Die Fakultät für Chemie vereint 3 Studiengänge unter einem Dach: B.Sc. / M.Sc. Chemie, B.Sc. / M.Sc. Water Science und B.Sc. / M.Ed. Chemie Lehramt. Sie zählt damit zu den größten Chemie-Fakultäten in Deutschland, mit stark anwachsenden Anfängerzahlen. Alle drei Studiengänge werden von Arbeitskreisen getragen, die in der Grundlagenforschung tätig sind.
von Cathrin Becker
Biologe Dr. Alexander Probst wollte an die UDE, weil er hier die besten Forschungsvoraussetzungen hat. Dafür verließ er eine der renommiertesten Unis der Welt. Probst kommt mit dem Rückkehrprogramm des Wissenschaftsministeriums nach NRW.
von Beate Kostka
Wie können mit Hilfe der supramolekularen Chemie lebenswichtige Proteinfunktionen beeinflusst werden? Diese Frage steht im Mittelpunkt eines Symposiums am 20./21. September an der Universität Duisburg-Essen, zu dem etwa 150 internationale Experten erwartet werden. Organisiert wird das Treffen durch den DFG-Sonderforschungsbereich "Supramolekulare Chemie an Proteinen".
Noch ist es Zukunftsmusik: Irgendwann möchte Prof. Dr. André Gröschel alle Arten von Nano-Bausteinen für die Selbstorganisation kombinieren können. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert ihn über das Emmy-Noether-Nachwuchsprogramm mit 1,3 Millionen Euro.
Die Natur zeigt bei der Photosynthese eindrucksvoll, wie Licht chemische Reaktionen in Gang setzt. Das Kunststück besteht darin, die Energie des Lichtes zu den molekularen Edukten zu führen.
Da die Moleküle sehr klein im Vergleich zur Wellenlänge des Lichtes sind, werden sie kaum vom Licht angeregt, weshalb eine Nachahmung bisher scheiterte. Jetzt konnte jedoch eine solche lokal selektive Chemie auf der Nanoskala nachgewiesen werden.
Der Gottschalk-Diederich-Baedeker-Preis geht in diesem Jahr an Dr. Philipp Wagener. Der 35-jährige Chemiker wird für seine herausragende Habilitation an der Universität Duisburg-Essen (UDE) geehrt. Er stellt darin neue Wege vor, lasergenerierte Nanopartikel speziell auf Anwendungen in der Energietechnik und Katalyse zuzuschneiden. Der Preis ist mit 5.000 Euro dotiert und wird durch die Essener G. D. Baedeker Stiftung verliehen.
In Kooperation mit dem Arbeitskreis von Oliver Schmitz (Instrumentelle Analytik) führen wir Versuche durch, die eine molekulare Evolution von Oligopeptiden in Gegenwart von Membranvesikeln belegen. Hierzu werden in einem CO2-Wasser-System unter hohem Druck (entsprechend den Bedingungen in einer Tiefe von etwa 1 km) in Gegenwart von Membranvesikeln eine Auswahl von 12 Aminosäuren vorgelegt. Die sich daraus in kleiner Ausbeute bildenden Peptide unterliegen einem Selektionsmechanismus der amphiphile, zur Integration in die Membran befähigte Peptide begünstigt.
Die selektive Detektion von Fe3+-Ionen gelingt mit Hilfe von verknüpften Bisphosphorsäuren, welche vor kurzem in der Nachwuchsgruppe von Dr. Jochen Niemeyer entwickelt wurden. Die Ergebnisse dieser Studie wurden zur Publikation in Chem. Eur. J. angenommen und dort für ein Frontispiece ausgewählt. Das Bild zeigt die Zeche Zollverein als Symbol für Essen als ehemaligen Standort der Kohle- und Stahlindustrie und verdeutlicht somit den Bezug des Forschungsprojektes zum Ruhrgebiet und zum Element Eisen.
Unter der Leitung von Prof. Dr. Maik Walpuski hat die Didaktik der Chemie beim BMBF ca. 1,0 Mio. Euro zur Erforschung des Studienerfolgs und des Studienabbruchs eingeworben. Bei dem Projekt handelt es sich um ein Kooperationsprojekt mit Prof. Dr. Martin Lang (Ingenieurwissenschaften), Prof. Dr. Detlev Leutner (Lehr-Lernforschung), Prof. Dr. Sabine Manzel (Sozialwissenschaften) und Prof. Dr. Elke Sumfleth (ebenfalls Chemie).
Am 8. März 2017 fand die Auftaktveranstaltung der „Unikids“ in diesem Frühjahr statt. 600 Kinder im Alter zwischen 8-12 Jahren erhielten passend zum Thema ein blaues T-Shirt und sahen ein bisschen aus wie Wassertropfen. Gespannt und aufgeregt verfolgten sie eine Stunde lang die Vorlesung von Torsten Schmidt, Ursula Telgheder und Claudia Ullrich zum Thema Wasser unter dem Titel „Wasser baut Brücken, aber hat es auch ein Gedächtnis?“. Mit anschaulichen Beispielen, Filmausschnitten und eindrucksvollen Experimenten wurden die Eigenschaften von Wasser und ihre Wirkung auf Mensch und Umwelt nahegebracht.
Die Natur hat im Laufe der Evolution Mechanismen geschaffen, die trotz der Vielzahl an Proteinen und anderen Molekülen in der Zelle den geordneten Ablauf aller Reaktionen garantieren. So lagern sich beispielsweise die richtigen Eiweiße zum richtigen Zeitpunkt genau in dem Teil der Zelle zu großen Multi-Enzym-Komplexen zusammen, wo sie gebraucht werden.
Der Arbeitsgruppe rund um die junge Nachwuchswissenschaftlerin Dr. Barbara Sacca, Projektleiterin im Sonderforschungsbereich 1093 (SFB 1093) und Mitglied des Zentrums für medizinische Biotechnologie (ZMB) der Universität Duisburg-Essen, ist es jetzt gelungen mit Hilfe von supramolekularer Chemie winzige Nano-Container aus DNA zu konstruieren, die in der Lage sind passgenau jeweils ein bestimmtes Protein zu binden.
Durch Reduktion molekularer Startverbindungen mit niedervalenten metallorganischen Reduktionsmitteln gelingt erstmalig die Synthese von Sb-Polyanionen wie [Sb4]2-, [Sb4]4- und [Sb8]4-. Während die Sb-Polyanionen das Resultat einer schrittweisen Sb-Sb-Bindungsknüpfung sind, wurden entsprechende P-Polyanionen typischerweise durch Aktivierung von weißem Phosphor (P4) hergestellt. Die Ergebnisse wurden in zwei Zuschriften in Chem. Eur. J. (DOI: 10.1002/chem.201605547) und Angew. Chem. (DOI: 10.1002/ange.201510504) publiziert.
Erfahren Sie mehr über die elektronische Struktur und Reaktivität dieser Verbindungen...
Die verschiedenen Bücher von Prof. Georg Schwedt zur analytischen Chemie gelten bereits als Klassiker. Dazu trägt das Konzept der Verbindung von Grundlagen, Methoden und Praxis bei, aber auch die hochwertige graphische Gestaltung. Abbildungen aus „dem Schwedt“ finden sich sicherlich in allen Vorlesungen zur analytischen Chemie wieder. Das fundamentale Lehrbuch „Analytische Chemie“ ist im Dezember 2016 nun in der dritten Auflage bei Wiley-VCH erschienen. Alle relevanten Aspekte der Analytischen Chemie werden in diesem Lehrbuch, das gleichzeitig auch als Referenz für Praktiker dient, umfassend und klar auf den Punkt gebracht. Ab dieser Auflage wird das Lehrbuch nicht mehr von Prof. Schwedt alleine verantwortet, sondern unter Beteiligung der beiden Professoren für analytische Chemie an der Universität Duisburg-Essen, Oliver Schmitz und Torsten Schmidt. Die beiden haben in dieser Auflage Kapitel inhaltlich neu gestaltet, für die infolge der methodischen und technologischen Entwicklungen eine Aktualisierung erforderlich war. So wurden von Oliver Schmitz hauptsächlich die Kapitel über Qualitätssicherung, Massenspektrometrie, chromatographische Trennverfahren und elektrophoretische Trennverfahren überarbeitet. Torsten Schmidt hat vor allem das Kapitel zur Probenvorbereitung aktualisiert und das Grundlagenkapitel ergänzt.
Mehr: ISBN: 978-3-527-34082-8
Link zum Buch bei Wiley-VCH: (http://www.wiley-vch.de/de/fachgebiete/naturwissenschaften/chemistry-11ch/analytical-chemistry-11ch1/analytische-chemie-978-3-527-34082-8)
Die Ansammlung, Fehlfaltung und Aggregation amyloidogener Proteine stehen im Zusammenhang mit der Entwicklung verschiedener neurodegenerativer Erkrankungen wie der Alzheimer-Demenz. Gezielt in den Prozess der Proteinfehlfaltung einzugreifen, ist daher ein vielversprechender Ansatz für mögliche Therapeutika. Ein interdisziplinäres Team u.a. aus zwei CENIDE-Gruppen aus der Chemie und Biologie (AK Barcikowski, AK Saccà, AK Schrader, UDE; AK Korth, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf) griff diesen Ansatz auf. Die Forscher synthetisierten Goldnanopartikel und peptidische Wirkstoffmoleküle, um deren Wechselwirkung mit dem fehlgefalteten Alzheimerpeptid Aβ zu untersuchen. Ihre Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift ACS Nano veröffentlicht (http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.6b02627). Die beiden Erstautorinnen sind Laura Akkari (AK Schrader) und Carmen Streich (AK Barcikowski), die für ihr Promotionsvorhaben ein Stipendium von der Fakultät für Chemie erhält, das durch die Evonik Industries AG gefördert wird.
Der Nobelpreis 2016 wurde verliehen „für das Design und die Synthese molekularer Maschinen.“
Alle drei Forscher nutzen die Supramolekulare Chemie zur Entwicklung von molekularen Maschinen. Jean-Pierre Sauvage wurde berühmt für seine molekularen Knoten, Fraser Stoddart für zahlreiche molekulare Werkzeuge und Ben Feringa für den ersten molekularen Motor. Die Supramolekulare Chemie ist auch ein Forschungsschwerpunkt an der Fakultät für Chemie und Thema unseres Sonderforschungsbereichs „Supramolekulare Chemie an Proteinen“.
Mehr: Offizielle Nobelpreis-Seite
Bilder: New Journal of Chemistry / Northwestern University / University of Groningen
Die Essener Arbeitskreise von Frank-Gerrit Klärner und Thomas Schrader haben in der Vergangenheit maßgeschneiderte molekulare Pinzetten entwickelt, die selektiv an Lysin und Arginin-Reste von Proteinen binden. In enger Zusammenarbeit mit Gal Bitan von der David Geffen School of Medicine an der Universität von Kalifornien in Los Angeles (UCLA), wurde entdeckt, dass der Einsatz dieser molekularen Pinzetten die pathologische Aggregation von Peptiden und Proteinen verhindern kann. Die Bildung von toxischen Fibrillen ist ein wesentliches Merkmal neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson und Transthyretin (TTR)-Amyloidose, bei der das Bluteiweiß TTR aggregiert. Neueste vielversprechende Ergebnisse lassen hoffen, dass die molekularen Pinzetten als Wirkstoffe zur Behandlung dieser Erkrankungen weiterentwickelt werden können. Thomas Schrader, Frank-Gerrit Klärner und Gal Bitan, der erst kürzlich als Gastprofessor des SFB 1093 an der Universität Duisburg-Essen zu Besuch war, haben jetzt die Fähigkeiten und das Potenzial der molekularen Pinzetten im renommierten Fachjournal „Chemical Communications“ zusammengefasst: „Molecular tweezers for lysine and arginine – powerful inhibitors of pathologic protein aggregation.“ Der Schwerpunktartikel bekam auch das Titelblatt dieser Ausgabe.
Neue Strategien gegen Krebs finden – das möchte auch Prof. Xiao-Yu Hu von der Nanjing University. Mögliche Lösungen sucht die 35-jährige Chinesin auf der Nano-Ebene. Als Humboldt-Forschungsstipendiatin ist sie derzeit Gast bei Prof. Carsten Schmuck an der Fakultät für Chemie.
„Nichtgleichgewichtsdynamik kondensierter Materie in der Zeitdomäne“ heißt der neue SFB 1242. Er wird zunächst für vier Jahre seit dem 1. Juli gefördert. Aus der Physikalischen Chemie nehmen daran die Arbeitsgruppen von Prof. Hasselbrink und Prof. Schlücker teil. Dazu wird ein gemeinsames Labor zur Kurzzeit-Laserspektroskopie eingerichtet. Kern dieses ist ein neues Lasersystem für fast 1 Mio. Euro. Die Komponenten des Lasers füllen einen ziemlich großen Tisch. Der Laser erzeugt mehrere Strahlen in unterschiedlichen Spektralbereichen vom UV bis ins IR mit Wiederholraten im kHz Bereich. Damit werden schwingungsspektroskopische Untersuchungen mit bis zu Femtosekunden Zeitauflösung möglich. Die AG Hasselbrink will damit selektiv einzelne Bindungen der Moleküle in einer Adsorbatschicht zur Schwingung anregen, um dann zu verfolgen, wie diese die Energie in der Schicht weitergeben. Die AG Schlücker will die Spektroskopie photoinduzierter Prozesse in Molekülen so weiterentwickeln, dass Reaktionszeiten an wenigen bis einzelnen Molekülen bestimmt werden können.
Am 25.05.2016 feierte die Fakultät für Chemie den 75. Geburtstag von Prof. Dr. Frank-Gerrit Klärner mit einem Festkolloquium im Rahmen der GDCh-Vorträge. Gastredner war Prof. Dr. François Diederich von der ETH Zürich, der zu den bekanntesten supramolekularen Chemikern der Welt gehört und seit langem mit Frank Klärner befreundet ist. Sein Vortrag war ein Feuerwerk an aktuellen Beiträgen zur modernen supramolekularen Chemie, deren Anwendung von der gesteuerten Bildung molekularer Kapseln bis hin zum rationalen Design neuer Wirkstoffe unter Ausnutzung von kürzlich erst wiederentdeckten neuen Wechselwirkungen reicht. Zahlreiche alte Weggefährten aus den umliegenden Universitäten und viele ehemalige Mitarbeiter machten den Abend zu einem besonderen Ereignis. Frank Klärner ist der Erfinder der molekularen Klammern und Pinzetten, die in wasserlöslicher Form gegenwärtig für völlig neue Anwendungen im biomedizinischen Bereich weiterentwickelt werden (Alzheimer’sche Krankheit, Parkinson, AIDS).
In einer gemeinsamen Arbeit haben Wissenschaftler der Technischen Chemie (Arbeitsgruppe Barcikowski) und Experimentalphysik (Arbeitsgruppe Farle) von der Universität Duisburg-Essen, sowie die Arbeitsgruppe von Prof. L. Kienle (Christian-Albrecht-Universität zu Kiel) die Morphologie von lasergenerierten Eisen-Gold Nanopartikeln untersucht. Die vor Kurzem erschienene Veröffentlichung in der renommierten Zeitschrift Scientific Reports präsentiert die neusten Erkenntnisse aus dem Bereich der laserbasierten Generierung von Core-Shell Nanopartikeln sowie den Einfluss der Trägerflüssigkeit auf die resultierende Nanopartikelstruktur.
Nanogroße Kunststoffteilchen, die sich selbstständig zu komplexen Gebilden zusammenfinden – durch Dr. André H. Gröschels (34) Forschung könnte das möglich werden. Als neuer Juniorprofessor für Kolloid- und Grenzflächenchemie an der Fakultät für Chemie der Universität Duisburg-Essen (UDE) wird er u.a. die Synthese von Nanomaterialien optimieren. Die Einrichtung der Professur geht auf eine Stiftung der Evonik Industries AG zurück.
In der letzten Woche der Vorlesungszeit lud die Gesellschaft Deutscher Chemiker zusammen mit der Evonik Industries AG zur gemeinsamen „Evonik-Lecture“ ein. Anlass war der Besuch einer Delegation von Wissenschaftlern der renommierten Tokyo University in Essen. Prof. Dr. Shigeo Kagami gab einen Einblick in das neue „Innovation Ecosystem“ der traditionellen Universität; danach faszinierte der weltbekannte Chemiker Prof. Dr. Takuzo Aida den vollbesetzten Saal mit der bahnbrechenden Entwicklung neuer weicher Hochleistungsmaterialien, die zu 98% aus Wasser bestehen. Die Veranstaltung wurde organisiert vom Vizepräsidenten für Europäische Forschungsstrategie Dr. Felix Müller (Evonik Industries) und Prof. Dr. Thomas Schrader, dem Ortsverbandsvorsitzenden der GDCh-Gruppe Essen-Duisburg.
Evanthia Papadopoulou has been awarded a Marie-Sklodowska Curie individual fellowship to work in the university of Duisburg-Essen with Prof. Sebastian Schlücker. The Marie Skłodowska-Curie actions, support researchers at all stages of their careers, irrespective of nationality. Individual fellowships fund researchers looking to enhance their career development and prospects by working abroad. This action is meant to support the best, most promising individual researchers.
Her research interests focus on the use of metal nanoparticles and Raman spectroscopy for DNA analysis and diagnosis. Her current project seeks to develop a methodology that allows sensitive multiplex detection and distribution of mRNA biomarkers in human cancer tissue sections, utilising surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) nanoparticle (NP) labels. This methodology is expected to allow higher degree of multiplexing compare to existing methods such as fluorescence in situ hybridization (FISH). The research methodology will be applied for the diagnosis of breast cancer in collaboration with the University hospital of Essen and Prof. Agnes Bankfalvi.
Ihr Abschluss liegt ein halbes Jahrhundert zurück, das letzte Mal gesehen haben sie sich vor 40 Jahren. Nun kamen 14 Ehemalige der Ingenieurschule für Maschinenwesen (damals Abteilung Chemie), an ihrer alten Wirkungsstätte – der Essener Schützenbahn 70 – zusammen.
Prof. Carsten Schmuck, Dekan der Fakultät für Chemie, informierte sie über die UDE.
Für die Entwicklung eines Diagnoseverfahrens zur Bestimmung von defekten Brustimplantaten aus Blut mittels gaschromatographischer Trennung und massenspektrometrischer Detektion erhielt Pia Rosendahl (Doktorandin im Arbeitskreis von Prof. Oliver J. Schmitz, Angewandte Analytische Chemie der Universität Duisburg-Essen) zusammen mit Dr. Cornelia Jonkmanns-Nowacki (Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Neuroradiologie, Universitätsklinikum Essen), Dr. Peter Rusch (Arbeitskreis von Prof. Rainer Kimmig, Frauenheilkunde und Geburtshilfe, Universitätsklinikum Essen) und Dr. Oliver Hoffmann (Frauenheilkunde und Geburtshilfe, Universitätsklinikum Essen) einen der diesjährigen, mit 20.000 Euro dotierten, Medizinpreise in der Kategorie Forschung. Dieser Preis wurde von der Stiftung Universitätsmedizin Essen vergeben. Wir gratulieren allen Preisträgern ganz herzlich und wünschen weiterhin viel Erfolg.
Seine Pulse setzt er mit hoher Energie, ultrakurz und rasend schnell hintereinander: Der neue Ultrakurzpulslaser im Wert von 675.000 Euro des AK Barcikowski ist eine Spezialentwicklung zur Herstellung hochreiner Nanopartikel in großen Mengen – z. B. für Katalysatoren oder zur Krebstherapie.
[18.08.2015] Ein völlig neuer Weg zur Bekämpfung der HIV-Infektion eröffnet sich durch eine molekulare Pinzette, die Forscher der UDE (Thomas Schrader/Frank-Gerrit Klärner) in den letzten Jahren entwickelt haben. Im Gegensatz zu herkömmlichen Therapieansätzen wirkt die Pinzette „supramolekular“, das heißt sie greift ein bestimmtes Protein an, welches das Virus so ansteckend macht. Gleichzeitig wurde entdeckt, dass die Pinzette auch die Schutzhülle um das Virus herum aufbricht, sodass sein Inhalt regelrecht ausfließt.
[17.07.2015] Einer der renommiertesten und mit 2,5 Mio. Euro auch einer der höchstdotierten internationalen Forschungspreise, der Advanced Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC), geht in diesem Jahr u.a. an Prof. Dr. Rainer Meckenstock von der Universität Duisburg-Essen (UDE). Das Auswahlkriterium war exzellente wissenschaftliche Qualität, der Preis gilt als Nobelpreis der EU". Seine Arbeitsgruppe am UDE-Biofilm Centre kann nun intensiv erforschen, wie Erdöl mikrobiell abgebaut wird.
Aus Edelmetall-Nanopartikeln können bei resonanter Lichtbestrahlung hochenergetische, sogenannte „heiße“ Elektronen erzeugt werden. Diese können dann auf adsorbierte Moleküle transferiert werden und diese reduzieren. Die Elektronenanzahl pro adsorbiertem Molekül war bislang jedoch limitiert, da es schnell zur Rekombination der Ladungsträger kommt und somit nicht ausreichend viele heiße Elektronen zur Verfügung stehen. In einem Beitrag von Dr. Wei Xie aus der Arbeitsgruppe Schlücker (Physikalische Chemie I) in der renommierten Zeitschrift Nature Communications konnten wir die konzeptionelle Bedeutung der zugehörigen Oxidations-Halbreaktion in Kombination mit einem „Photorecycling“ der Metalloberfläche mit Hilfe von photoempfindlichen Silberhalogeniden demonstrieren. Dieses Konzept einer photokatalytischen Mehrelektronen-Halbreaktion bietet neue spannende Möglichkeiten für die effiziente Umwandlung von Licht in chemische Energieträger.
Zum diesjährigen Dies Academicus am 24.06.2015 erhielt Frau Dr. Diana Kozlova aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Matthias Epple den Preis für die beste Dissertation in der Fakultät für Chemie des vergangenen Jahres. Frau Dr. Kozlova beschäftigt sich mit Nanopartikeln für den Transport von Biomolekülen in Zellen. Damit lassen sich biologische Prozesse regeln und einstellen. So kann man Zellen durch die Gabe von Nukleinsäuren wie DNA und RNA dazu bringen, die Produktion von Proteinen gezielt an- oder abzuschalten. Damit lassen sich Heilungsprozesse in der Umgebung von Implantaten, Krebserkrankungen und virale Infektionen behandeln. Frau Dr. Kozlova entwickelte insbesondere eine Methode, um solche Nanopartikel mit Antikörpern und Peptiden zu funktionalisieren, so dass die Nanopartikel gezielt ganz bestimmte Zelltypen ansteuern. Dies konnte sowohl in der Zellkultur als auch im Tierexperiment gezeigt werden. Die Arbeiten sind eingebettet in das Umfeld der DFG-Sonderforschungsbereiche TRR 60 (Bekämpfung persistenter viraler Infektionen) und SFB 1093 (Supramolekulare Chemie an Proteinen) an der Universität Duisburg-Essen.
Nähere Informationen:
Dr. Diana Kozlova
Anorganische Chemie
Universität Duisburg-Essen
Universitätsstr. 5-7
45117 Essen
e-mail diana.kozlova@uni-due.de
Tel. 0201 183-6239
Die Hochschule feiert ihre Besten: Am Dies academicus werden traditionell herausragende Abschlussarbeiten prämiert und die innovativsten Ideen an der Universität Duisburg-Essen (UDE) ausgezeichnet. Beim diesjährigen Festakt am 24. Juni erhielt auch der Chemiestudent Thomas Lange einen Preis für seine Bachelor-Arbeit, in der er sich mit der Charakterisierung von Nanopartikeln auseinandergesetzt hat. Am NanoEnergieTechnikZentrum (NETZ) untersuchte er erstmals das elektrochemische Verhalten von lasergenerierten metallischen Nanopartikeln mithilfe der sogenannten Cyclovoltammetrie.
Finanziert vom Sino-German-Center (DFG und NSFC) wurde vom 17. bis 20. Juni 2015 an der Universität Duisburg-Essen unter der Leitung von Frau Prof. Lihua Zhang (Dalian Institute of Chemical Physics, China) und Herrn Prof. Oliver J. Schmitz (Angewandte Analytische Chemie, UDE) ein Workshop über die Grenzen der Chromatographie und Massenspektrometrie im Omics-Zeitalter abgehalten. An diesem Workshop nahmen 16 deutsche und 15 chinesische Professoren der Analytischen Chemie teil. Neben 31 Vorträgen wurden mehrere bilaterale Kooperationen durch ein speed dating Verfahren initiiert und die Gründung eines Virtuellen Instituts beschlossen. Diese Internetplattform soll eine wichtige Funktion bei der zukünftigen Beantragung eines TransRegio-SFB zukommen.
Die Kooperation zwischen deutschen und chinesischen Analytikern besteht seit 1981 und wurde auf deutscher Seite durch Prof. Ernst Bayer initiiert, dann von Prof. Antonius Kettrup und Prof. Karl-Siegfried Boos fortgeführt. Seit 2010 koordiniert Prof. Oliver J. Schmitz diese Zusammenarbeit.
Die Chemiedidaktik der Universität Duisburg-Essen freut sich, dass sie ihre Arbeit im Rahmen des Projektes Ganz In – Mit Ganztag mehr Zukunft. Das neue Ganztagsgymnasium NRW nach einer bereits sechsjährigen erfolgreichen Zusammenarbeit nun für drei weitere Jahre fortsetzen kann. Mit dem Ziel, die beteiligten Schulen bei ihrer Umstellung auf den Ganztagsbetrieb zu unterstützen, wurden in der ersten Projektphase im Rahmen regelmäßiger Lehrerfortbildungen verschiedene Konzepte für das Unterrichtsangebote im Fach Chemie erarbeitet. Hierbei ging es auch um Selbstlernmaterialien für die zusätzlichen Lernzeiten. In den nachfolgenden drei Jahren soll nun der Fokus auf der Implementation in den Schulalltag und deren Evaluation liegen.
Kleine Zellen ohne Zellkern („Prokaryonten“) tauschen bei der Fortpflanzung hemmungslos ihre Gene aus – im Gegensatz zu Pflanzen und Tieren, die ihre Erbinformation gezielt an ihre Nachkommen weitergeben. Dieser horizontale Gentransfer (HGT) ist zum Beispiel für die vermehrten Antibiotikaresistenzen in Krankenhäusern verantwortlich.
Eine neue internationale Studie, an der u.a. auch Prof. Bettina Siebers von der Universität Duisburg-Essen (UDE) beteiligt war, hat nun herausgefunden, dass HGT eine zentrale, treibende Kraft bei der Evolution der beiden prokaryontischen Lebenslinien der Bakterien und Archaeen war. Ihre Ergebnisse wurden jetzt in der Wissenschaftszeitschrift Nature veröffentlicht.
Durch chemische Umsetzung mit Wasserstoff zu Methanol könnte das Treibhausgas CO2 in Zukunft als wertvolle Ressource für Chemikalien und Treibstoffe genutzt und so recycelt werden. Diese Reaktion läuft an einem nanostrukturierten Feststoffkatalysator ab, der aus Kupfermetall und Zinkoxid besteht und im AK Behrens intensiv untersucht wird. In einer internationalen Zusammenarbeit mit den Gruppen von Jens Nørskov und Felix Studt (Stanford University) und Robert Schlögl (MPI CEC, Mülheim/Ruhr & FHI, Berlin) konnte nun durch eine Kombination von experimentellen und theoretischen Ergebnissen der Mechanismus dieser Reaktion und die promotierende Wirkung von Zink aufgeklärt werden. Die Forscher an der UDE wollen die neuen Erkenntnisse nutzen, um zukünftig den Katalysator noch weiter zu verbessern.
Komplexe Substanzgemische stehen oft im Fokus analytischer Untersuchungen. Zur Auftrennung werden zunehmend mehrdimensionale Trenntechniken genutzt, in denen das Eluat einer ersten Trenndimension in eine zweite Dimension überführt wird. Die Arbeitsgruppen von Prof. Schmidt und Prof. Schmitz an der Fakultät für Chemie und von Dr. Teutenberg am An-Institut IUTA in Duisburg arbeiten seit vielen Jahren an der Entwicklung und Nutzung solcher Methoden. Nun wurden sie vom renommierten Fachjournal „Analytical and Bioanalytical Chemistry“ eingeladen, zu diesem Themengebiet eine Artikelsammlung herauszugeben. Im Januar 2015 ist das Ergebnis erschienen, das 18 Publikationen international führender Forscher umfasst, darunter auch 4 Beiträge der Essener Arbeitsgruppen.
Mit kolloidalem Gold, also einer flüssigen Sole aus winzigen Goldpartikeln, lassen sich bestimmte Zellen im Körper aufspüren und sichtbar machen. So können die besonderen optischen Eigenheiten von Goldkolloiden in der Diagnostik eingesetzt werden. Forscherinnen und Forscher von CENIDE untersuchen intensiv die Chancen und gesundheitlichen Risiken des Nanogolds und weiterer Edelmetalle. Ihre neuesten Ergebnisse haben die Mitglieder der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Stephan Barcikowski in gleich drei Publikationen in renommierten Fachmagazinen veröffentlicht.
Ein Zuckerwürfel löst sich rasch in heißem Tee. Aber was passiert dabei eigentlich genau? Mit einer solchen Frage können schon Kindergartenkinder spielerisch an das naturwissenschaftliche Denken herangeführt werden, wenn die pädagogische Fachkraft entsprechend geschult ist.
In einem DFG-Forschungsprojekt an der Universität Duisburg-Essen (UDE) wird jetzt untersucht, mit welchen Maßnahmen Vorschulkinder mit unterschiedlichen Lernvoraussetzungen am besten darin unterstützt werden können. Ziel ist, am hohen Grundinteresse der kleinen Forscher anzuknüpfen, um Basiskompetenzen in den Naturwissenschaften zu fördern. Bislang ist allerdings nur unzureichend erforscht, welche Rolle die Erzieherinnen dabei spielen sollten.
Dies möchte Dr. Anna Windt vom Institut für Sachunterricht an der UDE mit ihrem Forschungsprojekt nun ändern: „Für unsere Analyse greifen wir auf Videos zurück, in denen 26 Vorschulkinder zusammen mit einer pädagogischen Fachkraft chemisch-physikalische Experimente durchgeführt haben. Vorher und nachher wurde das Fachwissen der Kinder getestet.“
Und was im Kleinen bereits gut funktioniert, lässt sich dann auch auf die Frage übertragen, wie die Erzieherinnen den Lernzuwachs erfolgreich unterstützen können. Auf diese Weise ergeben sich konkrete Hinweise für die Aus- und Fortbildung der pädagogischen Fachkräfte.
Weitere Informationen: Dr. Anna Windt, T. 0201/183-3783, anna.windt@uni-due.de, http://www.uni-due.de/isu
Redaktion: Beate H. Kostka, Tel. 0203/379-2430
Im Dezember trafen sich nun rund einhundert Polymerwissenschaftler aus Wissenschaft und Industrie in Essen, um sich auf dem Minisymposium „Supramolecular Polymers“ über jüngste Entwicklungen ihres Fachgebiets auszutauschen. Organisiert wurde die Veranstaltung von den Vorsitzenden der Fachgruppe Makromolekulare Chemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh), Dr. Georg Oenbrink, und des GDCh-Ortsverbands Essen-Duisburg, Professor Dr. Thomas Schrader.
Das Leben entstand in der Erdkruste
Davon jedenfalls sind der Geologe Prof. Dr. Ulrich Schreiber und der Physikochemiker Prof. Dr. Christian Mayer von der Universität Duisburg-Essen überzeugt. Nachdem sie auf der Gordon- Conference in Galveston (Texas) und der astrobiologischen Tagung ISSOL in Nara (Japan) ihr Modell zur Entstehung des Lebens mit beeindruckenden Laborversuchen untermauern konnten, reichten sie die Ergebnisse im Fachorgan `Origin of Life and the Evolution of Biospheres´ zur Veröffentlichung ein.
„Es ist das erste Modell zur Entstehung des Lebens, das einen umfassenden Prozess der Zellbildung beschreibt, bei dem die Probleme der Molekülherkunft, Aufkonzentrierung, Energieversorgung und Membranbildung gelöst sind“, so Prof. Mayer aus der Fakultät für Chemie.
In einer universitätsinternen Ausschreibung zur „Bildungsforschung in der Lehrerausbildung“ ist es gelungen zwei von acht Projekten in die Fakultät für Chemie zu holen:
· Stefan Rumann: Der Erwerb Sachunterrichtsdidaktischen Wissens in der universitären Phase der Lehrerausbildung
· Maik Walpuski und Elke Sumfleth: Umgang mit Heterogenität - Unterstützungsmaßnahmen in Experimentierphasen
Eine von insgesamt neun neuen Forschergruppen wird die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Anfang 2015 an der Universität Duisburg-Essen (UDE) einrichten. Sie untersucht die Gründe für den oft mäßigen Studienerfolg in den Natur- und Ingenieurwissenschaften.
2-Keto-3-Deoxy-D-Zuckersäuren sind Intermediate des zentralen Metabolismus sowie Bestandteile von bakteriellen (Lipo)polysacchariden und Zellwänden, wodurch eine stätige Nachfrage in diversen Forschungsgebieten besteht. Während die stereospezifische chemische Synthese von chiralen 2-Keto-3-Deoxy-D-Zuckersäuren komplex ist und über viele Reaktionsschritte verläuft, werden in Stoffwechselwegen, ausgehend von einfachen Zuckern, über wenige metabole Schritte dieselben chiralen 2-Keto-3-Deoxy-D-Zuckersäuren hergestellt.
In Zusammenarbeit mit Sigma-Aldrich (Buchs, Schweiz) ist es gelungen ein hoch ökonomisches Produktionsverfahren von 2-Keto-3-Deoxy-D-Glukonat anhand des Enzymes Glukonat Dehydratase aus dem thermophilen Organismus Thermoproteus tenax zu entwickeln. Enzyme thermophiler Organismen zeichnen sich durch hohe Robustheit und Stabilität aus, was sie zu geeigneten Biokatalysatoren für industrielle Anwendung macht.
Hydrolasen sind Enzyme die eine Verbindung unter Verbrauch von Wasser reversible spalten. Hydrolasen die unter extrem heißen Temperaturen (80-100°C) aktiv sind, stehen derzeit im Fokus des EU-finanzierten Projekts „HotZyme“. Ziel ist es biotechnologische Prozesse durch den Einsatz neuer thermostabiler Hydrolasen zu verbessern oder neue Verfahren zu entwickeln. Im Arbeitskreis von UDE-Prof. Bettina Siebers werden die neu entdeckten Enzyme auf ihre biochemischen Eigenschaften wie z.B. Thermostabilität, pH-Optimum und enzymatischer Aktivität untersucht. So konnte z.B. eine Phosphotriesterase-like-Lactonase (PLL) aus Vulcanisaeta mountnovskia beschrieben werden die äußerst giftige Verbindungen wie Nervengase oder Insektizide abbauen kann.
Biomining uses acidophilic microorganisms for the recovery of metals from sulphide ores in tanks, heaps and dumps. Bioleaching of copper minerals such as chalcopyrite (CuFeS2; the largest copper resource in the word) is done in engineered heaps and accounts for approximately 15% of the present world copper production. Heap bioleaching is a very slow process that can take up to several years to achieve good metal recoveries. In order to enhance metal recoveries, usually the ores are inoculated with a mix of biomining microorganisms before the heap is constructed.
Der Arbeitskreis Prof. Schulz berichtete kürzlich erstmalig über eine vollständig reversible Metall-Metall-Bindungsknüpfung durch Reaktion niedervalenter Hauptgruppenmetallkomplexe. Die generelle Anwendbarkeit dieser Route zur Bildung molekularer intermetallischer Verbindungen wird derzeit untersucht.
Gold, Palladium oder Platin mit Tüchern aus Abwässern zurückgewinnen: Für dieses erfolgreiche Forschungsprojekt hat der Chemiker Dr. Thomas Mayer-Gall von der Universität Duisburg-Essen (UDE) den Umsicht-Wissenschaftspreis 2014 in der Kategorie „Wissenschaft“ erhalten.
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Aufgrund eines erfolgreichen Forschungsgroßgeräteantrags konnte die Angewandte Analytische Chemie als erste Gruppe in Deutschland und zweite in Europa ein LC-IMS-qTOF-MS System anschaffen. Das Gerät zeichnet sich durch eine enorme Sensitivität und Trennleistung aus, mit der sogar isobare Verbindungen getrennt und massenspektrometrisch detektiert werden können.
"Chemie für Mediziner" gewinnt Lehrpreis Die Lehr-Veranstaltung "Chemie für Mediziner", die federführend von Dr. Korth und Dr.
Hirschhäuser (Organische Chemie) betreut wird, hat als bester Aufsteiger den Lehrpeis 2014 der Fakultät für Medizin gewonnen. Die Preisvergabe beruht auf dem Votum der Studierenden, die der Meinung sind, dass sich die Qualität dieser Lehrveranstaltung gegenüber dem Vorjahr noch einmal deutlich gesteigert hat. Im letzten Jahr hatten Dr. Korth und Dr. Hirschhäuser in gemeinsamen Gesprächen mit der Fachschaft Medizin und den Dozenten der Medizin nach weiteren Verbesserungsmöglichkeiten insbesondere im Praktikum "Chemie für Mediziner" gesucht. Ziel war es, die Chemie-Ausbildung für die angehenden Medizinerinnen und Mediziner noch praxisnäher zu gestalten, umso den Lernerfolg zu steigern. Wie die Vergabe des Lehrpreises zeigt, waren dieses Konzept offensichtlich erfolgreich.
Herrn Professor Sand ( Arbeitsgruppe Aquatische Biotechnologie, Biofilm Centre) ist eine Ehrenprofessur von der „Northeastern University“ (NEU) in der Stadt Shenyang in China verliehen worden. Während seines Aufenthaltes in China im Rahmen des „Excellent Foreign Teacher“ Programms der „Tongji-Universität“ von Shanghai (Bericht im Newsletter vom 20.Nov 2013) gehörte der Besuch und wissenschaftliche Austausch mit anderen Universitäten, hier der „Northeastern University“ in Shenyang zum Programm. Die Ernennung erfolgte durch den Universitätspräsidenten Prof. Ding Lieyung.
Herr Sand war 5 Tage zu Gast in Shenyang (liegt im Nordosten Chinas, km von Beijing entfernt). Thematischer Schwerpunkt des Austausches waren Biokorrosion und Bioleaching. Die Professur ist im Studiengang Chemieingenieurwesen angesiedelt.
Ebenfalls im Rahmen des Austausches besuchte Universitäten waren die Central South University (CSU) in Changsha (hier ist Herr Sand Gastprofessor) und die East China University of Science and Technology (ECUST) in Shanghai.
Die gute Zusammenarbeit mit China wurde durch diese Besuche fortgesetzt; es besteht die Absicht, in Zukunft den Austausch auch auf Studenten im Masterbereich und Doktoranden auszudehnen sowie Lehraufenthalte an den Unis durchzuführen.
Katalysatoren haben eine signifikante Bedeutung für die Herstellung von Feinchemikalien und Pharmaka. In den letzten Jahren hat besonders die Organokatalyse an Bedeutung gewonnen, jedoch fehlen noch Methoden diese zu Immobilisieren. Ein Ansatz wurde dieses Problem zu lösen ist die photochemische Immobilisation von Katalysatoren auf Fasern. Klassische faserbildende Polymere wie Polyamid haben eine hohe chemische und physikalische Beständigkeit sind gut verfügbar und weisen gute Benetzung und als Gewebe gut Durchflusseigenschaften auf.
Wie "nackte" Nanopartikel in Medizintechnik und Energieforschung nutzbar gemacht werden können präsentierte diese Woche der Lehrstuhl für Technische Chemie I am Stand des NRW-Innovationsministeriums. Frau Ministerin Svenja Schulze überzeugte sich davon wie Prof. Stephan Barcikowski und sein Team "enthüllte" Nanopartikel, also Partikel völlig frei von Verunreinigungen oder Reaktions-Reststoffen als vielseitige Bausteine einsetzen. Im Gebiet der Biomedizin etwa lassen sich die Partikel mit funktionalisierten Biomolekülen verbinden oder in Kunststoffe für verbesserte Implantate einbetten. Die unbelegte Partikeloberflächen sind hochaktiv, so dass sich diese vollständig auf Katalysatorträgern abscheiden lassen. Dies wurde am Beispiel der Wasserspaltung, also der Gewinnung von Wasserstoff aus Wasser und Licht, demonstriert. Das hochreine Nanomaterial stellen die UDE-Chemiker mittels Laserstrahlen in einer wässrigen oder organischen Lösung her - in einer großen Vielfalt und als Alternative zu herkömmlichen Verfahren, gut nachvollziehbar im eigens eingerichteten Videokanal:
http://youtube.com/nanofunction.
Jakob Haun erhält am 2. April 2014 anlässlich der analytica Conference in München den diesjährigen Eberhard-Gerstel-Preis. Der von der GERSTEL GmbH & Co. KG gesponserte Preis wird alle zwei Jahre vom Arbeitskreis Separation Science der Fachgruppe Analytische Chemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) für eine herausragende Publikation auf dem Gebiet der analytischen Trenntechniken verliehen und ist mit 2.500 Euro dotiert. Eberhard Gerstel (1927-2004) gründete das nach ihm benannte Unternehmen 1967 in Mülheim an der Ruhr.
Der AK-Haberhauer konnte in Zusammenarbeit mit der NMR-Abteilung in zwei Publikationen (Nature Communications doi:10.1038/ncomms3945 und Nature Communications 10.1038/ncomms4542) experimentell anhand von zwei Wirt-Gast-Systemen zeigen, dass Dispersions-Wechselwirkungen in der Supramolekularen Chemie weiterhin stark unterschätzt sind.
Prof. Dr. Dr. h.c. Reinhard Zellner ist für sein außerordentliches fachliches Engagement mit der DECHEMA-Medaille ausgezeichnet worden. Damit würdigt die DECHEMA seinen Einsatz für nachhaltige Produktion sowie im Bereich Klima- und Atmosphärenschutz. Die Verleihung fand im Rahmen eines Kolloquiums am 6. Februar 2014 in Frankfurt statt.
Mikroorganismen sind in ihrem natürlichen Umfeld einer Vielzahl von Veränderungen und Stressbedienungen ausgesetzt (z.B. pH, Temperatur, Nährstoffmangel) und benötigen effiziente Mechanismen um diese Reize/Signale zu erfassen, weiterzuleiten und letztendlich eine entsprechende zelluläre Antwort auszulösen. Reversible Protein‐Phosphorylierung spielt bei der Signalweiterleitung oder Signaltransduktion eine wichtige Rolle. Hierbei handelt es sich um eine reversible kovalente poststranslationale Modifizierung an den Aminosäuren Histidin, Threonin, Serin, Tyrosin und Arginin, die über Proteinkinasen phosphoryliert bzw. über Proteinphosphatasen dephosphoryliert werden. Dabei können die Phosphorylierungen entweder aktivierende oder inaktivierende Funktion haben.