BACKGROUND: At the postsynaptic membrane of neurons there is a dense network of proteins called the postsynaptic density (PSD). One such protein is the postsynaptic density protein 95 (PSD-95), which functions as a molecular scaffold for forming protein complexes at the PSD. PSD-95 is composed of three PDZ domains, which studies have shown to be sequentially and structurally similar. Studies have shown that PSD-95 plays a role in regulating signaling of glutamatergic neurons, as well as the induction of longterm potentiation through an association with TrkB receptors. PSD-95 may be a promising target for treatment of a number of neurological disorders such as depression, epilepsy, and cognitive dysfunction. The cyclic peptidomimetic drug CN2097 was designed based on the PDZ-binding motif of the CRIPT protein that binds to PDZ3. While CN2097 has been shown to affect the binding of PSD-95 to different synaptic proteins, no NMR studies have been performed to characterize the binding of CN2097 to PDZ3. Furthermore, few studies have characterized the inter-domain interactions between PDZ domains or whether the binding of calmodulin (CaM) to the N-terminal region of PSD-95 has any effect on the binding between the PDZ domains and CN2097. OBJECTIVE: To use isothermal titration calorimetry and nuclear magnetic resonance spectroscopy to analyze and characterize how CN2097 binds to PDZ domains and whether inter-domain interactions exist between PDZ domains. METHODS: The gene sequences for the PDZ domains were inserted into the pET28a(+) vector by subcloning. E. coli bacteria were then transformed with the different PDZ plasmids. The bacterial cells were grown and induced to express the proteins of interest, followed by lysis and purification using affinity chromatography and fast protein liquid chromatography (FPLC). Isothermal titration calorimetry (ITC) was used to measure the dissociation constant and thermodynamic binding parameters between the peptidomimetic drug CN2097 and each isolated PDZ domain. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy was used to study how CN2097 binds to PDZ1 and PDZ3, and how the PDZ domains interact with each other. RESULTS: The ITC data showed the dissociation constant between CN2097 and PDZ3 to be 5.12 ± (1.65) μM, and that of PDZ2+3 to be 42.63 ± (6.11)μM. ITC data on other domains was inconclusive. The NMR data showed no interaction between N-terminal region and PDZ1, and between PDZ2 and PDZ3 but significant interaction was seen between PDZ1 and PDZ2, as well as between PDZ3 and the inter-domain linker connecting it to PDZ2. NMR data showed that CN2097 binding perturbs PDZ3 more strongly than PDZ1 and that CN2097 does not bind to PDZ1 in the presence of CaM. Significant NMR chemical shift perturbations are seen on the second α-helix, second β- sheet, and β2-β3 loop. CONCLUSIONS: There are no significant contacts between the N-terminal α-helix and PDZ1. There is inter-domain conformational exchange and interaction between PDZ1 and PDZ2. PDZ3 interacts with the second inter-domain linker. CN2097 binds tighter to PDZ3 than to PDZ1, and does not bind to PDZ1 in the presence of CaM. The β2-β3 loop is a prime target for future development of CN2097.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, neue Messverfahren zu entwickeln, die eine umfassende Charakterisierung des Herzmuskels ermöglichen. Sowohl die Morphologie als auch die Funktion und der Gefäßstatus wurden am intakten und am krankhaft veränderten isolierten Herzmuskel der Ratte mit NMR-Mikroskopietechniken untersucht. / The goal of the present work is the development of new NMR techniques, which can be used for a broad characterization of the heart muscle. The morphology as well as the function and the status of coronary arteries was investigated in intact and in chronic infarcted hearts.

Zur Beurteilung der Lungenanatomie wurde das MT-STIR-Verfahren vorgestellt. Es wurde gezeigt, dass das MT-STIR-Verfahren das störende Signal des umgebenden Muskelgewebes effektiv unterdrückt und damit die Visualisierung des Lungenparenchyms verbessert. Im Vergleich zu konventionellen anatomischen 1H-MR-Verfahren wie IR- und MIR-Verfahren erhöht das MT-STIR-Verfahren das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) des Lungenparenchyms signifikant und vermeidet den Signalausfall des Lungenparenchyms aufgrund der pathologischen Verkürzung der Lungen-T1-Relaxationszeit auf ca. 900 ms wie bei Patienten mit Mukoviszidose (CF), so dass sowohl große Lungenperfusionsdefekte in Patienten mit CF als auch kleine ungefährliche Lungenentzündungen in „gesunden“ Probanden durch das MT-STIR-Verfahren gut dargestellt werden können. Für die indirekte, aber quantitative Beurteilung der Lungenventilation wurde die oben genannte schnelle quantitative Lungen-T1-Mapping-Technik während der Inhalation eines Atemgasgemisches mit verschiedenen O2-Konzentrationen (21%, 40%, 60%, 80% und 100%) eingesetzt. Dabei ist im Blut physikalisch gelöster Sauerstoff leicht paramagnetisch und dient als Blut-T1-verkürzendes MR-Kontrastmittel (KM). In der Lunge ist das Blut die Hauptquelle des freien Wassers, so dass Lungen-T1-Werte nach dem Zwei-Kompartimente-Schnellaustausch-Modell der Lungen-T1-Relaxationszeit durch den Blut-T1-Wert beeinflusst werden. Die zugehörige Theorie, ein O2-gestütztes Lungen-T1-Modell, wurde aus der Lungenphysiologie und den T1-Relaxationsmechanismen hergeleitet und zeigt, dass bei Probanden die Lungen-T1-Verkürzung von 21% O2 zu 100% O2 ca. 11% beträgt und die Beziehung zwischen dem Lungen-R1 (= 1/T1)-Wert und der inhalierten O2-Konzentration linear mit einer Steigung von 0,12 1/s und einem R1-Achsenabschnitt von 0,70 1/s ist. Die Steigung wurde im Rahmen dieser Doktorarbeit als oxygen transfer function (OTF) definiert und ist vom gasaustauschbestimmenden Ventilations-Perfusions- und Diffusions-Perfusions-Verhältnis abhängig, so dass sie praktisch ein Maß für den pulmonalen Gasaustausch darstellt. Experimentell wurde gezeigt, dass Lungen-T1-Werte bei 100% O2 um 10% kürzer als bei 21% O2 sind, was gut mit dem O2-gestützten Lungen-T1-Modell übereinstimmt. Weiterhin wurde die OTF dadurch bestimmt, dass die gemessenen Lungen-R1-Werte gegen die inhalierte O2-Konzentration aufgetragen wurden und eine Gerade an die Messpunkte angepasst wurde. Gesundes Lungenparenchym von Probanden und gut perfundiertes Lungenparenchym von Patienten mit CF zeigten OTF-Werte zwischen 0,10 und 0,14 1/s, R1-Achsenabschnitte zwischen 0,70 und 0,80 1/s und ausgezeichnete Korrelationskoeffizienten von annähernd 1,00, was mit dem O2-gestützten Lungen-T1-Modell übereinstimmt. Schlecht perfundiertes Lungenparenchym von Patienten mit CF zeigte eindeutig erniedrigte OTF-Werte, erhöhte R1-Achsenabschnitte und schlechte Korrelationskoeffizienten. Das O2-gestützte Lungen-T1-Mapping-Verfahren zeigt eine hohe Reproduzierbarkeit. Zur Beurteilung der Lungenperfusion wurde eine quantitative Perfusionsmapping-Technik mittels Protonen-Spin-Labeling, ohne Verwendung eines intravenösen Kontrastmittels wie Gadolinium (Gd)-DTPA, vorgestellt. Aus einer nicht-schichtselektiven (globalen) T1-Map und einer schichtselektiven T1-Map derselben Lungenschicht, die jeweils mit der oben genannten schnellen quantitativen Lungen-T1-Mapping-Technik akquiriert wurde, wurde eine Perfusionamap berechnet, wobei jedes Pixel in der Perfusionsmap eine Perfusionsrate in Einheiten von m&#61548;/100g/min hat. Es wurde demonstriert, dass die hintere coronale Lungenschicht eine höhere Perfusionsrate als die vordere coronale Lungenschicht desselben Probanden hatte, als er in Rückenlage gemessen wurde, was den Gravitationseffekt auf die Lungenperfusion bestätigt. Die berechneten Perfusionsraten des gut perfundierten Lungenparenchyms von Probanden und von Patienten mit CF lagen zwischen 400 und 600 m&#61548;/100g/min, die gut mit dem Literaturwert übereinstimmen. Die berechneten Perfusionsraten des schlecht perfundierten Lungenparenchyms von Patienten mit CF waren niedriger als 200 m&#61548;/100g/min. Die Spin-Labeling-Technik zeigte eine hohe Reproduzierbarkeit und niedrige relative Fehler der berechneten Perfusionsraten. / The purpose of this doctoral thesis is to develop noninvasive and clinically feasible methods for assessment of pulmonary anatomy, pulmonary function and cardiac shunts in the human using proton magnetic resonance imaging (1H MRI). All imaging experiments were performed on a commercial 1.5-T whole-body MR scanner. In Chapter 2, an efficient tissue suppression technique is presented which allows one to significantly enhance lung parenchyma visibility. A short inversion time inversion recovery (STIR) experiment combined with a magnetization transfer (MT) experiment was used for magnetization preparation in order to suppress the signal from muscle. A half-Fourier single-shot turbo spin-echo (HASTE) sequence was used as an acquisition module. This approach was used to perform lung anatomical imaging in healthy volunteers and patients with cystic fibrosis (CF). The results obtained demonstrate that with MT-STIR approach high quality human lung images can be obtained and that this approach has the potential for the evaluation of lung pathologies. In Chapter 3, a rapid and robust technique for quantitative T1 mapping of the human lung using an IR SnapshotFLASH sequence is presented. Based on a series of SnapshotFLASH images acquired after a single inversion pulse, high quality and quantitative T1 parameter maps acquired were obtained in under five seconds from healthy volunteers and patients with CF. The measured T1 values of healthy lung parenchyma ranged from 1100 to 1400 ms and are in good agreement with previously reported literature values. The measured T1 values of diseased lung parenchyma in patients with CF ranged from 800 to 1000 ms and correlated with reduced regional pulmonary blood volume and blood flow as confirmed by qualitative gadolinium (Gd)-DTPA-enhanced MR pulmonary perfusion imaging. Indirect qualitative MRI of pulmonary ventilation is feasible using the paramagnetic effects of oxygen physically dissolved in blood. In Chapter 4, a more quantitative oxygen-enhanced pulmonary function test based on the slope of a plot of R1 vs. oxygen concentration &#61630; the oxygen transfer function (OTF) &#61630; was developed and tested in a pool of healthy volunteers and patients with CF. The lung T1 relaxation rate, R1, under normoxic conditions (room air, 21% O2) and the response to various hyperoxic conditions (40% – 100% O2) were studied. Lung T1 in healthy volunteers showed a relatively homogeneous distribution while they breathed room air and a homogeneous decrease under hyperoxic conditions. This T1 decrease from breathing room air to 100% O2 was statistically significant at P < 0.0001. Lung T1 in patients with CF showed an inhomogeneous distribution while they breathed room air and the observed lung T1 decrease under hyperoxia depended on the actual state of the diseased lung tissue. In the selected group of patients with CF, areas with reduced OTF also showed reduced perfusion, as confirmed by qualitative Gd-DTPA-enhanced MR pulmonary perfusion imaging. In Chapter 5, the feasibility and reproducibility of a noninvasive, rapid and quantitative pulmonary perfusion mapping method was evaluated using a two-compartment tissue model in combination with proton spin labeling within the imaging slice. Global and selective lung T1 maps were acquired from each subject. Quantitative perfusion maps were calculated from the global and selective T1 maps. The measured perfusion rates of the upper right lung in volunteers ranged from 400 to 600 m&#61548;/100g/min. In patients with CF, perfusion defects detected using Gd-DTPA-enhanced MRI were also detected using the spin labeling method. The perfusion rates of diseased lung tissues were less than 200 m&#61548;/100g/min. The proposed method showed a high intra-study reproducibility and low relative errors. In the first part of Chapter 6, a clinical protocol combining anatomical 1H MRI with the assessment of both OTF and pulmonary perfusion was established for the human lung and applied to patients with CF. In the selected group of patients with CF, areas with reduced oxygen enhancement showed reduced perfusion as confirmed by spin labeling perfusion imaging. These functional imaging results also correlated with anatomical MT-STIR-HASTE imaging results. The results demonstrate that this completely noninvasive clinical protocol has potential for clinical applications in the serial diagnosis of lung diseases such as CF. In the second part of Chapter 6, we compared pulmonary function before and after smoking by measuring arterial blood T1 and lung T1 using the clinical protocol. The results revealed that after smoking, both arterial blood and lung showed no significant changes in OTF, while arterial blood T1 was reduced and the pulmonary perfusion rate was increased.

Recently, images of the inside of the human body have been produced non-invasively using nuclear magnetic resonance (nmr). The technique involves placing the patient in a strong, homogeneous magnetic field. The heart of any nmr imaging system is the magnet that produces this field and this thesis is concerned with the design and testing of such magnets. Various computer programs have been written that allow the designer to model a magnet either in terms of axisymmetric coils, or in terms of the discrete conductors that simulate the actual form of the winding. The axisymmetric program automatically optimises the design so as to produce a uniform field, and the data from this program may be used directly to generate an appropriate helical or spiral winding. These programs not only allow the designer to produce a suitable design, but also to put tolerances on the dimensions of the conductors and formers that support the winding. The problem of removing inhomogeneities produced by dimensional inaccuracies and surrounding ferromagnetic materials is also considered. A nmr probe system has been developed that allows the homogeneity of a magnet to be assessed independently of the stability of its power supply. The probe has been used for field measurements in a magnet designed using the above techniques, and the results are presented.

Glycosaminoglycans (GAGs) are a group of structurally related, naturally occurring polysaccharides, found as the carbohydrate moieties of proteoglycans and sometimes as free polysaccharides. GAGs are expressed ubiquitously on animal cell surfaces and within extracellular matrices. All GAGs are sulfated to various degrees, except hyaluronan, which is always non-sulfated. In this project, GAGs and other sulfated carbohydrates were purified from different marine sources and an algae species living in soil, and their structures were characterised, mainly by NMR spectroscopy. Oversulfated dermatan sulfate (DS), fucosylated chondroitin sulfate (fCS) with interesting anti-metastatic properties, a sulfated fucosylated GlcNAc polymer, naturally-occurring cellulose sulfate and a polysaccharide with a repeating disaccharide unit of IdoA-Gal, were some of the more unusual carbohydrates identified. Common GAGs like hyaluronan, chondroitin sulfate A and C, DS and heparin/heparin sulfate-like polysaccharides were also purified from lumpsuckers and ragoworms. Different depolymerisation techniques were also investigated. The effects of Fentontype reaction and photochemical free radical depolymerisation on DS were studied. Elimination of the reducing end IdoA in the case of Fenton-type produced oligosaccharides was established. The oxidisation of reducing end GalNAc to Nacetylgalactosaminic acid, as a result of both depolymerisation techniques, was also identified. In addition, the effect of mild acid hydrolysis on fCS polysaccharides were studied and this technique was deemed unfitting for the depolymerisation of the molecule, as it causes defucosylation and partial desulfation. Finally, human beta-defensin 2 (HBD2) was expressed recombinantly, as a fusion protein with pE-Sumo, in an attempt to design a high yield expression system capable of producing correctly folded protein. The significance of NMR in the identification of the state of the protein and the need for an expression system capable of carrying out correctly the post-translational modifications was demonstrated.

Das Ziel dieser Arbeit war es, Methoden und Techniken für die morphologische und funktionelle Bildgebung der menschlichen Lunge mittels Kernspintomographie bei Feldstärken von 0,2 Tesla und 1,5 Tesla zu entwickeln und zu optimieren. Bei 0,2 Tesla wurde mittels der gemessenen Relaxationszeiten T1 und T2* eine 2D und eine 3D FLASH Sequenz zur Untersuchung der Lungenmorphologie optimiert. Sauerstoffgestützte Messungen der Relaxationszeiten T1 und T2* sowie eine SpinLabeling Sequenz liefern funktionelle Informationen über den Sauerstofftransfer und die Perfusion der Lungen. Bei 1,5 Tesla wurde die Lungenperfusion mittels MR-Kontrastmittel mit einer 2D und einer 3D Sequenz unter Verwendung der Präbolus Technik quantifiziert. Zudem wurden zwei MR-Navigationstechniken entwickelt, die es ermöglichen Lungenuntersuchungen unter freier Atmung durchzuführen und aus den Daten artefaktfreie Bilder zu rekonstruieren. Diese Techniken können in verschiedenste Sequenzen für die Lungenbildgebung implementiert werden, ohne dass die Messzeit dadurch signifikant verlängert wird. / The purpose of this thesis was to make a contribution to the development of lung MRI. While we developed and implemented new sequences and procedures both in the area of low-field MRI (0.2 Tesla) and 1.5 Tesla, we also took existing technologies into account by modifying and optimizing them for the working conditions at hand. In the process, we focused on techniques for both morphological and functional examination of the lung. Lung scans using an open 0.2 Tesla tomograph were an important component of this. Our first objective was to develop various methods for morphological and functional lung MRI, adapt them to altered conditions and further optimize them. The second objective was to contribute more in-depth research of contrast agent-based quantification of lung perfusion for the clinical standard of 1.5 Tesla. Additionally, we developed navigation methods which allow for scans of the lung under conditions of free breathing and without the use of external measurement devices.

Die vorliegende retrospektive Arbeit zeigt die Einsatzmöglichkeiten der funktionellen Magnetresonanzurographie bei Kindern auf. Mit Hilfe der verwendeten Software lassen sich die funktionellen Aspekte der Untersuchung wenig zeitintensiv bearbeiten und die Ergebnisse anschaulich und verständlich darstellen. Die Beurteilung der funktionellen Ergebnisse erlaubt aus der Zusammenschau von errechneten definierten metrischen Daten der Untersuchung und der Kurvenanalyse eine Aussage zur seitengetrennten Nierenfunktion. Diese korreliert gut mit dem klinischen Ergebnis und der MAG 3 Szintigraphie als Standardverfahren. Als Funktionsparameter zur Unterscheidung zwischen normal funktionierender und dekompensierter obstruierter Nierenuretereinheit dient in erster Linie die renale Transitzeit des Kontrastmittels RTT. Durch Einführung einer Pseudonativsequenz konnten im Patientenkollektiv Untersuchungen der Auswertung zugeführt werden, die primär nicht auszuwerten waren. Eine Korrelation der errechneten Patlakzahl mit der geschätzten glomulären Filtrationsrate ließ sich in unserem Kollektiv nicht nachweisen. Insgesamt ist das Verfahren im klinischen Alltag weiter zu evaluieren, Prospektive Studien sollten eine eventuelle Überlegenheit dieser strahlenfreien Methode gegenüber der Szintigraphie als zentrale Fragestellung überprüfen. / Retrospective functional assessment of MRU examinations between 2004 and 2011. Calculated functional parameters and curves were interpreted as normal (group 1), equivocal (group 2) or obstructed (group 3), followed by comparison with clinical outcome (SOR) and, if available, MAG 3 scintigraphy. CHOP-fMRU is a valuable tool to assess functional parameters in fMRU. CTT and RTT can help to differenciate between obstructed and normal KUU. Further prospective studies should evaluate the performance of fMRU compared to scintigraphy in children, in order to appraise the additional functional value of fMRU beyond morphological information.

Da die häufigste Ursache der pathologischen Mamillensekretion ein benigner Prozess ist, sollte die Diagnostik mittels nicht invasiver Verfahren im Vordergrund stehen. Dabei stellt die Kernspintomographie eine wichtige Modalität dar, vor allem wenn die Mammographie und die Mammasonographie keine Befunde zeigen. In dieser Studie wurden Patientinnen mit pathologischer Mamillensekretion mittels MR-Mammographie bei 3,0 Tesla und anschließend mittels Galaktographie untersucht. Von Juli 2009 bis Juni 2012 wurden 50 Patientinnen in die Studie eingeschlossen, die eine pathologische Mamillensekretion zeigten und einer MR-Mammographie bei 3,0 Tesla zustimmten. Bei allen Studienteilnehmerinnen waren sowohl die Mammographie als auch die Mammasonographie negativ oder zeigten einen unklaren Befund. Weitere Einschlusskriterien waren im Normbereich liegende Nieren- und Prolaktinwerte. Sechs Patientinnen zeigten einen beidseitigen Ausfluss. Hier wurden beide Brüste in die Studie eingeschlossen, so dass insgesamt 56 Fälle mit einem Durchschnittsalter von 51,2 Jahren (Standardabweichung ± 12,8 Jahre, Median 52,5 Jahre) betrachtet wurden. Ältere Patientinnen zeigten dabei häufiger maligne Ursachen als jüngere, ohne Nachweis eines signifikanten Unterschieds (p = 0,272). Bei der klinischen Untersuchung war in 44,6% (25/56) ein nicht-blutiger und in 55,4% (31/56) ein blutiger Ausfluss erkennbar. Die Inzidenz der Malignität in der Gruppe der blutigen Sekretion war höher (19,4% vs. 8,0%), jedoch nicht signifikant (p = 0,23). In der Literatur wird davon berichtet, dass bei blutigem Ausfluss das Risiko für ein Mammakarzinom höher ist. Es wird aber auch darauf hingewiesen, dass bei einem nicht-blutigen Ausfluss ein Malignom keinesfalls ausgeschlossen werden kann. Die häufigste Ursache der pathologischen Mamillensekretion war, wie auch in der Literatur berichtet wird, mit 39,4% ein Papillom. Insgesamt wurde in 14,8% ein Malignom nachgewiesen. Dies ist etwas höher als die vergleichbaren Angaben von 2% - 10% in der Literatur. Es bestand ein signifikanter, direkt proportionaler Zusammenhang zwischen Größe in der MR-Mammographie und Malignität (p = 0,019). Ein Phänomen, das Liberman et al. ebenfalls beschrieben. Sowohl sie als auch Langer et al. empfehlen somit bei Läsionen, die kleiner als 5 mm sind, aufgrund der geringen Malignomrate auf eine Biopsie zu verzichten. Auch in der vorliegenden Studie waren alle Läsionen < 5 mm benigne. Zwischen der MR-mammographisch geschätzten Größe und der histopathologisch ermittelten Größe konnte eine signifikant hohe Korrelation gezeigt werden (Korrelationskoeffizient nach Pearson 0,095, p < 0,0001). Dabei wurden die Befunde in der Kernspintomographie tendenziell größer dargestellt. Die gleiche Erfahrung machten auch Son et al. und Schouten van der Velden et al.. Die Ergebnisse der MR-Mammographie wurden mit der danach durchgeführten Galaktographie verglichen. Ein wichtiger Nachteil der Galaktographie zeigte sich in der eingeschränkten Durchführbarkeit. In 23,3% konnte diese nicht erfolgreich beendet werden. In der Literatur wird von ähnlichen Prozentsätzen gesprochen. Zusätzlich erzielten wir im Vergleich zur MR-Mammographie sowohl eine geringere Sensitivität (86% vs. 96%) als auch eine niedrigere Spezifität (33% vs. 70%) für die Galaktographie, was sicherlich auch die Schwierigkeit der Unterscheidung zwischen benignen und malignen Befunden bei einer Galaktographie widerspiegelt. Morrogh et al. verglichen die Galaktographie mit der MR-Mammographie bei 1,5 Tesla ebenfalls bei Patientinnen mit pathologischer Mamillensekretion und negativer Standarddiagnostik. Die von ihnen berichtete Sensitivität von 83% für die MR-Mammographie ist vergleichbar mit der der vorliegenden Studie (75%). Bei 1,5 Tesla erreichten sie allerdings nur eine Spezifität von 62%, die geringer ist als die von uns errechnete Spezifität von 88%. Auch andere Studien referieren eine höhere Spezifität bei höherer Feldstärke. Um dies allerdings aussagekräftig zu zeigen, muss eine intraindividuelle Studie bei 1,5 Tesla und 3,0 Tesla durchgeführt werden. Zusammenfassend kann man jedoch sagen, dass die Galaktographie durch die nicht invasive, strahlungsfreie MR-Mammographie bei der Untersuchung von Patientinnen mit pathologischer Mamillensekretion ersetzt werden sollte, insbesondere wenn die Standarddiagnostik keine auffälligen Befunde liefern konnte. / Objectives To compare 3.0 Tesla breast magnetic resonance imaging (MRI) with galactography for detection of benign and malignant causes of nipple discharge in patients with negative mammography and ultrasound. Methods We prospectively evaluated 56 breasts of 50 consecutive patients with nipple discharge who had inconspicuous mammography and ultrasound by using 3.0 Tesla breast MRI utilizing a dedicated 16 channel breast coil and compared the results with galactography. Histopathological diagnoses and follow ups were used as reference standard. Lesion size estimated on MRI was compared with the size at histopathology. Results Sensitivity and specificity of MRI vs. galactography for detecting pathologic findings were 95.7% vs. 85.7% and 69.7% vs. 33.3%, respectively. For the supposed concrete pathology based on the findings in MRI, the specificity was 67.6% and the sensitivity 77.3% (PPV 60.7%, NPV 82.1%). 8 malignant lesions were detected (14.8%). The estimated size at breast MRI showed excellent correlation with the size at histopathology (Pearson’s correlation coefficient 0.95, p < 0.0001). Conclusions MRI of the breast at 3.0 Tesla is an accurate imaging test and can replace galactography in the work-up of nipple discharge in patients with inconspicuous mammography and ultrasound.

In the effort to design new photochromic material for integral parts in many scientific processes I have synthesized, characterized and studied photophysical characteristics of new photochromic polymers. By coupling the properties of a photochromic unit with that of polymers one can anticipate the discovery of new viable photochromic materials that has the possibility to enhance the processes in many scientific fields. Water solubility in photochromic processes gives life to new innovations and possibilities in the scientific community. As part of my dissertation I have designed, synthesized and studied new water soluble photochromic polymers. The findings in this dissertation will help to reveal the understandings of incorporating/coupling a photochromic molecule with that of polymers.

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