Dissertations / Theses on the topic '"zero-length"'

In this work the experimental results from the rapid screening and ranking of a wide range of novel adsorbents for carbon capture are presented. The samples were tested using the Zero Length Column (ZLC) method which has proved to be an essential tool for the rapid investigation of the equilibrium and kinetic properties of prototype adsorbents. The study was performed on different classes of nanoporous materials developed as part of the EPSRC-funded “Innovative Gas Separations for Carbon Capture” (IGSCC) project. More than 120 novel adsorbents with different key features for post-combustion carbon capture were tested. The classes of materials investigated were: • PIMs (Polymers of Intrinsic Microporosity) • MOFs (Metal - Organic Frameworks) • Mesoporous Silica • Zeolites • Carbons All the samples were tested at experimental conditions close to the ones of a typical flue gas of a fossil fuel power plant: 35 ºC and 0.1 bar of partial pressure of CO2. The results from the ranking of the CO2 capacity of the materials, at the conditions of interest, indicate the Mg and Ni-based MOF samples as the adsorbents with the highest uptake among all the candidates. The best sample shows a CO2 capacity almost double than the benchmark adsorbent, zeolite 13X (provided by UOP). The ranking also shows some of the zeolite adsorbents synthesised as promising materials for carbon capture: uptakes comparable or slightly higher than 13X were obtained for several samples of Rho and Chabazite zeolite. Water stability tests were also performed on the best MOFs and showed a deactivation rate considerably faster for the Mg-based MOFs, proving an expected higher resistance to degradation for the Ni based materials. A focused investigation was also carried out on the diffusion of CO2 in different ionexchanged zeolites Rho samples. The study of these samples, characterised by extremely slow kinetics, extended the use of the ZLC method to very slow diffusional time constants which are very difficult to extract from the traditional long time asymptotic analysis. The results show how the combination of the full saturation and partial loading experiment can provide un-ambiguous diffusional time constants. The diffusivity of CO2 in zeolite Rho samples shows to be strongly influenced by the framework structure as well as the nature and the position of the different cations in the framework. The kinetics of the Na-Cs Rho sample was also measured by the use of the Quantachrome Autosorb-iQ™ volumetric system. To correctly interpret the dynamic response of the instrument modifications were applied to the theoretical model developed by Brandani in 1998 for the analysis of the piezometric method. The analytical solution of the model introduces parameters which allow to account for the real experimental conditions. The results confirm the validity of the methodology in the analysis of slow diffusion processes. In conclusion the advantages offered by the small size of the column and the small amount of sample required proved the ZLC method to be a very useful tool for the rapid ranking of the CO2 capacity of prototype adsorbents. Equilibrium and kinetic measurements were performed on a very wide range of novel nanoporous materials. The most promising and interesting samples were further investigated through the use of the water stability test, the partial loading experiment and the volumetric system. The ZLC technique was also extended to the measurements of systems with very slow kinetics, for which is very difficult to extract reliable diffusional time constants. An improved model for the interpretation of dynamic response curves from a non-ideal piezometric system was developed.

Bibliography: p. 97-102.
Zeolites are important solid acid catalysts largely because of their microporous nature giving them strong shape selective properties. This shape selectivity may be improved by depositing an inert (e. g. silaceous) layer on the surface of the catalyst crystals, which inertises non-shape selective surface acid sites and increases diffusional transport resistances. This thesis presents an investigation, using the zero length column (ZLC) method, into changes in the diffusional properties of cyclohexane in ZSM-5 that has had tetraethoxysilane deposited on the surface in the liquid phase. Theoretical analyses of the ZLC technique and its use in a detailed study of cyclohexane in unmodified ZSM-5 were performed in order to prove the reliability of the technique and measure baseline behaviour of the selected system. The ZLC method is a chromatographic technique for the measurement of diffusion coefficients in porous sorbents. Originally developed for gaseous hydrocarbon / zeolite powder systems, it has been experimentally extended to the measurement of liquid sorbate systems, macroporous zeolite pellets and resins and the measurement of self-diffusion through tracer exchange. The technique is robust against the intrusion of external heat and mass transfer effects by the use of relatively high flow rates and small catalyst samples, Analysis of the desorption curves is simple: the slope of the linear (on semilogarthmic axes) long time region gives the diffusional time constant. This so-called 'long time' analysis gives an accurate result for the diilusional time constant.

There is a significant problem for the paper recycling industry known as “stickies”. “Stickies” are tacky species, present in recycled paper and coated broke, derived from coating formulations, adhesives, etc. They impact negatively on paper quality and cause web runnability problems by deposit build-up. To sustain recycling, stickies are controlled by adsorbing them onto minerals added to the recycled stock. So the aim of the project was to characterise non-porous and porous minerals suitable for paper-making, and then use the knowledge gained to improve the adsorption of stickies. The pore level properties of the minerals used to control stickies are highly relevant in regulating adsorption of the stickies. Levels of pore architecture were investigated by characterising filter media with porosimetry, porometry, electron microscopy and modelling the combined results. Seven samples were studied, with pore size distributions ranging from simple unimodal to complicated bimodal. Porometry, porosimetry and SEM, individually can only determine primary pore architecture. A combination of experimental and modelling techniques allows a full characterisation of pore architecture from primary to quaternary levels. Calcium carbonates can be modified to change the pore architecture, which affects properties such as wetting. Their pore architecture was investigated to understand why some modified calcium carbonates do not show two distinct wetting rates. The investigation implied a significant surface area could be attributed to nano rugosity. The nano rugosity was responsible for the enhanced wetting of a sample. A zero length column was used to study diffusion and desorption of benzene with calcium carbonate. Desorption and diffusion coefficients for calcium carbonate systems were calculated from the corrected concentration versus time measurements. They showed how the pore architecture affects diffusion and desorption. By comparing the experimental results with a pore network simulation, it was possible to deduce the relative effect of surface diffusion. The adsorption of stickies onto different mineral grades was investigated using a novel proxy method to determine equilibrium constants and adsorption isotherms. The results were then used to understand the influence of particle size on the adsorption behaviour, with three mechanisms proposed. The equilibrium constant and adsorption isotherm data also allowed comparisons between hydrophilic and hydrophobic adsorption onto grades of talc. Recommendations are made for the optimum use of minerals for the removal of stickies, and for in-situ methods for monitoring and optimising removal.

The overall aim of this project was to study 'functionalised' calcium carbonates (FCCs) for use as a carrier for the controlled release of 'actives,' by permeation and diffusion, and is being proposed as an environmentally friendly and non-toxic pharmaceutical excipient, nutraceutical, and flavour carrier. The delivery of a drug to its target site in the appropriate amount and time-frame in order for it to have a controlled release effect whilst achieving the maximum therapeutic effect remains a topic of design and development for novel drug delivery systems. FCCs encompass a family of new pharmaceutical excipients in which the conditions of manufacture follow strict process regulations with respect to the grade of reagents that are employed and the microbiological environment under which they are produced, and include freedom from organic polymers. Adjustments to the FCC production process can be used to produce a wide range of different morphologies, and raise the possibility of tailoring the void structures of the particles to provide controlled release delivery vehicles for actives across many fields, including drugs and flavours. However, such tailoring can only be fully optimised by a fundamental characterisation of the way in which a drug, loaded into an FCC, then flows and diffuses out over a period of time to provide the delayed release. It was found that adsorption on the FCC surface is selective, for example, saccharin does not become adsorbed from 4-(2-hydroxyethyl)piperazine-1-ethanesulfonic acid (HEPES) buffer solution, and neither does anethole from ethanol. FCC also does not adsorb the cationic probe benzyltrimethylammonium bromide (BTMAB) or the anionic probe sodium 2-naphthalenesulphonate (Na2NS). However, it was found that vanillin adsorbs onto the FCC in an amount of 2.00 ± 0.59 mg g^-1. Aspirin and vanillin adsorption from ethanolic solutions with various additions of water onto FCC TP was investigated and fitted with the Tóth isotherm. It was estimated that vanillin adsorbed onto around 17 %, and aspirin onto around 39 %, of the overall FCC TP surface area without the addition of any water. An equation was formulated in order to approximate the adsorption as a function of the FCC's surface coverage by the water. This is discussed in Chapter 4 and has also been published in a peer-reviewed academic journal (Levy et al., 2017). Chapter 5 discusses the preliminary steps of the loading of vanillin and saccharin into FCC, and the results were inconclusive for a majority of samples, concluding that the loading and analysis methods need refining. The modelling of the diffusion profiles of vanillin loaded FCC S07 and S10 was successful, and resulted in diffusion coefficients of 231.9 x 10^-16 m^2 s^-1 and 248.44 x 10^-16 m^ s^-1, respectively. This is outlined in Chapter 6. Chapter 7 describes the 'zero length column' (ZLC) technique, which was used as a way to characterise the diffusivity of the intraparticle pores of each FCC grade. However, it was established that there are many experimental artefacts present with such a method. This work outlines the development of the novel 'finite length column' (FLC), which was developed as a means to overcome the limitations of the ZLC (Levy et al., 2015). Effective diffusivity coefficients in the long-term region of the diffusion curves of the FCC samples range from 1.06-106 x 10 ^-16 m ^2 s^-1. The FLC was then used in preliminary trials to dilute FCC with an inert solid in order to further refine the ZLC technique, and is discussed in Chapter 8. Two mathematical methods were also developed to aid in the refinement. The reported effective diffusivity coefficient for FCC 03 in the long-term region of the diffusion curve is 49.5 x 10^-16 m^2 s^-1. In conclusion, this work confirms that FCC has potential for use as a carrier for the controlled release of 'actives' by diffusion. The utilisation of mathematical modelling in conjunction with experimental methods in the study of drug release and delivery is steadily increasing due to its enormous future potential; it will enable the optimisation of novel dosage forms and the elucidation of release mechanisms at a major reduction in cost and time compared with the number of experimental studies required to do so.

There have been proposals of many parity inducing techniques like Forward ErrorCorrection (FEC) which try to cope the problem of channel induced errors to alarge extent if not completely eradicate. The convolutional codes have been widelyidentified to be very efficient among the known channel coding techniques. Theprocess of decoding the convolutionally encoded data stream at the receiving nodecan be quite complex, time consuming and memory inefficient.This thesis outlines the implementation of multistandard soft decision viterbidecoder and word length effects on it. Classic Viterbi algorithm and its variantsoft decision viterbi algorithm, Zero-tail termination and Tail-Biting terminationfor the trellis are discussed. For the final implementation in C language, the "Zero-Tail Termination" approach with soft decision Viterbi decoding is adopted. Thismemory efficient implementation approach is flexible for any code rate and anyconstraint length.The results obtained are compared with MATLAB reference decoder. Simulationresults have been provided which show the performance of the decoderand reveal the interesting trade-off of finite word length with system performance.Such investigation can be very beneficial for the hardware design of communicationsystems. This is of high interest for Viterbi algorithm as convolutional codes havebeen selected in several famous standards like WiMAX, EDGE, IEEE 802.11a,GPRS, WCDMA, GSM, CDMA 2000 and 3GPP-LTE.

Since its inception, the field of nonlinear optics has only increased in importance as a result of a growing number of applications. The efficiency of all parametric nonlinear optical processes is limited by challenges associated with phase-matching requirements. To address this constraint, a variety of approaches, such as quasi-phase-matching, birefringent phase matching, and higher-order-mode phase matching have historically been used to phase-match interactions. However, the methods demonstrated to date suffer from the inconvenience of only being phase-matched for one specific arrangement of beams, typically co-propagating along the same axis. This stringency of the phase-matching requirement results in cumbersome optical configurations and large footprints for integrated devices. In this thesis, we show that phase-matching requirements in parametric nonlinear optical processes may be satisfied for all orientations of input and output beams when using zero-index media: a condition of omnidirectional phase matching. To validate this theory, we perform experimental demonstrations of phase matching for five separate FWM beam configurations to confirm this phenomenon. Our measurements constitute the first experimental observation of the simultaneous generation of a forward- and backward-propagating signal with respect to the pump beams in a medium longer than a free-space optical wavelength, allowing us to determine the coherence length of our four-wave-mixing process. Our demonstration includes nonlinear signal generation from spectrally distinct counter-propagating pump and probe beams, as well as the excitation of a parametric process with the probe beam's wave vector orthogonal to the wave vector of the pump beam. By sampling all of these beam configurations, our results explicitly demonstrate that the unique properties of zero-index media relax traditional phase-matching constraints, and provide strong experimental evidence for the existence of omnidirectional phase matching in zero-index media. This property can be exploited to facilitate nonlinear interactions and miniaturize nonlinear devices, and adds to the established exceptional properties of low-index materials.

Untersuchungen zur Reaktion von Proteinen während einer Hochdruckbehandlung (HD) ermöglichen ein besseres Verständnis der Reaktivität und Struktur auf molekularer Ebene. In der vorliegenden Arbeit wurde die enzymatische Oligomerisierung von Hühnereiweißlysozym (HEWL) mithilfe der druckstabilen mikrobiellen Transglutaminase (mTGase) unter HD untersucht. Die resultierenden Oligomere wurden anschließend hinsichtlich ihrer strukturellen und funktionellen Eigenschaften charakterisiert. Vergleichende Untersuchungen wurden mit dem evolutionsbiologisch verwandten Protein, dem α-Lactalbumin durchgeführt. Abschließend erfolgten orientierende Studien zur nicht-enzymatischen Vernetzung von HEWL und ausgewählten Milchproteinen, bei welchen eine kovalente Verknüpfung über vergleichbare Isopeptide nachgewiesen werden konnte. Kompakte, globuläre Proteine, wie das untersuchte HEWL stellten unter Normaldruck keine Substrate für die mTGase dar. Auch war eine enzymatische Vernetzung nach erfolgter Hochdruckbehandlung aufgrund der Reversibilität der druckinduzierten Auffaltung nicht möglich. So wurde HEWL nur bei simultaner Behandlung mit mTGase und hohem hydrostatischem Druck zu Homooligomeren vernetzt. Neben einem geeigneten Puffersystem wurden der pH-Wert, die Inkubationszeit, die Temperatur, der hydrostatische Druck, die Enzymaktivität der mTGase und die Proteinkonzentration des Lysozyms verändert. Abhängig von den Reaktionsbedingungen wurden Produkte mit stark variierenden Vernetzungsgraden erhalten, wobei eine maximale Oligomerisierung von zirka 75% aus einer 3%igen HEWL-Probe in Tris-HCl-Puffer bei pH 7,5 mit 160 U mTGase/g Protein über 30 min, 600 MPa und 40°C erreicht wurde. Zudem erfolgte eine Kategorisierung aller resultierenden Proben anhand ihres mittels Gelelektrophorese bestimmten Vernetzungsgrades in drei Untergruppen: LMW (niedrig vernetzt, 0 - 30%), MMW (mittel vernetzt, 30 - 60%) und HMW (hoch vernetzt, 60 - 100%). In den so vernetzten Proben wurden das reaktionsspezifisch gebildete Isopeptid N ε (γ L Glutamyl)-L-Lysin (Glu_Lys) nachgewiesen und die beteiligten reaktiven Aminosäuren identifiziert. Die Bestimmung von Glu_Lys, welches für die kovalenten Verknüpfungen verantwortlich ist, erfolgte nach enzymatischer Hydrolyse am Aminosäureanalysator mit Ninhydrin-Nachsäulen-Derivatisierung. Eine erste Abschätzung des Isopeptid¬gehaltes zeigte zudem, dass es bei der Oligomerisierung sowohl zu inter- als auch intra¬molekularer Vernetzung kam. Der minimal notwendige Gehalt an Cross-Link-Aminosäuren, [CLAA]min lag zum Teil um den Faktor zwei unter dem Gehalt des quantifizierten Glu_Lys. Anschließend konnte nach tryptischem Verdau über die RP-HPLC/ESI-TOF-MS für die gering vernetzten Proben (LMW) genau eine definierte kovalente Verknüpfungsstelle ermittelt werden. Für die MMW- und HMW-Proben wurden fünf bzw. sechs Peptidfragmente detektiert. Bei den LMW-Proben wurde Lys1 mit Gln121 vernetzt. Den höher oligomerisierten Proben konnten die Lysinreste Lys1, Lys13, Lys116 und die Glutaminreste Gln41, Gln57, Gln121 zugeordnet werden. Somit gelang eine erste strukturelle Aufklärung der Vernetzungsprodukte. Der Aufbau der Oligomere läuft demnach zuerst gerichtet und linear ab. Insbesondere bei höheren Temperaturen und Enzymaktivitäten werden jedoch ungeordnete Strukturen gebildet. Die einzelnen Vernetzungsprodukte scheinen aufgrund der Lage der reaktiven Aminosäuren im HEWL-Molekül über mehrere intermolekulare Bindungen eine variierende Struktur auszubilden. Eine Quantifizierung der einzelnen Isopeptide erfolgte nicht, orientierende MS-Untersuchungen lassen aber vermuten, dass auch hier bevorzugte Reaktionsorte existieren. Die vernetzten Proben wurden nachfolgend über Ammoniumsulfatfällung konzentriert und mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) fraktioniert. Die Ausbeuten der GPC waren sehr gering. Eine Fraktionierung in einzelne, selektiv verknüpfte Oligomere wurde nicht erreicht. Die enzymatisch oligomerisierten Proben sowie ausgewählte GPC-Fraktionen mit höheren Oligomeren wurden hinsichtlich funktioneller und struktureller Konsequenzen untersucht. Begonnen wurde dabei mit der lytischen Enzymaktivität des HEWL gegen Zellwände des Micrococcus lysodeikticus. Eine abnehmende bzw. verbleibende Lyseaktivität korrelierte mit einer zunehmenden Oberflächen¬hydrophobität der Oligomerengemische. Beide Größen verhielten sich indirekt proportional zueinander. Während der hydrophobe Kern des Moleküls mit steigender Oligomerisierungsrate freigelegt wurde, senkte sich die Lyseaktivität bis auf null ab. Eine räumliche Deformation oder Barriere entstand mutmaßlich im oder in der Nähe des reaktiven Zentrums (Glu35 und Asp52) des Lysozyms, so dass der Enzym-Substrat-Komplex nicht mehr ausgebildet werden konnte. Die Untersuchung der Veränderung sekundärer und tertiärer Strukturbestandteilte erfolgte mithilfe der Zirkular-Dichroismus-Spektroskopie. Gleichwohl für die Tertiärstruktur keine großen Veränderungen aufgezeigt wurden, ist für die Sekundärstruktur mit zunehmendem Vernetzungsgrad eine Abnahme der α-Helices und eine Zunahme von ungeordneten und β Faltblatt-Bereichen detektiert worden. Es konnte daher die unter Hochdruck bekannte Auffaltung des HEWL über die enzymatische Vernetzung derart stabilisiert werden, dass eine vollständige Rückfaltung nicht mehr gegeben war. Das Fibrillierungsverhalten der oligomerisierten Proben im Sauren im Vergleich zum unbehandelten HEWL stellte eine weitere Charakterisierungsmöglichkeit dar. Die Analyse der inkubierten Proben erfolgte mithilfe dreier photometrischer Methoden (Umsetzung mit den Reagenzien 8-Anilino-1-naphtalinsulfonsäure, Kongorot oder Thioflavin T). Die fibrillierten Proben wurden zudem transmissionselektronenmikroskopisch (TEM) untersucht. Mit zunehmender Vernetzung war dabei eine abnehmende Fibrillierungsneigung zu beobachten, welche gut strukturell zu erklären ist, da die zusätzlichen, kovalenten Isopeptidbindungen die Proteinmoleküle gegen eine saure Auffaltung stabilisieren. Eine Auffaltung ist jedoch die Grundvoraussetzung für eine Assoziation und Bildung in-vitro-induzierter, amyloider Strukturen. Ferner wurde das antimikrobielle Verhalten der Präparate gegen grampositive und -negative Mikroorganismen getestet. Unbehandeltes Lysozym zeigt grundsätzlich gegenüber grampositiven Mikroorganismen eine gute antimikrobielle Aktivität. Eingesetzt wurden der Agardiffusions- und der bakterielle Hemmtest (Trübungsassay). Hierbei zeigten alle geprüften Proben keine Wirkung gegenüber gramnegativen Bakterien. Die antimikrobielle Wirkung gegenüber den grampositiven Mikroorganismen variierte stark. Das Phänomen der erhöhten Sensibilität gegenüber ausgewählten Bakterienstämmen im niederkonzentrierten Bereich wurde für Bacillus subtilis (grampositiv) und die mittel- bzw. hochvernetzten Proben im Vergleich zu unbehandelten HEWL (je 0,00625% Probe, w/v) reproduzierbar nachgewiesen. Auf die umfassende Charakterisierung der enzymatisch vernetzten HEWL-Proben folgten orientierende Vergleichsstudien mit dem evolutionsbiologisch verwandten α Lactalbumin (α-LA). Die enzymatische Oligomerisierung konnte für das Molkenprotein dabei im Gegensatz zum HEWL bereits unter Atmosphärendruck erzielt werden. Die Vernetzungsraten betrugen, unabhängig von den untersuchten Rahmenparametern aber abhängig vom Calciumgehalt, zirka 35% (mit Ca) bis 72% (ohne Ca). Das α-LA als Calcium-bindendes Protein wurde somit durch die Abwesenheit des Metallions derart destabilisiert, dass es für die mTGase besser umsetzbar wurde. Die im Vergleich zum Lysozym vermehrt enthaltenen potentiell reaktiven Aminosäuren (doppelt so viel Lys und Gln) trugen ebenfalls zu einer stärkeren Oligomerisierung bei. Abschließend erfolgten Studien zu nicht-enzymatischen, vakuuminduzierten Kondensations-reaktionen. Dabei wurde trockenes HEWL im Vakuum thermisch induziert vernetzt. Die Methode ist in der Literatur als Zero-Length-Cross-Linking (ZLCL) beschrieben. Die Untersuchung der Parameter Vakuum, Temperatur, pH-Wert und Zyklenzahl erfolgte an dem globulären Protein. Dieses konnte unter nicht denaturierenden Bedingungen bis zum Di- und Trimer vernetzt werden. Weitere Milchproteinproben (ein Molkenproteinisolat und β-Casein) wurden nur exemplarisch unter Standardbedingungen untersucht. Hierbei wurde das Molkenproteinisolat deutlich besser als HEWL und das β-Casein bei 85°C über je 24 h und Einsatz von Vakuum am stärksten oligomerisiert. Die gute Umsetzung des β-Caseins ist dabei auf die fehlende Tertiär- und Sekundärstruktur zurückzuführen. Zum Teil entstanden auch Casein-Polymere, welche nicht mehr elektrophoresegängig waren. Die beteiligten Isopeptide wurden analog zu den enzymatisch vernetzten Proben über die Aminosäureanalytik nachgewiesen. Es konnte das Isopeptid N-ε-(β-Aspartyl-)Lysin (Asp_Lys) neben Lysinoalanin (LAL), aber kein Glu_Lys in HEWL nachgewiesen werden. Beide Isopeptide (Asp_Lys und Glu_Lys) sowie LAL sind dagegen im β Casein gebildet worden. Der Einfluss struktureller Gegebenheiten auf die Reaktionsfähigkeit der Proteine konnte folglich eindeutig belegt werden.

Les systèmes en interaction à longue portée sont connus pour avoir des propriétés statistiques et dynamiques particulières. Pour décrire leur évolution dynamique, on utilise des équations cinétiques décrivant leur densité dans l'espace des phases. Ce manuscrit est divisé en deux parties indépendantes. La première traite de notre collaboration avec une équipe expérimentale sur un Piège Magnéto-Optique. Ce dispositif à grand nombre d'atomes présente des interactions coulombiennes effectives provenant de la rediffusion des photons. Nous avons proposé des tests expérimentaux pour mettre en évidence l'analogue d'une longueur de Debye, et son influence sur la réponse du système. Les expériences réalisées ne permettent pour l'instant pas de conclure de façon définitive. Dans la deuxième partie, nous avons analysé les modèles cinétiques de Vlasov et de Kuramoto. Pour étudier leur dynamique de dimension infinie, nous avons examiné les bifurcations autour des états stationnaires instables, l'objectif étant d'obtenir des équations réduites décrivant la dynamique de ces états. Nous avons réalisé des développements en variété instable sur cinq systèmes différents. Ces réductions sont parsemées de singularités, mais prédisent correctement la nature de la bifurcation, que nous avons testée numériquement. Nous avons conjecturé une réduction exacte (obtenue via la forme normale Triple Zero) autour des états inhomogènes de l'équation de Vlasov. Ces résultats génériques pourraient être pertinents dans un contexte astrophysique. Les autres résultats s'appliquent aux phénomènes de synchronisation du modèle de Kuramoto pour les oscillateurs avec inertie et/ou interactions retardées
Long-range interacting systems are known to display particular statistical and dynamical properties.To describe their dynamical evolution, we can use kinetic equations describing their density in the phase space. This PhD thesis is divided into two distinct parts. The first part concerns our collaboration with an experimental team on a Magneto-Optical Trap. The physics of this widely-used device, operating with a large number of atoms, is supposed to display effective Coulomb interactions coming from photon rescattering. We have proposed experimental tests to highlight the analog of a Debye length, and its influence on the system response. The experimental realizations do not allow yet a definitive conclusion. In the second part, we analyzed the Vlasov and Kuramoto kinetic models. To study their infinite dimensional dynamics, we looked at bifurcations around unstable steady states. The goal was to obtain reduced equations describing the dynamical evolution. We performed unstable manifold expansions on five different kinetic systems. These reductions are in general not exact and plagued by singularities, yet they predict correctly the nature and scaling of the bifurcation, which we tested numerically. We conjectured an exact dimensional reduction (obtained using the Triple Zero normal form) around the inhomogeneous states of the Vlasov equation. These results are expected to be very generic and could be relevant in an astrophysical context. Other results apply to synchronization phenomena through the Kuramoto model for oscillators with inertia and/or delayed interactions

碩士
亞洲大學
資訊傳播學系碩士班
98
Speech enhancement is a very important technique in many applications, such as serving as the front-end of the voice communications or the speech recognition systems. It enables the performance of a system to be improved by the application of speech enhancement. The estimation of noise spectrum is still a challenge research for the application of speech enhancement. It is due to the fact that the accuracy of noise estimation can dominate the performance of enhanced speech. In this thesis , we attempt to analyze the stationary property of a channel noise signal. Hence, the property of noise variation is employed to decide either a zero-padding algorithm or a frame-zero-padding method is performed to improve the accuracy of estimating noise spectral level. In the case of nonstationary noise, the frame-zero-padding approach is employed. The noise spectrum can be estimated during the zero-padded frames. In turn, this noise estimate is applied to a spectral subtraction algorithm for enhancing a noise corrupted speech signal. On the other hand, if the noise is stationary, the zero-padding method is used to estimate the amplitude of noise. This estimate is then applied to a sample thresholding method for speech enhancement. Experimental results show that the proposed approach can accurately evaluate the stationary property of channel noise. Hence an appropriate zero-padding method is applied in the transmitter. The receiver enhances the corrupted speech in the time domain for stationary noise and in the frequency domain for nonstationary noise. Therefore, the performance of enhanced speech is improved.

碩士
亞洲大學
資訊傳播學系
104
Speech and noise signals are mixed in the same channel in speech communication. A speech enhancement system is employed to remove corruption noise, enabling a listener to understand the meaning of received speech. The accuracy of noise estimation significantly affects the performance of enhanced speech. This thesis proposes using a frame-zero padding and peak-spectrum-holding methods adapted by harmonic properties to improve the accuracy of noise estimation. Because speech signals are absent during the zero-padded frames, we can estimate the magnitude of noise spectrum during these periods. In order to improve the performance of frame-zero padding method, robust harmonics in a vowel frame is estimated and employed to adapt the segment length for noise estimation. In the case of a non-vowel frame, the segment length is increased to adequately over-estimate the noise magnitude by the peak-spectrum holding method. So the residual noise can be significantly reduced in enhanced speech. On the contrary, the noise estimate is updated instantaneously during a vowel period, so the noise estimate can be prevented from over-estimation obtained by the peak-spectrum holding method. Accordingly, enhanced speech does not suffer from serious speech distortion. Experimental results show that the proposed method can efficiently remove background and residual noise during speech pause regions, enabling enhanced speech to sound distinct and comfortable.

"Zero-length" dimers of ribonuclease A, a novel type of dimers formed by two RNase A molecules bound to each other through a zero-length amide bond [Simons, B.L. et al. (2007) Proteins 66, 183-195], were analyzed, and tested for their possible in vitro cytotoxic activity. Results: (i) Besides dimers, also trimers and higher oligomers can be identified among the products of the covalently linking reaction. (ii) The "zero-length" dimers prepared by us appear not to be a unique species, as was instead reported by Simons et al. The product is heterogeneous, as shown by the involvement in the amide bond of amino and carboxyl groups others than only those belonging to Lys66 and Glu9. This is demonstrated by results obtained with two RNase A mutants, E9A and K66A. (iii) The "zero-length" dimers degrade poly(A).poly(U) (dsRNA) and yeast RNA (ssRNA): while the activity against poly(A).poly(U) increases with the increase of the oligomer's basicity, the activity towards yeast RNA decreases with the increase of oligomers' basicity, in agreement with many previous data, but in contrast with the results reported by Simons et al. (iv) No cytotoxicity against various tumor cells lines could be evidenced in RNase A "zero-length" dimers. (v) They instead become cytotoxic if cationized by conjugation with polyethylenimine [Futami, J. et al. (2005) J. Biosci. Bioengin. 99, 95-103]. However, polyethylenimine derivatives of RNase A "zero-length" dimers and native, monomeric RNase A are equally cytotoxic. In other words, protein "dimericity" does not play any role in this case. Moreover, (vi) cytotoxicity seems not to be specific for tumor cells: polyethylenimine-cationized native RNase A is also cytotoxic towards human monocytes.
"Zero-length" dimers of ribonuclease A, a novel type of dimers formed by two RNase A molecules bound to each other through a zero-length amide bond [Simons, B.L. et al. (2007) Proteins 66, 183-195], were analyzed, and tested for their possible in vitro cytotoxic activity. Results: (i) Besides dimers, also trimers and higher oligomers can be identified among the products of the covalently linking reaction. (ii) The "zero-length" dimers prepared by us appear not to be a unique species, as was instead reported by Simons et al. The product is heterogeneous, as shown by the involvement in the amide bond of amino and carboxyl groups others than only those belonging to Lys66 and Glu9. This is demonstrated by results obtained with two RNase A mutants, E9A and K66A. (iii) The "zero-length" dimers degrade poly(A).poly(U) (dsRNA) and yeast RNA (ssRNA): while the activity against poly(A).poly(U) increases with the increase of the oligomer's basicity, the activity towards yeast RNA decreases with the increase of oligomers' basicity, in agreement with many previous data, but in contrast with the results reported by Simons et al. (iv) No cytotoxicity against various tumor cells lines could be evidenced in RNase A "zero-length" dimers. (v) They instead become cytotoxic if cationized by conjugation with polyethylenimine [Futami, J. et al. (2005) J. Biosci. Bioengin. 99, 95-103]. However, polyethylenimine derivatives of RNase A "zero-length" dimers and native, monomeric RNase A are equally cytotoxic. In other words, protein "dimericity" does not play any role in this case. Moreover, (vi) cytotoxicity seems not to be specific for tumor cells: polyethylenimine-cationized native RNase A is also cytotoxic towards human monocytes.

The unique problems encountered when analyzing weather data sets - that is, measurements taken while conducting a meteorological experiment- have forced statisticians to reconsider the conventional analysis methods and investigate permutation test procedures. The problems encountered when analyzing weather data sets are simulated for a Monte Carlo study, and the results of the parametric and permutation t-tests are compared with regard to significance level, power, and the average coilfidence interval length. Seven population distributions are considered - three are variations of the normal distribution, and the others the gamma, the lognormal, the rectangular and empirical distributions. The normal distribution contaminated with zero measurements is also simulated. In those simulated situations in which the variances are unequal, the permutation test procedure was performed using other test statistics, namely the Scheffe, Welch and Behrens-Fisher test statistics.
Mathematical Sciences
M. Sc. (Statistics)

Untersuchungen zur Reaktion von Proteinen während einer Hochdruckbehandlung (HD) ermöglichen ein besseres Verständnis der Reaktivität und Struktur auf molekularer Ebene. In der vorliegenden Arbeit wurde die enzymatische Oligomerisierung von Hühnereiweißlysozym (HEWL) mithilfe der druckstabilen mikrobiellen Transglutaminase (mTGase) unter HD untersucht. Die resultierenden Oligomere wurden anschließend hinsichtlich ihrer strukturellen und funktionellen Eigenschaften charakterisiert. Vergleichende Untersuchungen wurden mit dem evolutionsbiologisch verwandten Protein, dem α-Lactalbumin durchgeführt. Abschließend erfolgten orientierende Studien zur nicht-enzymatischen Vernetzung von HEWL und ausgewählten Milchproteinen, bei welchen eine kovalente Verknüpfung über vergleichbare Isopeptide nachgewiesen werden konnte. Kompakte, globuläre Proteine, wie das untersuchte HEWL stellten unter Normaldruck keine Substrate für die mTGase dar. Auch war eine enzymatische Vernetzung nach erfolgter Hochdruckbehandlung aufgrund der Reversibilität der druckinduzierten Auffaltung nicht möglich. So wurde HEWL nur bei simultaner Behandlung mit mTGase und hohem hydrostatischem Druck zu Homooligomeren vernetzt. Neben einem geeigneten Puffersystem wurden der pH-Wert, die Inkubationszeit, die Temperatur, der hydrostatische Druck, die Enzymaktivität der mTGase und die Proteinkonzentration des Lysozyms verändert. Abhängig von den Reaktionsbedingungen wurden Produkte mit stark variierenden Vernetzungsgraden erhalten, wobei eine maximale Oligomerisierung von zirka 75% aus einer 3%igen HEWL-Probe in Tris-HCl-Puffer bei pH 7,5 mit 160 U mTGase/g Protein über 30 min, 600 MPa und 40°C erreicht wurde. Zudem erfolgte eine Kategorisierung aller resultierenden Proben anhand ihres mittels Gelelektrophorese bestimmten Vernetzungsgrades in drei Untergruppen: LMW (niedrig vernetzt, 0 - 30%), MMW (mittel vernetzt, 30 - 60%) und HMW (hoch vernetzt, 60 - 100%). In den so vernetzten Proben wurden das reaktionsspezifisch gebildete Isopeptid N ε (γ L Glutamyl)-L-Lysin (Glu_Lys) nachgewiesen und die beteiligten reaktiven Aminosäuren identifiziert. Die Bestimmung von Glu_Lys, welches für die kovalenten Verknüpfungen verantwortlich ist, erfolgte nach enzymatischer Hydrolyse am Aminosäureanalysator mit Ninhydrin-Nachsäulen-Derivatisierung. Eine erste Abschätzung des Isopeptid¬gehaltes zeigte zudem, dass es bei der Oligomerisierung sowohl zu inter- als auch intra¬molekularer Vernetzung kam. Der minimal notwendige Gehalt an Cross-Link-Aminosäuren, [CLAA]min lag zum Teil um den Faktor zwei unter dem Gehalt des quantifizierten Glu_Lys. Anschließend konnte nach tryptischem Verdau über die RP-HPLC/ESI-TOF-MS für die gering vernetzten Proben (LMW) genau eine definierte kovalente Verknüpfungsstelle ermittelt werden. Für die MMW- und HMW-Proben wurden fünf bzw. sechs Peptidfragmente detektiert. Bei den LMW-Proben wurde Lys1 mit Gln121 vernetzt. Den höher oligomerisierten Proben konnten die Lysinreste Lys1, Lys13, Lys116 und die Glutaminreste Gln41, Gln57, Gln121 zugeordnet werden. Somit gelang eine erste strukturelle Aufklärung der Vernetzungsprodukte. Der Aufbau der Oligomere läuft demnach zuerst gerichtet und linear ab. Insbesondere bei höheren Temperaturen und Enzymaktivitäten werden jedoch ungeordnete Strukturen gebildet. Die einzelnen Vernetzungsprodukte scheinen aufgrund der Lage der reaktiven Aminosäuren im HEWL-Molekül über mehrere intermolekulare Bindungen eine variierende Struktur auszubilden. Eine Quantifizierung der einzelnen Isopeptide erfolgte nicht, orientierende MS-Untersuchungen lassen aber vermuten, dass auch hier bevorzugte Reaktionsorte existieren. Die vernetzten Proben wurden nachfolgend über Ammoniumsulfatfällung konzentriert und mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) fraktioniert. Die Ausbeuten der GPC waren sehr gering. Eine Fraktionierung in einzelne, selektiv verknüpfte Oligomere wurde nicht erreicht. Die enzymatisch oligomerisierten Proben sowie ausgewählte GPC-Fraktionen mit höheren Oligomeren wurden hinsichtlich funktioneller und struktureller Konsequenzen untersucht. Begonnen wurde dabei mit der lytischen Enzymaktivität des HEWL gegen Zellwände des Micrococcus lysodeikticus. Eine abnehmende bzw. verbleibende Lyseaktivität korrelierte mit einer zunehmenden Oberflächen¬hydrophobität der Oligomerengemische. Beide Größen verhielten sich indirekt proportional zueinander. Während der hydrophobe Kern des Moleküls mit steigender Oligomerisierungsrate freigelegt wurde, senkte sich die Lyseaktivität bis auf null ab. Eine räumliche Deformation oder Barriere entstand mutmaßlich im oder in der Nähe des reaktiven Zentrums (Glu35 und Asp52) des Lysozyms, so dass der Enzym-Substrat-Komplex nicht mehr ausgebildet werden konnte. Die Untersuchung der Veränderung sekundärer und tertiärer Strukturbestandteilte erfolgte mithilfe der Zirkular-Dichroismus-Spektroskopie. Gleichwohl für die Tertiärstruktur keine großen Veränderungen aufgezeigt wurden, ist für die Sekundärstruktur mit zunehmendem Vernetzungsgrad eine Abnahme der α-Helices und eine Zunahme von ungeordneten und β Faltblatt-Bereichen detektiert worden. Es konnte daher die unter Hochdruck bekannte Auffaltung des HEWL über die enzymatische Vernetzung derart stabilisiert werden, dass eine vollständige Rückfaltung nicht mehr gegeben war. Das Fibrillierungsverhalten der oligomerisierten Proben im Sauren im Vergleich zum unbehandelten HEWL stellte eine weitere Charakterisierungsmöglichkeit dar. Die Analyse der inkubierten Proben erfolgte mithilfe dreier photometrischer Methoden (Umsetzung mit den Reagenzien 8-Anilino-1-naphtalinsulfonsäure, Kongorot oder Thioflavin T). Die fibrillierten Proben wurden zudem transmissionselektronenmikroskopisch (TEM) untersucht. Mit zunehmender Vernetzung war dabei eine abnehmende Fibrillierungsneigung zu beobachten, welche gut strukturell zu erklären ist, da die zusätzlichen, kovalenten Isopeptidbindungen die Proteinmoleküle gegen eine saure Auffaltung stabilisieren. Eine Auffaltung ist jedoch die Grundvoraussetzung für eine Assoziation und Bildung in-vitro-induzierter, amyloider Strukturen. Ferner wurde das antimikrobielle Verhalten der Präparate gegen grampositive und -negative Mikroorganismen getestet. Unbehandeltes Lysozym zeigt grundsätzlich gegenüber grampositiven Mikroorganismen eine gute antimikrobielle Aktivität. Eingesetzt wurden der Agardiffusions- und der bakterielle Hemmtest (Trübungsassay). Hierbei zeigten alle geprüften Proben keine Wirkung gegenüber gramnegativen Bakterien. Die antimikrobielle Wirkung gegenüber den grampositiven Mikroorganismen variierte stark. Das Phänomen der erhöhten Sensibilität gegenüber ausgewählten Bakterienstämmen im niederkonzentrierten Bereich wurde für Bacillus subtilis (grampositiv) und die mittel- bzw. hochvernetzten Proben im Vergleich zu unbehandelten HEWL (je 0,00625% Probe, w/v) reproduzierbar nachgewiesen. Auf die umfassende Charakterisierung der enzymatisch vernetzten HEWL-Proben folgten orientierende Vergleichsstudien mit dem evolutionsbiologisch verwandten α Lactalbumin (α-LA). Die enzymatische Oligomerisierung konnte für das Molkenprotein dabei im Gegensatz zum HEWL bereits unter Atmosphärendruck erzielt werden. Die Vernetzungsraten betrugen, unabhängig von den untersuchten Rahmenparametern aber abhängig vom Calciumgehalt, zirka 35% (mit Ca) bis 72% (ohne Ca). Das α-LA als Calcium-bindendes Protein wurde somit durch die Abwesenheit des Metallions derart destabilisiert, dass es für die mTGase besser umsetzbar wurde. Die im Vergleich zum Lysozym vermehrt enthaltenen potentiell reaktiven Aminosäuren (doppelt so viel Lys und Gln) trugen ebenfalls zu einer stärkeren Oligomerisierung bei. Abschließend erfolgten Studien zu nicht-enzymatischen, vakuuminduzierten Kondensations-reaktionen. Dabei wurde trockenes HEWL im Vakuum thermisch induziert vernetzt. Die Methode ist in der Literatur als Zero-Length-Cross-Linking (ZLCL) beschrieben. Die Untersuchung der Parameter Vakuum, Temperatur, pH-Wert und Zyklenzahl erfolgte an dem globulären Protein. Dieses konnte unter nicht denaturierenden Bedingungen bis zum Di- und Trimer vernetzt werden. Weitere Milchproteinproben (ein Molkenproteinisolat und β-Casein) wurden nur exemplarisch unter Standardbedingungen untersucht. Hierbei wurde das Molkenproteinisolat deutlich besser als HEWL und das β-Casein bei 85°C über je 24 h und Einsatz von Vakuum am stärksten oligomerisiert. Die gute Umsetzung des β-Caseins ist dabei auf die fehlende Tertiär- und Sekundärstruktur zurückzuführen. Zum Teil entstanden auch Casein-Polymere, welche nicht mehr elektrophoresegängig waren. Die beteiligten Isopeptide wurden analog zu den enzymatisch vernetzten Proben über die Aminosäureanalytik nachgewiesen. Es konnte das Isopeptid N-ε-(β-Aspartyl-)Lysin (Asp_Lys) neben Lysinoalanin (LAL), aber kein Glu_Lys in HEWL nachgewiesen werden. Beide Isopeptide (Asp_Lys und Glu_Lys) sowie LAL sind dagegen im β Casein gebildet worden. Der Einfluss struktureller Gegebenheiten auf die Reaktionsfähigkeit der Proteine konnte folglich eindeutig belegt werden.:Abbildungsverzeichnis V Tabellenverzeichnis VIII Abkürzungsverzeichnis XI 1 Einleitung und Zielstellung 1 2 Theoretische Grundlagen 3 2.1 Lysozym 3 2.1.1 Wirkmechanismen des Lysozyms 4 2.1.2 Anwendungsmöglichkeiten von Lysozym 7 2.1.3 Modifizierung des Lysozyms 8 2.1.3.1 Fibrillen und amyloide Strukturen von HEWL 9 2.1.3.2 Neue biologische Funktionen durch Konformationsänderung 13 2.1.4 Evolutionäre Entwicklung und Verwandtschaft zu α-Lactalbumin 14 2.2 Die enzymatische Vernetzung 15 2.2.1 Mikrobielle Transglutaminase 15 2.2.1.1 TGase katalysierte Reaktionen und Reaktionsmechanismus 17 2.2.1.2 Analytische Aspekte 19 2.2.1.3 Einsatz in der Lebensmittelindustrie 19 2.3 Nicht-enzymatische Vernetzung 21 2.3.1 Thermisch induzierte Vernetzung 21 2.3.2 In-Vacuo Zero-Length Cross-Linking 23 2.3.3 Anwendungsmöglichkeiten nicht-enzymatisch vernetzter Proteine 23 2.4 Wirkung hoher hydrostatischer Drücke auf Proteine 24 2.4.1 Wirkung von Hochdruck auf Hühnereiweiß-Lysozym 26 2.4.2 Wirkung von Hochdruck auf die mikrobielle Transglutaminase 27 3 Experimenteller Teil 29 3.1 Chemikalien, Materialien, Geräte und Software 29 3.1.1 Chemikalien 29 3.1.2 Geräte und Verbrauchsmaterialien 31 3.1.3 Untersuchungsmaterialien 33 3.1.4 Software 33 3.2 Erzeugung modifizierter Proteine 34 3.2.1 Enzymatische Vernetzung von Proteinen 34 3.2.1.1 Erzeugung von Protein-Oligomeren unter Hochdruck 34 3.2.1.2 Reinigung mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) 35 3.2.1.3 Konzentrierung durch Ammoniumsulfatfällung 35 3.2.2 Thermisches und Vakuum-induziertes Zero-length Cross-linking 36 3.3 Erzeugung von HEWL-Fibrillen 38 3.4 Isolierung von α-Lactalbumin 38 3.5 Dialyse der Proteinlösungen 39 3.6 Aktivität der Transglutaminase 39 3.7 Analytische Verfahren zur Strukturuntersuchung und Charakterisierung der Proteinproben 41 3.7.1 Restwasserbestimmung mittels Karl-Fischer-Titration 41 3.7.2 Proteinbestimmung mittels Lowry 42 3.7.3 Polyacrylamidgelelektrophorese (SDS-PAGE) 44 3.7.4 Aminosäureanalytik (ASA) 47 3.7.4.1 Saure Hydrolyse 49 3.7.4.2 Enzymatische Hydrolyse 49 3.7.5 Hochdruckflüssigchromatographie mit anschließender Massenspektroskopie (RP-HPLC/ESI-TOF-MS) 51 3.7.5.1 Probenvorbereitung - Tryptischer Verdau 51 3.7.5.2 RP-HPLC/ESI-TOF-MS-Messung 51 3.7.6 Aktivitätsbestimmung für HEWL und HEWL-haltige Proben 52 3.7.6.1 Klassische Methode - Trübungsassay 52 3.7.6.2 Modifizierte Methode der Aktivitätsermittlung mit Blue-ML 53 3.7.7 Methode zur Oberflächenhydrophobitätsermittlung 54 3.7.8 Bestimmung der Sekundär- und Tertiärstruktur mittels Zirkulardichroismus Spektroskopie (CD-Spektroskopie) 56 3.7.9 Charakterisierung der HEWL-Fibrillen 57 3.7.9.1 8-Anilino-1-naphthalinsulfonsäure-Assay (ANS-Assay) 57 3.7.9.2 Kongorot-Assay 58 3.7.9.3 Thioflavin-T-Assay 59 3.7.9.4 Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) 61 3.7.10 Bestimmung der antimikrobiellen Wirksamkeit 62 3.7.10.1 Agardiffusionstest 62 3.7.10.2 Bakterieller Hemmtest 63 4 Ergebnisse und Diskussion 64 4.1 Enzymatische Vernetzung von HEWL mittels mTGase und Einfluss verschiedener Reaktionsparameter 64 4.1.1 Geeignete Puffersysteme und pH-Werte 67 4.1.2 Einfluss variierender Inkubationsdauer und unterschiedlicher Drücke 68 4.1.3 Einfluss der Lysozymkonzentration 70 4.1.4 Einfluss der mTGase-Aktivität 71 4.1.5 Temperatur 73 4.1.6 Optimierte Parameter für den höchstmöglichen Vernetzungsgrad 74 4.2 Analytik der Isopeptide 76 4.2.1 Identifizierung des N-ε-(γ-L-Glutamyl)-L-Lysin-Isopeptids (Glu_Lys) 76 4.2.2 Beurteilung einer intra- und intermolekularen Vernetzung 79 4.2.3 Lokalisierung der reaktiven Lysin- und Glutaminreste mittels HPLC/MS 80 4.2.4 Strukturvorschlag 88 4.3 Isolierung und Konzentrierung enzymatisch vernetzter Lysozym-Oligomere 89 4.3.1 Ammoniumsulfatfällung 89 4.3.2 Ergebnisse der Gelpermeationschromatographie 91 4.4 Funktionelle Charakterisierung der LMW-, MMW- und HMW-Proben des HEWL 96 4.4.1 Vergleichende Untersuchungen der verbleibenden Enzymaktivität 97 4.4.2 Beurteilung der Oberflächenhydrophobität 100 4.4.3 Veränderung der Sekundär- und Tertiärstruktur 104 4.4.4 Fibrillbildung und -eigenschaften von HEWL 109 4.4.4.1 Etablierung der Charakterisierungmethoden für HEWL-Fibrillen 110 4.4.4.2 Fibrillinduktion an HEWL-Präparaten ausgewählter Vernetzungsgrade 118 4.4.5 Antimikrobielle Wirksamkeit gegenüber grampositiven und gramnegativen Mikroorganismen 126 4.5 Vergleichende Untersuchungen an dem strukturanalogen Protein α-Lactalbumin 137 4.6 Orientierende Untersuchungen zur nicht-enzymatischen In-Vakuo-Thermo-Vernetzung von HEWL und ausgesuchten Proteinen 142 4.6.1 Einfluss verschiedener Reaktionsparameter auf die Vernetzung von HEWL 143 4.6.2 Identifizierung der gebildeten Isopeptide 145 4.6.3 Vergleich der nicht-enzymatischen und enzymatischen Vernetzung von HEWL 146 4.6.4 Vergleich der In-Vakuo-Thermo-Vernetzung an HEWL mit β-Casein und erste Untersuchungen an einem Molkenproteinisolat 149 4.7 Fazit der Untersuchungen zur enzymatischen und der nicht-enzymatischen Vernetzung verschiedener Proteine 152 5 Zusammenfassung 154 6 Literaturverzeichnis 157 Veröffentlichungen 172 Danksagung 173 Versicherung 174