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Analyse von Spurenstoffen in nachhaltigem Synthesegas – Ein Vergleich zwischen nasschemischer Messung und  Laserspektroskopie

Übersicht:

• Einarbeitung in die Thematik und Beschaffung von allen benötigten Materialien
• Versuchsaufbau und Kalibrierung beider Messsysteme
• Entwicklung eines statistischen Versuchsplanes und dessen Durchführung
• Auswertung und Dokumentation der Versuchsergebnisse

Beschreibung:

Im Rahmen des Projekts ReGasFerm wird ein nachhaltiges Biogasraffinerie-Konzept zur Herstellung von Grundchemikalien entwickelt. Dabei wird Synthesegas (Kohlen-stoffmonoxid und Wasserstoff) durch die Flugstromvergasung von biogenen Reststof-fen erzeugt und anschließend von acetogenen Mikroorganismen zu Grundchemikalien weiterverarbeitet. Diese können als Alternative zu fossilen Rohstoffen als Grundpro-dukte der Petrochemie eingesetzt werden. Zur Gewährleistung der erfolgreichen Gas-fermentation, müssen toxische und stoffwechselhemmende Spurenstoffe aus dem Synthesegas entfernt werden, wobei stoffwechselunterstützende Stoffe im Gas ver-bleiben sollen.
Die Spurengase NH3, HCN und HCl werden nach einem bisherigen etablierten Vorge-hen am Lehrstuhl f. Energiesysteme nasschemisch bestimmt. Dabei werden die be-treffenden Komponenten in einer flüssigen Lösung absorbiert und deren Konzentrati-on mittels Nachweisreaktion und Photometrie bestimmt. Eine Messung ist nur über einen längeren Zeitraum möglich. Eine alternative Online-Messtechnik ist die Laser-spektroskopie mit „Low Pressure Samping“. Dabei soll eine präzise Messung von NH3, HCN und HCl in Synthesegas möglich sein. Im Rahmen dieser Studienarbeit sollen beide Technologien mit einem standardisierten Gasgemisch gegenübergestellt und Vor- und Nachteile herausgearbeitet werden.
Interesse und Freude am Arbeiten in Labor und Technikum, Erfahrungen in der tech-nischen Chemie sowie eigenständiges und ideenreiches Arbeiten sind von Vorteil.

Kontaktperson: Philipp Leuter, philipp.leuter[ät]tum.de

Link: https://www.epe.ed.tum.de/es/forschung/projekte/regasferm/

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Experimentelle Charakterisierung des Adsorptionsvorhaltens an unterschiedlichen Einsatzstoffen zur selektiven  Synthesegas-Reinigung

Übersicht:

•      Charakterisierung / Laboranalyse von Adsorbentien und Herstellung von passenden Gebinden
•      Untersuchung der hergestellten Materialien im Teststand bei unterschiedli-chen Gasen und Versuchsbedingungen
•      Berechnung von Kapazitäten und Adsorptionsparameter
•      Auswertung in MATLAB und Dokumentation der Versuchsergebnisse

Beschreibung:

Im Rahmen des Projekts ReGasFerm wird ein nachhaltiges Biogasraffinerie-Konzept zur Herstellung von Grundchemikalien entwickelt. Dabei wird Synthesegas (Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff) durch die Flugstromvergasung von biogenen Reststoffen erzeugt und anschließend von acetogenen Mikroorganismen zu Grundchemikalien weiterverarbeitet. Diese können als Alternative zu fossilen Rohstoffen als Grundprodukte der Petrochemie eingesetzt werden.

Zur Gewährleistung der erfolgreichen Gasfermentation, müssen toxische und stoffwechselhemmende Spurenstoffe aus dem Synthesegas entfernt werden, wobei stoffwechselunterstützende Stoffe im Gas verbleiben sollen. Dazu kann das Gas mittels unterschiedlicher Adsorbentien gereinigt werden. Im Zuge dieser Studienarbeit soll das selektive Abtrennungsverhalten mehrerer Synthesegasverunreini-gungen (NH3, HCN, HCl, NOx und H2S) an unterschiedlichen Adsorbentien ermittelt werden. Dafür wird das Durchbruchsverhalten und die Beladungskapazität an einem eigens aufgebauten Adsorben-tienteststand untersucht. Zur Gasanalyse wird ein Gasanalysator auf Basis der Laserspektroskopie eingesetzt. Eine beheizte Vakuumtechnologie ermöglicht die parallele Messung von allen relevanten Spurengasen in ppb-Bereich. Zusätzlich soll der Einfluss von Synthesegas-Hauptkomponeten (CO, H2, CO2) und von Wasserdampf auf den Adsorptionsprozess untersucht werden.

Interesse und Freude am Arbeiten in Labor und Technikum, Erfahrungen in der technischen Chemie, thermische Verfahrenstechnik sowie eigenständiges und ideenreiches Arbeiten sind erwünscht. Erste Erfahrungen mit MATLAB und LabView sind von Vorteil.

Kontaktperson: Philipp Leuter, philipp.leuter[ät]tum.de

Link: https://www.epe.ed.tum.de/es/forschung/projekte/regasferm/

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High-throughput approach for pancreatic cancer organoid engineering and FRET-based force measurements

Pancreatic cancer organoids are a powerful tool for the investigation of in vivo like conditions in a controlled manner. By appyling matrix patterning, organoids can be engineered based on provided 3D structures and be analysed in a high-throughput approach. The mechanical interaction of cells and their environment plays a crucial role in development and disease. For a quantitative investigation of mechanical cues in malignant cells, FRET-based force sensors are applied and imaged via FLIM.

Your Profile:
• Surpassing grades in your bachelor’s program in biology, (bio)chemistry, molecular biotechnology, physics, or related scientific program
• Genuine interest in the powerful applications of cancer organoids combined with ECM patterning, photolithography and FLIM-FRET imaging
• Previous experience with microscopy, fiji (imageJ) data analysis, mammalian cell culture, CAD, microfluidics
• The ability to be self-motivated and to work within an interdisciplinary team of biotechnologists and physicist
• English language and organizational skills

Techniques:
Mammalian cell culture, organoid culture, immunostainings, ECM patterning, photolithography, fluorescence and FLIM imaging, image processing

Starting date: 06/22
Contact person: M.Sc. Sophie Kurzbach, sophie.kurzbach[ät]tum.de
Website: https://www.bauschlab.org/

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Digitale Membranchromatographie: Entwicklung einer nachhaltigen Trennmethode für die biopharmazeutische Industrie

Kurzbeschreibung: Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines neuartigen Trennprozesses als nachhaltige und effiziente Alternative zu traditionellen Chromatographieverfahren.
Keywords: Membranchromatographie, Prozessentwicklung, Elektrosorption

Beschreibung: Chromatographische Verfahren spielen eine essentielle Rolle zur Auftrennung und Gewinnung von Biomolekülen. Traditionelle Chromatographieverfahren erfordern jedoch hochfunktionalisierte stationäre Phasen und große Mengen an Elutionsmedien um das gewünschte Zielmolekül zu binden und zu eluieren. Dies führt zu erheblichen Abfallströmen und kostenintensiven Prozessen.
Dieses Projekt befasst sich mit der Entwicklung eines industriell relevanten Trennprozesses mithilfe goldbeschichteter Membranen. Diese können durch das Anlegen eines elektrischen Potentials in ihrer Oberflächenladung und folglich ihrem Bindecharakter beeinflusst werden. Somit kann die Biomolekülaufreinigung nicht nur nachhaltiger sondern auch effizienter und kostengünstiger erfolgen.
Schwerpunkt dieser Forschungsarbeit ist neben der Charakterisierung verschiedener Materialeigenschaften auch das Untersuchen der Prozessgrundlagen mit Hilfe verschiedenster Methodiken (chromatographisch und elektrochemisch). In einem weiteren Schritt wird der Prozess systematisch hinsichtlich der potentialgesteuerten Bindung, Elution und Trennung von Biomolekülen charakterisiert. Die digitale Membranchromatographie soll somit weiter optimiert und ein flexibler und einfacher Trennprozess ermöglicht werden.

Kontaktperson: Dennis Röcker, Professur für Selektive Trenntechnik, d.roecker[ät]tum.de

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MSc thesis students (f-m-d) in Functional Genomics of Mitochondrial Stress Signaling

MSc thesis students (f/m/d) in functional genomics of mitochondrial stress signaling @TheJaeLab LMU

Mitochondria experience substantial stress and malfunction in aging and severe human diseases, including neurodegeneration, cardiovascular defects, and cancer. Surprisingly, despite their separate genome, mitochondria do not encode any stress response genes and instead need to engage in complex interactions with the host cell to dispel any threats. Despite groundbreaking work in model organisms, how mitochondrial failure is detected, combated and prevented in the human system is largely unknown.
Using a unique functional genomics platform that combines bleeding-edge CRISPR genome engineering with ultradeep mutagenesis and phenotypic profiling (Brockmann et al., Nature, 2017), we have recently identified a pathway consisting of OMA1, DELE1 and HRI that signals a wide range of mitochondrial insults to the cytosol (Fessler et al., Nature, 2020). However, we are only beginning to understand how the central players of this pathway operate in the steady-state and in times of stress, and how this pathway interacts with other proteostasis mechanisms to maintain mitochondrial function in human cells (Eckl et al., CMLS, 2021; Fessler et al., Nature Comm. 2022).

Your profile
We are seeking highly motivated candidates who share our dedication to science and enthusiasm for interdisciplinary research. Together with your mentor, you will plan and perform experiments of high complexity, analyze large-scale data, and work well in a team. Excellent communication skills, fluency in English, and a solid background in molecular and cellular biology techniques, as well as genetics are required. Expertise in bioinformatics and a sense of humor are a plus.

Our offer
You will be part of a young and ambitious team consisting of scientists and students of different backgrounds with a shared interest in mitochondria, proteostasis and biological questions with high relevance for human disease. You will exclusively work in the human system and be trained in cutting-edge CRISPR gene editing, genome-wide screening and synthetic biology techniques, as well as classical biochemistry, cell and molecular biology applications. You will find ample opportunities for scientific exchange with world-leading scientists of various fields and develop your scientific career with lasting benefits through events on campus, seminars and hands-on courses. We are located in the new BioSys building of the Gene Center endowed with state-of-the-art laboratory space, equipment and core facilities, embedded in the vibrant, multi-disciplinary life sciences campus.

Application
Your application should consist of an informative motivation letter, CV, and transcripts of records, preferably as single pdf document, addressed to jae[ät]genzentrum.lmu.de.

For more information about our lab at the LMU and our research please visit our website.

Contact: Lucas Jae, jae[ät]genzentrum.lmu.de

Link: https://www.genzentrum.uni-muenchen.de/research-groups/jae/index.html

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The antiviral roles of ubiquitin-like modifications

External host for master’s student internship or thesis project:

One of the most important challenges facing biomedical research is to understand how our immune system defends against invading pathogens. In the Swatek lab, we aim to understand the roles of ubiquitin and ubiquitin-like modifications in the antiviral response. These modifications have emerged as key regulators of the signalling pathways that sense and respond to invading pathogens. The ubiquitin-like protein, ISG15, is highly upregulated in response to viral infection and labels thousands of proteins to help shape the host defence response. To interfere with ISG15 signalling, many viruses remove and redirect these signals, and we have previously identified an elegant example of viral ISG15 suppression. Surprisingly, however, the host proteins that bind and transduce these signals into a cellular function are largely unknown. Therefore, understanding the mechanisms of ISG15 recognition has the potential to unlock exciting new areas of immune signalling and reveal previously unrecognized therapeutic targets. This project specifically aims to further our understanding of ISG15 recognition.


Students interested in gaining knowledge in ubiquitin biology and hands- on experience in state-ofthe-art biochemistry, biophysics, structural biology, and mass spectrometry are encouraged to apply. The successful student will have the opportunity to work at the bench with their supervisor and be a part of the MRC PPU and Division of Signal Transduction Therapy (DSTT) community in the School of Life Sciences at the University of Dundee.


Please contact Kirby Swatek if you are interested (kswatek001[ät]dundee.ac.uk).
Requirements:
• must be currently enrolled in a master’s program
• have approval from their institution to perform an internship or master’s thesis research abroad

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Metabolic changes and their implications on the epigenetic landscape during neurogenesis

The aim of this thesis is to reveal how metabolic switches and in particular how the intracellular location of metabolic enzymes influence the activity of epigenetic enzymes during neurogenesis.
Start date: As soon as possible

Description: The differentiation of pluripotent stem cells to neurons is accompanied by several metabolic switches that have broad implications for cellular development. The aim of this thesis is to reveal how metabolic switches and in particular how the intracellular location of metabolic enzymes influence the activity of epigenetic enzymes during neurogenesis. The thesis involves differentiation of iPSCs to neurons, the generation of organellar maps through LC-MS/MS based proteome profiling at different stages of differentiation, the characterization of the cellular metabolome by isotope tracing experiments and the analysis of the epigenetic landscape on the level of DNA modifications and post-translational histone modifications.

Our newly established lab at the Institute of Chemical Epigenetics Munich at the LMU Munich is located at the High-Tech Campus of the LMU Munich in Großhadern. For more information, please visit our website.

If required, the co-supervision by a TUM professor is ensured via Prof. Stephan Sieber.

Contact: Dr. Franziska Traube, franziska.traube[ät]cup.uni-muenchen.de

Link: http://traube.cup.uni-muenchen.de/

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Master Thesis: The antiviral roles of ubiquitin-like modifications

One of the most important challenges facing biomedical research is to understand how our immune system defends against invading pathogens. In the Swatek lab, we aim to understand the roles of ubiquitin and ubiquitin-like modifications in the antiviral response. These modifications have emerged as key regulators of the signalling pathways that sense and respond to invading pathogens. The ubiquitin-like protein, ISG15, is highly upregulated in response to viral infection and labels thousands of proteins to help shape the host defence response. To interfere with ISG15 signalling, many viruses remove and redirect these signals, and we have previously identified an elegant example of viral ISG15 suppression. Surprisingly, however, the host proteins that bind and transduce these signals into a cellular function are largely unknown. Therefore, understanding the mechanisms of ISG15 recognition has the potential to unlock exciting new areas of immune signalling and reveal previously unrecognized therapeutic targets. This project specifically aims to further our understanding of ISG15 recognition.

Students interested in gaining knowledge in ubiquitin biology and hands-on experience in state-ofthe-art biochemistry, biophysics, structural biology, and mass spectrometry are encouraged to apply. The successful student will have the opportunity to work at the bench with their supervisor and be a part of the MRC PPU and Division of Signal Transduction Therapy (DSTT) community in the School of Life Sciences at the University of Dundee.
Please contact Kirby Swatek if you are interested (kswatek001[ät]dundee.ac.uk).
Requirements:
• must be currently enrolled in a master’s program
• have approval from their institution to perform an internship or master’s thesis research abroad

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Parental leave cover at Chair of Proteomics and Bioanalytics

We are urgently searching a parental leave cover for 15 months at our chair in Weihenstephan. Your time to start is 1.6. or little afterwards.

A MSc in Biochemistry would be ideal, furthermore interest in proteins. We offer an 100% job E13 TVL. This job is also adapted for interested students writing their Master Thesis at the time and who will finish soon.

If Your are interested You are invited to directly contact Prof. Dr. Bernhard Kuster: kuster[ät]tum.de

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Chemikalien aus Biomasse: Pyrolyse biogener Energierohstoffe und strukturelle Charakterisierung des Biokokses

Angesichts der klimabedingten Ressourcen- und Energiewende sowie der hohen Importabhängigkeit fossiler Rohstoffe, ist die Erschließung neuer und bisher ungenutzter, einheimischer Rohstoffe von größter Bedeutung. Eine vielversprechende Möglichkeit liegt in der Flugstromvergasung biogener Reststoffe zu hochqualitativem Synthesegas (H2 & CO), welches anschließend in katalytischen Synthesen beispielsweise zu Methanol, FT-Produkten oder Chemikalien umgewandelt werden kann. Um großtechnische Vergasungsanlagen kommerziell realisieren zu können, ist die Kenntnis und ein tiefes Verständnis der Koksreaktivität von großer Bedeutung. Die Koksreaktivität hängt dabei stark von den pyrolytischen Reaktionsbedingungen ab. Vor allem unter Flugstrombedingungen (1600 °C, 50 bar) kommt es zu starken strukturellen Veränderung der physikalischen und chemischen Struktur. Mit Hilfe eines Drahtnetzreaktors kann die Flüchtigenfreisetzung/Pyrolyse in einem Flugstromreaktor unter hohen Heizraten bis zu 5000 K/s nachgebildet werden. Ziel dieser Arbeit ist ein tiefes Verständnis der Struktur-Reaktivitäts-Beziehungen unter Flugstrombedingungen. Hierbei sollen Pyrolyseversuche bei Bedingungen von bis zu 1200 °C und 20 bar durchgeführt und ausgewertet werden. Der resultierenden Biokoks ist anschließend mit Charakterisierungsmethoden wie XRD, FTIR, Raman, usw. eingehend zu analysieren. Dabei sind die Einflüsse der Temperatur, des Druck und der Haltezeit auf die Struktur zu bestimmen. Zudem ist die Koksreaktivität in der O2/CO2/H2O-Vergasung mittels Thermogravitmetrie zu ermitteln und anhand der Charakterisierungsergebnisse zu interpretieren.

Arbeitspakete:
– Literaturstudie zur Erzeugung von Synthesegas und Struktur-Reaktivitäts-Beziehungen von Pyrolysekoksen
– Durchführung und Auswertung von Pyrolyseversuchen (Drahtnetzreaktor)
– Strukturelle Charakterisierung des resultierende Kokse (XRD, FTIR, Raman, Chemisorption, SEM-EDX, …)
– Reaktivitätsuntersuchungen in einer Thermowaage (TGA)
– Dokumentation der Arbeiten

Kontaktperson: Weiss Naim, M. Sc., weiss.naim[ät]tum.de

Link: https://www.fsmb.de/fsmb/service/basama-hiwi/entry/18969/