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Electronic transport in suspended rhombohedral few-layer graphene and 1T-TaS2
Get PDFDurch Fortschritte in der experimentellen Messtechnik und der Probenherstellung ist eine präzise Kontrolle der elektronischen Eigenschaften von unterschiedlichen Materialien Realität geworden. In den vergangenen Jahren hat sich gezeigt, dass zweidimensionale Materialien eine ausgezeichnete experimentelle Plattform zur Untersuchung von Vielteilchen-Wechselwirkungsphysik und korrelierten Phänomenen darstellen. Die Vorhersage und anschließende Entdeckung von interaktionsgetriebenen gebrochenen Symmetriezuständen in mehrschichtigen Graphensystemen mit rhomboedrischer Stapelordnung motiviert die Realisierung von ultrareinen Proben dieses Materials, welche notwendig ist, um die Wechselwirkungsphysik innerhalb des Materials messbar zu machen.
Diese Dissertation präsentiert neue Ergebnisse zur Überwindung der Herausforderungen bei der Herstellung und Untersuchung von hochwertigen rhomboedrischen dreiund vierlagigen Graphenproben, die die experimentelle Beobachtung der Wechselwirkungsphysik innerhalb dieser Materialien ermöglichen. Das Graphen wird dabei in einer brückenartigen Struktur, die von zwei elektronischen Kontakten getragen wird, aufgehängt. Oberhalb und unterhalb werden Gate-Elektroden platziert. In dieser Probenkonfiguration kann das Graphen in situ auf höchste Qualität gereinigt werden. Außerdem findet im Vergleich zu anderen Probenkonfigurationen ein reduziertes Screening von Coulomb-Wechselwirkungen statt, was die Beobachtung von Wechselwirkungseffekten auf einer niedrigen Energiebandskala begünstigt. Mittels elektronischer und magnetischer Transportmessungen bei mK-Temperaturen werden die mehrschichtigen Graphenproben als Funktion der Ladungsträgerdichte, des äußeren elektrischen Feldes und des Magnetfeldes, welches sowohl senkrecht als auch parallel zur Probe ausgerichtet wird, untersucht.
Die Ergebnisse der Experimente mit drei- und vierschichtigem rhomboedrischem Graphen im Rahmen dieser Dissertation zeigen, dass in diesen Systemen isolierende Phasen spontan durch Wechselwirkungseffekte entstehen können. Diese wurden in zweilagigem Graphen bereits ausführlich untersucht und für mehrlagige Graphenlagen theoretisch vorhergesagt. Des Weiteren wurden weitere, nicht vorhergesagte, korrelierte Phänomene entdeckt. Beispielsweise wird in dieser Arbeit der Nachweis für magnetische Zustände in dreischichtigem ABC-Graphen erbracht, deren Abstimmbarkeit mit dem Ladungsträgertyp durch Anlegen eines Magnetfeldes in der Ebene verbessert wird. Darüber hinaus wurden auch in vierlagigen Graphenproben neuartige Zustände entdeckt, die von der Stärke eines angelegten Magnetfeldes abhängen. Außerdem wurde ein hysteretisches Verhalten bei der Messung von Quanten-Hall-Zuständen nachgewiesen.
Neben dreilagigem und vierlagigem rhomboedrischen Graphen wurde das Übergangsmetalldichalkogenid 1T-TaS2 mit einem neuartigen experimentellen Ansatz untersucht. Die Realisierung von Proben für die gleichzeitige Untersuchung der elektrischen und strukturellen Aspekte im Zusammenhang mit einem Ladungsdichtewellen (CDW)-Phasenschalter im Material wird präsentiert. Dazu werden konventionell exfolierte 1T-TaS2 Proben mit elektrischen Kontakten auf einer Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)-Membran als Substrat hergestellt. Mit Hilfe von Beugungsmessungen sowie Hell- und Dunkelfeld-TEM-Bildgebung wird der strukturelle Charakter der CDW-Phasenübergänge nachvollzogen. Übergänge zwischen gleichartigen (C), fast gleichartigen (NC) und inkommensurierten (IC) CDW-Phasen in 1T-TaS2 werden mit temperaturabhängigen und DC-vorspannungsgesteuerten Messungen an den hergestellten Proben untersucht. Der hier vorgestellte experimentelle Ansatz bietet neue Einblicke in die strukturellen Komponenten, die mit einem NC-/IC-CDW-Phasenübergang in 1T-TaS2 verbunden sind, indem er diesen im realen Raum abbildet, während der Übergang durch Anlegen einer Gleichspannung an die Probe ausgelöst wird. Darüber hinaus werden Signaturen eines Stabilisierungsmechanismus der C-CDW-Phase beim Anlegen einer DC-Vorspannung gezeigt, wenn das System sich an den temperaturgesteuerten Übergangspunkt zwischen dem NC-/C-CDW-Phasen befindet. Die hier vorgestellten Ergebnisse tragen zum grundlegenden Verständnis des Phasendiagramms von 1T-TaS2 und der zugrunde liegenden Mechanismen seiner CDW-Phasenübergänge bei.With the advances of experimental and sample fabrication techniques, an outstanding control of the electronic properties of a material has become a reality. In the past years, two-dimensional materials have been demonstrated to constitute an exceptional experimental platform to investigate many-body interaction physics and correlated phenomena. The prediction and subsequent discovery of interaction-driven broken symmetry states in multilayer graphene systems with rhombohedral stacking order motivates the realization of ultraclean samples of this material, which is necessary to reveal its interaction physics.
This thesis presents novel results on overcoming the challenges in fabrication and investigation of rhombohedral few-layer graphene devices, in a platform that allows the experimental observation of interaction physics within the material. The platform consists of a sample configuration in which the graphene is suspended in a bridge-like structure supported by two electronic contacts, while placed in between a top and a bottom gate electrode. In such devices, graphene as well as few-layer graphene can be cleaned in-situ to the highest quality and is embedded in a platform with reduced screening of Coulomb interactions, which favours the observation of interaction effects at a low energy band scale. By means of electronic transport and magneto transport measurements at mK-temperatures, the few-layer graphene samples are studied with independent tunability of the displacement field and charge carrier density of the systems, under application of out of plane as well as in plane magnetic fields.
The outcomes of the experiments with few-layer rhombohedral graphene within this thesis reveal the presence of the interaction effect induced spontaneously gapped phase in the systems, which is predicted to be universal for rhombohedral graphene with more than two layers. In addition, further interaction phenomena which have not been revealed until now are brought to light. This thesis provides evidence for charge carrier density-tunable magnetic states in ABC trilayer graphene, whose tunability becomes enhanced upon application of an in-plane magnetic field. Additionally, quantum transport fingerprints of tetralayer ABCA reveal novel magnetic field tunable states in tetralayer graphene samples. Last but not least, a hysteretic behaviour when crossing quantum Hall conductance plateaus is revealed to be markedly present in the suspended samples.
Besides trilayer and tetralayer rhombohedral graphene, the transition-metal dichalcogenide 1T-TaS2 has been studied by employing a novel experimental approach. The fabrication of samples for the simultaneous study of the electrical and structural aspects associated with a charge-density wave (CDW) phase switch in the material is presented. To this aim, conventionally exfoliated 1T-TaS2 samples with electrical contacts are fabricated with a Transmission Electron Microscopy (TEM) membrane as a substrate. By means of diffraction measurements as well as bright and dark-field TEM imaging, the structural character of the CDW phase transitions is followed. Moreover, transitions between commensurate (C), nearly-commensurate (NC) and incommensurate (IC) CDW phases in 1T-TaS2 are investigated using temperature dependent and DC bias controlled measurements. The experimental approach presented here provides novel insights into the structural components associated with a NC-/IC-CDW phase transition within 1T-TaS2 by imaging it in real space, while triggering the transition by applying DC voltage to the sample. Furthermore, signatures of a stabilization mechanism of the C-CDW phase upon application of a DC bias, when the system is at the temperature-driven transition points between the NC-/C-CDW phase switch, are revealed. The findings presented within this thesis contribute to the fundamental understanding of the phase diagram of 1T-TaS2 and the underlying mechanisms of its CDW phase transitions
A dynamical mass map of the Fornax cluster
Get PDFGalaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Objekte im Universum. Sie bieten die Möglichkeit, die Verteilung der baryonischen und dunklen Materie auf einer großen physikalischen Skala zu untersuchen. Der Fornax-Galaxienhaufen ist einer der nächsten und dichtesten Galaxienhaufen. Frühere photometrische Untersuchungen des Fornax-Galaxienhaufens haben das Vorhandensein stellarer und gezeitenbedingter Strukturen im Kern und in den Intra-Cluster-Regionen gezeigt. Untersuchungen der Kugelsternhaufenpopulationen (GCs) in Fornax haben eine Überdichte von GCs aufgewiesen, die mehrere zentrale Haufengalaxien miteinander verbindet. GCs sind helle und kompakte Quellen, die als diskrete kinematische Tracer verwendet werden können, um die stellare Population und die Massenverteilung in den Außenbezirken der Galaxien zu untersuchen, wo die Feldsterne zu schwach sind, um direkt beobachtet zu werden. Ziel dieser Arbeit ist es, den Massenaufbau des Fornax-Galaxienhaufens mit Hilfe seiner GC-Systeme zu untersuchen.
Das Verständnis des Ursprungs und des kinematischen Verhaltens der GCs innerhalb von Fornax ist entscheidend, um den Masseaufbau des Galaxienhaufens zu verstehen. Arbeiten zur dynamischen Massenmodellierung von Galaxienhaufen haben gezeigt, dass die Vernachlässigung von Substrukturen, die durch Akkretions- und Fusionsereignisse entstehen, Auswirkungen auf die Massenschätzung von Haufen haben kann. Der Fornax-Haufen bietet eine hervorragende Gelegenheit, die Rolle der Substrukturen bei der Massenmodellierung zu untersuchen. In dieser Arbeit habe ich die spektroskopischen Daten des Visible Multi-Object Spectrograph am Very Large Telescope (VLT/VIMOS) aus der spektroskopischen Durchmusterung des Fornax-Haufens am VLT (FVSS) verwendet, die einen Quadratgrad um die zentrale massereiche Galaxie NGC 1399 abdeckt.
Ich habe VIMOS-FVSS-Daten zur kinematischen Charakterisierung der photometrisch entdeckten GC Kandidaten verwendet. Mit einer sorgfältigen Analyse dieser Daten detektiere ich insgesamt 777 GCs, was fast einer Verdoppelung der bereits entdeckten GCs entspricht, wobei ich denselben Datensatz wie zuvor verwendet habe. In Kombination mit früheren Radialgeschwindigkeitsmessungen von GCs in Fornax aus der Literatur stelle ich die umfangreichste spektroskopische GC-Stichprobe von 2341 Objekten in dieser Umgebung zusammen. Ich habe herausgefunden, dass rote (metallreiche) GCs meist um Hauptgalaxien herum konzentriert sind, während blaue (metallarme) GCs kinematisch unregelmäßig sind und weit über die Kernregion des Haufens verteilt sind. Ich finde Belege dafür, dass die Substrukturen von Fornax und die Regionen innerhalb des Haufens hauptsächlich von blauen GCs dominiert werden.
Um die baryonische und dunkle Materie der zentralen Galaxie des Fornax-Haufens, NGC 1399, zu verstehen, habe ich die kompilierten Radialgeschwindigkeiten der GCs verwendet, um die Massenmodellierung von NGC 1399 bis zu fünf effektiven Radien durchzuführen. Unter Verwendung der sphärischen Jeans-Modellierung habe ich die Dispersions-Kurtosis-Technik angewandt, um das Massenprofil von NGC 1399 und die orbitale Anisotropie der GCs zu erhalten. Unabhängig von den DM-Haloprofilen, die für die Modellierung verwendet werden, stelle ich fest, dass die Intra-Cluster-GCs eine leichte radiale Anisotropie aufweisen, insbesondere bei blauen, metallarmen GCs.
Außerdem habe ich das Intra-Cluster-Medium (ICM) von Fornax-ähnlichen Halos aus theoretischer Sicht untersucht. Ich nutze die kosmologische Simulation TNG50 in Synergie mit einer laufenden MeerKAT-Radiodurchmusterung des Fornax-Haufens (MFS), um die Verteilung von kaltem Gas im ICM Fornax-ähnlicher Haufen zu verstehen. Unter Anwendung derselben Beobachtungskriterien wie die MFS stelle ich fest, dass TNG50-Halos bei z 0 eine große Menge an HI-Gas innerhalb des Haufens aufweisen. Ich sage voraus, dass die MFS eine HI Verteilung beobachten wird, der einen Flächenanteil von 10% bei einem Virialradius und bis zu 5% für den Intra-Cluster-HI abdeckt.
Im Rahmen dieser Arbeit habe ich den Massenaufbau des Fornax-Haufens untersucht und etwas über sein IC-Medium gelernt. Die Ergebnisse dieser Arbeit veranschaulichen die Bedeutung der GCs für das Verständnis der Entstehungsgeschichte des Fornax-Haufens und legen die Grundlage dafür, dass Intra-Cluster GCs bei der Massenmodellierung unbedingt berücksichtigt werden müssen. Darüber hinaus bietet die Voraussage einer großen Menge kalten Gases in den Fornax-ähnlichen Halos in den TNG50 Simulationen ein spannendes Szenario, das mit zukünftigen Ergebnissen aus der MFS getestet werden kann.Galaxy clusters are the largest gravitationally bound objects in the Universe. They provide the opportunity to explore the baryonic and dark matter distribution on a large physical scale. The Fornax galaxy cluster is one of the densest galaxy clusters in the nearby Universe. Previous photometric studies of Fornax have revealed the presence of stellar and tidal streams within the core and intra-cluster regions. Studies of globular clusters (GC) populations in Fornax have shown an overdensity of GCs connecting several central cluster galaxies. GCs are bright and compact sources that can be used as discrete kinematic tracers to study the stellar population and mass distribution of the galaxies’ outskirts, where field stars are too faint to be directly observed. The goal of this thesis is to explore the mass assembly of the Fornax galaxy cluster using its GC systems.
A crucial piece of information to understand the mass assembly of the Fornax cluster is to comprehend the origin and kinematic behaviour of the intra-cluster GCs. Dynamical mass-modelling of galaxy clusters has shown that ignoring the presence of substructures which are generated by accretion and merger events could impact the mass estimates of clusters. The Fornax cluster provides an excellent opportunity to explore the role of substructures in mass-modelling. In this thesis, I have used the spectroscopic data from the Visible Multi-Object Spectrograph at Very Large Telescope (VLT/VIMOS) from the Fornax cluster VLT spectroscopic survey (FVSS), covering one square degree around the central massive galaxy NGC 1399.
I used VIMOS-FVSS data to kinematically characterize the photometrically discovered GC candidates. With a careful analysis of this data, I confirm a total of 777 GCs, almost doubling previously detected GCs, using the same dataset as was used before. Combined with previous literature radial velocity measurements of GCs in Fornax, I compile the most extensive spectroscopic GC sample of 2341 objects in this environment. I found that red (metal-rich) GCs are mostly concentrated around major galaxies, while blue (metal-poor) GCs are kinematically irregular and are widely spread throughout the core region of the cluster. I find evidence that Fornax substructures and intra-cluster regions are dominated mostly by blue GCs.
To understand the baryonic and dark matter of the central galaxy of the Fornax cluster, NGC1399, I used the complied GCs radial velocities to perform the mass-modelling of NGC1399 out to 5 effective radii. Using spherical Jeans modelling, I applied the dispersion-kurtosis technique to obtain the mass profile of NGC1399 and the orbital anisotropy of GCs. I find that both cusp (NFW) and core (Burkert) halos can produce the observed kinematics. Independent of the DM halo profiles used in modelling, I find that intra-cluster GCs have mild radial anisotropy, especially for blue, metal-poor GCs.
Lastly, I studied the intra-cluster medium (ICM) of Fornax-like halos from a theoretical point of view. I utilize the TNG50 cosmological simulation in synergy with an ongoing MeerKAT radio survey of the Fornax cluster (MFS) to understand the distribution of cold gas in the ICM of Fornax-like clusters. I find that TNG50 halos at z 0, have an abundant amount of intra-cluster HI gas. I predict that MFS will observe an HI covering fraction of 10 % at one virial radius and up to 5 % for the intra-cluster HI.
In summary, I have studied the mass assembly of the Fornax cluster and learned about its IC medium. The results from this thesis illustrate the importance of GCs in understanding the assembly history of the Fornax cluster and lays the foundation for future, more detailed mass-modelling work of intra-cluster GCs. In addition, the prediction of a large amount of cold gas in Fornax-like halos in the TNG50 simulations provides an exciting scenario to be tested with future results from the MFS
Analyse histologischer und transkriptomischer Veränderungen in murinen Schilddrüsengeweben zu verschiedenen Zeitpunkten nach γ-Bestrahlung
Get PDFFormation einer Katarakt bei Mäusen unter Allgemeinanästhesie: Untersuchung von Einflussfaktoren und möglichen Präventionsmethoden
Get PDFZiel:
Das Ziel dieser Arbeit war es, beeinflussende Faktoren und möglicherweise präventive Massnahmen der Kataraktformation anästhesierter Mäuse vergleichend zu untersuchen.
Methodik:
98 Mäuse wurden für jeweils eine Stunde anästhesiert und die Kataraktformation per Spaltlampenuntersuchung und Swept-Source optischer Kohärenztomographie (=SS-OCT) untersucht. In verschiedenen Versuchsgruppen wurde jeweils einer der folgenden Faktoren variiert: Das Corneabefeuchtungsprotokoll (Applikationmethode per Pipette oder Feindosierungsspritze; Einsatz verschiedener Substanzen (Hypromellose- und Natriumchloridlösung oder Natriumhyaluronat-Augengel oder alleiniger Natriumchloridlösung)), die Mydriatika (Tropicamid oder Tropicamid-Atropin-Kombination), das Anästhesieprotokoll (Medetomidin-Midazolam-Fentanyl (=MMF) oder Xylazin-Ketamin), der Mausstamm (C57BL/6J oder BALB/c) sowie die externe Wärmezufuhr (mit oder ohne zusätzlichem Temperaturmanagementsystem (=TMS) neben einer elektrischen Wärmematte). Jene C57BL/6J Versuchsgruppe mit topikaler Corneabefeuchtung in Form einer einmaligen Hypromellose- sowie wiederholt per Pipette aufgetragener Natriumchloridlösung, einer Verabreichung von Tropicamid, MMF-Anästhesie und ohne zusätzlichem TMS diente als Kontrollgruppe.
Bewertet wurden bezüglich der Kataraktformation der Schweregrad und die prozentuale Ausdehnung der Trübung bei frontaler Betrachtung per Spaltlampe (=AKfB) sowie quantitativ die Grösse hyperreflektiver Bereiche auf den OCT B-Scans. Zudem erfolgte auf den B-Scans eine quantitative Ausmessung des Linsendurchmessers, der Augenkammertiefe, der Corneadicke, des Flüssigkeitsfilms auf der Corneaoberfläche und der Pupillenweite. Zudem wurde die Körpertemperatur der Mäuse kontinuierlich überwacht und dokumentiert. Nach Beenden der Anästhesie wurden die Linsen entweder unmittelbar oder nach 22-26 Stunden infolge einer Untersuchung der Rückentwicklung der Katarakt entnommen und eine histologische Untersuchung durchgeführt.
Ergebnisse:
Variationen des Corneabefeuchtungprotokolls äusserten sich in signifikanten Unterschieden der Kataraktformation: Die Verwendung einer Pipette und wiederholte Applikation des Natriumhyaluronat-Augengels resultierte in einer milderen Kataraktformation gegenüber dem Einsatz einer Feindosierungsspritze oder des Hypromellose-/Natriumchloridlösung-Protokolls. Die alleinige, wiederholte Applikation von Natriumchloridlösung auf die Corneaoberfläche hingegen zeigte eine vergleichsweise schwerwiegendere Kataraktformation gegenüber der Verwendung des Hypromellose-/Natriumchloridlösung-Protokolls.
Des Weiteren konnte bei den BALB/c Mäusen, sowie bei höherer Körpertemperatur infolge des verwendeten TMS eine signifikant schwerwiegendere Kataraktformation festgestellt werden. Eine Beeinflussung der Katarakt während der Anästhesie infolge verschiedener Mydratika oder Anästhesieprotokolle konnte in dieser Arbeit nicht nachgewiesen werden.
Eine schwerwiegendere Kataraktformation ging mit einer signifikant gravierenderen Abnahme der Augenkammertiefe einher. Zudem konnte mit schwerwiegenderer Kataraktformation eine tendentiell stärkere Abnahme der Corneadicke und des Linsendurchmessers beobachtet werden.
Einzig infolge des Natriumhyaluronat-Augengels wurden während der Anästhesie Komplikationen in Form von Corneaödemen festgestellt.
In allen Versuchsgruppen wurde eine vollständige Reversibilität der Katarakt beobachtet. Infolge des Anästhesieprotokolls Xylazin-Ketamin wurde eine signifikant langsamere Rückentwicklung gegenüber der Verwendung des MMF-Protokolls und nach Einsatz von BALB/c Mäusen eine signifikant schnellere Rückentwicklung verglichen mit den C57BL/6J festgestellt.
Schlussfolgerung:
Basierend auf den Ergebnissen dieser Arbeit wird der Einsatz des Natriumhyaluronat-Augengels zur Corneabefeuchtung, sowie die Verwendung einer Pipette zur Kataraktreduktion empfohlen. Allerdings wurde im Zusammenhang mit der Natriumhyaluronatapplikation die Entwicklung eines Corneaödemes beobachtet. Aufgrund dieses Nachteils ist das Natriumhyaluronat-Protokoll für ophthalmologische Studien auch nicht optimal. Bei der Planung von Studien müssen zudem stammspezifische Unterschiede berücksichtigt werden.
Trotz fehlender Unterschiede während der Kataraktformation ist aufgrund der schnelleren Reversibilität der Katarakt der Einsatz des MMF-Anästhesieprotokolls anstelle des Xylazin-Ketamin-Protokolls empfehlenswert. Die Verwendung verschiedener Mydriatika lässt kein zu bevorzugendes Protokoll erkennen.
Da bei Verwendung eines TMS gegenüber einer alleinigen elektrischen Wärmematte eine verbesserte externe Wärmezufuhr durch eine höhere Körpertemperatur aber auch eine schwerwiegendere Kataraktformation beobachtet werden konnte, ist dessen zusätzlicher Einsatz zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur, jedoch nicht bezüglich der Kataraktformation ratsam.
Eine wiederholte Beurteilung der Formation einer reversiblen Katarakt wird während und nach der Durchführung ophthalmologischer Studien mit anästhesierten Mäusen dringend empfohlen, um kataraktbedingte Effekte auf Studiendaten bestimmen und von andersweitigen Befunden abgrenzen zu können.Purpose:
To compare influencing factors and possible preventive methods on cataract formation in anesthetized mice.
Methods:
A total of 98 mice were anesthetized for one hour and cataract formation was monitored by slit lamp examination and swept-source optical coherence tomography (SS-OCT). Different experimental groups varied by one of the following parameters:
The corneal lubrication protocol (application method and use of different substances (hypromellose- and sodiumchloride-solution versus sodiumhyaluronate ophthalmic gel versus sodiumchloride-solution)), the type of mydriatics used (tropicamide versus tropicamide-atropine combination), the anesthesia protocol (medetomidine-midazolam-fentanyl (=MMF) versus xylazine-ketamine), mouse strain (C57BL/6J versus BALB/c), as well as external heat supply (with or without additional temperature-management-system (=TMS) to electric heating pad).
Incidence and severity of cataract formation were assessed by slit lamp biomicroscopy as well as optical coherence tomography (OCT).
In addition, ocular parameters such as lens diameter, anterior chamber depth, corneal thickness, fluid amount on corneal surface and pupil size were assessed. Histopathologic examinations were performed.
Results:
The following parameters were shown to significantely impact cataract incidence and severity:
Variations of corneal lubrication protocol resulted in significant alterations of cataract formation. The use of a pipette and sodiumhyaluronate ophthalmic gel to moisten the corneal surface resulted in milder cataract formation compared with the use of a fine-dose-syringe or hypromellose/sodiumchloride-solution-protocol. In contrast application of sodiumchloride-solution alone showed a more severe cataract formation compared to the use of hypromellose/sodiumchloride-solution protocol.
Furthermore, a significant more severe cataract formation was observed in BALB/c compared to C57BL/6 mice, as well as due to a higher body temperature, after additional external heat supply using a TMS to an electric heating pad used as standard in all experimental groups. An influence on cataract formation due to different mydratics and anesthetic protocols was not observed in this study.
A more severe cataract formation was associated with a significant more severe decrease of anterior chamber depth. In addition, a tendentially greater decrease of corneal thickness and lens diameter was observed with more severe cataract formation. It should be noted, that corneal edema occurred as a result of sodiumhyaluronate ophthalmic gel application.
All cataracts observed were fully reversible. A significantly slower regression was detected after using the xylazine-ketamine anesthetic protocol compared to the MMF protocol and a significantly faster regression after using BALB/c instead of C57BL/6J mice.
Conclusion:
Based on the results of this work the use of sodiumhyaluronate ophthalmic gel, as well as the use of a pipette for corneal lubrication is recommended in context of cataract reduction. However, corneal edema was observed with sodium hyaluronate application. Because of this disadvantage, the sodium hyaluronate protocol is also suboptimal for ophthalmic studies. In addition strain-specific differences must be taken into account when planning studies.
Although there is no difference of cataract formation during anesthesia, the use of MMF anesthesia rather than xylazine-ketamine is recommended due to the faster reversibility of the cataract. The use of different mydriatics does not indicate a protocol to be preferred.
Since a higher body temperature but also a more severe cataract formation was observed when using a refined external heat supply by additional TMS compared with the electrical heating pad alone, its additional use is advisable only for the maintenance of body temperature but not regarding cataract formation. Repeated assessment of reversible cataract formation is strongly recommended during and after performance of ophthalmologic studies with anesthetized mice to determine and distinguish cataract-related effects on study data from other findings
