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UEBER QUALITAT UND VERWERTBARKEIT VON MIKROALGEN ENTHALTENDEN BIOMASSEN
By their high productivity and contents of protein, vitamins and minerals
microalgae are expected to yield a valuable feed or food. Several
species of marine and fresh-water algae of different classes were recently
fed to animals and, with a few exceptions, were found to give
high biological values of their protein. Good results,howewer, were only
obtained after the full digestibility of the algae was established by
certain processing techniques. The contamination of algae by pollutants
can be kept below the legal limits if the culture conditions are at an
optimum. The quantity of algae needed for toxicological long-term studies
is now available from a new production plant in Peru where the stuff
is produced with high quality under standardized conditions. Nutrition
tests with human volunteers, performed under conditions of daily nutrition habits, have newer shown any harmful effect of the microalgae. Nevertheless, at this stage the algae are recommended to be applied to
animal feeding for an extended period before used for regular human nutrition
DAS AGGREGATIONSVERHALTEN VON TENSIDEN IN WÄSSRIGEN LÖSUNGEN
In der vorliegenden Arbeit werden Modelle für die Aggregation von Tensiden an Hand
verschiedener Tensidsysteme diskutiert. Danach erfolgt die Assoziation immer grundsätzlich
über Kugeln zu Stäbchen und Scheibchen, wobei je nach der Tensidkonstitution
die Existenzbereiche der verschiedenen Aggregatformen verschieden sein können; bei einer
Reihe von Systemen können einzelne Formen auch fehlen. In der Regel bilden einkettige
ionische Tenside mit schwach assoziierenden Gegenionen bis zu hohen Konzentrationen
Kugelmizellen, mit stark assoziierenden Gegenionen entstehen oft schon bei niedrigen
Konzentrationen Stäbchen, während insbesondere Tenside mit voluminösen hydrophoben
Resten, wie zweikettige Tenside, schon bei niedrigen Konzentrationen Scheibchen bzw.
Doppellamellen ausbilden. Die Radien der Kugeln und die kleinen Radien der Stäbchen
und Scheibchen sind konzentrationsunabhängig und durch die Länge der Tensidmoleküle
gegeben, während die großen Achsen der asymmetrischen Aggregate mit steigender Tensidkonzentration
zunehmen. Bei Stäbchen erfolgt die Zunahme so lange, bis die Rotationsvolumina
überlappen; bei höheren Konzentrationen nimmt die Länge wieder ab, da die repulsive
Wechselwirkung den Überlappungsgrad immer klein zu halten scheint. Bei höheren
Aggregatkonzentrationen kommen attraktive Wechselwirkungen ins Spiel, die zur Bildung
von Koazervatphasen und von flüssigkristallinen Mesophasen fiihren kann. Dabei entstehen
aus Kugeln kubische, aus Stäbchen hexagonale und aus Scheibchen lamellare Phasen.
Mizellen dürfen allerdings nicht als starre Gebilde betrachtet werden. Sie stehen in
ständigem Austausch mit den Tensidmonomeren in der Lösung. Dabei sind zwei Prozesse zu
unterscheiden; im schnelleren ändern die Mizellen ihre Aggregationszahl durch Aufnahme
oder Abgabe von Monomeren, während im langsameren ganze Mizellen zerfallen oder neu
gebildet werden. Der letztere Prozeß kann je nach Tensidkonstitution im Bereich von
Mikrosekunden bis zu mehreren Tagen liegen
ISOLIERUNG NIEDERMOLEKULARER FERMENTATIONSPRODUKTE DURCH ADSORPTION
Dieses Teilgebiet der Aufarbeitung ist sehr komplex. Von besonderem
Interesse ist die industrielle Anwendung adsorptiver Methoden fiir die
Anreicherung von Fermentationsprodukten aus Kulturbriihen. Dies ist oft
der prozessentscheidende Schritt. Die Anforderungen an Adsorbentien, die
fiir diesen Zweck brauchbar sind, sind sehr hoch. In idealer Weise werden
sie von den makroporésen Adsorberharzen, Typ Amberlite XAD, erfüllt. Es
wird ein Ueberblick über die Geschichte, das Angebot, die Einsatzbereiche
und Verwendungsmöglichkeiten Harz- und Betriebsparameter, die Arbeitstechniken
und industrielle Anwendungen gegeben
PHYSIKALISCH-CHEMISCHE GRUNDLAGEN DER FLOTATION VON FESTSTOFFEN
Um die Adsorptionsmechanismen im Zusammenhang mit der Flotation von biologischen
Materialien besser zu verstehen, wurden am Beispiel von anorganischen Systemen diejenigen
physikalisch-chemischen Grundlagen dargestellt, die zur Bildung eines hydrophoben Filmes
führen
SCHAUMFLOTATION
Zellabtrennung aus Fermentationsbrühen mit Zentrifugalseparatoren
ist sehr energieaufwendig; deshalb wurde ein kontinuierliches
Mikroflotationsverfahren für die Zellgewinnung entwickelt.Da die
Proteine für die Schäumfähigkeit in Fermentationsbrühen in erster
Linie verantwortlich sind, wurden zunächst Versuche mit Rinderserumalbumin
gemacht. Auch Sekundärmetabolite wie z.B. Penicillin-
G, die bei Fermentationen auftreten, konnten mit dieser Methode
abgetrennt werden. Die Mikroflotation von Hansenula polymorpha
wurde sowohl im Labormaßstab als auch im Technikumsmaßstab realisiert.
Auch andere Mikroorganismen ließen sich mit dieser Methode
abtrennen
PIGMENTATION PHENOTYPE INSTABILITY IN MYXOCOCCUS XANTHUS
When M. xanthus FB.is plated on CTE or PTE agar, 2-10% of the colonies
are yellow (y phenotype); the majority is tan (t). Cells from most t
colonies produce t and y colonies; cells from most y colonies produce
only those of the y phenotype. Apparently color-stable strains have been
isolated; however, these de-stabilize during serial sub-culture. The y
and t phenotype are also distinguishable by differences in colony morphology
and fruiting behavior.
Fluctuation test experiments demonstrate that conversion of t cells to
the y phenotype occurs at random in suspension culture. These and other
experiments indicate that the conversion to y is enhanced in low cell
density culture ( <10°/m) and is suppressed at higher cell density. An
extra-cellular inhibitor of expression of the y phenotype is present in
hiah density FB cultures.
Ultraviolet irradiation of FB results in an increase in the y:t ratio
with exposure time. This is due to conversion of cells from the t to the
y phenotype, as shown by sectored colonies and equal UV-sensitivity of
temporarily stable t and y strains. Low level photoreactivation occurs.
Exposure to mitomycin C (5 g/ml) or to nalidixic acid (20 pg/ml) and
growth at 36.5 C all increase the y:t ratio. Acridine orange has no effect.
Chloramphenicol (25 ig/ml) does not inhibit the mitomycin-induced
conversion to y.
A highly polar, yellow pigment (abs. max. 379 nm in methanol) accounts
for the color difference. Synthesis of this pigment is inhibited at
36.5 C, the maximum growth temperature of the organism
Biotechnologie und Information : Neue Entwicklungen und Bedürfnisse
In den letzten Jahren hat die elektronische Datenverarbeitung auch bei
einer Reihe von Anwendungsgebieten im Bereich der Biotechnologie verstarkt
ihren Eingang gefunden. Als Beispiele seien hier nur die Literatur-Auswertung,
Sequenz-Analysen, Proze&-Simulation und -optimierung sowie das
Protein-Engineering ("CAPD") genannt.
Während diese Entwicklung bei den größeren Forschungsinstituten und Firmen
teilweise schon weit fortgeschritten ist, gibt es insbesondere bei kleineren
Institutionen eine ganze Reihe von Anfangsproblemen, die von der
Hardware- und Software-Beschaffung über deren optimalen Einsatz bis zur
Einstellung geeigneten Personals reichen.
Hier sollte der im Jahre 1986 zum zweiten Male veranstaltete Workshop
"Biotechnologie und Information" ein Forum des Erfahrungsaustauschs und der
Vorstellung von Projekten sein.
Ein Vergleich der Teilnehmerzahlen der Tagungen im Jahre 1985 (40) und im
Jahre 1986 (70) zeigen ein starkes und schnell wachsendes Interesse auf
diesem Gebiet.
Wenn man den EDV-Einsatz in vier Bereiche aufteilt:
a) Literatur-Recherchen und Datenbanken
b) Fakten-Datenbanken und ihre Auswertung
c) Computer-Programm Systeme
d) "Infrastruktur" (Netzwerke, Supercomputer-Einsatz usw.)
so hat sich bei dem 1985 veranstalteten Workshop ein deutlicher Schwerpunkt
der Teilnehmerinteressen bei den Literatur-Datenbanken gezeigt, während er
1986 stärker bei den verschiedenen Fakten-Datenbanken und Computer-Programmsystemen
lag. Die Abschlußdiskussion des Workshops 1986 zeigte sehr
deutlich, daß insbesondere bei den Computer-Programmsystemen das Interesse,
aber auch die Unsicherheit über zu verwendende Programme am größten war.
Diese Tatsache wird sicherlich ihren Eingang in die Planungen des Workshops
1987 finden.
Im Gegensatz zu den USA ist die Nutzung öffentlicher Netzwerke und Message
Handling Systeme bei den Biotechnologen in der Bundesrepublik noch vergleichsweise
wenig entwickelt. Hier liegt sicherlich ein weitgehend
unerschlossenes Potential.
Mein besonderer Dank gilt allen, die zur Gestaltung und zum Erfolg des
zweiten Workshops "Biotechnologie und Information" beigetragen haben.
Der Ihnen jetzt vorliegende Tagungsbericht hätte nicht fertiggestellt
werden können ohne die bereitwillige Mitarbeit der Berichterstatter. Auf
diesem Wege möchte ich Frau Dr. Wagner-Döbler sowie den Herren Dr. Lehnberg,
Dr. Reichelt und Vasel meinen herzlichen Dank aussprechen.
Frau Dr. Wagner-Döbler danke ich ebenfalls für die Zusammenarbeit bei der
Vorbereitung des von uns gemeinsam organisierten Workshops
DISPOSABLE MICRO HYPOXANTHINE SENSORS FOR FRESHNESS ESTIMATION
To provide a simple and quantitative estimation of fish freshness, a disposable
micro hypoxanthine sensor was constructed using a Clark-type micro oxygen electrode
and immobilized xanthine oxidase. The sensor showed a good response to hypoxanthine
and allowed the determination of hypoxanthine in the concentration range between 6.7
- 180 uM
DEVELOPMENT OF SENSOR SYSTEMS BASED ON ENZYME-MODIFIED FIELD-EFFECT TRANSISTORS FOR PROCESS CONTROLIN BIOTECHNOLOGY
Sensor prototypes for the determination of urea, glucose, penicillin G, penicillin V and
cephalosporin C were developed. Hydrogen ion-sensitive field-effect transistors (pH-FETs) served as
transducers in these biosensors. The pH-sensing surface of the pH-FETs was modified with membrane
layers containing an enzyme. Urease, glucose oxidase, penicillin G amidase, penicillinase,
cephalosporinase proved to be suitable enzymes. The enzyme sensors had a dynamic Tange of two
orders of magnitudesubstrate concentration. The Tesponse times varied between 50 and 150 seconds,
the glucose sensor prototypes showed slower responses. The enzyme-FETsfunctioned well for 10 - 100
days (storage at room temperature) depending onthestability of the enzyme. pH andbuffer capacity
of the sample strongly affect the performance characteristics of these sensors. Other parameters are of
minor importance. As an example,the results for penicillin G amidase-FETsare described. Urease-,
penicillinase-, and penicillin amidase-FETs were successfully integrated as detectors in a flow
injection analysis system (FIA). Using a FIA equipped with a penicillin-amidase-FET,penicillin G
concentrations from 1.5 to 50 mM could be measured reproducibly, also in microfiltrated broth from a
Penicillium chrysogenum cultivation
IDC GAS SENSORS USING ORGANICALLY MODIFIED SILICATE LAYERS AS GAS-SENSING SUBSTANCES
The dielectric properties of organically modified silicates change
under the influence of gases such as NO,, NH, and SO,. Thin layers of
these materials are applied as dielectric to thin film interdigital
capacitors (IDC). It is possible thereby to detect changes of the
dielectric properties of the layers through the change in the
capacitance and conductivity of the capacitor. The results obtained
with a layer optimized for SO, detection are presented; the layer is
characterized by good linearity in the range of 2 to 10 vpm SO, and
low cross sensitivity to humidity of up to 23000 vpm at 30°C