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Heavy Ion Signatures in Different Structures in the Solar Wind
Get PDFThe solar wind is a plasma stream released from the solar corona. Heavy ions, with atomic numbers greater than two, make up a small fraction of the solar wind but provide valuable insights into their source regions. Their elemental abundance and ionic charge states remain unchanged as they travel from the corona to Earth, where they are measured by ACE instruments. Different solar wind types and structures likely originate from distinct regions, undergoing unique heating and acceleration processes. Thus, heavy ion signatures help diagnose source conditions. CMEs are large solar eruptions containing plasma from multiple sources. This thesis introduces a multipopulation approach to identifying distinct Fe ion populations within CMEs and analyzing their source conditions. Typically, CMEs contain three to four Fe populations, sometimes including a very hot (~6 MK) component. The presence of this hot population and another close to the typical solar wind suggests a non-thermal equilibrium state in their source regions. FRs are twisted magnetic structures in the solar wind, spanning scales from 10⁻³ to 10⁻¹ AU. Their origins were compared to the surrounding solar wind, with evidence indicating that most FRs share similar source regions with the nearby plasma. This suggests FRs are unlikely to be interplanetary counterparts of small-scale coronal eruptions. To analyze solar wind parameter relationships, this thesis developed a tool incorporating timescales, intrinsic lags, and both linear and non-linear correlations. It identified over 100 short periods where Fe and O charge states exhibit an anticorrelation, in contrast to their usual long-term positive correlation. These structures, likely associated with stream boundaries, suggest that coronal conditions at different heights may exhibit opposite trends, reinforcing the "non-thermal equilibrium" conclusion from earlier findings
Grundlagen und Anwedungen der energie-selektiven Ionenmassenspektrometrie für die Analyse von Niederdruck-Hochfrequenzentladungen
Get PDFThe majority of plasma-surface interactions utilized in technological applications are initiated by the ion flux onto the substrate surface. Therefore, energy-selective mass spectrometry (ESMS) has become the standard diagnostic for the analysis of the ion flux at the substrate, as it allows for versatile and flexible access to the energy- and mass-resolved ion flux. In this work, comprehensive simulations of the ion trajectories within the ion optics and the cylindrical Bessel-Box energy filter of a prevalent mass spectrometer, the Hiden Analytical PSM, are presented. The results provide insight into the fundamental working principle of the mass spectrometer, the impact of each electrode voltage on the ion trajectory and ion transmission and suggestions to minimize distortions in the measurements. Furthermore, a typical monitoring application of an ESMS is presented. When the mass spectrometer’s sampling orifice is integrated into the grounded electrode of a capacitively coupled plasma (CCP) with inverted electrode geometry, it allows to obtain the ion energy distribution function (IEDF) without the distortions typical for CCPs with classical electrode geometry. Strategies for tailoring the ion flux distribution with the dilution of the Ar gas with He are discussed. The addition of an inductively coupled plasma (ICP) turns the setup into an RF-biased ICP that allows for independent control over ion flux and ion energy. Lastly, a new technique for the determination of secondary electron emission and electron reflection coefficients by the comparison of measured and computed IEDFs is presented. The different influence of the secondary electron yield and the electron reflection probability on the plasma density and plasma potential allows the unambiguous determination of both surface parameters. The particle-in-cell (PIC) simulations offer a detailed insight into the reasons for the individual influence of each parameter on the discharge
Untersuchung der potentiellen tumorbiologischen Bedeutung von Piccolo beim Magenkarzinom
Get PDFDas Magenkarzinom ist weltweit die viert-häufigste Krebstodesursache, wobei die Diagnose oft spät erfolgt, was die Prognose verschlechtert. In einer vorherigen Genomsequenzierung von neun Magenkarzinomen wurde eine auffällig hohe Häufigkeit einer Mutation im PCLO-Gen (47,9%) festgestellt. Diese Studie untersucht nun die tumorbiologische Bedeutung von PCLO in Magenkarzinomen. In einer Kohorte von 466 Chemotherapie-naiven Magenkarzinomen wurde die Expression von PCLO immunhistochemisch untersucht. Dabei zeigte sich, dass in 62,4% der Fälle keine PCLO-Expression nachweisbar war. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass PCLO besonders in intestinal differenzierten Adenokarzinomen und bei H. pylori-positiven Tumoren vorkommt. Patienten mit PCLO-positiven Tumoren lebten durchschnittlich 2 bis 3 Monate länger, was einen möglichen tumorsuppressiven Effekt von PCLO nahelegt. Die Studie zeigt eine starke Heterogenität der PCLO-Expression sowohl innerhalb einzelner Tumore als auch zwischen verschiedenen Tumoren. Der Verlust von PCLO während der Tumorprogression könnte auf eine Rolle als Tumorsuppressorgen hinweisen. Besonders bei H. pylori-positiven Tumoren scheint PCLO später in der Tumorprogression relevant zu werden, während es bei H. pylori-negativen Tumoren möglicherweise eine Rolle in der frühen Tumorentstehung spielt. Ein direkter Zusammenhang zwischen Genotyp und Phänotyp konnte jedoch nicht nachgewiesen werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PCLO im Magenkarzinom heterogen exprimiert wird und eine potenziell tumorsuppressive Wirkung hat, die während der Tumorprogression verloren geht. Weiterführende Studien sind notwendig, um diese Ergebnisse zu verifizieren
Aerogen übertragbare Infektionserkrankungen in der Zahnmedizin: eine experimentelle Untersuchung zum Einfluss des Saugvolumenstromes und der Absaugkanülengröße auf die räumliche Spraynebelverteilung
No full textEs war Ziel dieser experimentellen Arbeit die Spritzer-Kontamination verschiedener Aerosol-erzeugender Verfahren bei gleichzeitigem Einsatz unterschiedlich großer Absaugkanülen und unterschiedlich hoher Flussraten zu bestimmen. Um dies zu untersuchen, wurde das Kühlwasser für die Hochgeschwindigkeitspräparation und die Wasserversorgung der Pulver/-Wasserstrahlgeräte mit einem fluoreszierenden Farbstoff versetzt. In einem Behandlungsraum mit geschwärzten Oberflächen wurden Tröpfchen und Spritzer mithilfe von UV-Lampen sichtbar gemacht, fotografisch in Echtzeit erfasst und planimetrisch ausgewertet. Es zeigte sich, dass die Flächenkontamination, unabhängig vom Aerosol-erzeugenden Verfahren, höher war bei den Versuchen ohne Absaugung, verglichen mit den Versuchen mit hochvolumiger Absaugung mit hoher Flussrate. Niedrige Flussraten resultierten gegenüber hohen Flussraten in einer höheren Flächenkontamination. Gegenüber Versuchen ohne Absaugung gab es eine etwas geringere Flächenkontamination, die jedoch statistisch nicht signifikant war. Die geringste Kontamination ergab sich bei der Benutzung von Kanülen mit 16 mm Durchmesser bei einer hohen Flussrate von ≥250 l/ min. Für die Interpretation der Ergebnisse sollte aber einschränkend bedacht werden, dass die gewählte Methode ausschließlich Tröpfchen ≥100 µm in der horizontalen Ebene (D2) erfasste und auch keine Aussage zur Kontagiösität von Krankheitserregern in den Tröpfchen erlaubt. Trotzdem bestätigt die experimentelle Studie Erkenntnisse vorheriger Untersuchungen und beweist, dass eine hochvolumige Absaugung mit hoher Flussrate (≥250 l/ min) und einer Saugkanüle mit einem Durchmesser von mehr als 16 mm die Kontamination durch Spritzer effektiv in der zahnärztlichen Praxis reduzieren hilft
Untersuchung der miR-29 Bindestelle in der 3‘-untranslatierten Region des COL4A1 Gens bei Patient*innen mit Infarkten im vertebrobasilären Stromgebiet und Leukenzephalopathie
Get PDFDie Ursachen von Hirninfarkten bei jungen Menschen sind vielfältig und bleiben häufiger ungeklärt als bei älteren Patient*innen. Ein kleiner Anteil der juvenilen Hirninfarkte kann durch monogen vererbte, familiäre zerebrale Mikroangiopathien erklärt werden. Die pontine autosomal dominante Mikroangiopathie mit Leukenzephalopathie (PADMAL) ist eine sehr seltene familiäre zerebrale Mikroangiopathie, die zu rezidivierenden lakunären ischämischen Infarkten mit auffälliger Affektion der Pons und zu einer progredienten Leukenzephalopathie führt. Ursächlich ist eine Mutation in einer Bindestelle der MikroRNA miR-29, die in der 3’-untranslatierten Region (UTR) des COL4A1 Gens liegt. Da die miR-29 die Genexpression reguliert, führt eine gestörte Bindung an die 3’UTR von COL4A1 zu einer Überexpression mit vermehrter Kollagen IV Synthese. Um die Rolle dieser Variante bei jungen Menschen mit sporadischem Hirninfarkt zu untersuchen, wurden 649 Patient*innen unter 55 Jahre mit Hirninfarkten im vertebrobasilären Stromgebiet und Leukenzephalopathie auf Mutationen in der 3’UTR getestet. Eine Mutation in der miR-29 Bindestelle wurde bei keiner der Patient*innen dieser Kohorte nachgewiesen, allerdings zeigten sich zwei Varianten außerhalb der miR-29 Bindestelle unklarer Pathogenität. Die Ergebnisse dieser Arbeit sprechen gegen ein gehäuftes Auftreten von Mutationen in der miR-29 Bindestelle bei sporadischen Fällen juveniler Hirninfarkte und unterstreichen die Seltenheit der pontinen autosomal dominanten Mikroangiopathie mit Leukenzephalopathie
Historische Bildung postkolonial: Bericht zur hybriden Ringvorlesung des Wintersemesters 2024/25
No full textDie hybride Ringvorlesung „Historische Bildung postkolonial“ wurde im Wintersemester 2024/25 von den geschichtsdidaktischen Abteilungen der Universitäten Kiel und Hildesheim organisiert. Ziel war die kritische Reflexion kolonialer Diskurse in historischen Bildungsprozessen und die Sichtbarmachung kolonialer Kontinuitäten in Schule, Gesellschaft und Museen. Diverse Vorträge behandelten u.a. die rassismuskritische Kunstvermittlung, den Umgang mit rassistischer Quellensprache und institutionelle Machtverhältnisse in Museen. Weitere Themenschwerpunkte waren Regionalgeschichte und koloniale Spuren, Citizen-Science-Projekte zur Kolonialgeschichte sowie postkoloniale Perspektiven in Hochschulcurricula. Die Vortragsreihe schloss mit einer Podiumsdiskussion, die die Herausforderungen und Möglichkeiten postkolonialer Bildungsansätze reflektierte. Die Ringvorlesung leistete einen wichtigen Beitrag zur wissenschaftlichen und gesellschaftlichen Debatte über den Umgang mit kolonialer Vergangenheit und deren Auswirkungen auf Gegenwart und Bildung
Models of evolutionary rescue of bacteria and yeast by extrachromosomal genetic elements
Get PDFMany organisms contain extrachromosomal genetic elements, additional components of the genome outside of the main chromosomal component. Mathematical modelling has already made an extensive contribution to the theoretical population genetics of normal, chromosomal genes, but extrachromosomal genetic elements are less well studied. In this thesis, I develop mathematical models of the contribution of two extrachromosomal genetic elements, plasmids in bacteria and eccDNA in yeast, to the evolutionary rescue of their hosts. In both cases, the unique extrachromosomal properties of the genetic system facilitate their contribution to the rapid adaptation of the host to an environmental change
Untersuchung der Blütendynamik und der ökologischen Rolle des Dinoflagellaten Noctiluca scintillans
Get PDFThis thesis investigates the ecological role, bloom dynamics, and spatiotemporal distribution of the harmful algal bloom-forming species Noctiluca scintillans, which adversely impacts food webs, ecosystem productivity, aquaculture, and tourism. With an extensive literature review (1857–2023), the potential global expansion of N. scintillans and its associated environmental factors are described. The analysis shows that N. scintillans has increased over time in coastal regions of Australia, China, and Europe, including the North Sea, with eutrophication, ocean warming, and deoxygenation identified as potential key drivers of these intensifications. To validate these findings and identify drivers as well as spatiotemporal hotspots of N. scintillans in the rapidly warming North Sea, two long-term, high-resolution time series (Helgoland Roads and Continuous Plankton Recorder survey) were analysed. Results reveal that N. scintillans abundances and bloom durations increased significantly after the 1990s, with hotspots identified near the Elbe and Rhine river estuaries. Following the identification of these hotspots, sampling campaigns were carried out in summer 2022 near Helgoland to study an entire N. scintillans bloom. Innovative imaging tools provided novel insights into its ecological role. Heavy predation on diatoms and its function as a significant recycler of phosphate and ammonium, followed by an increase in nutrient-affine dinoflagellates, suggest an important role for N. scintillans within plankton communities. This thesis underscores the value of long-term time series and advanced methodologies in understanding and predicting N. scintillans trends. The research contributes to mitigating the economic and societal impacts of these blooms on aquaculture, fisheries, and tourism in rapidly changing ecosystems
Unravelling the sensory and genomic underpinnings of circalunar versus circasemilunar clocks in Clunio marinus
No full textOver the last decades, advances in sequencing technologies have brought insights into the genomic architecture of adaptive traits. Structural variants (SVs) are large genetic variants including deletions, duplications and inversions. Although their role in adaptive evolution is becoming evident, it is still poorly understood. In-depth exploration of genomes of different species and traits is thus necessary. Clunio marinus is a marine midge that inhabits intertidal regions of the Atlantic coast, with populations showing local adaptations in their emergence timing to coincide with the local times of low tides. The timing of emergence is controlled by circadian and circalunar clocks, although the genetic basis of the latter remains unknown. In my thesis, I have studied the sensory and genomic underpinnings of the circalunar versus circasemilunar clocks of C. marinus. Chapter I explores the mechanisms that mediate entrainment by moonlight. This project shed light on crucial aspects that set the phase of the circalunar and circasemilunar clocks and lays the foundation for dissecting the genetic basis of these clocks. In Chapter II, I focus on the genomic architecture of emergence phenotypes by characterizing the SV landscape of C. marinus and finding genomic variants associated with the circalunar and circadian phenotypes. I show that many of the candidate alleles fall within known circadian clock genes. In Chapter III, I focused on the role of inversions in local adaptation of C. marinus. This work revealed putative direct effects of inversion breakpoints and indirect effects, with frequencies of some inversions varying with latitude. This thesis provides a characterization of 1) moonlight entrainment mechanisms, 2) the genomic architecture of circalunar vs. circasemilunar clocks, and 3) candidate genes, genomic regions and inversions that can be further validated for their role in local adaptation
Untersuchung von Minimaler Resterkrankung (MRD) in der Reinduktionsphase des mittleren Risikoarms der Studie ALL-BFM 2000 bei Patienten mit Akuter Lymphoblastischer Leukämie und verzögertem Therapieansprechen: Bedeutung persistierender MRD-Last für die Vorhersage von Rezidiven
Get PDFDie Minimalen Resterkrankung (MRD) zu frühen Therapiezeitpunkten ist für die akute lymphoblastische Leukämie (ALL) ein wichtiger prognostischer Faktor und wird zur risikoadaptierten Stratifizierung in Behandlungsgruppen verwendet. Die Geschwindigkeit der MRD-Elimination war auch innerhalb der mittleren Risikogruppe (MRD-MR) in der Studie AIEOP-BFM ALL 2000 prognostisch relevant: Kinder mit verzögertem Therapieansprechen (MRD-MR SER), definiert durch MRD ≥10-3 an Protokolltag 33 und positive MRD <10-3 an Protokolltag 78, hatten eine höhere Rezidivinzidenz als Kinder mit schnellerer Elimination der MRD. In dieser Arbeit wurde die Bedeutung von MRD zu einem späteren Therapiezeitpunkt bei MRD-MR SER evaluiert. Von 75 Kindern mit B-ALL, die in der Studie ALL-BFM 2000 in die MRD-MR Gruppe stratifiziert worden waren und ein MRD-MR SER aufwiesen, wurde die MRD vor Reinduktionstherapie (=ZP3) aus Knochenmarkproben bestimmt. Als Methode wurde die Echtzeit-quantitative PCR Analyse von klonspezifischen Umlagerungen in T-Zell Rezeptor- bzw. Immunglobulin-Genen verwendet. Die Wahrscheinlichkeit des ereignisfreien Überlebens nach 5 Jahren war in der Gruppe mit Nachweis einer quantifizierbar positiven MRD zum ZP3 signifikant niedriger (9±9%, n=11) als in der Gruppe mit negativer MRD zum ZP3 (68±9%, n=25) und als der Gruppe mit nicht-quantifizierbar positiver MRD zum ZP3 (56±8%, n=39). Der Unterschied von der Gruppe mit nicht-quantifizierbar positiver zu der mit negativer MRD war nicht signifikant. Während eine quantifizierbar positive MRD mit einem hohen Rezidivrisiko assoziiert ist, scheint eine nicht nachweisbare MRD zum ZP3 kein unabhängiges prognostisches Kriterium darzustellen. Die Aussagekraft der MRD kann zu späteren Therapiezeitpunkten aufgrund methodischer Limitierungen der MRD-Messung eingeschränkt sein