Der Beitrag berichtet, wie im Rahmen eines Forschungsvorhabens, welches durch das BMWi über einen Zeitraum von zwei Jahren gefördert wurde, ist untersucht worden, inwieweit der nachwachsende Rohstoff Miscanthus zur Herstellung von Verpackungen genutzt werden kann. Hierbei wurden zwei Verfahren, das Fasergussverfahren und das additive Fertigungsverfahren 3D-Printing, betrachtet. Beteiligt waren drei KMU und zwei gemeinnützige Forschungseinrichtungen.

Copper is an essential metal in today’s economy, due to its superior electrical and thermal conductivities, alloying properties, and chemical uses. Most copper is produced viamining and refining, and most copper is found in the earth’s crust as chalcopyrite, CuFeS2. Typically, chalcopyrite is concentrated and fed to a high temperature pyrometallurgical process which produces >99.99% purity copper cathodes. Recently, Freeport-McMoRan Inc. has implemented a hydrometallurgical autoclave-leaching process that takes chalcopyrite concentrate and produces copper cathodes. It is imperative that these pyrometallurgical and hydrometallurgical processes be modeled and compared so that the extraction industry can best decide which technology to apply in the future. This work presents transient, reduced-order models for the comparison of the two processes using exergy balances. Exergy is typically thought of as the maximum work extractable from a system as it spontaneously reacts to the state of the surrounding environment; for extractive processes, it is also helpful to think of exergy as the minimum work required to effect a concentration, e.g. of copper. Exergy balances are thus similar to first law balances, but they comment on the location and magnitude of usefulenergy flows, instead of energy flows in general. For the baseline case, this work found that the pyrometallurgical process up to 99.5% copper anode stored 54% of the fed exergy in product, lost 20% of the fed exergy, and destroyed the remaining 26%. In contrast, the hydrometallurgical process up to 30 grams-per-liter copper pregnant-leach-solution stored 5% of the fed exergy in product, lost 9% of the fed exergy, and destroyed the remaining 86%. The effects of process variations are also looked at. It is recommended that this work be incorporated in whole-plant exergy balances to more precisely examine the tradeoffs between the pyrometallurgical and hydrometallurgical routes of copper extraction from chalcopyrite concentrates.

Shiga Toxin (Stx)-konvertierende Bakteriophagen besitzen eine konservierte lambdo-ide Genomstruktur, weisen aber ein hohes Maß an genetischer Diversität auf. Aus diesem Grund wurden die bereits vorhandenen Sequenzdaten der Stx1-Phagen CP-1639 des Escherichia coli O111:H- Stammes 1639/77 und BP-4795 des E. coli O84:H4 Stammes 4795/97 vervollständigt und analysiert. Im Gegensatz zu dem induzierbaren Bakteriophagen BP-4795 fehlen CP-1639 einige Gene, die für den lytischen Lebenszyklus eines Bakteriophagen notwendig sind. Daher handelt es sich bei CP-1639 um einen kryptischen Prophagen, der nicht mehr in der Lage ist das Wirtschromosom zu verlassen und intakte Phagenpartikel zu bilden. Die Integra-tionsstellen wurden innerhalb des Gens yehV für BP-4795 und ssrA für CP-1639 bestimmt. In unmittelbarer Umgebung des Integrationsortes von CP-1639 befindet sich ein eigenständiges integratives Element. Dieses besteht aus drei offenen Lese-rahmen unbekannter Herkunft, sowie einem Integrasegen und kann auch ohne Assoziation mit Phagen-DNA auftreten. Phagen können zusätzlich zu ihrem Genom Gene bakteriellen Ursprungs tragen. Diese können unter anderem infolge von Transpositionen oder einer unkorrekten Exzision der Phagen-DNA aus dem Wirtschromosom während des lytischen Lebenszyklus in das betreffende Phagengenom eingebaut werden. Eines solches Gen des Bakteriophagen BP-4795 kodiert das Typ III Effektorprotein NleA4795, dessen Funktionalität nach dem C-terminalen Einbau von neun Codons des Hämagglutinin (HA)-Epitopes des humanen Influenzavirus in die Sequenz des Gens nleA4795 überprüft wurde. Dies erfolgte unter Verwendung der Western Blot Analyse durch die Expression dieses Fusionsproteins in dem Wildtyp-Stamm 4795/97 und in der Deletionsmutante 4795escN des Stammes 4795/97. Die Typ III Sekretionssys-tem (T3SS)-inaktive Mutante 4795escN wurde im Verlauf dieser Arbeit hergestellt. Diese Untersuchungen zeigten ebenfalls, dass zur Sekretion von NleA4795 ein in-taktes T3SS notwendig ist. Weiterhin zeigte die Infektion einer HeLa-Zelllinie mit NleA4795-HA exprimierenden Bakterienstämmen und die anschließende Analyse mit Hilfe der Immunfluoreszenz, die Translokation des Proteins in eukaryotische Wirts-zellen. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse dieser Untersuchung auf eine Lokali-sation von NleA4795-HA innerhalb des Trans-Golgi Netzwerkes hin. Die Verbreitung des Gens nleA wurde in insgesamt 170 Shiga Toxin-produzierenden E. coli und enteropathogenen E. coli Stämmen untersucht. Dies führte zur Identifika-tion von 14 verschiedenen Varianten des Gens nleA in 149 der überprüften Stämme, wobei mit Ausnahme von zwei Isolaten ebenfalls ein Markergen des T3SS nachge-wiesen werden konnte. Neben drei bereits bekannten Varianten konnten elf neue Varianten identifiziert werden, deren abgeleitete Aminosäuresequenzen sich zu 71% bis 96% glichen. Sequenzunterschiede traten insbesondere aufgrund der Deletion oder Insertion von vier bis 51 Aminosäuren im Mittelteil der potentiellen Proteine auf. Weiterhin deuten die Ergebnisse dieser Untersuchungen eine Assoziation bestimm-ter Varianten des Gens nleA mit spezifischen E. coli Serogruppen an. Southern-Blot Hybridisierungen zeigten, dass etwa ein Viertel der nleA-positiven Stämme zwei Ko-pien dieses Gens in ihrem Genom tragen. Hierbei handelt es sich meist um zwei verschiedene Varianten. In fast allen Fällen kodiert eine dieser Varianten, aufgrund einer Punktmutation oder Insertion eines IS-Elementes, ein verkürztes und vermut-lich nicht funktionelles Protein. Mit Hilfe von Transduktionsexperimenten konnten verschiedene Varianten des Gens nleA im Genom induzierbarer Phagen nachge-wiesen werden, was auf eine Verbreitung des Gens nleA durch den horizontalen Gentransfer hinweist.

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Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / A novel algorithm was developed to convert raw 2-dimensional endoscope videos into 3-dimensional view. Minimally invasive surgeries aided with 3D view of the invivo site have shown to reduce errors and improve training time compared to those with 2D view. The novelty of this algorithm is that two cues in the images have been used to develop the 3D. Illumination is the rst cue used to nd the darkest regions in the endoscopy images in order to locate the vanishing point(s). The second cue is the presence of ridge-like structures in the in-vivo images of the endoscopy image sequence. Edge detection is used to map these ridge-like structures into concentric ellipses with their common center at the darkest spot. Then, these two observations are used to infer the depth of the endoscopy videos; which then serves to convert them from 2D to 3D. The processing time is between 21 seconds to 20 minutes for each frame, on a 2.27GHz CPU. The time depends on the number of edge pixels present in the edge-detection image. The accuracy of ellipse detection was measured to be 98.98% to 99.99%. The algorithm was tested on 3 truth images with known ellipse parameters and also on real bronchoscopy image sequences from two surgical procedures. Out of 1020 frames tested in total, 688 frames had single vanishing point while 332 frames had two vanishing points. Our algorithm detected the single vanishing point in 653 of the 688 frames and two vanishing points in 322 of the 332 frames.

The rapid development, approval, and production of vaccines against the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in less than 1 year after the first reports of a new infectious disease was a real game changer, providing 80%–90% efficacy in preventing severe etiopathologies of the coronavirus disease 2019 (COVID-19). These vaccines induce an immune response against the SARS-CoV-2 spike (S) protein located on the surface of the virus particle. Antibodies (Abs) recognizing the S-protein can inhibit binding of the virus via the S-protein to the angiotensin-converting enzyme-2 (ACE-2) receptor expressed on different human cells, especially when these Abs bind to the interaction site, the so-called receptor-binding domain (RBD). We have expressed the RBDs of wild-type SARS-CoV-2 and five variants of concern (VOCs) to test the immune response in people before vaccination with mRNA vaccines BNT162b2 and mRNA-1273 and after up to three vaccinations using in-house ELISA and inhibition assays. The methods of both assays are provided. Both vaccines initiated similarly high IgG titers after two vaccinations against the wild-type and even two VOC-RBDs (alpha and delta) and strongly inhibited the corresponding RBD-ACE-2 binding. The IgG titers and inhibition of ACE-2 binding were lower for beta and gamma RBDs and much lower for omicron RBD. The third vaccination after 6 months strongly increased both the IgG titers and the neutralizing effect against all variants, especially for omicron, leading to 63% ± 13% neutralization potential. Importantly, neutralization linearly increased with the IgG titers.