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Krankheiten, Fortpflanzung und Immobilisation der Tiger (Panthera tigris) im Zoologischen Garten Leipzig unter besonderer Berücksichtigung der "Tigerkrankheit"

Vollrath, Constance 10 November 2009 (has links)
Veterinärmedizinische Fakultät, Universität Leipzig, und Zoo Leipzig Die Krankheiten, Fortpflanzung und Immobilisation der Tiger des für seine Zucht berühmten Leipziger Zoologischen Gartens wurden zusammenfassend über einen Zeitraum von über 50 Jahren analysiert. Das Datenmaterial bestand aus Kranken- und Sektionsberichten sowie bakteriologischen, virologischen, parasitologischen und mykologischen Untersuchungsbefunden. Insgesamt wurden über 4000 Fälle ausgewertet und mit der medizinischen Fachliteratur verglichen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass sich die Haltungsbedingungen der Tiger im Leipziger Zoologischen Garten im Laufe der Zeit wesentlich verbessert haben und der Gesundheitsstatus heute als sehr gut eingeschätzt werden kann. Zur Distanzimmobilisation und -narkose haben sich die Kombination von 3 mg/kg Xylazin und 3 mg/kg KM Ketaminhydrochlorid sowie Yohimbin als Antidot in einer Dosis von 0,5 mg/kg KM bewährt. Zu den häufigsten Krankheitsbildern gehörten Infektionskrankheiten, unter ihnen die sog. Koliinfektion und die Pasteurellose. Obwohl sie heute mit einfachen Mitteln therapierbar sind, verursachten sie seinerzeit in der Studienpopulation gleichzeitig v. a bei Jungtigern große Verluste. Seit Beginn der BCG-Impfung ist die Tuberkulose nicht mehr im Leipziger Tigerbestand aufgetreten. Ebenso brachte die Umstellung auf eine Lebendvakzine bei der Panleukopenieprophylaxe eine entscheidende Verbesserung. Die meisten Todesfälle verursachten nach den Infektionskrankheiten Krankheiten des Respirationstrakts (Pneumonien) und Fortpflanzungsstörungen (v. a. Totgeburten). Ab einem Alter von 9 Jahren traten bei weiblichen Tigern Störungen im Geburtsverlauf auf. Am häufigsten erkrankten neonatale Tiger an Infektionskrankheiten und an den Folgen von Fruchtwasseraspiration. Bei den Krankheiten des Bewegungsapparats steht die auf einem alimentären sekundären Hyperparathyreoidismus beruhende Osteodystrophia fibrosa im Vordergrund. Ihr wird seit den 80er Jahren durch verstärkte Fütterung mit Ganzkörperfuttertieren vorgebeugt. Als Therapie von Nephritiden hat sich bei den Tigern des Untersuchungsguts besonders in den letzten Jahren eine einmalige subkutane Infusionstherapie mit insgesamt 2 ml/kg KM Glukose und Natriumbikarbonat im Verhältnis 1:1 sowie Elektrolyten und Aminosäuren, Enrofloxacin und Marbofloxacin in den von den Herstellern angegebenen Dosierungen bewährt. Regelmäßige Krallenpflege ab einem Alter von 9 Jahren beugt Lahmheiten durch eingewachsene Krallen sowie Wundinfektionen vor. Vitaminmängeln wird im Leipziger Zoologischen Garten durch Fütterung von Ganzkörpertieren mit allen Innereien sowie die prophylaktische Gabe von Multivitaminpräparaten vorgebeugt. Möglicherweise verhaltensbedingte Todesfälle bei ansonsten gesunden neonatalen Tigern lassen in einigen Fällen auf eine gestörte Mutter-Kind-Beziehung schließen. Lediglich vereinzelt traten im Untersuchungsgut Krankheiten der Leber, des Herz- und Kreislaufsystems, des endokrinen Systems, Vergiftungen, sexuelle Verhaltensstörungen und Kachexien auf. Bestandsprobleme wurden durch Caliciviren hervorgerufen, die klinische Symptome sowohl bei adulten als auch jungen Tigern und Löwen hervorriefen. Hier muss zwischen artgemäßer Aufzucht und Infektionsrisiko abgewogen werden. Zu den erst postmortal festgestellten Krankheiten gehörte das metastasierende Hämangiosarkom. Die „Tigerkrankheit“ gehörte über viele Jahre zu den schwer behandelbaren Krankheiten mit hoher Rezidivrate. Mittlerweile haben sich zwar Ampicillin und Penicillin als effektive Therapeutika im Leipziger Zoologischen Garten bewährt. Dennoch konnte auch in dieser Arbeit die Ätiologie nicht endgültig geklärt werden und bedarf weiterführender Untersuchungen. Ansätze für künftige Forschungsaufgaben bietet die Klärung der möglicherweise generell bei Tigern hereditären Kataraktätiologie und des Hydrocephalus internus bei Amurtigern. Die hohe Diskrepanz der eigenen Ergebnisse im Vergleich zum Schrifttum erfordert weitere Studien an umfangreicherem Material zur Prävalenz von CDV, FIV und FeLV bei Tigern. Bislang nicht im Schrifttum beschriebene Krankheiten (z. B. Obstipation, Hämangiosarkom, Furunkulose, Pyodermie, Härungsanomalien und Panaritien), Infektionen (z. B. mit Gattung Salmonella Saint-Paul, Salmonella enteritidis, Salmonella anatum, Salmonella cholerae suis, Staphylococcus epidermidis und Staphylococcus intermedius) und Infestationen (z. B. Capillaria aerophila) werden in den entsprechenden Kapiteln besonders herausgestellt.
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Ontwikkeling van alternatiewe konstruksies in 'n terapeutiese gesprek : 'n gevallestudie

Voges, Aletta Maria 01 1900 (has links)
Text in Afrikaans / In this study a description of the development of meaningful alternative constructions has been provided. The development of meaningful alternative descriptions of a painful situation within which people find themselves could create the possibility of movement taking place. · The development of alternative descriptions was discussed by means of the following components of a therapeutic conversation: The therapist uses the different punctuations of the family in their description of the problem and takes complementary descriptions into consideration. (Punctuation/complementation.) In the description of alternative realities the therapist uses a language that creates hope for change. (Reframing.) The therapist listens to the family with respect and endeavours to hear the family's themes, to understand and to use them. (Language.) The therapist, by asking questions of which the answers facilitate further questions, accepts the responsibility to facilitate discussions that encourage participation in the therapeutic process. (Participation/questions leading to further questions.) The discussion was based on a constructivist approach. A case history was described to illustrate how meaningful alternative descriptions were developed in a therapeutic conversation. / In hierdie studie is 'n beskrywing van die ontwikkeling van betekenisvolle alternatiewe konstruksies gegee. Die ontwikkeling van alternatiewe beskrywings vir 'n pynlike situasie waarin mense hulle bevind kan die moontlikheid skep dat beweging plaasvind. Die ontwikkeling van alternatiewe beskrywings word bespreek aan die hand van die volgende vier komponente van 'n terapeutiese gesprek: Die terapeut gebruik die verskillende punktuasies van die gesin in hulle beskrywing van die probleem en neem komplementerende beskrywings in ag. (Punktuasielkomplementering.) In die beskrywing van alternatiewe realiteite gebruik die terapeut 'n taal wat die hoop op verandering skep. (Herformulering.) Die terapeut luister met respek na die gesin, en poog om die gesin se temas aan te hoor, te verstaan en te gebruik. (Taal.) Die terapeut neem, deur vrae te vra waarvan die antwoorde tot verdere vrae aanleiding gee, die verantwoordelikheid op hom om gesprekvoering te fasiliteer wat deelname aan die terapeutiese proses aanmoedig. (Deelname/vrae wat aanleiding gee tot verdere vrae.) Die bespreking is gebaseer op 'n konstruktivistiese benadering. 'n Gevallestudie word beskryf om te illustreer hoe betekenisvolle alternatiewe beskrywings in 'n terapeutiese gesprek ontwikkel is. / M.A. (Social Work)
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Electrogreffage de biomolécules sur supports conducteurs pour le développement de biopuces à détection optique

Corgier, Benjamin 06 July 2007 (has links) (PDF)
Ce travail présente l'utilisation de réseaux d'électrodes de carbone sérigraphiés pour la réalisation de biopuces. Dans un premier temps, un modèle biopuce enzymatique basé sur la détection électrochimiluminescente et permettant le dosage de métabolites sanguins est présenté.<br />Puis, un principe novateur d'immobilisation de biomolécules aboutissant à leur fixation covalente sur les réseaux conducteurs est présenté. Cette méthode directe impliquant les propriétés d'électro-adressage des sels de diazonium est caractérisée. Elle est alors utilisée afin d'électro-adresser des anticorps, et de réaliser des détections immunologiques. Une biopuce à oligonucléotide est également réalisée selon ce modèle. <br />L'électrodéposition d'or à la surface des électrodes ainsi que son effet sur l'électro-adressage et sur la détection chimiluminescente sont présentés.<br />Une troisième partie expose l'électro-adressage de biomolécules sur des surfaces d'or afin de réaliser des détections en imagerie par SPR.
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Traitement à haute pression et haute température de déchets de métaux lourds vers de nouveaux matériaux stables

Karnis, Aurélie 08 October 2009 (has links) (PDF)
Les REFIOM (Résidus d'Epuration des Fumées d'Incinération des Ordures Ménagères) issus de l'incération des déchets ménagers contiennent des métaux lourds comme le plomb ou le cadmium et sont en France uniquement stockés en centre d'enfouissement technique de classe 1 pour dangereux, en étant stabilisés par une vitrification. Afin de trouver des solutions pour le stockage ou la valorisation à long terme des REFIOM sans danger pour l'environnement, nous avons ciblé les vitrocéramiques et les céramiques frittées à hautes températures et hautes pressions. Nous avons utilisé des méthodes de la minéralogie physique par l'intermédiaire de synthèses à hautes températures, de synthèses à hautes températures et à hautes pressions en autoclave à chauffage externe, d'observations en microscopie électronique à balayage, de microanalyses chimiques EDX (Energy Dispersive X-Ray spectrometry), d'analyses en microsondes, de caractérisation structurale par diffraction de rayons X et d'expériences de lixiviation dynamique. Nous avons mis au point des protocoles de synthèses et d'analyses. Par ce biais, nous constatons pour les vitrocéramiques que le plomb ou le cadmium sont incorporés dans des cristallites et dans des nouvelles phases cristallines, eux-mêmes englobés dans une matrice vitreuse. Cette voie dite "double barrière" (cristaux + verre) semble prometteuses pour l'immobilisation du plomb et du cadmium (au regard des analyses EDX et des expériences de lixiviation). Pour les céramiques frittées, comme pour les SYNROC (SYNthetic ROCk) synthétisées pour les déchets nucléaires, de nouvelles phases cristallines incorporant Pb et Cd sont observées et seraient a priori résistantes pour le stockage de ces éléments toxiques. Dans ces deux cas de nouveaux matériaux capables d'incorporer massivement du plomb et du cadmium ont été mis en évidence. Des tests de durabilité permettront d'envisager une valorisation éventuelle de tels matériaux
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Vers de nouvelles matrices minérales pour l'immobilisation et la valorisation des déchets ultimes de l'incinération des déchets ménagers

Krausova Rambure, Katerina 05 December 2013 (has links) (PDF)
L'objectif général de cette thèse est de transformer les déchets ultimes et dangereux contenant des métaux lourds, en matières minérales chimiquement stables. L'augmentation de la production des ordures ménagères (OM) est un problème qui concerne et préoccupe le monde entier. Parmi les différentes méthodes de traitement des déchets municipaux, l'incinération est une technologie qui peut fournir une solution efficace et respectueuse pour l'environnement. Le problème de ce traitement est la production de REFIOM. Les REFIOM peuvent contenir de grandes quantités de composés métalliques toxiques et est considéré comme un déchet dangereux ce qui oblige à les mettre en décharges classées. Trois types de matériaux pour l'immobilisation du plomb et du cadmium ont été étudiés : les vitrocéramiques, les céramiques frittées et les géopolymères. Nous sommes parvenus à synthétiser une base de vitrocéramique à partir de cendres incinérées purs et nous avons diminué sa volatilisation lors de sa production. Des résultats prometteurs ont été obtenus pour la vitrocéramique Ca-Mg-Si-O qui a incorporé durablement une quantité élevée de cadmium dans les structures cristallines et le plomb dans la structure amorphe. La phase cristalline est plus résistante à l'attaque acide en raison de son incorporation dans une matrice vitreuse qui génère une double protection. Ses travaux ouvrent la possibilité de créer cette matrice en ajoutant des oxydes commerciaux aux résidus d'incinération. Nous avons étudié la céramique frittée à base du système Ba-Mg-Ti-O. Nous avons obtenu les trois phases minérales présentées dans la céramique SYNROC (hollandite, pérovskite et rutile) où le cadmium substitue le magnésium tandis que le plomb a occupé le site appartenant au baryum. La céramique frittée est satisfaisante en termes d'immobilisation des métaux lourds avec de bonnes propriétés physiques. Pour produire des géopolymères résistants à partir de REFIOM, il est avantageux d'utiliser un rapport L/S = 1,2 et de les sécher à température ambiante. Il a été observé que le frittage influence le taux de réorganisation structurelle avec l'apparition de la phase sodalite ( Na4Si3Al3O12Cl), qui se compose de tunnels où les métaux lourds peuvent être incorporés. Le plomb et le cadmium restent largement en dessous de la limite des normes TCLP. Le traitement thermique à plus de 500°C augmente la densité de l'échantillon. Lorsque les REFIOM sont mélangés avec d'autres types de déchets tels que des MIOM ou du calcin, il est possible d'augmenter la résistance chimique et mécanique. Nous avons conclu que les trois matrices de stockages étudiées offrent de bonne perspective pour l'immobilisation du plomb et du cadmium
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Modification of bis(ditertiarybutylphosphinomethyl)benzene for improved catalyst separation and stability

Parnham, Benjamin L. January 2007 (has links)
Palladium complexes of bis(di-tert-butylphosphinomethyl)benzene (DTBPMB) show remarkably high activity as alkene methoxycarbonylation catalysts, in addition to numerous other catalytic conversions, and are currently being commercialised by Lucite in ethene methoxycarbonylation to methyl propanoate. Any large-scale exploitation of this catalyst system for heavier products, however, is likely to be hindered by catalyst-product separation problems common to homogeneous catalysts; hence modification of this catalyst system to allow facile product separation was investigated. Tethering of DTBPMB residues onto polystyrene via Suzuki-type coupling of suitable precursors onto bromopolystyrene and boronic acid functionalised polystyrene resins was investigated and the phosphine was successfully immobilised. Phosphination of the resins was not complete however and as such there is concern that other phosphine residues may be present which do not exhibit a bidentate binding motif. The synthesis of a potassium sulfonate derivative of DTBPMB (KBPMBS) was successful and immobilisation of this onto ion exchange resins was also investigated. Some preliminary results from studies into 1-octene methoxycarbonylation using palladium complexes of these resins were obtained. Supporting of this diphosphine onto silica via a sol-gel co-condensation methodology was also investigated; the synthesis of a suitably functionalised precursor containing a sulfonamide linkage was successful via protection of the diphosphine using borane. Although formation of the silica support was successful, attempts to deprotect the phosphine-borane resulted in cleavage of the ligand from the support. An alternative route to this supported ligand was attempted and others discussed. Synthesis of a suitable sol-gel precursor via alkene hydrosilation was also attempted and is discussed. Supporting of the sulfonated phosphine, KBPMBS onto silica functionalised with imidazolium tethered residues was also investigated, although complete leaching of the phosphine from the support by methanol washing was observed. Immobilisation of the synthesised KBPMBS ligand in an ionic liquid (IL) phase was investigated. Complex formation and catalytic activity were demonstrated and a positive effect on conversion was observed upon addition of carbon dioxide to the system; possibly due to the increased CO solubility within the IL phase. Efficient product separation from the IL-immobilised catalyst system was demonstrated, both by organic extraction and using supercritical carbon dioxide flow. However, poor catalyst stability under these conditions appears to present a barrier to recycling this system, with loss of conversion observed on catalyst recycling. Other attempts to immobilise the DTBPMB ligand are discussed and reduction of the sulfide derivative of DTBPMB was demonstrated using hexachlorodisilane, which could be used as a general synthetic strategy for protecting highly electron rich phosphines. It is possible that increasing the bulk of the DTBPMB ligand may increase catalyst stability and result in catalyst systems with higher turnover numbers. Therefore syntheses of bulky ligands based on the DTBPMB backbone were investigated. 1,2,4,5-tetrakis(di(tert-butyl)phosphinomethyl)benzene was successfully synthesised although palladium complexes of this showed no activity in catalytic methoxycarbonylation. Attempts to synthesise a related biphenyl-based tetraphosphine is also discussed, although isolation of this in a pure form was not achieved. Routes toward tetraphenyl and dimethyl-diphenyl functionalised derivatives of DTBPMB have also been explored, although only a monophosphine was isolated due to difficulties in obtaining an intermediate di(chloromethyl) precursor in both synthetic pathways, although this now appears to have been overcome.
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Structuration de surfaces organiques et inorganiques par lithographie électro-colloïdale : principe et applications / Structuration of organic and inorganic surfaces by electrocolloidal lithography : principle and applications

Bazin, Damien 05 December 2012 (has links)
De nombreuses techniques de lithographie sont proposées aujourd'hui pour structurer des surfaces à l'échelle micrométrique et nanométrique. Parmi elles, la lithographie colloïdale est intéressante en raison notamment du faible coût du procédé. Dans cette thèse, nous avons développé une nouvelle technique appelée « lithographie électro-colloïdale » qui est basée sur l'utilisation de particules colloïdales soumises à des champs électriques continus et alternatifs. Avec des temps de préparation courts et une instrumentation peu coûteuse, des surfaces structurées polymériques et métalliques ont été produites puis testées pour différentes applications (immobilisation de protéines, réseaux de microélectrodes, surfaces superhydrophobes). / Many lithography techniques have been developed to structure surfaces at the micrometer and sub-micrometer ranges. Among them, colloidal lithography is interesting because the process is inexpensive and does not require the use complex instruments. In this thesis, we have developed a new technique called « electro-colloidal lithography » which is based on the use of colloidal particles organized using alternating and direct electric fields. With short preparation times and inexpensive instruments, polymeric and metallic structured surfaces have been prepared and tested for different applications (protein immobilization, microelectrode arrays, superhydrophobic surfaces)
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Genetically Tailored Yeast Strains for Cell-based Biosensors in White Biotechnology

Groß, Annett 28 February 2017 (has links) (PDF)
This work was performed in the framework of two application-oriented research projects that focus on the generation and evaluation of fluorescent Saccharomyces (S.) cerevisiae-based sensor and reporter cells for white biotechnology as well as the extension of the conventional single-cell/single-construct principle of ordinary yeast biosensor approaches. Numerous products are currently generated by biotechnological processes which require continuous and precise process control and monitoring. These demands are only partially met by physical or physiochemical sensors since they measure parameters off-line or use surrogate parameters that consequently provide only indirect information about the actual process performance. Biosensors, in particular whole cell-based biosensors, have the unique potential to near-line and long-term monitor parameters such as nutrient availability during fermentation processes. Moreover, they allow for the assessment of an analyte’s biological relevance. Prototype yeast sensor and reporter strains derived from common laboratory strains were transformed with multicopy expression plasmids that mediate constitutive or inducible expression of a fluorescence reporter gene. Performance of these cells was examined by various qualitative and quantitative detection methods – representative of putative transducer technologies. Analyses were performed on the population level by microplate reader-based fluorometry and Western blot as well as on the single-cell level by fluorescence microscopy and flow cytometry. ‘Signature’ promoters that are activated or repressed during particular nutrient-limited growth conditions were selected in order to generate yeast nutrient sensor strains for monitoring the biological availability of nitrogen, phosphorus or sulphur. For each category, at least one promoter mediating at least threefold changed green fluorescence levels between sensor cells in non-limited and nutrient-limited conditions was identified. Sensor strains were evaluated in detail regarding sensitivity, analyte selectivity and the ability to restore basic fluorescence after shift from nutrient-limited to non-limited conditions (regeneration). The applicability for bioprocess monitoring purposes was tested by growth of yeast nutrient sensor cells in microalgae media and supernatants. Despite successful proof of principle, numerous challenges still need to be solved to realise prospective implementation in this field of white biotechnology. The major drawback of plasmid-borne detection constructs is a high fluorescence variance between individual cells. By generation of a nitrogen sensor strain with a genome-integrated detection construct, uniform expression on the single-cell level and simultaneous maintenance of basic properties (ability of fluorescence induction/regeneration and lack of cross-reactivity) was achieved. However, due to the singular detection construct per cell, significantly weaker overall fluorescence was observed. The traditional single-cell/single-construct approach was expanded upon in two ways. Firstly, a practical dual-colour sensor strain was created by simultaneous, constitutive expression of a red fluorescence reporter gene in green fluorescent nitrogen sensor cells. Secondly, an innovative cellular communication and signal amplification system inspired by the natural S. cerevisiae pheromone system and mating response was established successfully. It features the yeast pheromone alpha-factor as a trigger and alpha-factor-responsive reporter cells which express a fluorescence reporter gene from the pheromone-inducible FIG1 promoter as an output signal. The system was functional both with synthetic and cell-secreted alpha-factor, provided that recombinant cells were deleted for the alpha-factor protease Bar1p. Integration of amplifier cells which secrete alpha-factor in response to stimulation with the pheromone itself could increase the system\'s sensitivity further. Signal amplification was demonstrated for phosphorus sensor cells as a proof of concept. Therefore, the alpha-factor-based cellular communication and signal amplification system might be useful in applications that suffer from poor signal yield. Due to its modular design, the system could be applied in basically any cell-based biosensor or sensor-actor system. Immobilisation of the generated sensor and reporter cells in transparent natural polymers can be beneficial considering biosensor fabrication. Functionality of sensor and reporter cells in calcium-alginate beads or nano-printed arrays was successfully demonstrated. For the latter setup, fluorescence scanning and software-assisted fluorescence quantification was applied as a new detection method. In an experiment using an agarose-based two-compartment setup proposed by Jahn, 2011, properties of the alpha-factor-based cellular communication and signal amplification system after immobilisation were tested. These studies provide an initial experimental basis for an appropriate geometry of miniaturised immobilisation matrices with fluorescent yeast sensor and reporter cells in prospective biosensor designs.
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Nanopartikel auf Oberflächen

Joseph, Virginia 30 July 2012 (has links)
In dieser Arbeit wurden nanostrukturierte Oberflächen durch Immobilisierung von Gold- und Silber¬nanopartikeln mit Organosilanen hergestellt und bezüglich ihrer Eigenschaften als Substrate für die oberflächenverstärkte Raman-Streuung (SERS) untersucht. In Experimenten zum Einfluss von Partikelgröße und -anordnung auf die plasmonischen Eigenschaften wurden wesentliche Erkenntnisse für die Optimierung SERS-aktiver Nanostrukturen gewonnen. Durch Kombination experimen¬teller Untersuchungen, unter Verwendung von spektroskopischen und bildgebenden Ver¬fahren, mit elektro¬dynamischen Simulationen der lokalen Felder, wurden Zusammen¬hänge zwischen den plasmo¬nischen und nanoskopischen Eigen¬schaften von Partikeln auf Oberflächen und ihren SERS-Eigenschaften hergestellt. Die nanostrukturierten Oberflächen weisen hohe und über einen weiten Analyt-konzentrations¬bereich stabile Verstärkungsfakoren bei hoher mikros¬kopischer Homo-genität der Verstärkung auf. Dies macht sie zu geeigneten Substraten für quantitative Anwendungen von SERS. Das Potenzial der nano-strukturierten Ober¬flächen für den Einsatz in analytischen Fragestellungen wurde anhand mehrerer Anwendungen gezeigt. Durch simultane Immobilisierung verschiedener Nano¬partikel unter Verwendung desselben Linker¬moleküls wurden erstmalig Ober¬flächen mit definierten plasmonischen und funktionellen Eigen¬schaften repro¬duzierbar erzeugt. Diese neuartigen Mischsubstrate wurden in der Verfolgung katalytischer Reaktionen eingesetzt, wodurch erstmals Reaktions-konstanten solcher Reaktionen mittels SERS bestimmt werden konnten. Die Ergebnisse der Arbeit legen einen breiten Einsatz der plasmonischen nano¬struk-turierten Ober¬flächen in der Zukunft nahe. Dieser reicht von Untersuchungen in der Kata-lyse¬forschung über mikroskopische Anwendungen von SERS bis zur Verwendung in der klinischen Diagnostik. / Within this work nanostructured surfaces were generated by immobilization of gold and silver nanoparticles with organosilanes and characterized regarding their suitability as substrates for Surface-enhanced Raman scattering (SERS). Essential knowledge for the optimization of SERS-active nanostructures could be found by experimental invest-igations on the influence of particle size and assembly on the plasmonic properties. Through combined experimental investigations, including spectroscopic and imaging techniques, and electrodynamic simulations of local fields, the plasmonic and nanoscopic properties of particles on surfaces were related to their SERS-properties. The nanostructured surfaces exhibit high and, over a wide range of analyte concentration, stable enhancement factors with high microscopic homogeneity. Therefore immobilized nanostructures are suitable substrates for quantitative SERS. The potential for the use of the nanostructured surfaces in analytical problems was shown in various applications. Signal fluctuations that can occur in the detection of complex analyte mixtures can be significantly reduced by immobilization of the nanoparticles. This offers the possibility to use multivariate statistical methods for automated classification and identification of molecule mixtures but also for multiplexing and imaging by SERS. Simultaneous immobilization of gold and silver nanoparticles and gold and platinum nanoparticles using the same linker molecule allowed for the first time to generate surfaces with defined plasmonic and functional properties with low cost and high reproducibility. These new mix and match-substrates were used to follow catalytic reactions and determine reaction constants of such reactions for the first time using SERS. The outcome of this work suggests a wide range of applications of plasmonic nanostructured surfaces in the future. This includes the investigation of catalysis, microscopic applications of SERS and clinical diagnosis.
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Développement de biocapteurs ampérométriques pour la détermination de l’activité de la transcétolase et pour la détection d’inhibiteurs de cette enzyme / Development of amperometric biosensors for the determination of the activity of transketolase and for the detection of inhibitors of this enzyme

Touisni, Nadia 13 December 2013 (has links)
Depuis peu, des travaux ont montré que chez l’Homme, la transcétolase (TK, EC 2.2.1.1.) dont le cofacteur est la thiamine diphosphate (forme active de la vitamine B1), est une enzyme impliquée dans de nombreuses maladies telles que, le diabète, certains cancers, ou encore des maladies neurologiques, comme le syndrome de Wernicke-Korsakoff et la maladie d’Alzheimer. Pour des applications thérapeutiques, des inhibiteurs spécifiques de cette enzyme sont actuellement conçus et synthétisés dans les milieux académiques et industriels. Afin de déterminer l’activité de la TK (dans un but de diagnostic) d’une part, et de détecter des inhibiteurs potentiels de cette enzyme (dans un but thérapeutique) d’autre part, il est nécessaire de disposer de tests alliant rapidité, sensibilité et faible coût. Nous avons envisagé d’utiliser des biocapteurs ampérométriques qui combinent l’ensemble de ces avantages, et qui, de plus, n’ont jamais été mis en oeuvre avec la TK. Pour la détermination de l’activité des TK d’E. coli et humaine libres en solution, nous avons tout d’abord élaboré un premier biocapteur à galactose oxydase (GAOx, EC 1.1.3.9), dans lequel cette enzyme est immobilisée sur la laponite. Puis, dans le but de detecter des inhibiteurs de la TK, avec un système réutilisable, nous avons developpé un biocapteur à GAOx-TK d’E. coli, les deux enzymes étant co-immobilisées à la surface de l’électrode. Pour cela la TK a été immobilisée dans des Hydroxydes Doubles Lamellaires (HDL). Ce biocapteur bicouche et bi-enzymatique GAOx-TK, nous a permis d’évaluer l’effet d’inhibiteurs, tels que différents analogues du cofacteur et de substrats pris comme modèles. / Some recent studies have shown that human transketolase (TK, EC 2.2.1.1.), which thiamine diphosphate (active form of vitamin B1) is the cofactor, is involved in numerous disease such as diabete, some cancers and neurodegenerative diseases as Alzheimer’s disease and Wernicke-Korsakoff syndrome. For therapeutic purposes, TK inhibitors have been designed and synthesized in both academic and industrial fields. To determine TK activity (diagnostic) on the one hand, and to detect potential inhibitors of this enzyme (therapeutic) on the other hand, it is necessary to develop fast, sensitive and low cost assays. In this context, we designed some original amperometric biosensors that combine these advantages and were never studied with TK from now. We performed a first galactose oxidase (GAOx, EC 1.1.3.9) biosensor for E. coli and human TK activities detection. For that purpose, GAOx was immobilized on laponite matrix. Then, we designed a GAOx-TK biosensor by co-immobilization of GAOX and TK on the electrode surface that enabled the detection TK inhibitors with a reusable system. Thence, TK was immobilized in Layered Double Hydroxides (HDL). This bilayer and bi-enzymic biosensors, allowed us to determine the inhibitor potencies of several cofactors and substrates analogues as model compounds.

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