningshastighet). För behandling av fekalier, fastställdes mått på membranreaktorn till radien 5 meter och höjden 11 meter, med volymen spolvatten som huvudsaklig orsak till den stora volymen. / Outside the city center of Uppsala, a new district called ”the Southeastern city” will be built by 2050. Uppsala municipality wants to be at the forefront of sustainable planning and is therefore interested in investigating opportunities to utilize resources found in wastewater, as an alternative to conventional treatment of wastewater. Wastewater management is facing new types of problems related to greenhouse gas emissions, resource recycling and energy efficiency. One approach that enables management of these challenges is through the implementation of source separation sewer systems, that separates the household wastewater into different fractions. This enables resources such as energy and nutrients to be recycled. The purpose of the work was to identify drivers and from these drivers identify a solution for source separated sewage fractions in the southeastern city of Uppsala. Through a literature study followed by a workshop with Uppsala Vatten, possible drivers for Uppsala were determined to be Water Saving, Fulfillment of purification requirements, Resource efficiency regarding energy and nutrition, Obtaining knowledge and Climate neutrality. The determination of possible drivers resulted in further literature study, to identify facilities with similar drivers as Uppsala. The study showed that drivers as the ones identified for Uppsala have resulted in technology such as membrane bioreactor for digestion of source separated wastewater. Interviews were also conducted with people who have been or are involved in pilot projects in Sweden to specify what is required for implementation of a source separation system. It is currently difficult to require the implementation of such system with the main argument of recycling products, as the recycle aspect has not been a motive enough juridically for implementation. In Helsingborg, the ambition and a clear vision from the municipality was crucial for the implementation. In conclusion, the system best suited to the identified drivers include anaerobic digestion of source separated waste water in membrane bioreactor (AnMBR), as well as urine dehydration. Calculations were performed regarding a potential implementation resulted in that the treatment plant should treat wastewater from 900 people. For the treatment of urine, the daily urine production resulted in an area of the drying bed of 30 m2 or 23 m2 for varying drying rates. For treatment of faeces, dimensions of the membrane reactor were determined to radius 5 meters and 11 meters height, where the volume of flush water was the main reason for the large reactor.

Das Prostatakarzinom (PCa) ist die häufigste bösartige Tumorerkrankung des Mannes in Deutschland. Im Jahr 2019 wurden über 68.000 Neuerkrankungen in Deutschland verzeichnet. Die Inzidenz des PCas korreliert mit dem Alter der Patienten. Aufgrund dessen wird jedem Mann ab dem 45. Lebensjahr eine Früherkennungsdiagnostik empfohlen. Diese beinhaltet eine digitalrektale Untersuchung (DRU) sowie die Messung des prostataspezifischen Antigens im Serum (sPSA). Zeigt sich eine dieser Untersuchungen auffällig, ist eine Prostatastanzbiopsie indiziert. Immer häufiger wird in diesem Zusammenhang eine multiparametrische Magnetresonanztomographie (mpMRT)-gestützte Biopsie durchgeführt. Dies ermöglicht eine gezielte Biopsie von hochgradig karzinomverdächtigen Läsionen mithilfe der Verwendung des Prostate Imaging Reporting and Data System (PI-RADS)-Scores. Allerdings kommt es aufgrund der geringen Spezifität des sPSAs oft zur Überdiagnostik und darauffolgend zur Übertherapie. Das Ziel ist es daher, eine spezifischere Diagnostik zu finden. Zudem ist es erforderlich, eine bessere Prognosevorhersage eines PCas zum Zeitpunkt der Erstdiagnose geben zu können. Dadurch könnte auch die Problematik der Überdiagnostik, insbesondere die ungenügende Diskriminierung zwischen Niedrigrisiko-PCas mit einem Gleason-Score (GS) < 7 und klinisch signifikanten PCas (GS ≥ 7), verringert werden. Um die Invasivität der Früherkennungsdiagnostik des PCas zu verringern, werden immer mehr Forschungen auf dem Gebiet der Blut- und Urindiagnostik – so genannten Flüssigbiopsien –betrieben. Es gibt bereits sPSA-Derivate, die eine erhöhte Spezifität und Sensitivität verglichen zum sPSA aufweisen. So zeigte bereits die Ratio aus freiem sPSA und totalem sPSA (fPSA/PSARatio) sowie die PSA-Dichte (PSAD) ein höheres diagnostisches Potential. In verschiedenen Studien konnte zudem nachgewiesen werden, dass ausgewählte mRNAs und lncRNAs, welche in diversen biologischen Prozessen involviert sind, in PCas differentiell exprimiert werden und damit ggf. ein diagnostisches Potential besitzen. In dieser Arbeit wurden ausgewählte mRNAs (AMACR, DLX1, ERG, EZH2, Hepsin, HOXC6, Prostein, PSGR, PSMA, TRMP8) und lncRNAs (MALAT1, NEAT1, PCA3, PCAT29, PCGEM1, SChLAP1) in Urinsedimenten von 75 Patienten mit PCa-Verdacht vor Prostatastanzbiopsie (01/2018-02/2019) mittels quantitativer PCR (qPCR) analysiert. Die Auswahl der Gene erfolgte in Anlehnung einer laborinternen Vorstudie zur Validierung derer Daten anhand einer weiteren Patientenkohorte. Nach Einwilligung der Patienten zur Studienteilnahme erfolgte zunächst eine Blutentnahme zur Bestimmung des sPSA-Wertes sowie eine post-DRU-Uringewinnung. Anschließend wurden die Urinzellen und die darin enthaltene RNA isoliert. Im Anschluss an die qPCR-Expressionsanalysen erfolgte die Evaluierung von ausgewählten Referenzgenen (ACPP, KLK2, PPIA, PSA, RPLP0, SPDEF, TBP) und letztendlich die Bestimmung des diagnostischen Potentials der ausgewählten Marker-RNAs mittels ROC-Kurven-Analysen inklusive der Bestimmung der Area under the Curve (AUC), Gesamttrefferquote (ACC), Sensitivität (Sens) und Spezifität (Spez). Die Referenzgene PPIA, RPLP0 und TBP wiesen die höchste Stabilität auf, sodass das geometrische Mittel dieser Gene zur Normalisierung der Markergen-Expression für diese Arbeit verwendet wurde. Da KLK2, PSA und SPDEF sich in den Analysen als Referenzgene ungeeignet zeigten, wurden sie im Verlauf ebenfalls hinsichtlich ihres diagnostischen Potentials evaluiert. Bei der Detektion jeglicher PCas in der Gesamtkohorte zeigten sich alle untersuchten klinischpathologischen Parameter (sPSA, PSAD, fPSA/PSA-Ratio, DRU, maxPI-RADS) bis auf die DRU signifikant mit AUC-Werten von 0,685-0,766 (ACC 39-75 %, Sens 33-87 %, Spez 5-78 % anhand etablierter Cut-Off-Werte). Das sPSA zeigte sich in diesem Zusammenhang zwar einerseits mit der höchsten Sensitivität von 87 %, auf der anderen Seite verzeichnete das sPSA mit Abstand sowohl die geringste Spezifität (5 %) als auch die niedrigste ACC (39 %). Die Transkripte AMACR, PCA3, PSA, PSGR und SPDEF waren in Urinsedimenten von PCa-Patienten signifikant höher exprimiert und konnten als Marker mit einem diagnostischen Potential mit AUC-Werten von 0,640- 0,702 identifiziert werden (ACC 65-70 %, Sens 50-77 %, Spez 59-81 %), wobei AMACR der beste Einzelmarker war. Die Kombination dieser fünf Marker (5-Marker-Kombi) mit und ohne Hinzunahme von sPSA, PSAD bzw. fPSA/PSA-Ratio verzeichnete signifikante AUC-Werte von 0,795-0,850 (ACC 75-76 %, Sens 73-90 %, Spez 63-76 % anhand etablierter Cut-Off-Werte). Das beste diagnostische Potential erzielte die 5-Marker-Kombi + fPSA/PSA-Ratio. Bei der Detektion klinisch signifikanter PCas (GS ≥ 7) in der Gesamtkohorte zeigten sich signifikante AUC-Werte von 0,729-0,768 bei der PSAD, der fPSA/PSA-Ratio und des maxPIRADS (ACC 68-72 %, Sens 67-86 %, Spez 60-74 % anhand etablierter Cut-Off-Werte). Bei der Detektion klinisch signifikanter PCas waren die Transkripte AMACR, PCA3, PSA und SPDEF in Urinsedimenten bei PCa-Patienten signifikant höher exprimiert und konnten als Marker mit einem diagnostischen Potential mit AUC-Werten von 0,650-0,714 identifiziert werden (ACC 68-76 %, Sens 48-71 %, Spez 68-88 %), wobei PSA der beste Einzelmarker war. Die Kombination dieser vier Marker mit und ohne Hinzunahme von sPSA, PSAD bzw. fPSA/PSA-Ratio verzeichnete signifikante AUC-Werte von 0,811-0,864 (ACC 75-76 %, Sens 71-91 %, Spez 68-78 % anhand etablierter Cut-Off-Werte). Bei der Detektion der klinisch signifikanten PCas verzeichnete die 4- Marker-Kombi sowohl allein als auch unter Hinzunahme von sPSA das beste diagnostische Potential. Bei der Detektion jeglicher PCas in der Teilkohorte mit einem sPSA ≤ 10 ng/ml erzielten alle klinisch-pathologischen Parameter bis auf die DRU signifikante AUC-Werte von 0,673-0,803 (ACC 42-76 %, Sens 55-91 %, Spez 7-90 % anhand etablierter Cut-Off-Werte). In der Teilkohorte war nur das Transkript PSGR signifikant höher exprimiert und konnte als einziger Marker mit einem diagnostischen Potential mit einem AUC-Wert von 0,683 identifiziert werden (ACC 72 %, Sens 59 %, Spez 81 %). Für die Transkripte AMACR, PCA3 und PSA konnte in dieser Teilkohorte nur per Trend ein diagnostisches Potential detektiert werden. Da in der Teilkohorte sPSA ≤ 10 ng/ml mit PSGR nur ein signifikantes Transkript nachgewiesen werden konnte, erfolgte keine Marker-Kombination. Mit dieser Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass die in Urinsedimenten gemessenen RNAs AMACR, PCA3, PSA, PSGR und SPDEF ein diagnostisches Potential haben. Außerdem konnte gezeigt werden, dass durch die Kombination von Markern zusammen mit klinisch-pathologischen Parametern ein größeres diagnostisches Potential erzielt werden kann. Dies äußerte sich insbesondere durch eine höhere Spezifität verglichen zur alleinigen Verwendung des sPSAWertes. In dieser Arbeit präsentierten sich die klinisch-pathologischen Parameter hinsichtlich des diagnostischen Potentials überdurchschnittlich gut. So zeigten sich im Vergleich zur laborinternen Vorstudie bei der Detektion jeglicher PCas nicht nur die PSAD mit signifikanten AUC-Werten, sondern zusätzlich auch das sPSA, die fPSA/PSA-Ratio und der maxPI-RADS. Zudem konnte ein Teil der Marker der laborinternen Vorstudie mit diagnostischem Potential (AMACR, KLK2, PCA3, PSA, PSGR, SChLAP1, SPDEF) im Rahmen dieser Arbeit validiert werden. Um die Marker als diagnostisches Mittel in den klinischen Alltag zu implementieren, ist jedoch eine Validierung anhand einer größeren prospektiven Patientenkohorte nötig.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Das Prostatakarzinom 1 1.1.1 Epidemiologie 1 1.1.2 Ätiologie und Prävention 1 1.1.3 Symptome und Diagnostik 3 1.1.4 Therapie 11 1.2 Wertigkeit verschiedener diagnostischer Methoden 14 1.2.1 sPSA und Derivate 14 1.2.2 DRU 18 1.2.3 TRUS 18 1.2.4 Prostatastanzbiopsie 19 1.3 Weitere Diagnosemöglichkeiten 21 1.3.1 sPSA-basierte Biomarker-Tests 21 1.3.2 Molekulare Biomarker 23 1.4 Laborinterne Vorstudie 31 2 Zielstellung 35 3 Material und Methoden 36 3.1 Material 36 3.1.1 Geräte und Verbrauchsmaterialien 36 3.1.2 Chemikalien 37 3.1.3 Software 39 3.2 Patientenkohorte 39 3.3 Methoden 40 3.3.1 Urinzellen-Isolation 40 3.3.2 RNA-Präparation 40 3.3.3 Photometrische RNA-Konzentrationsbestimmung mittels NanoDrop 41 3.3.4 RNA-Konzentrationsbestimmung und Qualitätskontrolle mittels Agilent 2100 Bioanalyzer 41 3.3.5 cDNA-Synthese 42 3.3.6 Präamplifikation 43 3.3.7 Quantitative Echtzeit-PCR 43 3.3.8 Statistik 44 4 Ergebnisse 49 4.1 Patientenkohorte 49 4.2 Evaluation der Referenzgene und Auswahl der besten Referenzgenkombination 52 4.3 CP-Werte der Markergene in der Gesamtkohorte 55 4.4 Relative Expression der Markergene 56 4.4.1 Expressionslevel in jeglichen PCas in der Gesamtkohorte 56 4.4.2 Expressionslevel in klinisch signifikanten PCas in der Gesamtkohorte 59 4.4.3 Expressionslevel in jeglichen PCas in der Teilkohorte mit sPSA ≤ 10 ng/ml 62 4.5 Expressionslevel der Markergene in Abhängigkeit von klinisch-pathologischen Parametern 64 4.6 Diagnostisches Potential für die Detektion jeglicher PCas in der Gesamtkohorte 71 4.6.1 Klinisch-pathologische Parameter 71 4.6.2 Markergene 74 4.6.3 Kombinationen von klinisch-pathologischen Parametern und Markergenen 78 4.7 Diagnostisches Potential für die Detektion klinisch signifikanter PCas (GS ≥ 7) in der Gesamtkohorte 82 4.7.1 Klinisch-pathologische Parameter 82 4.7.2 Markergene 85 4.7.3 Kombinationen von klinisch-pathologischen Parametern und Markergenen 89 4.8 Diagnostisches Potential für die Detektion jeglicher PCas in der Teilkohorte mit sPSA ≤ 10 ng/ml 92 4.8.1 Klinisch-pathologische Parameter 92 4.8.2 Markergene 95 5 Diskussion 99 5.1 Patientenkohorte 99 5.2 Evaluation der Referenzgene 100 5.3 Expressionslevel und diagnostisches Potential im Vergleich zur laborinternen Vorstudie 102 5.3.1 Klinisch-pathologische Parameter 102 5.3.2 Markergene 104 5.3.3 Kombination von klinisch-pathologischen Parametern und Markergenen 106 5.4 Expressionslevel und diagnostisches Potential im Vergleich zu anderen Studien 108 5.4.1 Überblick 108 5.4.2 AMACR 110 5.4.3 PCA3 111 5.4.4 PSGR 113 5.4.5 KLK2, PSA und SPDEF 114 5.4.6 DLX1 und HOXC6 116 5.4.7 MALAT1, SChLAP1 und PCAT29 117 5.4.8 Nicht signifikante Markergene 119 5.5 Flüssigbiopsien 121 5.6 Ausblick 122 5.6.1 MiRNAs 122 5.6.2 Urinexosomen 123 6 Zusammenfassung 124 7 Summary 127 8 Literaturverzeichnis 130 9 Abbildungsverzeichnis 151 10 Tabellenverzeichnis 153 11 Danksagung 156 12 Anhang 157 12.1 Erklärungen zur Eröffnung des Promotionsverfahrens 157 12.2 Bestätigung über Einhaltung der aktuellen gesetzlichen Vorgaben 158

No / A novel high-performance liquid chromatography (HPLC) assay for the estimation of formoterol in urine samples was developed and validated. A solid phase extraction (SPE) using Oasis HLB was optimised to isolate formoterol from a urine matrix followed by HPLC with UV detection. This extraction procedure concentrated the final analyte forty times so that UV detection can be used to determine even a low concentration of formoterol in urine samples. The urinary assay was performed in accordance with FDA and ICH regulations for the validation of bioanalytical samples. The samples were injected onto a C18 Spherisorb® (250 mm x 4.6 mm x 5 ¿m) analytical column maintained at 30 °C. The mobile phase consisted of 5 mM of potassium dihydrogen orthophosphate buffer (adjusted to pH 3 with ortho phosphoric acid):acetonitrile (ACN) (70:30, v/v), and the formoterol peak was detected at wavelength 214 nm. The extraction recovery of formoterol from the urine sample was >95%. The calibration curve was linear (r2=0.99) over formoterol concentrations ranging from 1.5 to 25 ng/mL (n=6). The method had an accuracy of >92% and intra and inter-day precision CV% of <3.9% and <2.2%, respectively, at three different concentrations low, medium and high (10, 15, 20 ng/mL). The limit of quantification (LOQ) for formoterol was found to be 1.50 ng/mL. The accuracy and precision at the LOQ level were 95% and %CV <3.7% (n = 10), respectively. The method reported is simple, reliable, precise, and accurate and has the capacity to be used for determination of formoterol in urine samples.