Techn. Univ., Diss.--Braunschweig, 1998.

Zugl.: Rostock, Univ., Diss., 2006

Zugl.: Giessen, Univ., Diss., 2009

Halle, Wittenberg, Universiẗat, Diss., 2004.

Universiẗat, Diss., 2003--Heidelberg.

Universiẗat, Diss., 2004--Hamburg.

Diese Arbeit zeigt das Vorkommen von fünfundzwanzig neuen Norovirusstämmen in Deutschland und stellt ihre phylogenetischen Verwandschaftsverhältnisse dar. Bei zweien dieser Stämme handelte es sich um natürlich entstandene rekombinante Viren, deren Rekombinationsbruchpunkte innerhalb der Capsidregion lagen. Die Schnittstellen wiesen in ihrer unmittelbaren Umgebung charakteristische Eigenschaften rekombinanter Viren auf. Die Virulenz und die Antigenität des Erregers, sowie die Methoden der taxonomischen Zuordnung wurden in Bezug auf die Tragweite dieser Ergebnisse diskutiert. Die genetische Information für den Virusnachweis wurde aus 119 NV-positiven Stuhlproben von bis zu vier Jahre alten Kindern isoliert und sind in den Städten Hamburg, Bochum, Freiburg, Erlangen und Dresden zwischen 1997 und 1998 gesammelt worden. Durch Amplifikation und Sequenzierung wurde die komplette Capsidsequenz von fünfundzwanzig zuvor noch nicht beschriebenen NV-Stämmen ermittelt und mit Maximum-Likelihood Analysen ihre verwandschaftliche Beziehung als phylogenetischer Baum dargestellt. Durch verschiedene, zum Rekombinationsnachweis geeignete Methoden (Exploratory Tree Analysis, Similarity Plots, Splits Tree und Sawyer´s Test) wurden der Datensatz auf das Vorkommen von Rekombinationsereignissen untersucht. Splits Tree lieferte zunächst Hinweise auf insgesamt drei rekombinante Stämme: Hamburg180/1997/GE (HH180), Hamburg137/1997/GE (HH137) und Bochum272/1987/GE (BO272). Durch die im Anschluss verwendeten Methoden (s. o.) wurden jedoch nur die zwei Erstgenannten als Mosaiksequenzen bestätigt, so dass der Stamm BO272 nicht in die Endergebnisse aufgenommen wurde. Sim Plot und Exploratory Tree Analysis ordneten den rekombinanten Stämmen die jeweiligen Parentalstämme zu. Dem zufolge entstanden beide Rekombinanten aus Viren der NV-Genogruppe II/4, HH180 aus Hamburg189/1997/GE und Bochum024/1998/GE und HH137 aus Hamburg189/1997/GE und Hamburg139/1997/GE. Durch das Programm LARD wurden die genauen Lokalisationen der jeweiligen Rekombinationsbruchpunkte ermittelt. Diese befanden sich beim Stamm HH180 an den Sequenzpositionen 519 nt und 762 nt und beim Stamm HH137 an der Position 768 nt. Vor und nach diesen Bruchpunkten wurden Maximum-Likelihood-Bäume aus dem rekombinantem Stamm, den beiden Parentalstämmen und einer Außengruppe erstellt. Mit hohen Boostrapwerten für die einzelnen Verzweigungen wechselten beide rekombinanten Stämme nach jedem Bruchpunkt ihre phylogenetische Zugehörigkeit zu einem anderen Parentalvirus innerhalb des konstruierten Baumes. Um beurteilen zu können, ob Noroviren generell dazu neigen, genetische Information auszutauschen, wurde die Struktur der Rekombinationsregion anaysiert und mit der Struktur von Viren, bei denen Rekombinationsereignisse gehäuft nachgewiesen werden konnten, verglichen. Beide Stämmme zeigten typische Eigenschaften von sogenannten ‚homologous recombination activators’. In Bezug auf die Genomorganisation befanden sich bei jeder Rekombinanten eine der Schnittstellen im Bereich der Protruding-Region der Capsidsequenz, in der sich vermutlich die Antikörper-Bindungsstelle des Virus befindet. Diese Studie zeigt also im Einklang mit späteren Ergebnissen, dass homologe Rekombination innerhalb des NV-Capsidgens kein isoliertes Ereignis darstellt. Im Hinblick auf immunologische Bedeutung und Klassifikation wurde die Tragweite von Rekombinationsereignissen innerhalb verschiedener Genomabschnitten diskutiert und alternative Lösungen vorgeschlagen. Es ist fraglich, ob bei natürlichem Vorkommen von Rekombination in wahrscheinlich immunologisch bedeutsamen Regionen des Virusgenoms die Sequenzierung der Polymerase-Region zur Klassifikation ausreicht, oder ob die Verwendung der Capsidregion sinnvoller wäre. / In this study we have assessed the occurence of recombination in the norovirus capsid gene. For this purpose, 25 complete capsid sequences of norovirus strains, generated from norovirus-positive clinical samples were examined. Recombination was detected in two of the 25 strains, both belonging to the genetic cluster II/4 and so did the parental strains, which were also identified. Recombination breakpoints were in one of the strains located at the interface P1-1 and P2 domain, and in the other, there was an additional breakpoint in the S domain. Each one was validated independently by different recombination detecting methods (SimPlot, Exploratory Tree Analysis, Sawyer´s Test, and LARD). The recombination region displayed features such as length, sequence composition, and predicted RNA secondary structure that are characteristic of homologous recombination activators. Our results suggest that recombination in the norovirus capsid gene may naturally occur, involving capsid domains presumably exposed to immunological pressure.

The charge transport in disordered organic bulk heterojunction (BHJ) solar cells is a crucial process affecting the power conversion efficiency (PCE) of the solar cell. With the need of synthesizing new materials for improving the power conversion efficiency of those cells it is important to study not only the photophysical but also the electrical properties of the new material classes. Thereby, the experimental techniques need to be applicable to operating solar cells. In this work, the conventional methods of transient photoconductivity (also known as "Time-of-Flight" (TOF)), as well as the transient charge extraction technique of "Charge Carrier Extraction by Linearly Increasing Voltage" (CELIV) are performed on different organic blend compositions. Especially with the latter it is feasible to study the dynamics, i.e. charge transport and charge carrier recombination, in bulk heterojunction (BHJ) solar cells with active layer thicknesses of 100-200 nm. For a well performing organic BHJ solar cells the morphology is the most crucial parameter finding a trade-off between an efficient photogeneration of charge carriers and the transport of the latter to the electrodes. Besides the morphology, the nature of energetic disorder of the active material blend and its influence on the dynamics are discussed extensively in this work. Thereby, the material system of poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) and [6,6]-phenyl-C61 butyric acid methyl ester (PC61BM) serves mainly as a reference material system. New promising donor or acceptor materials and their potential for application in organic photovoltaics are studied in view of charge dynamics and compared with the reference system. With the need for commercialization of organic solar cells the question of the impact of environmental conditions on the PCE of the solar cells raises. In this work, organic BHJ solar cells exposed to synthetic air for finite duration are studied in view of the charge carrier transport and recombination dynamics. Finally, within the framework of this work the technique of photo-CELIV is improved. With the modified technique it is now feasible to study the mobility and lifetime of charge carriers in organic solar cells under operating conditions. / Der Ladungstransport in ungeordneten organischen "bulk heterojunction" (Heterogemisch, Abk.: BHJ) Solarzellen stellt einen kritischen Prozess dar, der den Wirkungsgrad wesentlich beeinflusst. Aufgrund der großen Nachfrage neuer, vielversprechender Materialien für die organische Photovoltaik, ist es um so wichtiger nicht nur ihre photophysikalischen sondern auch deren elektrischen Eigenschaften zu charakterisieren. Gerade letztere erfordern experimentelle Messmethoden, die an funktionsfähigen Solarzellen angewandt werden können. Zur experimentellen Untersuchung des Landungstransportes in organischen Solarzellen werden in dieser Arbeit die Methoden der transienten Photoleitfähigkeit, auch bekannt als "Time-of-Flight" (TOF), sowie die transiente Ladungsextraktionsmethode "Charge Carrier Extraction by Linearly Increasing Voltage'' (CELIV) verwendet. Gerade Letztere ermöglicht es an Dünnschichtsystemen von nur wenigen 100 nm, eine typische Schichtdicke bei organischen Solarzellen, den Ladungstransport aber auch die Rekombination von Elektronen und Löchern zu untersuchen. Entscheidend für eine vielversprechende funktionsfähige organische BHJ Solarzelle ist dabei eine günstige Morphologie, die eine effiziente Generation von Ladungsträger, sowie deren Abführung zu den Elektroden erlaubt. Dabei wird in dieser Arbeit der Einfluss der räumlichen, als auch der der energetischen Unordnung der photoaktiven Schicht auf den Ladungstransport und der Rekombination der Ladungsträger untersucht. Das weit verbreitete Materialsystem bestehend aus Poly-3-(Hexyl) Thiophen (P3HT) und [6,6]-Phenyl C61 Buttersäure Methylester (PC61BM) dient dabei als Donator-Akzeptor Referenzsystem. Neuartige Donator- bzw. Akzeptor-Materialien und deren Potential für künftige Anwendungen in der organischen Photovoltaik werden hinsichtlich ihrer Ladungsträgereigenschaften mit dem Referenzmaterialsystem verglichen. Im Zuge der Kommerzialisierung organischer Solarzellen bzw. Solarmodulen ist die Anfälligkeit der Zellen gegenüber äußeren Umwelteinflüssen, wie Sauerstoff oder Wasser, in den Vordergrund des wissenschaftlichen Interesses gerückt. Dementsprechend wird in dieser Arbeit auch der Einfluss von synthetischer Luft auf den Transport und die Rekombination von Ladungsträgern und somit auf den Wirkungsgrad der Solarzelle untersucht und diskutiert. Schließlich wird im Rahmen dieser Arbeit eine Erweiterung der photo-CELIV Messmethode vorgestellt. Diese ermöglicht es die Lebensdauer und den Transport von Ladungsträgern in organischen Dünnschicht-Solarzellen unter realen Arbeitsbedingungen, d.h. Beleuchtung unter einer Sonne bei Raumtemperatur, zu bestimmen.

Universiẗat, Diss., 2007--Giessen.

Zugl.: Giessen, Univ., Diss., 2007