ChemieXtra 1_2/2023

Offizielles Organ des Schweizerischen

A1-SAFETECH AG = CONTAINMENT LÖSUNGEN

Ihr Spezialist für den Umgang mit hochaktiven Stoffen

Die gute Biologie und die böse Chemie

Erst kürzlich hat das Bundesamt für Umwelt (Bafu) zusammen mit der ZHAW und Agroscope erstmals untersucht, wie stark die Schweizer Böden mit perfluorierten und polyfluorierten Alkylsubstanzen (sogenannte PFAS) verseucht sind. Das Resultat: Unsere Landschaft ist rund 33 Prozent stärker mit diesen Stoffen verschmutzt als beispielsweise Schweden. Vom höchsten Berggipfel bis zum abgelegensten Tal – überall lassen sich diese Chemikalien nachweisen.

PFAS sind typische Industriechemikalien, die beispielsweise in der Textilproduktion oder Elektronik gebraucht werden. Doch wie gefährlich sind diese Stoffe überhaupt? In Tierversuchen zeigte sich, dass sie die Leber schädigen, die Fortpflanzung negativ beeinflussen und immuntoxisch wirken. Der Chemiekonzern 3M hört nun auch freiwillig mit der PFAS­Produktion auf. Zu hoch seien die Kosten, um die Substanzen wieder loszuwerden. Denn abbauen, das lassen sich diese hartnäckigen Verbindungen kaum. Überall – auch in der Nahrungskette – haben sich die Biester bereits angereichert.

Solche Beispiele zeigen besonders eindrücklich auf, dass wir die Chemie und ihre Folgen auch im Jahr 2023 überhaupt nicht im Griff haben. Umso mehr Forschende in der Industrie und an Institutionen beschäftigen sich mit der Frage nach besseren, umweltfreundlichen Verfahren. Veranstaltungen, die sich diesen Themen verschrieben haben, wachsen gegenwärtig wie Pilze aus dem Boden. Relativ spät, wenn man bedenkt, dass das Bewusstsein für eine bessere Produktion und schädliche Wirkungen von Chemikalien bereits in den 60er­Jahren die Öffentlichkeit erreicht hat. Aber wie sagt man so schön: Lieber spät als nie.

Viele chemische Verfahren werden von biologischen verdrängt. Diese Tendenz wird in Zukunft noch stärker zunehmen. Damit ist aber das Problem natürlich nicht gelöst. Im Gegenteil: Wer denkt «chemisch» sei böse und «biologisch» gut, der unterschätzt die potenziellen Gefahren, die in der Biologie schlummern.

So haben zum Beispiel vor ziemlich genau einem Jahr fünfzig namhafte Wissenschaftler aus der ganzen Welt, eine dringliche Erklärung unterzeichnet, in der sie auf die grosse Gefahr bestimmter Manipulationen am genetischen Bauplan potenzieller Pandemieerreger aufmerksam machten. Sie forderten in der «Hamburger Erklärung 2022» eine weltweite Regulierung solcher Forschungspraktiken, um die Wahrscheinlichkeit schwerwiegender Laborunfälle, die eine Epidemie oder gar Pandemie auslösen könnten, zu minimieren.

Bis jetzt blieb die Forderung ohne Gehör und sie scheint zu verstummen. Vielleicht gilt auch in dieser Angelegenheit die Redewendung: Lieber spät als nie.

Ich wünsche Ihnen viel Vergnügen beim Lesen!

149,4 Mio km²

sind es wert, analysiert zu werden:

Umweltanalytik by Carl ROTH

Wir versorgen Sie mit allem, was Sie für Ihre Analyse brauchen.

Laborbedarf

Roger Bieri

redaktion@sigwerb.com

04

FOKUS

Fachkräftemangel nimmt zu

Neben Fachpersonen aus den Gesundheitsberufen sind auch Naturwissenschaftlerinnen sowie Ingenieure besonders gefragt. Wie können die Lücken wieder gefüllt werden?

07

CHEMIE

Neuer Fund: Seltene Erden in Schweden

Die Entdeckung des bisher grössten in Europa bekannten Vorkommens an Seltenen Erden im Norden von Schweden kommt für den Verein Deutscher Ingenieure (VDI) zur rechten Zeit.

12

BIOWISSENSCHAFTEN

Million Jahre alte DNA in der Antarktis gefunden

Forschende konnten in einer Studie die Art und Alter von Kieselalgen entschlüsseln. Das Team hat die älteste marine DNA in Tiefseesedimenten nördlich des antarktischen Kontinents entdeckt.

IMPRESSUM

Die Fachzeitschrift für die Chemie- und Laborbranche

Erscheinungsweise

7 × jährlich

Jahrgang

13. Jahrgang (2023)

Druckauflage

8500 Exemplare

WEMF / SW-Beglaubigung 2022

6907 Exemplare Total verbreitete Auflage

1979 Exemplare davon verkauft

ISSN-Nummer 1664-6770

Internet www.chemiextra.com

Geschäftsleiter

Andreas A. Keller

17

LABOR

Tool für chromatographische Systeme

20

MEDIZIN

Diese Technik verhindert schwere Covid-Verläufe

Forschende der Technischen Universität Wien zeigten, dass die Stimulation des aurikulären Vagusnervs eine entzündungshemmende Wirkung bei schweren Covid-19-Verläufen hat.

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ERNÄHRUNG

Gefahr für die öffentliche Gesundheit

Nach einem Waschgang in professionellen Spülmaschinen bleibt ein Rest des Klarspülers auf dem Geschirr zurück.

24

PUBLIREPOTAGE

«Alle ziehen am gleichen Strang»

Vorstufe

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Redaktionelle Mitarbeit

Dr. Kurt Hermann

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Druck Fontana Print SA Via Giovanni Maraini 23 CH-6963 Pregassona +41 91 941 38 21 www.fontana.ch

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VERANSTALTUNG

Vier Plattformen und ein Thema: Nachhaltigkeit

Am 28. und 29. März 2023 findet in Basel eine Plattform zum Thema Nachhaltigkeit statt.

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F ORSCHUNGSWELT

Nanotechnik aus dem Mittelalter?

Zum Vergolden von Skulpturen verwendeten Künstler im späten Mittelalter oft einen hauchdünnen Goldfilm, der von einer Silberschicht getragen wurde. Forschende haben dreidimensionale Nanobilder von diesem sogenannten Zwischgold gemacht.

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UMWELT

Schweizer Böden sind mit PFAS belastet

Eine bisher öffentlich wenig beachtete, aber weit verbreitete Gruppe von Industriechemikalien macht Fachkreisen und Behörden zunehmend zu schaffen: Sogenannte perfluorierte und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS).

ZUM TITELBILD

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Wir garantieren optimalen Personen- und Produkteschutz beim Umgang mit hochaktiven Stoffen.

Alle unsere Anlagen ob Standard oder Custom-Built Lösungen sind geeignet bei entsprechender Schulung für alle Substanzklassen, auch bei sehr tiefen Expositionslevel im Nanogrammbereich, in Abhängigkeit der gehandhabten Substanzmenge.

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Umstellung eines Betriebs

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Ein internationales Forschungsteam hat ein spezielles Hydrogel entwickelt, das die Haltbarkeit von Impfstoffen ohne Kühlung verbessert.

Wir bieten in allen pharmazeutischen Entwicklungsphasen bis hin zur Produktion offene und geschlossene Containment Lösungen. Die eingesetzten Werkstoffe passen wir individuell den Kundenbedürfnissen an.

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Fachkräftemangel nimmt zu

Laut einer Auswertung von Adecco herrschte 2022 in der Schweiz ein noch nie zuvor dagewesener Fachkräftemangel. Neben Fachpersonen aus den Gesundheitsberufen sind auch Naturwissenschaftlerinnen sowie Ingenieure besonders gefragt. Wie können die Lücken wieder gefüllt werden?

Roger Bieri

Für das dritte Quartal 2022 vermeldete das Bundesamt für Statistik (BFS) rund 124 000 offene Stellen in der ganzen Schweiz. Das sind 26 000 mehr als im

gleichen Zeitraum ein Jahr zuvor. Seit der Aufhebung der Coronamassnahmen und aufgrund der steigenden Zahl an Arbeitnehmenden, die das Rentenalter erreichen (Stichwort «Babyboomer»), nimmt der Bedarf an neuen Fachkräften stetig zu.

Katalysator Coronapandemie

Nach der Aufhebung der meisten coronabedingten Massnahmen nahm die Anzahl der vakanten Stellen rasant zu. (Quelle: BFS)

Laut dem Spezialisten für Personalwesen Adecco sei die Coronapandemie zugleich «Fluch und Segen für den Schweizer Arbeitsmarkt». Das schreibt das Unternehmen in seiner Auswertung «Fachkräftemangelindex Schweiz 2022». Zuerst seien die Arbeitslosenzahlen in die Höhe geschossen. Der Bedarf an Fachkräften nahm rapide ab. Doch dann, kaum normalisierte sich die Situation wieder allmählich, habe sich «das Konsumbedürfnis» national wie auch international erhöht. Branchenunabhängig suchte man händeringend «auf einen Schlag» deutlich mehr Personal. Sogar die Zahl der Langzeitarbeitslosen nahm merklich ab (-47%). Und der Fachkräftemangel erreichte im Jahr 2022 einen noch nie dagewesenen Höhepunkt.

«Fluch und Segen für den Schweizer Arbeitsmarkt»

Der Fachkräftemangel spitzt sich immer weiter zu. (Bild: Envato)

Vor allem Zürich sucht Naturwissenschaftler

Den ersten Platz der Berufe, die auf dem Markt besonders gefragt sind, belegen eindeutig die Gesundheitsberufe. Auch

Tragen Sie die richtige Schutzkleidung?

Bekleidungskonzepte für Reinraum und Produktion

Ingenieure sind auf dem Arbeitsmarkt (Platz 3) begehrt. Die Nachfrage nach Naturwissenschaftern bzw. nach Chemikern hat im letzten Jahr stark zugenommen. Belegten diese Berufe 2021 noch

den 11. Rang, erreichten sie 2022 den 6. Platz. Besonders auffällig: Die Unternehmen suchen vor allem Personen mit einer höheren Berufsbildung (Tertiärstufe).

Nirgends wird mehr nach Fachkräften gesucht als im Grossraum Zürich. In diesem Kanton sei besonders die sprunghafte Rangentwicklung der Berufe in Naturwissenschaften, Mathematik und Ingenieurwesen besonders auffällig: Vom Rang 16 kletterte diese Berufsgruppe auf den 3. Platz.

Lonzas verzweifelte Suche nach Fachkräften

Im April 2021 machte Lonza Schlagzeilen. Der Pharmazulieferer suchte laut meheren Medienberichten dringend nach Fachkräften unter anderem für die Produktion des Coronaimpfstoffs von Moderna. Auf Anfrage nahm das Unternehmen bis zum Redaktionsschluss keine Stellung zur Thematik.

Die Lonza in Visp. (Bild: Lonza)

Was tun gegen den Fachkräftemangel?

Auch Scienceindustries, der Schweizer Wirtschaftsverband für die Chemie- und Pharmaindustrie, gab bis zum Redaktionsschluss kein Statement zur aktuellen Fachkräftesituation in der Branche ab. Doch auf der eigenen Website hat der Verband ein Interview vom Magazin «Chemie, Kunststoff, Papier» (Ausgabe 2022) publiziert, das vom Schweizerischen Dienstleistungs-

zentrum Berufsbildung (SDBB) herausgegeben wird.

In diesem Interview steht Peter Gehler, Vizepräsident im Verwaltungsrad der Siegfried, Dominique Weiersmüller Rede und Antwort. Auf die Frage, wie Gehler die aktuelle Beschäftigungsentwicklung beurteile, antwortet der Branchenkenner, dass die Schweizer Pharmaindustrie bereits jetzt sehr viele Grenzgänger oder ausländische Mitarbeitende beschäftige, die für ihre Arbeit in die Schweiz ziehen würden. Trotz diesen Bemühungen sei es «sehr anspruchsvoll», gute und qualifizierte Mitarbeitende zu finden. Der Markt sei «ausgetrocknet». Zudem betont Gehler, dass es wichtig sei, dass die Unternehmen der Branche selber Ausbildungsplätze anbieten würden. Damit legten sie eine gute Basis. Denn die heu tigen Lernenden seien die späteren Fachspezialisten.

Altbekannte Strategie: Berufsbildung als Lösung

Die Idee, auf die Berufsbildung zu setzen, also auf die bewährte Lehre, ist keineswegs neu. In einem Gastbeitrag in der ChemieXtra machte der Lehrlingsberater Peter Heiniger deutlich, dass attraktive Lehrstellenangebote allein nicht aussreichen würden. Viel zentraler ist es, die Lernenden später auch im Betrieb behalten zu können. «Immer mehr junge Menschen bewerben sich nicht primär wegen des Berufes um eine Lehrstelle, sondern wegen des Lehrbetriebes, wenn auch in vielen Fällen eher unbewusst als bewusst», schreibt Heiniger. Es ist also für einen Lehrbetrieb ratsam, sich als «Marken-Lehrbetrieb» zu präsentieren. Tolle Lehrlingsmarketing-Aktionen allein wirkten mittelfristig wahrscheinlich nur noch bedingt, meint Heiniger. Weshalb man die Chance nutzen und Oberstufen- wie auch Primarschullehrkräfte früh in entsprechende Prozesse einbinden soll. Aber auch die verstaubten hierarchischen Strukturen, die die Pharmaindustrie nach wie vor dominieren, spielen keine unwesentliche Rolle für den steigenden Lehrlingsmangel. Nach dem Motte: Wieso soll ich eine Lehre beginnen, wenn ich nur mit einem Studium oder gar Doktorat die Karriereleiter emporsteigen kann, da führt ja das Gymnasium schneller zum Ziel? Vielleicht wäre es auch in der Pharmabranche an der Zeit für ein Umdenken.

In der Pharmaindustrie arbeiten bereits heute sehr viele Grenzgänger, um dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken. (Bild: Shutterstock)

«Fachkräftemangelindex Schweiz 2022», Adecco.

«Immer mehr junge Menschen bewerben sich nicht primär wegen des Berufes um eine Lehrstelle, sondern wegen des Lehrbetriebes, wenn auch in vielen Fällen eher unbewusst als bewusst»

Peter Heiniger

So schätzen deutsche Ingenieure die Lage ein

Neuer Fund: Seltene Erden in Schweden

Die Entdeckung des bisher grössten in Europa bekannten Vorkommens an Seltenen Erden im Norden von Schweden kommt für den Verein Deutscher Ingenieure (VDI) zur rechten Zeit. Denn die im European Green Deal gesteckten Klimaziele und die technischen Herausforderungen für die Energiewende erfordern insbesondere einen deutlich erhöhten Einsatz von Seltenen Erden. So schätzt die VDI ­ Gesellschaft den überraschenden Fund ein.

Die EU hat bisher 30 Rohstoffe mit Blick auf ihre wirtschaftliche Bedeutung und die Versorgungssicherheit als kritisch eingestuft und schätzt, dass zum Beispiel die Nachfrage nach Lithium bis 2050 um das 20-fache und nach Seltenen Erden bis 2030 um das 5-fache steigen wird. Seltene Erden sind Bestandteil aller grünen Schlüsseltechnologien wie beispielsweise Generatoren, Solarpanels oder Elektromotoren. Hinzu kommen viele weitere Anwendungen wie Smartphones oder Laptops. Auch wenn der mengenmässige Anteil in den Produkten vergleichsweise gering ist, so besteht dennoch eine Abhängigkeit, weil ohne diese Metalle nichts funktioniert und die EU ihre Bedarfe aus Importen decken muss.

Derzeit stammen etwa 45 Prozent der deutschen Importe von Seltenen Erden aus China. Und dort lagern auch die grössten Reserven. Um die Abhängigkeit von China zu verringern, muss die EU den Bezug kritischer Rohstoffe diversifizieren, mehr aus eigenen Lagerstätten fördern, mehr Sekundärmetalle durch Recycling gewinnen oder durch Werkstoffentwicklungen Alternativen zu den Metallen finden, so Christian Hopmann, Forscher und Vorsitzender der VDI-Gesellschaft Materials Engineering. Derzeit verfügt die EU nicht über die Bergbaukapazitäten für Seltene Erden. Mit dem Projekt REEsilience will die EU deswegen die Abhängigkeit von aussereuropäischen Volkswirtschaften durch nachhaltige Lieferketten verringern. Hier werden alle Wertschöpfungsströme von Primärmetallen und Sekundärmetallen einbezogen, weiss Christian Hopmann, der am Institut für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen tätig ist.

VDI-Projekt soll «Resilienz» in

Deutschland schaffen Aktuelle Krisen wie Pandemien und Kriege, aber auch wirtschaftliche Abhängigkeiten führen uns die fehlende Anpassungsfähigkeit von Unternehmen und Gesellschaft gegenüber den Veränderungen von Produktverfügbarkeiten und Logistikketten vor Augen. Die EU hat die Mitgliedstaaten mit ihrem Strategic Foresight Report (2021) aufgefordert, mittels sektoraler «Dashboards» ihr Resilienzniveau kontinuierlich zu erfassen. Geeignete Indikatoren fehlen und müssen definiert werden. Deswegen hat der VDI zu Beginn dieses Jahres ein Projekt aufgesetzt, um die Problemstellungen detailliert zu beleuchten und Lösungsstrategien auszuarbeiten.

Bei der Resilienz geht es nicht einfach um Stabilität, sondern darum, im Fall von Instabilität wieder ein gutes Gleichgewicht zu finden. Der Fokus soll von einzelnen unternehmerischen Versorgungszielen hin

zu einem systemischen Blick auf die gesamte Flexibilität und Reagibilität der Wirtschaft verschoben werden. Die Rollen staatlicher und privater Akteure sind sorgfältig auszubalancieren.

Zu Fragen des Produktionsstandortes Deutschland hat sich der VDI in der Vergangenheit bereits sehr erfolgreich positioniert – vor allem auch mit Lösungsvorschlägen für eine erfolgreiche Umsetzung der Standortentwicklung, der Infrastruktur und der Energiewende. Durch das VDIProjekt «Resilienz am Standort Deutschland» soll nun anhand von Beispielen sichtbar werden, welche Strategien schon angewandt werden und wie sie weiterentwickelt werden können. Insbesondere die Anknüpfung des Themas an die Themen Digitalisierung und Industrie 4.0 sind herauszuarbeiten, sagt Hopmann. Die Ausarbeitung der Studie erfolgt unter der Leitung von Christian Hopmann und wird nach Fertigstellung ausführlich an alle Stakeholder aus Industrie, Wissenschaft und Politik kommuniziert werden. Die Laufzeit des Projekts beträgt 1½ Jahre.

Fund in Schweden könnte zeitweise Bedarfe decken

Die Lagerstättensituation könnte sich nun durch den Fund in Schweden ändern und zumindest eine Zeit lang die Bedarfe innerhalb Europas decken. Auch wenn die Exploration dieser Vorkommen noch einige Jahre Vorlauf benötigt, wird sie einen wichtigen Beitrag zur Verringerung der Abhängigkeit leisten.

Der Handel mit Seltenen Erden wird wegen neuer Technologien immer lukrativer. (Bild: Shutterstock)

Eine nachhaltige Chemie ist nur dank neuer Technologien möglich

Eine neue Verfahrenstechnik ist gefragt

Die Chemieindustrie kann einen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigen Zukunft leisten. Dabei müssten aber im Zentrum der Massnahmen die Entwicklung und die Einführung neuer Technologien in den Bereichen Kraftstoffe, Biokunststoffe und Recycling stehen. Ein Gastbeitrag von Sander van Donk von der Sulzer Chemtech.

Sander van Donk ¹

Wie so viele andere Branchen, macht auch die Chemieindustrie eine grundlegende Transformation durch. Dies betrifft vor allem auch die Produktion von Kraftstoffen, Chemikalien und Kunststoffen. Um die Nachhaltigkeitsanforderungen von Gesellschaft und Kunden zu erfüllen, nutzen Chemieunternehmen für die Herstellung ihrer Produkte anstelle von Erdöl und Erdgas immer häufiger biobasierte Ressourcen und rezyklierte Kunststoff- und Polymerabfälle.

Der Wandel in der Industrie erfordert Innovationen und die Entwicklung neuer Prozesstechnologien und Schlüsselausrüstungen. Sulzer Chemtech, zum Beispiel, konzentriert sich auf dem Weg zu einem grüneren und nachhaltigen Geschäftsmodell auf vier Hauptbereiche: Biopolymere, biobasierte Kraftstoffe und Chemikalien, Recyclingtechnologien sowie andere neue Anwendungen für erneuerbare Energie, wie Kohlenstoffabscheidung und -speicherung.

Kunststoffe: Aus Biomasse statt Öl gewinnen

Biopolymere (Biokunststoffe) werden aus biobasierten, also nachwachsenden Roh -

stoffen wie Zucker oder Maisstärke produziert. Die globale Biopolymerproduktion wächst rasant, von 2,4 Millionen Tonnen im Jahr 2021 auf geschätzte 7,6 Millionen Tonnen im Jahr 2026. Einer der vielversprechendsten Werkstoffe in diesem Bereich ist Polymilchsäure (Polylactic acid, PLA). PLA sind biobasierte und bioabbaubare/kompostierbare Polyester, die aus Milchsäure produziert werden. Die Anwendungsbereiche von PLA sind sehr vielfältig – von der Biomedizin bis zu der Verpackungsindustrie (PETFlaschen) – und eröffnen der Chemieindustrie viele neue und nachhaltige Produktionsfelder.

Sonderanfertigungen

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Der Autor Sander van Donk ist Global Head Clean Fuels and Chemicals Licensing bei der Sulzer Chemtech. (Bild: Sulzer Chemtech)

1 Sulzer Chemtech

Die Geburtsstunde der Grünen Chemie 1962 veröffentliche die Biologin Rachel Carson ihr berühmtestes populärwissenschaftliches Fachbuch «Silent Spring» (auf Deutsch: «Der stumme Frühling»). Darin kritisierte sie die schädlichen Auswirkungen von Chemikalien, wie dem Insektizid DDT, auf die Umwelt und die Gesundheit bei Tier und Mensch. Das Buch zeigte Wirkung. Die breite Öffentlichkeit aber auch die Wissenschaftscommunity musste die Problematik anerkennen. Für die Amerikanische Chemische Gesellschaft gilt die Veröffentlichung dieses Buches als Geburtsstunde der Grünen Chemie.

Quelle: ChemieXtra

Biobasierte Kraftstoffe –ein riesiger Markt

Eine der dringendsten Herausforderungen auf dem Weg zu netto Null ist der Ersatz von fossilen Kraftstoffen durch erneuerbare Energiequellen. Biobasierte Kraftstoffe – sogenannte erneuerbare Kraftstoffe – sind Treibstoffe, die aus Biomasse erzeugt werden. Dabei bringt die rapide zunehmende Nachfrage nach diesen Kraftstoffen wichtige Chancen für etablierte Unternehmen in den Bereichen Pflanzenöl und biobasierte Kraftstoffe mit sich. Diese Unternehmen können durch die Nutzung und Modernisierung ihrer bestehenden Infrastruktur und Raffinerien – mithilfe entsprechender Chemietechnik – umweltfreundliche Produkte herstellen und schnell in einen hochinteressanten Markt eintreten.

Ein Beispiel dafür ist aus Biomasse hergestellter Diesel. Erneuerbarer Diesel bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Kraftstoffen, und er liefert 93 Prozent mehr Energie als bei seiner Produktion verbraucht wird. Auch die bei der Produktion freigesetzten Mengen an Luftschadstoffen sind im Vergleich zum Netto-Energiegewinn gering. Gegenüber den fossilen Brennstoffen, die durch die Verwendung von biobasiertem Diesel verdrängt werden, reduzieren sich die Treibhausgasemissionen während der gesamten Produktion und Verbrennung um mehr als 40 Prozent.

Partnerschaften zwischen Chemiekonzernen und spezialisierten Technologieunternehmen können die Entwicklung von Technologien für erneuerbare Kraftstoffe vorantreiben. Eines der laufenden Projekte strebt z. B. an, die Treibhausgasemissionen von erneuerbarem Diesel und nachhaltigem Kerosin zu reduzieren.

Recycling als Grundlage für eine Kreislaufwirtschaft

Unsere Industrie muss auch die Entwicklung innovativer, kosteneffektiver chemischer Verfahrenstechnik vorantreiben, um die Umwandlung von Kunststoffabfällen in neue Kunststoffprodukte zu verbessern. Sie muss Hersteller auf der ganzen Welt unterstützen, ihre NettoNull-Emissionsziele zu erreichen. Die grössten Chemieunternehmen weltweit investieren in grosse, fortschrittliche Recyclinganlagen und Cleantech, um eines der grössten Probleme unserer Zeit –den Plastikabfall – anzugehen und eine Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen.

Gemäss dem jüngsten «Closing the Plastics Circularity Gap»-Report von Google können mithilfe moderner Recyclingtechnologien bis 2040 mehr als 100-mal so viele Plastikabfälle wie heute rezykliert werden. Diese Technologien können somit einen zentralen Beitrag zur Schliessung der Zirkularitätslücke leisten. Zu den Verfahren, die kreislauffähige Kunststoffe ermöglichen und zurzeit vorangetrieben werden, gehören spezifische Reinigungsprozesse, die Rückgewinnung von thermoplastischen Polymeren durch selektives Auflösen, das Zerlegen von Kunststoffen wie PET in geeignete Bausteine (Depolymerisation) oder das Cracken von Polymeren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoff-Rohstoffen. Angetrieben wird diese Entwicklung in Richtung Nachhaltigkeit nicht zuletzt von Vorgaben der Regulierungsbehörden, Bedürfnissen von Konsumentinnen und Konsumenten, Forderungen von Nichtregierungsorganisationen – und Investoren.

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Dank neuer Reaktion

Chemiker erweitern die Wirkstoff-Bibliothek

Wenn eine gute Grundlagenchemie dafür sorgt, dass es bessere Medikamente gibt, profitieren um so eher auch Patientinnen und Patienten fernab der Forschungswelt. Chemikerinnen und Chemiker an der ETH Zürich haben eine neue chemische Reaktion erarbeitet, mit der einem Indol ein zusätzliches Stickstoffatom einverleibt wird.

Daniel Meierhans ¹

Arzneimittel wirken immer präziser. Aktuelle Beispiele sind die neuen Medikamente, welche die Vermehrung des Coronavirus an unterschiedlichen Stellen im Virus-Kreislauf sehr spezifisch eindämmen. Um Wirkstoffe zu finden, die so zielgenau im Organismus funktionieren, werden heute in der Regel möglichst umfassende Bibliotheken von chemischen Verbindungen ausgetestet. Die Vergrösserung der bestehenden Wirk- und Naturstoff- Bibliotheken ist darum eine entscheidende Voraussetzung, um in Zukunft noch wirksamere Medikamente entwickeln zu können.

Julia Reisenbauer

Forschende vom Laboratorium für organische Chemie der ETH Zürich haben eine einfache und robuste Methode entwickelt, mit der sich die in der Natur sehr häufig vorkommende Indol-Gruppe gezielt in andere Strukturelemente umwandeln lässt. Die entstehenden Verbindungen haben ein ebenso grosses biologisches Wirkungspotenzial wie ihre Indol-Ausgangsstoffe. Sie sind aber in den Bibliotheken bisher noch viel seltener vorhanden. Durch das Verfahren der Chemiker werden sich die Bibliotheken deshalb mit wenig Aufwand

«Durch das Einführen von Stickstoffatomen in unterschiedliche aromatische Ringe könnten viele zusätzliche potenzielle Wirkstoffe hergestellt werden», erklären Morandi und Reisenbauer. (Symbolbild). (Bild: Envato)

um sehr viele zusätzliche potenzielle Wirkstoffe vergrössern lassen.

Grundgerüst von wichtigen Naturstoffen

Die Indol-Gruppe bildet das Grundgerüst von hunderten von Naturstoffen und Medikamenten, wie etwa der in unseren Proteinen vorkommende Aminosäure Tryptophan, dem Schlafhormon Melatonin, dem als Glückshormon bekannten Hirnbotenstoff Serotonin oder dem Rheumamittel Indometacin.

Wie sehr viele andere Wirkstoffe in unserem Körper ist die Indol-Gruppe aus Atomringen aufgebaut. Acht Kohlenstoffatome und ein Stickstoffatom sind im Grundgerüst in einem aus zwei aneinandergehängten Ringen bestehenden, sogenannten aroma -

tischen System miteinander verbunden. Einer der Ringe besteht dabei aus sechs Kohlenstoffatomen und der andere aus einem Stickstoff- und vier Kohlenstoffatomen, das heisst einem Fünfring. Die Chemiker aus der Gruppe von Bill Morandi, Professor am Departement für Chemie und angewandte Biowissenschaften, haben einen Weg gefunden, den Fünfring gezielt mit einem zusätzlichen Stickstoffatom zu einem Sechsring zu erweitern. Eine derartige spezifische Erweiterung eines Ringgerüsts sieht auf dem Papier einfach aus. In der Laborrealität war sie bisher eine grosse Herausforderung. «Schon länger gibt es Verfahren, mit denen sich ein derartiges Ringsystem um ein Kohlenstoffatom erweitern lässt. Das gezielte Einsetzen eines biologisch viel wertvolleren Stick-

«Im Gegensatz zu vielen anderen Labormethoden funktioniert unsere fast unabhängig davon, welche anderen Atomgruppen auch noch an das Indol-Gerüst gebunden sind.»

stoffatoms ist aber wesentlich schwieriger», erklärt Morandi.

Alte Inspiration und neuer chemischer Trick

Die neuartige Methode hat Julia Reisenbauer, Doktorandin in Morandis Gruppe, erarbeitet. Dabei liess sie sich von einer Reaktion aus dem 19. Jahrhundert inspirieren. Mit der nach deren Erfindern benannten Ciamician-Dennstedt-Umlagerung lassen sich einzelne Kohlenstoffatome in aromatische Ringsysteme einführen. Um den Stickstoff dazu zu bringen, sich entgegen seinen eigentlichen chemischen Eigenschaften genauso mit dem Ring zu verbinden, war aber ein Trick nötig. Eine Verbindung mit einem speziellen, sogenannt hypervalenten Iod- Atom sorgte dafür, dass sich die natürliche Reaktivität des Stickstoffs umkehrte. Schliesslich stellte sich heraus, dass dieser Trick nicht nur in einzelnen Fällen erfolg -

reich ist, sondern mit fast allen getesteten Indol- Verbindungen funktioniert. «Ein grosser zusätzlicher Vorteil unserer Reaktion liegt in ihrer ausserordentlich grossen Robustheit», unterstreicht Reisenbauer. «Im Gegensatz zu vielen anderen Labormethoden funktioniert sie fast unabhängig davon, welche anderen Atomgruppen auch noch an das Indol-Gerüst gebunden sind.» Kommt dazu, dass das Stickstoffatom an zwei verschiedenen Stellen im neuen Sechserring spezifisch platziert werden kann. Die vielen bekannten Indol- Verbindungen lassen sich dadurch sogar in jeweils zwei unterschiedliche neue Abkömmlinge umwandeln.

Verfahren lässt sich womöglich erweitern

Und das Potenzial der Methode ist vielleicht noch wesentlich grösser. Erste weitergehende Experimente lassen vermuten, dass sich mit ihr nicht nur Indol-Gruppen

um einzelne Stickstoffatome erweitern lassen. Auch mit anderen Ringsystemen scheint das Verfahren zu funktionieren. «Durch das Einführen von Stickstoffatomen in unterschiedliche aromatische Ringe könnten viele zusätzliche potenzielle Wirkstoffe hergestellt werden», erklären Morandi und Reisenbauer.

Stickstoffatome gehören zu den zentralen Wirkungselementen in der Chemie des Lebens, und aromatische Ringsysteme, die mehrere Stickstoffatome enthalten, zählen zu den wichtigsten Strukturmotiven in der medizinalen Chemie überhaupt. Sie sind unter anderem dafür verantwortlich, dass die Erbsubstanz DNA unsere genetische Information exakt und zuverlässig kopieren und speichern kann. Und genau in diese Mechanismen will man beispielsweise mit Viren- und Krebsmedikamenten eingreifen. www.ethz.ch

Überbleibsel von Kieselalgen entdeckt

Million Jahre alte DNA in der Antarktis gefunden

Forschende aus der ganzen Welt konnten in einer Studie die Art und Alter von Kieselalgen entschlüsseln. Das Team hat die älteste marine DNA in Tiefseesedimenten der Scotia­See nördlich des antarktischen Kontinents entdeckt. Die Forschungsarbeiten fanden unter der Leitung der University of Tasmania und unter anderem mit Beteiligung der Universität Bonn statt.

Das Material konnte auf eine Million Jahre datiert werden. Dies zeigt, dass sedimentäre DNA den Weg zur Untersuchung langfristiger Reaktionen von Meeresökosystemen auf den Klimawandel eröffnen kann. Diese Erkenntnis wird auch dazu beitragen, die gegenwärtigen und künftigen Veränderungen des Meereslebens rund um den gefrorenen Kontinent zu bewerten. Die Studie ist im «Journal Nature Communications» veröffentlicht worden.

Wer hat wann gelebt?

Die Antarktis ist eine der durch den Klimawandel am stärksten gefährdeten Regionen der Erde. Die Erforschung der vergangenen und gegenwärtigen Reaktionen des polaren Meeresökosystems auf Umweltund Klimaveränderungen ist daher von entscheidender Bedeutung und dringend erforderlich. Die Analyse alter SedimentDNA (SedaDNA) ist eine neue Technik, die dabei hilft zu entschlüsseln, «wer» in der Vergangenheit im Meer gelebt hat und «wann». Ausserdem können die Zeiten grösserer Veränderungen in der Zusammensetzung mit Klimaveränderungen in Verbindung gebracht werden. Diese Erkenntnisse können helfen, Vorhersagen darüber zu treffen, wie die Meeresbewohner um die Antarktis auf den derzeitigen und künftigen Klimawandel reagieren werden.

Das internationale Team untersuchte mithilfe von SedaDNA die Veränderungen in der Struktur der Meeresorganismen in der Scotia-See der letzten Million Jahre anhand von Sedimenten, die während der Expedition 382 «Iceberg Alley and Subantarctic Ice and Ocean Dynamics» vom «International Ocean Discovery Program» (IODP) im Jahr 2019 gewonnen wurden.

Genetische Überbleibsel von Kieselalgen

Zunächst führte das Team eine umfassende Kontrolle auf Verunreinigungen durch, um sicherzustellen, dass die SedaDNA-Signale authentisch sind. Dazu gehörte beispielsweise die Untersuchung charakteristischer altersbedingter Schadensmuster in den geborgenen DNA-Fragmenten. Dabei konnten die Forschenden alte DNA nach -

weisen, die bis zu einer Million Jahre alt ist.

«Dies ist die mit Abstand älteste authentifizierte marine SedaDNA», erklärt Dr. Linda Armbrecht, die Leiterin der Studie von der University of Tasmania (Australien). Unter den entdeckten Organismen befanden sich Kieselalgen als wichtige Primärproduzenten, deren DNA bis zu einer halben Million Jahre zurück nachweisbar war.

Die Joides Resolution mit dem charakteristischen Bohrtrum. (Bild: Joides Resolution)

Eine Pinguinkollonie auf einem Eisberg in der Scotia ­ See. (Bild: Thomas Ronge)

Die Daten zeigen auch, dass Kieselalgen während warmer Klimaperioden durchweg reichlich vorhanden waren. Die letzte derartige Veränderung im Nahrungsnetz der

Scotia-See fand vor etwa 14 500 Jahren statt. «Dies ist eine interessante und wichtige Veränderung, die mit einem weltweiten und schnellen Anstieg des Meeres -

spiegels und einem massiven Eisverlust in der Antarktis aufgrund der natürlichen Erwärmung zusammenhängt», fügt Dr. Michael Weber, Zweitautor der Studie von der Universität Bonn, hinzu. Die Erwärmung habe offenbar zu einem Anstieg der Meeresproduktivität um die Antarktis herum geführt.

Die Studie zeigt, dass marine SedaDNAAnalysen auf Hunderttausende von Jahren ausgedehnt werden können. Dies eröffnet den Weg zur Untersuchung von ökosystemweiten marinen Verschiebungen und Veränderungen der Paläoproduktivität während vieler Eiszeitzyklen. Diese Perioden natürlicher Klimaveränderungen können auch Aufschluss über die derzeitige und künftige menschengemachte Klimaerwärmung geben und darüber, wie das Ökosystem darauf reagieren könnte.

www.uni ­ bonn.de

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Bohrturm mit Bohrgestänge. (Bild: Michael Weber) Sterile Beprobung der Bohrkerne. (Bild: Sarah Kachovich)

Weniger Nebenwirkungen

Tumore nierenschonend diagnostizieren

Forschende am Paul ­Scherrer­ Institut (PSI) haben in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich eine Diagnosemethode für Tumore mithilfe von Radionukliden optimiert. Durch einen molekularen Kniff fallen mögliche Nebenwirkungen wesentlich geringer aus. Über ihre Ergebnisse berichteten die Forschenden in der Fachzeitschrift «Bioorganic & Medicinal Chemistry».

Benjamin A. Senn ¹

Mit der Entwicklung einer neuen Klasse von sogenannten Radiopharmazeutika konnten die Forschenden das bisherige Problem der langen Aufenthaltsdauer von radioaktiven Substanzen in den Nieren reduzieren. Ihr Ansatz beruht auf einem zusätzlichen Protein, das in den Nieren gespalten werden kann. Diese Spaltung löst die radioaktive Substanz vom Medikament, wodurch diese direkt in den Harnweg gelangt, von wo sie ausgeschieden werden kann.

Radiopharmazeutika sind Medikamente, die per Injektion verabreicht werden und

womit sich Tumore im Körper aufspüren und bekämpfen lassen. Die Substanzen bestehen im Prinzip aus einem Radionuklid und einem Bio-Molekül. Das Bio-Molekül, zum Beispiel ein Antikörper oder ein Peptid, bindet spezifisch an bestimmte Oberflächenstrukturen von Geweben. Das Radionuklid gibt Strahlung ab, die dafür genutzt werden kann, einen Tumor aufzuspüren oder ihn zu zerstören. Das Prinzip klingt einfach, doch bis zum fertigen Medikament gilt es, viele Hürden zu überwinden. Nebst der rein praktischen Schwierigkeit, ein Radionuklid an ein BioMolekül zu koppeln, gilt es auch, überhaupt erst das richtige Molekül zu finden. «Ist das Molekül zu spezifisch, so besteht die Gefahr, dass nicht alle Tumore erkannt

werden. Ist es jedoch zu allgemein gestaltet, so kann es womöglich an gesundem Gewebe binden, was zu falschpositiven Diagnosen führt», erklärt Martin Béhé, Leiter der Gruppe Pharmakologie des Zentrums für radiopharmazeutische Wissenschaften am PSI, die Problematik.

Martin Béhé, Leiter der Gruppe Pharmakologie des Zentrums für radiopharmazeutische Wissenschaften, prüft die Qualität der entwickelten Substanzen an einem sogenannten Hochleistungsflüssigkeitschromatografen. Zusammen mit seinem Team und der ETH Zürich forscht er an neuartigen Medikamenten zur Diagnose von Krebszellen. (Bild: Paul ­ Scherrer­ Institut/Markus Fischer)

«Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse auch für andere Radiopharmazeutika verwendet werden können, die mit ähnlichen Nebenwirkungen verbunden sind.»

Martin Béhé

Die extrazelluläre Matrix im Visier

Neben Tumoroberflächen existieren für entsprechende Moleküle aber noch weitere mögliche Ziele, zum Beispiel die sogenannte extrazelluläre Matrix. Statt direkt den Tumor anzupeilen, hat es deshalb Béhés Forschungsgruppe auf diese extrazelluläre Matrix abgesehen. Bei ihr handelt es sich um den Gewebeanteil, der sich zwischen den Zellen befindet. Man kann sich diesen Raum wie ein dreidimensionales Gerüst vorstellen, in dem die Zelle eingebettet ist; allerdings ein hoch komplexes und flexibles Gerüst, denn die extrazelluläre Matrix steht in permanentem Austausch mit der Zelle und reguliert beispielsweise deren Wachstum und das chemische Gleichgewicht innerhalb der Zelle. Auch in pathologischen Prozessen, wie dem Wachstum von Krebszellen, spielt die extrazelluläre Matrix eine entscheidende Rolle. So deuten viele Studien darauf hin, dass bestimmte darin vorkommende Proteine die Lebensfähigkeit von Krebszellen fördern. Tatsächlich konnte gezeigt werden, dass das Tumorwachstum mit einer Umgestaltung der extrazellulären Matrix einhergeht.

Wie eine Feder

Diese Umgestaltung wollen sich die Forschenden um Martin Béhé und Viola Vogel, Leiterin des Labors für Angewandte Mechanobiologie an der ETH Zürich, zunutze machen, um die Radionuklide in das Tumorgewebe zu bringen. Konkret beschäftigen sie sich mit einem ganz bestimmten Protein der Matrix, dem sogenannten Fibronektin. In gesundem Gewebe weist das Fibronektin eine ausgestreckte, straffe Struktur auf, die sich mit zunehmendem Krankheitsverlauf zu lockern beginnt. «Man kann sich das so vorstellen, wie bei einer mechanischen Feder. Ist die Feder angespannt, so bestehen zwischen den einzelnen Windungen grosse Lücken, wo das Medikament nicht anbinden kann. Entspannt sich hingegen die Feder, so schliessen sich die Lücken und die Bindungsaffinität steigt an», so die Analogie von Béhé. Das Fibronektin unterliegt also einer strukturellen Veränderung unter Beibehaltung seiner chemischen Zusammensetzung. Diese Veränderung reicht jedoch

aus, um die Bindungsaffinität mit gewissen Peptiden signifikant zu steigern. Bereits in einer früheren Studie konnten Béhé und sein Team zeigen, dass sogenannte Fibronektin-bindende Peptide (FnBP) als Träger genutzt werden können, um gezielt Radionuklide in die extrazelluläre Matrix eines Tumors zu transportieren. Dafür kombinierten die Forschenden das Fibronektin-bindende Peptid FnBP5 mit dem radioaktiven Isotop Indium-111. Mithilfe dieses Radiopharmazeutikums lässt sich Prostatakrebs präklinisch erfolgreich aufspüren. Allerdings reichert sich das Radionuklid nicht nur im Tumor, sondern auch in den Nieren an.

Das Problem mit den Nieren

Hohe radioaktive Ablagerungen in den Nieren beinträchtigen nicht nur das Bildgebungsverfahren, sondern können auch die Nieren schädigen. Das Problem tritt auf, da viele Proteine und Peptide durch die Nieren herausgefiltert werden, bevor sie durch den Urin ausgeschieden werden. Dieser komplizierte Prozess kann dazu führen, dass sich die Radionuklide, die an Peptide gebunden sind, lange in der Niere aufhalten, bevor sie schliesslich vollständig zerfallen oder anderweitig verarbeitet werden.

Um das Problem zu lösen, modifizierten die Forschenden das FnBP5-Peptid mit einem speziellen Protein, das in den Nieren gespalten werden kann. Dieses Protein wirkt wie eine Brücke zwischen dem ursprünglichen Peptid und dem Radionuklid. Das FnBP5 kann somit immer noch ans Fibronektin andocken und durch das Radionuklid den Tumor sichtbar machen. Doch sobald das modifizierte Medikament in die Nieren gelangt, wird das zusätzlich hinzugefügte Protein gekappt und das Radionuklid gelangt direkt in den Harnweg, von wo es ausgeschieden werden kann. Durch diesen molekularen Kniff konnten die Forschenden die Wirksamkeit des ursprünglichen Medikaments beibehalten und gleichzeitig die radioaktiven Ablagerungen in den Nieren effizient reduzieren.

Béhé: «Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse auch für andere Radiopharmazeutika verwendet werden können, die mit ähnlichen Nebenwirkungen verbunden sind.»

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Ein anderer Winterschlaf

Wie Bärtierchen Eiseskälte überdauern

Bärtierchen können sich hervorragend an raue Umweltbedingungen anpassen. Bereits 2019 wurde bewiesen, dass anhydrobiotische (getrocknete) Bärtierchen viele Jahre ohne Wasseraufnahme unbeschadet überdauern können. Ob Tiere in gefrorenem Zustand schneller oder langsamer Altern oder das Altern gar zum Stillstand kommt, war bislang unklar. Das Rätsel ist nun gelöst: Gefrorene Bärtierchen altern nicht.

Bärtierchen, auch Wasserbären genannt, gehören zur Familie der Fadenwürmer. Ihre Gangart erinnert an die eines Bären, womit die Gemeinsamkeiten bereits erschöpft wären. Die nur knapp einen Millimeter grossen Bärtierchen haben es geschafft, sich im Laufe der Evolution perfekt an schnell wechselnde Umweltbedingungen anzupassen und können bei extremer Hitze austrocknen und bei Kälte gefrieren. «Sie fallen in einen Dornröschenschlaf ohne zu sterben», erklärt Schill.

Dornröschen-Hypothese

Für einen Zellorganismus bedeutet es unterschiedlichen Stress, je nachdem ob er nun gefriert oder austrocknet. Doch Bärtierchen überstehen Hitze und Kälte gleichermassen unbeschadet. Sie zeigen dabei keine offensichtlichen Lebenszeichen mehr. Daraus ergibt sich die Frage, was mit der inneren Uhr der Tiere passiert und ob sie in diesem Ruhezustand altern.

Für getrocknete Bärtierchen, die viele Jahre in ihrem Lebensraum auf den nächsten Regen warten, haben Ralph Schill, Professor am Institut für Biomaterialien und biomolekulare Systeme der Universität Stuttgart, und sein Team die Frage nach dem Altern schon vor einigen Jahren beantwortet. In einem Märchen der Gebrüder Grimm fällt die Prinzessin in einen tiefen Schlaf. Als ein Prinz sie nach 100 Jahren küsst, erwacht sie und sieht noch immer so jung und schön aus wie zuvor. Bei den Bärtierchen im getrockneten Zustand ist es genauso und daher wird dies auch als «Dornröschen»-Hypothese («Sleeping Beauty»-Model) bezeichnet. «Während inaktiver Perioden bleibt die innere Uhr stehen und läuft erst wieder weiter, sobald der Organismus reaktiviert wird», sagt Schill. «So können Bärtierchen, die ohne Ruheperioden normalerweise nur wenige Monate leben, viele Jahre und Jahrzehnte alt werden.»

Erst unter dem Mikroskop kommt die Ähnlichkeit seines Namensvetters zur Geltung: der pralle, runde Körperbau und die kurzen Beine erinnern an die eines Bären. (Bild: Ralph Schill / Universität Stuttgart)

Bislang war noch unklar, ob dies auch für gefrorene Tiere gilt. Altern sie schneller oder langsamer als die getrockneten Tiere oder kommt das Altern auch zum Stillstand?

Alterungsprozess stoppt auch in gefrorenem Zustand

Um dies zu erforschen, haben Schill und sein Team in mehreren Experimenten insgesamt über 500 Bärtierchen bei -30 ° C eingefroren, wieder aufgetaut, gezählt, gefüttert und wieder eingefroren. Dies geschah so lang bis alle Tiere gestorben sind. Zur selben Zeit wurden Kontrollgruppen bei gleichbleibender Raumtemperatur gehalten. Die Zeit in gefrorenem Zustand ausgenommen, zeigte der Vergleich mit den Kontrollgruppen eine nahezu identische Lebensdauer. «Bärtierchen halten also auch im Eis wie Dornröschen ihre innere Uhr an», schlussfolgert Schill. Ihre Erkenntnisse und Vorgehensweise veröffentlichten die Forschenden im «Journal of Zoology» unter dem Titel «Reduced ageing in the frozen state in the tardigrade Milnesium inceptum (Eutardigrada: Apochela)».

www.uni ­ stuttgart.de

Lebend ­ Aufnahmen, die unter dem Mikroskop entstehen, helfen Schill und seinem Team, die (In ­)Aktivität der Bärtierchen zu untersuchen. (Bild: Ralph Schill / Universität Stuttgart)

Damit die Gerätenpflege nicht zur Kostenfalle wird

Tool für chromatographische Systeme

Die Wartung von Chromatographen bedeutet für viele Labore einen hohen finanziellen Aufwand, da sie in der Regel von den Geräteherstellern durchgeführt wird. Neben terminlichen Absprachen müssen hier auch eine Menge an Dokumenten und Daten zwischen Anwender­ und Herstellerseite ausgetauscht werden. Um die Wartung kosten ­ und zeiteffizienter zu gestalten, hat die Anatox GmbH & Co. KG ihr bewährtes AIQ ­Tool um ein neues Feature erweitert: Die Qualifizierungssoftware ermöglicht nun auch eine für alle Systemkomponenten standardisierte Wartungsprozedur, was deutliche Kostenvorteile für die Gerätepflege bringt.

Chromatographische Systeme sind für die Arbeit vieler Hersteller pharmazeutischer Produkte in der Qualitätskontrolle und Labore etwa in den Bereichen Life Science und Food essentiell. Umso wichtiger ist es, dass die Geräte so leistungsfähig, wirtschaftlich und sicher wie möglich arbeiten. «Eine regelmässige Wartung ist daher nicht nur als Vorbereitung für die obligatorische Qualifikation essentiell. Sie soll auch dabei helfen, Standzeiten zu verlängern und dem Verschleiss gewisser Komponenten vorzubeugen – Stillstandzeiten sind auch für Labore ein teurer Luxus.» Jedoch ist die Wartung oftmals unnötig aufwendig, denn dafür werden in der Regel Techniker der Hersteller ins Labor geschickt. Damit einher geht ein teils unübersichtlicher Abstimmungsprozess, bei dem Wartungslisten in Papierform abgearbeitet und ausgetauscht werden müssen. Eine langfristige und übersichtliche Dokumentation gestaltet sich allein aufgrund ihrer Anzahl schwierig. Ist zudem ein Komponentenwechsel notwendig, kann das Gerät währenddessen nicht benutzt werden, bis ein Techniker den Tausch durchgeführt hat – auch hier ist das Labor von externen Spezialisten abhängig. Insgesamt entstehen dabei unterschiedliche hohe Kosten für die Wartungsprozesse, die zum Grossteil vermeidbar wären.

Sobald sich ein Anwender mit dem gewünschten Gerät verbindet, ermittelt die Software automatisch den Zustand des Chromatographen und listet die notwendigen Wartungsschritte auf. (Bild: Anatox GmbH & Co. KG)

Abhilfe schafft das «Automatic Instrument Qualification»-Tool (AIQ-Tool) der Anatox. Dabei handelt es sich um eine Qualifikationssoftware für Chromatographen, die nun um eine herstellerunabhängige Wartungsfunktion erweitert wurde. Diese ermöglicht dem Labor eine selbstständige Wartung,

die Abhängigkeiten auflöst, Instandhaltung erleichtert und gleichzeitig Rechtssicherheit bietet. Alle Prüfungen können vom Laborpersonal (auch mit entsprechender Schulung des Softwareherstellers) selbst bewerkstelligt werden – die Beauftragung des Geräteherstellers ist nicht mehr notwendig.

Die Industrie stünde ohne sie still: Viele Laborbereiche verschiedener Branchen nutzen für eine präzise Stofftrennung chromatographische Systeme. (Bild: Anatox GmbH & Co. KG, created with Gimp)

Schritt für Schritt durch die Wartung

Sobald sich ein Anwender mit dem zu wartenden Gerät verbindet, ermittelt die Software automatisch den Zustand des Chromatographen und listet die notwendigen Wartungsschritte auf. Diese sind herstellerkonform und erfüllen die geltenden Regularien und Richtlinien in Bezug

Chromatograpische Systeme enthalten zahlreiche Komponenten, die regelmässig geprüft und gewartet werden müssen, um das präzise Arbeiten der Geräte sicherzustellen. (Bild: Anatox GmbH & Co. KG)

auf den Einsatz dieser Laborgeräte. Je nach Art und Ausführung des Equipments werden die notwendigen Funktionstests dann modulweise durchgeführt. Dies kann etwa die Prüfung auf Dichtigkeit oder die Effizienz der Pumpe umfassen, aber auch Heizraten der thermostatisierten Öfen oder die Leistung der Detektoren. Die Anwender werden Schritt für Schritt durch den Prozess geführt, den eigentlichen Testablauf und die Auswertung übernimmt das AIQ-Tool automatisch. «Dabei instruiert das Programm den Anwender detailliert, wenn bspw. eine Komponente zu reinigen oder auszutauschen ist. In der Software wird automatisch hinterlegt, welche Schritte durchgeführt, wiederholt oder übersprungen wurden», beschreibt Wilhelm die Funktionsweise. In den beiden letztgenannten Fällen kann der Benutzer in einer Kommentarfunktion eingeben, warum dies notwendig war. «Der grosse Vorteil ist, dass im Zuge der Wartung automatisch eine lückenlose digitale Dokumentation angelegt wird, die für einen späteren Vergleich oder als Vorbereitung der Qualifikation herangezogen werden kann», so Wilhelm weiter.

Ein zusätzlicher Vorteil des Wartungstools ergibt sich durch das Tracking bzw. Ausle -

sen der Verschleisscounter der Chromatographen. «Diese Daten helfen dem Kunden dabei nachzuvollziehen, wie oft die Geräte benutzt und wie stark bestimmte Komponenten beansprucht wurden», so Wilhelm. Dadurch lässt sich einerseits zügig feststellen, wo bereits Verschleiss eingetreten ist. Gleichfalls können die implementierten Tests auch einzeln für die Fehlerdiagnose benutzt werden. Auf diese Weise ist es möglich, rechtzeitig und günstiger Ersatzteile zu bestellen und vorrätig zu halten, so dass der Austausch zügig erfolgen kann, ohne lange auf einen Techniker warten zu müssen. Da das Labor, vollständige Kontrolle über den Wartungsprozess hat, lassen sich einige Kosten einsparen, die bspw. entstehen, wenn der Techniker die Geräteprüfung und den Teiletausch durchführt. Im Rahmen der Schulungen von Anatox, die auch remote erfolgen können, erhalten die Anwender einen Eindruck davon, welche Wartungsschritte und Teilewechsel sie selbst durchführen können.

Höhere

Unabhängigkeit des Labors vom Hersteller

Das Treiberkonzept des AIQ-Tools nutzt dabei die direkte Steuerung des angeschlossenen Instruments via Netzwerkkabel für den Datenaustausch. Sämtliche Parameter werden kontinuierlich überwacht und die erfassten Ergebnisse – in -

Detlef Wilhelm, Geschäftsführer der AnaTox GmbH & Co. KG. (Bild: Anatox GmbH & Co. KG)

Sämtliche Parameter werden kontinuierlich überwacht und die erfassten Ergebnisse – inklusive aller Roh ­ und Metadaten – in der eigenen AIQ ­ Datenbank gespeichert, so dass sie nicht durch externe Zugriffe manipuliert werden können. (Bild: Anatox GmbH & Co. KG)

klusive aller Roh- und Metadaten – in der eigenen AIQ-Datenbank gespeichert, so dass sie nicht durch externe Zugriffe manipuliert werden können. Zudem werden im ausführlichen Wartungsreport auch die Angaben des durchführenden Ingenieurs sowie dessen Zertifikat in der Datenbank der AIQ-Tool Software abgespeichert, so dass eine vollständige Rückverfolgbarkeit der Wartungen jederzeit gegeben ist. Die entsprechenden modulspezifischen Counter werden ebenfalls aktualisiert bzw. zurückgesetzt. Damit ist sichergestellt, dass die anschliessende Qualifikation mit dem AIQ-Tool vom Anwender erfolgreich durch -

geführt werden kann. Das Reporting enthält somit alle relevanten Informationen zum Zustand des Systems. «Mit dem AIQTool erhalten Labore eine 2-in-1-Lösung, mit der sie sowohl Wartung als auch Qualifikation vollautomatisch, rechtssicher und anwenderfreundlich durchführen können. Dadurch sind sie weniger abhängig von den Herstellern und deren Technikern in Bezug auf Wartung, Komponentenpflege und Prüfungen. Die Kosten für die Instandhaltung können dadurch enorm reduziert werden», fasst Wilhelm zusammen.

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Sicheres Scale-up vom Labor zur Produktion

Risiken

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Stimulation des Vagusnervs

Diese Technik verhindert schwere Covid-Verläufe

2020 vorausgesagt und 2022 in der Klinik bestätigt: Eugenijus Kaniusas von der Technischen Universität Wien und seine Partner zeigten, dass die Stimulation des aurikulären Vagusnervs eine entzündungshemmende Wirkung bei schweren Covid ­19 ­Verläufen hat.

Die Vagusnerv-Stimulation der Ohrmuschel (kurz aVNS) wird eingesetzt, um chronische Erkrankungen zu behandeln, die ein gesamtes Organsystem betreffen. Beispiele dafür sind die Schmerztherapie, aber auch die Behandlung von Depressionen oder Durchblutungsstörungen. Bei dieser minimalinvasiven Therapie werden ausschliesslich die sensorischen Nervenenden in der Ohrmuschel stimuliert, wodurch auch antientzündliche Prozesse angestossen werden. Dass diese neue Methode funktioniert und einen therapeutischen Mehrwert hat, konnten Eugenijus Kaniusas und sein Team bereits mehrfach zeigen. Die neuesten Studienergebnisse publizierte das Forschungsteam in der Fachzeitschrift «Frontiers in Physiology»

Ein System im Ungleichgewicht

Löst ein Virus – wie beispielsweise SarsCoV-2 – eine entzündliche Reaktion im Körper aus, wird diese Information über das sensorische Nervensystem an das Gehirn übermittelt. Der Vagusnerv, der sich vom Gehirn bis in die meisten Organe des menschlichen Körpers erstreckt, antwortet regulatorisch mit einem anti-inflammatorischen Reflex. Fällt die entzündungshemmende Reaktion jedoch zu schwach aus, kann die überschiessende Entzündung die körpereigene Regeneration negativ beeinflussen. Um die Balance zwischen der initial schützenden Entzündungsreaktion und den regenerativen Prozessen wiederherzustellen, können aVNS-Systeme eingesetzt werden.

«Die Elektrostimulation des aurikulären Vagusnervs konnte die Entzündungsreaktion bei Covid19 ­ Patientinnen und ­ Patienten nicht nur aufhalten, sie konnte dieser sogar entgegenwirken», so Eugenijus Kaniusas, Professor am Institut

Um ihre Hypothese, dass aVNS auch bei schweren Covid-19-Fällen den Heilungsprozess unterstützt, zu überprüfen, arbeiteten die Forschenden der Technischen Universität Wien eng mit dem Klinikum

Favoriten, der Medizinischen Universität Wien, dem Health Service Center der Wiener Privatklinik, der Sigmund Freud Privatuniversität Wien und der Immunologischen Tagesklinik Wien zusammen.

Vagusnerv-Stimulation bei schweren Corona-Verläufen

So konnte das Forschungsteam in seiner jüngsten Studie zeigen, dass der bereits 2020 – zu Beginn der Pandemie – vorhergesagte positive Effekt, den die Vagusnerv-Stimulation auf den Verlauf von schweren Corona-Erkrankungen hat, tatsächlich besteht. Dazu untersuchte das Team den Einsatz von aVNS an Patientinnen und Patienten, die akut an Corona erkrankt waren und kurz vor einer künstlichen Beatmung standen.

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Von links: Eugenijus Kaniusas, Babak Dabiri und Andreas Dickinger. (Bild: TU Wien)

für Biomedizinische Elektronik der TU Wien.

Greift das Virus den Körper an, können Entzündungsreaktion und Heilungsprozess aus dem Gleichgewicht geraten. Die inflammatorische Antwort des Körpers richtet dann einen grösseren Schaden an, als es der Erreger selbst tut. Dieses Gleichgewicht gilt es wiederherzustellen – beispielsweise durch Einsatz eines aVNS-Systems. «Die Elektrostimulation des aurikulären Vagusnervs konnte die Entzündungsreaktion bei Covid-19-Patientinnen und -Patienten nicht nur aufhalten,

sie konnte dieser sogar entgegenwirken», so Eugenijus Kaniusas, Professor am Institut für Biomedizinische Elektronik der TU Wien, dem Ergebnis Nachdruck.

Stimulation exakt zum richtigen Zeitpunkt

Der therapeutische Erfolg von aVNS steigt zudem durch eine Anpassung des Systems. Denn sendet ein aVNS-System konstant elektrische Impulse, kann dies zu

Nebenwirkungen wie Schmerzen führen. Auch ist der Stromverbrauch deutlich höher, als wenn das System auf den oder die Patientin individuell reagiert und gezielt Reize aussendet. Um dies zu realisieren, haben die Forschenden um den Dissertanten Babak Dabiri einen geschlossenen Regelkreis integriert. Kaniusas erklärt: «So ist es uns möglich, den Vagusnerv genau dann zu stimulieren, wenn das Gehirn zuhört. Dies ist der Fall, wenn das Herz sich gerade zusammenzieht und das Blut in die Gefässe strömt oder die betreffende Person gerade ausatmet.» So können Überund Unterstimulation verhindert werden, die häufig durch eine dauerhaft anhaltende aVNS entstehen.

Während sich einfache Messungen ausschliesslich auf die Vergangenheit beziehen, haben Kaniusas und sein Team mit Vorhersagen gearbeitet: «In der Studie konnten wir zeigen, dass eine prädiktive Stimulation funktioniert und zum gewünschten Ergebnis führt. Möglich war dies durch eine Feedbackfunktion des Systems, über die das aVNS-System konstruktiv mit dem parasympathischen System interferieren kann», sagt der Elektrotechniker Kaniusas. «Das aVNS-System hört den gemessenen Biosignalen zu und entsendet genau zum richtigen Zeitpunkt seinen Reiz, wie eine intelligente elektrische Pille», zieht er schliesslich einen Vergleich. Dies ist ein wichtiger Schritt in Richtung Personalisierung, durch die sich das Forschungsteam auch bessere therapeutische Erfolge und mehr Akzeptanz seitens der Anwenderinnen und Anwender erwartet.

www.tu ­ wien.at

Individualisierte aurikuläre Vagusnerv ­ Stimulation zum richtigen Zeitpunkt und mit richtiger Stärke. (Bild: TU Wien)

Individualisierte aurikuläre Vagusnerv ­ Stimulation – eine direkte Verbindung in den Hirnstamm. (Bild: TU Wien)

Neuartiges Antibiotikum

Ein Mittel gegen resistente Keime entdeckt

Antibiotika galten lange Zeit als Wunderwaffe gegen bakterielle Infektionen. Viele Erreger haben sich jedoch an die Wirkstoffe angepasst und sind resistent geworden, daher wird die Suche nach neuen antibakteriellen Substanzen immer wichtiger. Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung der Universität Basel hat nun mittels Computeranalyse ein neues Antibiotikum entdeckt und sein Wirkprinzip entschlüsselt. Ihre Studie ist ein wichtiger Schritt in der Entwicklung neuer wirksamer Medikamente.

Als «Stille Pandemie» bezeichnet die Weltgesundheitsorganisation (WHO) die im Stillen rasant wachsende Zahl antibiotikaresistenter Bakterien. Die Krise wird durch den Umstand verschärft, dass in den letzten Jahrzehnten kaum neue Medikamente auf den Markt gekommen sind. Schon heute lassen sich nicht mehr alle Infektionen behandeln und sogar Routine-Eingriffe werden zur Gefahr.

Um den Vormarsch antibiotikaresistenter Keime aufzuhalten, braucht es dringend neue Wirkstoffe. Eine solche Entdeckung ist dem Team um Prof. Dr. Sebastian Hiller vom Biozentrum der Universität Basel und Forschenden der Northeastern University in Boston gelungen. Die Arbeit entstand im Rahmen des Nationalen Forschungsschwerpunktes (NFS) «AntiResist» und erschien in der Fachzeitschrift «Nature Microbiology».

Ein cleverer Gegner

Das neue Antibiotikum Dynobactin haben die Forschenden durch ein computerbasiertes Screening entdeckt. Es tötet gramnegative Bakterien, zu denen viele gefährliche und resistente Keime gehören. «Antibiotika gegen diese Gruppe von Bakterien zu finden, ist alles andere als trivial», sagt Hiller. «Sie sind durch ihre doppelte Membran gut geschützt und bieten daher nur wenig Angriffsfläche. Und in den Millionen Jahren ihrer Evolution haben sie zahlreiche Wege gefunden, Antibiotika unschädlich zu machen.»

Erst im vergangenen Jahr hat Hillers Team das Wirkprinzip des kürzlich entdeckten Peptidantibiotikums Darobactin entschlüsselt. Diese Erkenntnisse flossen direkt in die Suche nach neuen Antibiotika ein. Dabei machten sie sich unter anderem zu Nutze, dass viele Bakterien selbst antibio -

tisch wirkende Peptide herstellen, um sich gegenseitig zu bekämpfen. Und dass diese Peptide, im Gegensatz zu Naturstoffen, im Erbgut der Bakterien festgeschrieben sind.

Tödliche Wirkung

«Die Gene für solche Peptidantibiotika besitzen ein klares Erkennungszeichen», erklärt Ko-Erstautor Dr. Seyed M. Modaresi. «Nach diesem Merkmal hat der Rechner das gesamte Erbgut von Bakterien, die solche Peptide produzieren, systematisch durchforstet. Dabei sind wir auf Dynobactin gestossen.» Dass es äusserst wirksam ist, konnten die Autoren in ihrer Studie zeigen. Mäuse mit einer lebensgefährlichen Blutvergiftung durch resistente Bakterien überstanden die schwere Infektion durch die Gabe von Dynobactin.

Durch eine Kombination verschiedener Methoden konnten die Forschenden die Struktur und die Wirkungsweise von Dynobactin ermitteln. Es blockiert das bakterielle Membranprotein BamA, das beim Aufbau und der Erneuerung der äusseren Schutzhülle der Keime eine wichtige Rolle spielt. «Dynobactin steckt von aussen wie ein Korken im

BamA und hindert es daran, seine Aufgaben zu erfüllen. Die Bakterien sterben», so Modaresi. «Obwohl Dynobactin chemisch kaum Ähnlichkeiten mit dem bekannten Darobactin aufweist, bekommt es die Bakterien an derselben Stelle zu fassen. Damit hatten wir anfangs nicht gerechnet.»

Rückenwind für AntibiotikaForschung

Auf molekularer Ebene jedoch, so stellten die Forschenden fest, interagiert Dynobactin anders mit BamA als Darobactin. Indem man bestimmte Eigenschaften der beiden kombiniert, liessen sich die potenziellen Wirkstoffe weiter verbessern und optimieren. Dies ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einem wirksamen Medikament. «Die computerbasierte ScreeningMethode wird der Suche nach den dringend benötigten Antibiotika einen neuen Schub verleihen», so Hiller. «Zukünftig wollen wir das Ganze erweitern und noch mehr Peptide auf ihre Tauglichkeit hin prüfen.»

www.unibas.ch

Das neu entdeckte Antibiotikum Dynobactin wirkt auch gegen resistente Problemkeime (Symbolbild). (Bild: Envato)

Gewerbliche Geschirrspüler zerstören Darmepithelzellen

Gefahr für die öffentliche Gesundheit

Nach einem Waschgang in professionellen Spülmaschinen bleibt ein Rest des Klarspülers auf dem Geschirr zurück. Dies beschädigt die natürliche Schutzschicht des Darms und kann zur Entstehung von chronischen Krankheiten beitragen, wie das mit der Universität Zürich assoziierte Schweizerische Institut für Allergie ­ und Asthmaforschung mithilfe von Organoiden nachgewiesen hat.

Ob im Restaurant, in der Schule oder in der Kaserne: Professionelle Geschirrspülmaschinen sorgen dafür, dass Teller, Gläser und Besteck in nur wenigen Minuten wieder blitzsauber und trocken sind. Doch das praktische System ist mit gesundheitlichen Risiken verbunden. Dies fanden Forschende des mit der Universität Zürich (UZH) assoziierten Schweizerischen Instituts für Allergie- und Asthmaforschung (Siaf) in einer neuen Studie heraus. Vor allem ein bestimmter Inhaltsstoff von gewerblichen Klarspülern hat einen toxischen Effekt auf den Magen-Darm-Trakt.

Chemische Rückstände auf sauberen Tellern

Bei einem für gewerbliche Geschirrspüler typischen Waschgang zirkuliert heisses Wasser und Spülmittel für etwa sechzig Sekunden bei hohem Druck in der Maschine. Danach erfolgt für weitere sechzig Sekunden ein Spül- und Trockengang unter Zugabe von Wasser und Klarspüler. «Besonders bedenklich ist, dass bei vielen Geräten dabei keine zusätzlichen Spülgänge zur Entfernung der Reste des Klarspülers durchgeführt werden», sagt Studienleiter Cezmi Akdis, Professor für Experimentelle Allergologie und Immuno -

logie an der UZH und Direktor des Siaf. «Dadurch bleiben potenziell giftige Substanzen auf dem Geschirr zurück und trocknen ein.» Bei der nächsten Verwendung des Geschirrs können sie so leicht in den Magen-Darm-Trakt gelangen. Das Team um Akdis hat deswegen untersucht, welche Auswirkungen die Inhaltsstoffe von gewerblichen Spülmitteln und Klarspülern auf das Darmepithel haben – die Zellschicht, die den Darm auskleidet und kontrolliert, was in das Körperinnere gelangt. Ein Defekt in dieser Barriere wird mit Krankheiten wie Nahrungsmittelallergien, Gastritis, Diabetes, Fettleibigkeit, Leberzirrhose, rheumatoide Arthritis, multiple Sklerose, Autismus-Spektrum-Erkrankungen, chronischen Depressionen und Alzheimer in Verbindung gebracht. Ähnliche Schutzschichten gibt es auch auf der Haut und in der Lunge. Wie zahlreiche Studien gezeigt haben, können viele im Alltag verwendete Zusatzstoffe und Chemikalien diesen einen Schaden zufügen.

«Wir nehmen an, dass defekte epitheliale Barrieren bei der Entstehung von zwei Milliarden chronischen Krankheiten eine Rolle spielen», so Akdis. Diesen Zusammenhang erklärt die sogenannte EpithelbarriereHypothese, die Akdis im Laufe von mehr

Toxische Substanz im Klarspüler

Für ihre Untersuchung verwendete die Forschenden eine neu entwickelte, moderne Technologie − menschliche Darm-Organoide und Darmzellen auf Mikrochips. Das Gewebe bildet hierbei dreidimensionale Zellhäufchen, die dem menschlichen Darmepithel sehr ähnlich sind. Mit verschiedenen molekularbiologischen Methoden analysierten sie den Effekt, den gewerbliche Geschirrspüler und Klarspüler auf diese Zellen hatten. Hierbei setzten sie Verdünnungen ein, die in etwa der auf dem Geschirr getrockneten Menge entsprachen (1:10 000 bis 1:40 000).

Das Resultat: In einer hohen Dosis führte der Klarspüler zum Tod der Darmepithelzellen, bei niedrigeren Dosen wurde die Epithelbarriere durchlässiger. Zudem beobachteten sie die Aktivierung mehrerer Gene und die Produktion von Signalstoffen, die Entzündungsreaktionen auslösen können. Eine genauere Analyse zeigte, dass vor allem einer der Inhaltsstoffe des Klarspülers, nämlich Alkoholethoxylat, für diese Reaktion verantwortlich war.

Laut Akdis sind diese Erkenntnisse von grosser Bedeutung für die öffentliche Gesundheit: «Die von uns nachgewiesenen Effekte können den Beginn der Störung des Darmepithels und vieler chronischer Krankheiten signalisieren.» Er fordert deshalb die Ergreifung sofortiger Massnahmen. «Es ist wichtig, die Öffentlichkeit auf diese Gefahr hinzuweisen, da Alkoholethoxylate offenbar häufig in gewerblichen Geschirrspülern verwendet werden.»

www.uzh.ch

als zwanzig Jahren Forschung auf diesem Gebiet mitentwickelt hat.

Bestimmte Geschirrspühlmittel weisen schädliche Substanzen auf, die die Darmschutzschicht beschädigen können. (Bild: Shutterstock)

ILMAC 2023

«Alle ziehen am gleichen Strang»

Im Interview mit der ChemieXtra verrät Messeleiterin Céline Futterknecht, was sich auf der grössten Schweizer Fachveranstaltung für die Life Science Branche verändern wird. Neben der Stärken und dem Ausbau der Bereiche Labortechnologie, Prozesstechnologie, Biotechnologie und Pharmalogistik antwortet die ILMAC auch mit einer neuen digitalen Plattform auf die Bedürfnisse der Branche. Die ChemieXtra ist Hauptmedienpartnerin der ILMAC.

Es ist kein Geheimnis: Fachmessen stehen vielerorts vor strukturellen Herausforderungen. Die ILMAC LAUSANNE hingegen, verzeichnete 2022 Teilnehmerzahlen in Rekordhöhe. Auf was führen Sie diesen Erfolg zurück?

Céline Futterknecht: Ich war nicht überrascht. Ich habe es kommen sehen, dass

sich die Menschen nach der Pandemie wieder live treffen wollen. Zudem ist das Konzept in Lausanne äusserst kompakt und daher für Austeller hoch effizient. Die Plattform ermöglicht den Anbietern unkomplizierte Standpräsenzen, mit sehr wenig Aufwand für die Aussteller selbst – Ab einem 9 Quadratmeter grossen Systemstand, ist man schon dabei. Solche Angebote locken auch neue Aussteller und junge Startups an.

Inwiefern unterscheiden sich die ILMAC in Basel und in Lausanne?

Futterknecht: Die ILMAC Basel ist viel grösser und hat ein anderes Konzept als die ILMAC in Lausanne. Es gibt viel mehr individuelle und flächenmässig grössere Stände. Während in Basel die Angebotstiefe viel grösser ist und auch grosse Maschinen und Geräte präsentiert werden, steht in Lausanne das Networking stärker im Mittelpunkt.

In Basel wird eine breitere Palette an Produkten angeboten. Was kann ich als Besucher in Basel sonst noch erwarten?

Futterknecht: Inhaltlich gesehen, nimmt das hochkarätige Forum einen immer grösseren Stellenwert ein. In den letzten Jahren hat die Teilnehmerzahl kontinuierlich zugenommen. Im Forum thematisieren internationale Referenten Aktuelles aus der Wissenschaft und Forschung. Neu bieten wir einen Startup-Bereich mit kleinen Ständen an speziell für Jungunternehmen. Zudem haben wir wieder eine Sonderschau für Themen aus der Instandhaltung. Im Bereich «ILMAC job connect» präsentieren Unternehmen Stellenangebote und spannende Karrieremöglichkeiten. Hier können Arbeitgeber und angehende sowie berufstätige Fachkräfte in persönlichen Gesprächen unverbindliche Informationen einholen und wertvolle Kontakte knüpfen. Parallel zur ILMAC finden wie in den letzten Jahren an zwei Tagen die Pharma Lo -

An der ILMAC stellen namhafte Unternehmen wie Metrohm, Anton Paar oder Semadeni aus. (Bild: MCH Group)

Céline Futterknecht ist Brand Director der ILMAC. (Bild: MCH Group)

gistics Days in der separaten Halle 2.0 statt. Die Sonderschau hat aktuelle Themen wie Nachhaltigkeit und Sicherheit in der Logistikbranche, aber auch Neuigkeiten rund um das Thema Verpackung und Transport im Fokus.

Nehmen wir an, ich bin ein Chemiker und bin unsicher, ob ich die Messe überhaupt besuchen soll. Können Sie mich überzeugen?

Futterknecht: Erstens: Die ILMAC gibt es seit über 60 Jahre. Die Community kennt sich schon sehr lange und ist gut vernetzt. Sie treffen also auf bekannte aber auch auf neue Gesichter. Es ist ein idealer Ort, um bestehende Kontakte zu pflegen und neue kennenzulernen. Und Zweitens: Die ILMAC ist thematisch sehr breit aufgestellt. Labor-, Prozesstechnologie und Biotechnologie stellen nach wie vor die Schwerpunkte der ILMAC dar. Und für einen interes-

santen Wissenstransfer sorgt das Forum. Wir bilden an der ILMAC über 20 Industriezweige ab. Da ist sicher für jeden etwas Interessantes dabei.

Werfen wir einen Blick auf die Konkurrenz. Die Fachmesse Achema hat 2022 erfolgreich eine neue App lanciert. Haben Sie für die ILMAC 2023 auch eine App?

Futterknecht: Wir arbeiten kontinuierlich an unserer digitalen Strategie. Diese ist voll und ganz auf die Bedürfnisse der Branche ausgerichtet. Wir werden eine neue digitale Plattform diesen Frühling lancieren mit einer App mit interessanten neuen Funktionen und Inhalten zur ILMAC Basel.

Was nehmen Sie vom Erfahrungsschatz aus der ILMAC LAUSANNE nach Basel mit?

Praktische Statistik: Präsenz- und Online-Kurse!

• Alle Methoden werden mit praktischen Beispielen illustriert und direkt am PC geübt. Kein mathematischer Formalismus.

• Kursform/-ort: online oder Basel. Kurssprache: Deutsch; Französisch und Englisch sowie firmenspezifische Kurse auf Anfrage.

Statistische Versuchsplanung und Optimierung am PC

Teil A: 4.–5.5.23: Einführung, Screening, Modellierung, fraktionierte faktorielle und Optimierungspläne, grafische Analyse.

Teil B: 21.–22.6.23: Optimierung von mehreren Zielgrössen (Design Space) und von Formulierungen, eigene spezifizierte Experimente.

Futterknecht: Ich habe volles Vertrauen in mein starkes und erfahrenes Team. Nach unserem gelungenen Start mit der erfolgreichen Durchführung der ILMAC LAUSANNE, möchten wir nun eine grossartige ILMAC in Basel umsetzen. Mit dem Ziel, dass die Branche wieder zusammenkommen kann. Und das ist das Wichtige.

Fachmesse

ILMAC 2023

Die Veranstaltung findet in Halle 1.0 und 2.0 der Messe Basel statt. Vom Dienstag, dem 26. September, bis Donnerstag, dem 28. September 2023. Seit 1959 bildet die Fachmesse sämtliche Anwendungen für die Life-ScienceBranche ab. www.ilmac.ch

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Messe Basel

Vier Plattformen und ein Thema: Nachhaltigkeit

Jedes Unternehmen, jede Verwaltung, Forschungs­ oder Bildungseinrichtung mit einem Verantwortungsbereich für Nachhaltigkeit findet am 28. und 29. März 2023 in der Messe Basel eine Plattform zum Know ­ how ­Transfer, Networking und Austausch. Die drei Kongress­ und Ausstellungsformate SmartSuisse, Re Summit und Future ­ Proof Infrastructure sowie die Messe für Umwelttechnik MUT bedienen jeweils ihre eigene Zielgruppe und vernetzen sich zusätzlich an einem gemeinsamen Dinner­ Abend. Hochkarätige Referenten wie Bertrand Piccard nehmen an der Plattform teil.

Die stetig wachsenden Themenfelder Digitalisierung und Nachhaltigkeit führen zu einer Transformation von Technologien, Branchen und Berufsfeldern. Um die aktuellen Herausforderungen zu meistern, entstehen interdisziplinäre Netzwerke aus Politik, Industrie und Investment. «Die Sustainability Days vernetzen Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger der unterschiedlichen Fachbereiche, beleuchten das Thema Nachhaltigkeit aus verschiedenen Blickwinkeln und zeigen konkrete Lösungen auf», sagt Julien Rousseau, Brand Director der Sustainability Days.

SmartSuisse –Smart up Your City

Die SmartSuisse fungiert als Kongress und Ausstellung rund um das Thema Smart City. Hier dreht sich alles um Governance, Mobility, Energy & Environment, Infrastructure und neu auch um Health. Erwartet werden über 1000 Fachexpertinnen und -experten. Die SmartSuisse bringt Entscheiderinnen und Entscheider aus Städten, Gemeinden, Wirtschaft, Wissenschaft und Verbänden zusammen und fördert den Dialog. Der Mix aus Kongress und Begleitausstellung bietet viele Austauschmöglichkeiten.

MUT – Messe für Umwelttechnik

Die MUT vermittelt konzentriertes Wissen und vernetzt Expertinnen und Experten in der ganzen Bandbreite der Schweizer Umwelttechnik. Sie bringt unterschiedliche Anbieter mit Anwenderinnen und Anwendern zusammen, um an zwei Tagen einen Austausch über neuste Entwicklungen und Produkte zum Schutz der Umwelt zu ermöglichen. Vor, während und nach der MUT finden regionale Fachseminare mit Einblick in die aktuelle Forschung, in Best Practices und Technologien statt.

An der MUT treffen sich Fachpersonen aus der Umwelttechnik. (Bild: Shuttersttock)

Eine Basler Messe für Umwelttechnik

Die Umwelttechnikmesse MUT fand erstmals bereits 2019 parallel zu der 60. Ausgabe der Ilmac 2019 in Basel statt. Jetzt nach rund dreieinhalb Jahren Stille wurde die Messe wiederbelebt. Sie präsentiert sich nun neu zusammen mit den anderen drei Plattformen zusammen während der Sustainability Days.

Quelle: ChemieXtra

Re Summit – Resources, Reinventions, Renewables

Bei der dritten Plattform Re Summit reicht das Themenspektrum von Corporate Sustainability über Klimaschutz und saubere Energie bis hin zu nachhaltiger Beschaffung. Auf der Begleitausstellung präsentieren Unternehmen ihre neuen Nachhaltigkeits-Lösungen, während am Kongress Entwicklungen referiert und diskutiert werden. Das Re Summit richtet sich an alle Unternehmen, an Kantone, Städte und Gemeinden sowie Organisationen, Zertifizierungsstellen und Hochschulen.

Future-Proof Infrastructure –für eine nachhaltige Infrastruktur

Future-Proof Infrastructure ist die vierte Plattform im Bunde. Sie richtet sich gezielt an den globalen Markt. Der englischsprachige Kongress mit Begleitausstellung ist in vier Regionen unterteilt: «Americas», «Europe», «Asia and Pacific» sowie «Africa and Middle-East». Er initiiert mit kuratierten Early Stage-Projekten die Vermittlung zwischen Projektentwicklern und Investorinnen und Investoren im Bereich nachhaltiger Infrastrukturprojekte. Ein dauerhaftes Netzwerk bringt Entwicklerinnen und Entwickler, öffentliche Institutionen, Zulieferfirmen und Investments auf einer Community-Plattform näher zusammen und nachhaltige Infrastrukturprojekte auf den Weg.

Referenten aus dem In- und Ausland

Ausstellerinnen, Partner und Besucherinnen dürfen sich auf hochkarätige Referate

aus dem In- und Ausland freuen. Petteri Taalas, finnischer Generalsekretär der Weltwetterorganisation, sorgte bereits mit dem Klimabericht der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) zum Auftakt der Weltklimakonferenz im November 2022 für Aufsehen. Er gilt als Mahner für rasche Massnahmen gegen den Klimawandel. Dr. Päivi Sillanaukee, ebenfalls aus Finnland und Botschafterin für Gesundheit im finnischen Aussenministerium, übernimmt die europäische Vorreiterrolle in Bezug auf eine Digitalisierung des Gesundheitswesens. Ihr Referat wird aufzeigen, was sich andere davon abschauen können.

Ebenso in Basel mit dabei ist auch Thomas Rau, deutscher Architekt mit Mission, ein Visionär für eine nachhaltige Entwicklung des Bauens. Er ist bekannt für seine anregende Weise zu denken und der Konfrontation im Gespräch nicht aus dem Weg zu gehen. Aus der Schweiz haben unter vielen anderen bereits folgende Referenten zugesagt: Jürg Grossen, Nationalrat, GLP Präsident und Experte in der Verkehrs- und Energiepolitik, Martin Landolt, Nationalrat und Verwaltungsratspräsident der Santésuisse-Gruppe, sowie

Lukas Engelberger, Präsident der Gesundheitsdirektorenkonferenz und Regierungsrat des Kantons Basel-Stadt.

Stadtpräsidenten aus der ganzen Schweiz werden die Sustainability Days in Basel nutzen, um über klimaneutrale Städte und eine nachhaltige Zukunft zu diskutieren. Ausserdem als Keynote Speaker sowie beim Networking Dinner mit von der Partie ist der Schweizer Arzt Bertrand Piccard, der sich für Innovation, nachhaltige Entwicklung und Verantwortlichkeit einsetzt. Piccard war der erste Mensch, der in einem Heissluftballon um die Welt flog –mit solch aussergewöhnlichen Aktionen will er für diese Themen sensibilisieren und zu politischem Handeln anregen. Durch das Verbinden von Wissenschaft und Abenteuer schafft er es, der Öffentlichkeit die Herausforderungen unserer Zeit auf eindrucksvolle Weise näher zu bringen.

Das «Fenster zum Himmel» ist ein architektonisches Merkmal der Messe in Basel. (Bild: MCH Group)

Neue dreidimensionale Aufnahmen

Nanotechnik aus dem Mittelalter?

Zum Vergolden von Skulpturen verwendeten Künstler im späten Mittelalter oft einen hauchdünnen Goldfilm, der von einer Silberschicht getragen wurde. Forschende am Paul ­Scherrer­ Institut (PSI) haben dreidimensionale Nanobilder von diesem sogenannten Zwischgold gemacht. Die Aufnahmen zeigen, wie hoch entwickelt die mittelalterliche Fertigungstechnik war, und erklären, warum die Restaurierung dieser Kunstwerke so schwierig ist.

Die Proben, die an der Synchrotron-Lichtquelle Schweiz SLS mit einer der modernsten Mikroskopietechniken untersucht wurden, waren selbst für das erfahrene PSI-Team ungewöhnlich: winzige Stückchen Material von einem Altar und von Holzstatuen aus dem 15. Jahrhundert. Der Altar wurde vermutlich um 1420 in Süddeutschland hergestellt und stand lange Zeit in einer Bergkapelle auf der Alp Leiggern im Wallis. Heute ist er im Landesmuseum in Zürich ausgestellt. In der Mitte sieht man Maria mit dem Jesuskind auf dem Arm. Die Materialprobe stammt aus einer Gewandfalte der Muttergottes. Die winzigen Proben der anderen beiden mittelalterlichen Skulpturen wurden vom Historischen Museum Basel zur Verfügung gestellt.

Das Material wurde zur Vergoldung der Figuren verwendet. Es handelt sich aber nicht um Blattgold, sondern um eine doppelseitige Folie aus Gold und Silber, wobei das Gold hauchdünn sein kann, da es vom Silberblatt getragen wird. Dieses sogenannte Zwischgold war bedeutend billiger. «Obwohl Zwischgold im Mittelalter häufig verwendet wurde, wusste man bisher wenig über dieses Material», sagt Benjamin Watts, Physiker am PSI. «Deshalb wollten wir die Proben mit einer 3-D-Technik untersuchen, die kleinste Details sichtbar machen kann.» Zwar wurde Zwischgold bereits mit anderen Mikroskopietechniken untersucht, doch diese zeigten nur einen zweidimensionalen Querschnitt durch das Material; das heisst, man konnte nur die Schnittoberfläche betrachten und nicht in das Material hineinschauen. Zudem be -

fürchteten die Forschenden, sie könnten beim Schneiden die Struktur der Probe verändert haben. Die jetzt eingesetzte Methode namens ptychografische Tomografie lieferte erstmals ein dreidimensionales Bild vom Inneren des Zwischgolds.

Röntgenstrahlen liefern Beugungsmuster

Dazu verwendeten die Forschenden die Röntgenstrahlen, die in der SLS erzeugt werden. Damit lassen sich Tomogramme herstellen, die Details im Bereich von Nanometern (millionstel Millimeter) sichtbar machen. «Die Ptychografie ist eine komplexe Methode, denn man hat keine Objektivlinse, die auf dem Detektor direkt ein Bild formt», erklärt Watts. Bei der Ptychografie entsteht vielmehr ein Beugungsmuster des beleuchteten Bereichs, also

ein Bild mit verschieden intensiven Punkten. Bewegt man die Probe in einer genau definierten Weise, kann man Hunderte von überlappenden Beugungsbildern erzeugen. «Dann können wir diese Beugungsmuster in einer Art grossem SudokuRätsel kombinieren und berechnen, wie das ursprüngliche Bild aussah», sagt der Physiker. Kombiniert man ein Set von ptychografischen Bildern, die aus verschiedenen Richtungen aufgenommen wurden, erhält man ein dreidimensionales Tomogramm.

Der Vorteil dieser Methode ist ihre extrem hohe Auflösung. «Wir wussten, dass die Dicke der Zwischgold-Probe der Maria in der Grössenordnung von hundert Nanometern lag», so Watts. «Wir mussten also in der Lage sein, noch kleinere Details aufzulösen.» Dies gelang den Forschenden

Barbara Vonarburg ¹

Qing Wu und Benjamin Watts an der cSAXS ­ Strahllinie, an der sie die Untersuchungen durchführten. Zur Demonstration hält Wu eine Platte mit jeweils einem Segment Blattgold, Zwischgold, Silber (von oben nach unten). Die dunklen Stellen entstehen durch oxidiertes Silber. (Bild: Paul ­ Scherrer­ Institut/Mahir Dzambegovic)

mithilfe der ptychografischen Tomografie, wie sie in der Zeitschrift «Nanoscale» berichteten. «Die 3-D-Bilder zeigen deutlich, wie dünn und gleichmässig der Goldfilm oberhalb der Silberschicht ist», sagt Qing Wu, Erstautorin der Publikation. Die Kunsthistorikerin und Konservierungswissenschaftlerin machte ihre Doktorarbeit an der Universität Zürich in Zusammenarbeit mit dem PSI und dem Landesmuseum. «Manche dachten, im Mittelalter sei das Technologieniveau niedrig gewesen», so Wu. «Im Gegenteil. Das Mittelalter ist kein finsteres Zeitalter, sondern eine Zeit, in der die Metallurgie und die Vergoldungskunst einen Höhepunkt erreichten.»

Geheimes Rezept enthüllt Allerdings gibt es keine Aufzeichnungen, wie das Zwischgold damals hergestellt wurde. «Wir nehmen an, dass die Handwerker ihr Rezept geheim gehalten haben», sagt Wu. Aufgrund der Nanobilder und Dokumente aus späteren Epochen weiss die Kunsthistorikerin jedoch heute, wie im 15. Jahrhundert vorgegangen wurde: Zuerst wurde das Gold sowie das Silber separat behämmert, so dass Folien entstanden, wobei die Goldschicht viel dünner sein musste als das Silber. Dann wurden die beiden Metallfolien zusammen weiter bearbeitet. «Dazu brauchte es

spezielle Schlagwerkzeuge und Beutel mit verschiedenen Einlagen aus unterschiedlichen Materialien, in welche die Folien eingefügt wurden», erklärt Wu. Das Verfahren war ziemlich kompliziert und benötigte qualifizierte Fachleute.

«Nach unseren Untersuchungen von Zwischgold-Proben beträgt die durchschnittliche Dicke der Goldschicht etwa 30 Nanometer, während das in denselben Regionen und Epochen hergestellte Blattgold etwa 140 Nanometer dick ist», erklärt Wu. «Auf diese Weise liess sich viel teures Gold sparen.» Dabei gab es eine strikte Materialhierarchie: So wurde beispielsweise für den Heiligenschein einer Figur Blattgold verwendet, für das Gewand jedoch Zwischgold. Weil dieses Material zudem einen kühleren Glanz hat, färbten die Künstler damit häufig die Haare oder Bärte ihrer Statuen. «Es ist verblüffend, dass jemand, der nur mit Handwerkzeugen ausgerüstet war, ein solches Nanomaterial herstellen konnte», sagt Watts. Zugute kam den mittelalterlichen Handwerkern ein spezielles Verhalten der Gold- und Silberkristalle, wenn man diese zusammenpresst: Ihre Ausrichtung bleibt über den ganzen Metallfilm hin erhalten. «Ein Glücksfall der Natur, der dafür sorgt, dass diese Technik funktioniert», sagt der Physiker.

Goldene Oberfläche wird schwarz

Die 3-D-Bilder des Zwischgolds machen aber auch den Nachteil deutlich, den dieses Material hat: Das Silber kann die Goldschicht durchdringen und die Goldoberfläche bedecken. Dabei bewegt sich das Silber überraschend schnell, selbst bei Zimmertemperatur. Schon nach Tagen formt sich eine dünne, durchgängige Silberschicht über dem Gold. An der Oberfläche gelangt das Silber mit Wasser und Schwefel aus der Luft in Kontakt und korrodiert. «Mit der Zeit wird die goldene Oberfläche des Zwischgolds schwarz», erklärt Watts: «Das Einzige, was man dagegen tun kann, ist, die Oberfläche mit einem Lack zu versiegeln, damit der Schwefel das Silber dort nicht angreifen und Silbersulfide bilden kann.» Dieses Problem war den Herstellern des Zwischgolds von Anfang an bekannt. Als Lack verwendeten sie Harz, Leim oder andere organische Substanzen. «Aber nach Hunderten von Jahren hat sich diese Schutzschicht zersetzt und die Korrosion findet weiterhin statt», erklärt Wu. Die Korrosion fungiert zudem als Antrieb, dass immer mehr Silber an die Oberfläche wandert und unter dem Zwischgold ein Hohlraum entsteht. «Wir waren überrascht, wie deutlich wir diese Lücke unter der Metallschicht sehen konnten», sagt Watts. Vor allem bei der Probe aus dem Gewand von Maria hatte sich das Zwischgold deutlich vom Untergrund abgelöst. «Diese Lücke kann zu mechanischer Instabilität führen, und wir erwarten, dass in einigen Fällen nur noch der Schutzlack über dem Zwischgold das Metallblatt an Ort und Stelle festhält», erklärt Wu. Dies ist ein riesiges Problem für die Restaurierung der Kunstwerke, denn die Silbersulfide sind eingebettet in die Lackschicht oder liegen darunter. «Entfernen wir diese hässlichen Korrosionsprodukte, dann entfällt auch die Lackschicht und wir verlieren alles», sagt Wu. Sie hofft, dass sich in Zukunft ein spezielles Material entwickeln lässt, mit dem man die Lücke füllen und das Zwischgold festhalten kann. «Mit der ptychografischen Tomografie könnten wir überprüfen, wie gut ein solches Konsolidierungsmittel seine Aufgabe erfüllen würde», so die Kunsthistorikerin.

www.psi.ch

Der untersuchte Altar wurde vermutlich um 1420 in Süddeutschland hergestellt und stand lange Zeit in einer Bergkapelle auf der Alp Leiggern im Wallis. Heute ist er im Landesmuseum in Zürich ausgestellt. (Bild: Schweizerisches Nationalmuseum, Landesmuseum Zürich)

Neue Zahlen aus der Biologie

Wie viele Ameisen gibt es eigentlich?

Haben Sie sich diese Frage schon einmal gestellt? Ein Team um den Würzburger Biologen Dr. Patrick Schultheiss und die Biologin Dr. Sabine Nooten liefert nun die Antwort. Neben der Anzahl wurde auch die Verteilung ermittelt.

Wie viele Sterne zählt unsere Galaxie?

Wie viele Sandkörner gibt es in der Sahara? Wie viele Ameisen leben auf der Erde? Das alles sind Fragen, die eigentlich unmöglich zu beantworten scheinen. Durch intensive und umfangreiche Datenanalyse kommt die Wissenschaft den Lösungen aber erstaunlich nahe. In Sachen Ameisen hat ein Team um die Würzburger Biologin Sabine Nooten und den Würzburger Biologen Patrick Schultheiss genau das getan.

Seit 2022 forscht Schultheiss am Lehrstuhl für Verhaltensbiologie und Soziobiologie der Julius-Maximilians-Universität (JMU). Nach Würzburg zog es ihn von der

University of Hong Kong. In Kooperation mit dieser entstand die jetzt in «Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA» (Pnas) veröffentlichte Publikation mit dem Titel «The Abundance, Biomass, and Distribution of Ants on Earth».

«Eine 20 mit 15 Nullen»

Aber wie viele Ameisen sind es denn nun? Sabine Nooten, ebenfalls Hauptautorin und von Hong Kong nach Würzburg gewechselt, klärt auf: «Unserer Einschätzung nach beläuft sich die globale Ameisenpopulation auf 20 × 1015 – also 20 Billarden Tiere. Das ist eine 20 mit 15 Nullen, was schwer zu begreifen ist.»

Anschaulicher wird es, wenn man daraus resultierend die Biomasse der Tiere errechnet. Diese beträgt zwölf Megatonnen

Kohlenstoff. «Das übersteigt die kombinierte Biomasse von wilden Vögeln und Säugetieren und entspricht rund 20 Prozent der Biomasse der Menschheit», erläutert Patrick Schultheiss.

Um die Anzahl der Ameisen zu errechnen, hat das Team verschiedenste bereits vorhandene Studien zu den Insekten gesichtet und letztlich etwa 500 passende Arbeiten ausgewertet und in einer Datenbank vereinigt.

Verteilung variiert stark

Bekannt war, dass Ameisen nahezu sämtliche Lebensräume der Erde bevölkern, ausgenommen die Polarregionen. Im Rahmen der Studie wurde erstmals empirisch untersucht, wie sie sich dort verteilen. Herauskam, dass die Tropen die höchste Ameisendichte aufweisen. Neben der Kli -

Lutz Ziegler ¹

Nur die Polarregionen sind frei von Ameisen. Ansonsten gibt es sie überall auf der Welt. (Bild: Adpic)

Lebewesen. (Bild: Runxi Wang)

mazone spielen aber auch lokale Ökosysteme eine wichtige Rolle. Wälder und Trockengebiete beheimaten die meisten

Exemplare, in stark vom Menschen beeinflussten Gebieten kommen sie dagegen deutlich seltener vor.

Zukünftige Studien sollen sich darauf konzentrieren, welche Umwelteinflüsse die Verteilung der Ameisen konkret beeinflussen und wie weit sich diese durch den Klimawandel verändern wird.

Wichtige Rolle im Ökosystem

Warum die Anzahl und Verteilung dieser Tiere überhaupt von grosser Bedeutung ist, zeigt ein in der Studie zitiertes Beispiel: «Pro Hektar bewegen Ameisen im Jahr bis zu 13 Tonnen Erdmasse», berichtet Schultheiss, «damit haben sie grossen Einfluss auf die Erhaltung des Nährstoffkreislaufs und spielen auch in der Verbreitung von Pflanzensamen eine entscheidende Rolle.» Manchmal ist der Einfluss der Insekten aber auch negativ. Invasiv auftretende Arten, zum Beispiel Feuerameisen, können sich etwa negativ auf die lokale Biodiversität auswirken und dabei beträchtlichen Schaden anrichten.

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Das Verhältnis der Biomasse von Ameisen im Vergleich mit anderen

Schweizer Böden sind mit PFAS belastet

Eine bisher öffentlich wenig beachtete, aber weit verbreitete Gruppe von Industriechemikalien macht Fachkreisen und Behörden zunehmend zu schaffen: Sogenannte perfluorierte und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS). Sie finden sich in zahlreichen Alltagsprodukten wie zum Beispiel Reinigungsmitteln, Outdoorkleidung oder Pfannenbeschichtungen. Zu diesen toxischen und extrem langlebigen «forever chemicals» hat die ZHAW zusammen mit Agroscope für das Bundesamt für Umwelt (Bafu) erstmals eine Bodenanalyse erstellt.

Die Stoffgruppe der PFAS umfasst über 10 000 verschiedene Verbindungen und wird seit Jahrzenten in zahlreichen indust-

riellen Prozessen und Alltagsprodukten weltweit eingesetzt. Dies insbesondere wegen ihrer wasser- und ölabweisenden

Eigenschaften. Auch in der Galvanik und in Feuerlöschschäumen finden sie Verwendung. Doch viele PFAS sind schwer abbaubar und lassen sich inzwischen in der Umwelt, in der Nahrungskette und im Blut von Menschen nachweisen. Hauptaufnahmequelle für PFAS beim Menschen sind Lebensmittel, inklusive Trinkwasser.

33 Prozent mehr als in Schweden

Im Auftrag des Bafu und in Zusammenarbeit mit der Nationalen Bodenbeobachtungsstelle (Nabo) bei Agroscope hat die ZHAW erstmals systematisch die Gehalte von 32 PFAS-Verbindungen in Schweizer Böden untersucht und ausgewertet. Die

Arbeit im Feld für die Bodenanalyse der ZHAW. (Bild: ZHAW)

Ursachen für die hohen Konzentrationen sind nicht abschliessend geklärt

Probenentnahme für die PFAS ­ Analyse. (Bild: ZHAW)

beiden Verbindungen Perfluoroktansäure (PFOA) und Perfluoroktansulfonsäure (PFOS) wurden dabei in allen 146 Proben aus Oberböden gefunden. Bei der Auswahl der Messflächen wurde nicht auf potenziell verschmutzte Standorte fokussiert. Es wurden vielmehr verschiedene Regionen, Nutzungsarten und Klimazonen untersucht. Aufsummiert über alle 32 analysierten PFAS-Verbindungen fanden sich in 80 Prozent der untersuchten Böden zwischen 0,5 und 4,1 μ g dieser Stoffe pro Kilogramm Boden-Trockensubstanz. Der Median lag mit 1,4 μ g/kg 33 Prozent höher, als was in Schweden kürzlich gemessen wurde. Die Ursache für den Unterschied konnte nicht eindeutig eruiert werden.

Alpine Standorte mit weniger hohen Belastungen

Ein direkter Zusammenhang der Belastungskonzentration mit der Landnutzung konnte nicht festgestellt werden. Alpine Standorte wiesen zwar die niedrigsten Konzentrationen auf, dennoch fanden sich PFAS auch in abgelegenen Gebieten der Schweiz. Folglich konnte in der Studie keine spezifische Quelle der PFAS gefunden werden. Die Resultate legen einen stark diffusen Eintrag von PFAS auf Schweizer Böden nahe und können als Hintergrundkonzentration betrachtet werden. Für stärker belastete Böden können spezifische Quellen, wie beispielsweise frühere Klärschlammapplikationen, jedoch nicht ausgeschlossen werden.

Unsere Kompetenz:

Konzentration der in den 146 Bodenproben gemessenen Substanzen PFAS und ihre räumliche Verteilung über die Schweiz. (Grafik: ZHAW)

Der häufigste Stoff der PFAS-Bodenkonzentration ist PFOS. Dies deckt sich mit der Schlussfolgerung der Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (Efsa), dass 50 Prozent der menschlichen PFASBelastung durch PFOS erfolgt. Welche Gefährdung von Mensch und Umwelt durch die gefundenen PFAS-Konzentrationen vorliegt, kann noch nicht abschliessend beurteilt werden. Im Tierversuch wirken einige von ihnen leberschädigend, repro -

duktionstoxisch und immuntoxisch. Aufgrund des allgegenwärtigen Vorkommens in Schweizer Böden sollte geprüft werden, ob eine chronische Gefährdung, entweder durch direkte Bodenaufnahme oder durch Nahrungsmittel, besteht.

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Einführung pharmazeutischer Standards in der Produktion

Umstellung eines Betriebs auf GMP

Es gibt viele unterschiedliche Gründe, pharmazeutische Standards in Bereichen einzuführen, die bisher nicht in diesem Umfeld tätig waren. Der Begriff Good Manufacturing Practice, auch GMP genannt, beschreibt alle Richtlinien, die für die Etablierung neuer Standards in Produktionsabläufen berücksichtigt werden.

Dr. Konrad Schaefer 1

Welche Gründe gibt es, die für eine derartige Änderung der Prozesse und Anhebung des Standards sprechen? Aussichten auf eine höhere Wertschöpfung, sowie die Erschliessung neuer Marktsegmente zählen zu den häufigsten Argumenten für eine Umstellung der Produktion auf GMP. Es kann allerdings auch das Gegenteil der Fall sein: Der drohende Verlust von Kunden, die ihre Ansprüche an das Material erhöhen – gezwungenermassen oder aus absatztechnischen Überlegungen. Generell sehen wir in regulierten Bereichen – die Pharmazie gehört zu den besonders hoch regulierten Industriezweigen – einen kontinuierlichen Anstieg der Standardniveaus und der Anforderungen. Dies ist der allgemeinen gesellschaftlichen Entwicklung hin zu mehr Sicherheit und Risikoreduktion geschuldet, die Hand in Hand mit dem allgemeinen Anstieg des Lebensstandards geht. In jedem Fall ist eine derartige Umstellung eine umfassende Aufgabe, die neben den verfahrens- und ablauftechnischen Aspekten tief in die Kultur des Unternehmens eingreift und daher entsprechender Planung bedarf.

Regelwerke decken bereits

vieles ab

Was steckt nun hinter «GMP» als Konzept –oder, noch allgemeiner, hinter «GxP», wobei sich das x auf die unterschiedlichen Anwendungsbereiche wie Manufacturing, Laboratory, Engineering oder Development etc. bezieht? Der Grundgedanke ist so einfach, wie logisch: Die Sicherheit und Wirksamkeit von Arzneimitteln und Medizinprodukten muss gewährleistet werden. Nachdem durch Prüfung am Ende eines

Produktionsprozesses nie alle möglichen, aber zum Teil noch unbekannten Mängel erfasst und ausgeschlossen werden können, muss der gesamte Herstellungsprozess äusserst kontrolliert und nach genauen Regeln erfolgen. Jegliche Schwankungen müssen möglichst gering gehalten und hinsichtlich ihrer Ursachen und Wirkungen genauestens untersucht werden. Das klingt sehr komplex und schreckt beim ersten Kontakt ab, aber wenn man die Fragestellungen systematisch analysiert, wird ersichtlich, dass die erforderliche Herangehensweise recht einfach ist: Schritt für Schritt wird der Prozess durchlaufen und alle möglichen Einflüsse mit ihren potenziellen Auswirkungen erfasst. Die bestehenden Regelwerke decken dabei sehr viele Standardoperationen und Vorgänge ab und geben auch Lösungswege für nicht explizit erfasste Abläufe vor.

Dokumentation für eine transparente Nachverfolgbarkeit Für vollständige Nachvollziehbarkeit ist eine lückenlose Dokumentation aller Prozesse von zentraler Bedeutung. Es ist all -

gemein bekannt, dass ein Versuch, einen komplexen Prozess zu durchschauen, häufig an einer mangelhaften Dokumentation der Abläufe scheitert. Daher ist es im Pharmaumfeld unumgänglich, eine Dokumentation zu etablieren, die sowohl den Standardablauf für jede Produktionsmenge vollumfänglich beschreibt als auch alle Abweichungen detailliert erfasst. Damit wird die Rekonstruktion eines Herstellungsprozesses auch für Aussenstehende ermöglicht. Hand in Hand mit der Dokumentation geht klarerweise die oben erwähnte Standardisierung der Arbeitsschritte, um Schwankungen in der Qualität – das sind bei Arzneimitteln primär Wirksamkeit, Konzentration und Reinheit – zu verhindern. Die Dokumentation selbst muss strengen formalen Kriterien folgen, damit auch Aussenstehende mit ihrer Hilfe alle Abläufe rekonstruieren können. Dazu gehören einerseits Anforderungen an den Ersteller, wie die Lesbarkeit, Genauigkeit, Zuordenbarkeit. Andererseits gibt es auch Anforderungen an den Verwalter, wie die Kontinu -

Die genaue Dokumentation für eine transparente Nachverfolgbarkeit ist Kernelement jedes pharmazeutischen Prozesses. (Bild: VTU Group)

Produkte in der pharmazeutischen Industrie benötigen im Herstellungsprozess kontrollierte Bedingungen. (BIld: VTU Group)

ität/der Bestand oder Verfügbarkeit der Dokumente.

Aus dieser Beschreibung wird schnell verständlich, warum der Schritt in die gute Herstellungspraxis neben den oft erforderlichen Sachinvestitionen in Anlagen und Labors auch immer mit einer mehr oder weniger grossen Veränderung der Arbeitskultur verbunden ist. Die nachvollziehbare Dokumentation in der erforderlichen Form kann für einzelne Arbeitnehmer abhängig von ihrer persönlichen Historie eine sehr grosse oder sogar zu

grosse Herausforderung darstellen. Darin liegt der wesentliche Erfolgsfaktor für eine solche Umstellung, die alle operativen Bereiche betrifft – von der Logistik bis zur Instandhaltung. Auch wenn sich in der «Hardware» des Betriebs vielleicht nur wenig ändert, stellt die Umstellung einen tiefgreifenden Änderungsprozess dar, der professionell gesteuert und begleitet werden muss. Die Erfahrung zeigt, dass für diese Begleitung ein neutraler externer Partner erfolgsbestimmend ist.

Praxisnähe als Schlüssel zum Erfolg

Häufig muss ein Qualitätssystem von Grund aufgebaut werden. Dabei ist unter den behördlich vorgegebenen Rahmenbedingungen nicht das Maximale anzustreben, sondern lediglich das Notwendige zu implementieren. Der Zugang von der regulatorischen Perspektive allein, ohne operative Erfahrung, führt zu unrealistischen Anforderungen und ineffizienten Abläufen – und diese fast immer zu Missachtung und Verletzung von Vorgaben. Ein praxisnaher Ansatz, verbunden mit einer systematischen Analyse möglicher Risiken hilft hier, das richtige Niveau zu finden. In einer Diskussion mit einer Behörde ist es entscheidend, rationale, nachvollziehbare Entscheidungen verantwortungsvoll zu treffen. Denn auch wenn die Behörde eine andere Entscheidung trifft und durchsetzt, bleibt die Diskussion auf diese Weise auf

Augenhöhe verglichen mit einer Situation, in der keine Begründung und kein Entscheidungsprozess nachgewiesen werden kann. Dann nämlich entsteht sehr rasch der Eindruck, dass die Verantwortlichen nicht wissen, was und warum sie etwas tun.

Wie bereits erwähnt, greift ein Qualitätssystem stark in viele operative Bereiche ein, neben der eigentlichen Produktion beispielsweise in die Logistik, das Ingenieurwesen und die Instandhaltung sowie in die Produktentwicklung und Analytik. Je nach Organisation des Standorts können auch Infrastrukturabteilungen betroffen sein, wenn dort relevante Medien mit Produktkontakt wie Dampf oder Prozesswasser erzeugt werden. Hier trifft die oft erforderliche weitreichende Änderung von historischen Strukturen und Abläufen erfahrungsgemäss auf mehr Widerstand als in den anderen Betriebsfeldern. Es ist daher von Beginn an ein erhöhtes Augenmerk darauf zu legen.

Begleitung der Prozessänderungen durch Experten

Bei der Umstellung vom Ist- zum Soll-Zustand, ist nicht nur das Qualitätskonzept entscheidend, welches die Richtlinien vorgibt, sondern mindestens genauso der eigentliche Prozess der Umstellung. Die Herausforderung der Implementierung neuer Abläufe und Strukturen, die Organisation, sowie die Begleitung durch den Änderungsprozess ist für die meist wenigen Schlüsselpersonen kaum zu bewältigen. Hier sollte stets für die besonders komplexen Themen eine entsprechende externe Unterstützung hinzugezogen werden. Wie bereits oben erwähnt, bewertet die Behörde eine Nichteinhaltung von Vorgaben ungleich kritischer, als wenn die Vorgaben selbst diskussionswürdig sein mögen. GxP als Gestaltungsgrundlage ist weder mystisch noch irrational, sondern folgt dem Grundsatz der gewissenhaften naturwissenschaftlichen Überlegung und Risikobewertung mit der Patientensicherheit als oberstem Leitprinzip. Wenn dieses Verständnis bei den Mitarbeitern nachhaltig verankert werden kann, wird die Umstellung auf GMP erfolgreich sein und den gewünschten Ertrag bringen.

Prozess ­ und Qualitätskontrolle sind essentielle Bestandteile von GMP ­ Prozessen. (Bild: VTU Group)

Dr. Konrad Schaefer, Autor des Gastbeitrages. (Bild: VTU Group)

Mit speziellen Elektrolyseverfahren für die Herstellung von Feinchemikalien

Neue Elektrolyseverfahren für eine nachhaltige Chemie

Herstellung von Feinchemikalien

Wie kann eine klimaneutrale Produktion in der Chemie gelingen? Daran arbeiten unter anderem Verfahrenstechniker an der am Kalrsruher Institut für Technologie (KIT). Die Elektrolyse spielt hierbei eine klare Schlüsselrolle.

Basischemikalien, die als Grundstoffe für vielfältige Produkte wie Medikamente oder Waschmittel benötigt werden, lassen sich bislang nur mit enorm hohem Energieund Rohstoffaufwand produzieren. Dabei sind häufig noch fossile Energieträger und Rohstoffe im Einsatz. Allein das Gewinnen chemischer Stoffe setzt hohe Temperaturen, teure Katalysatoren aus Edelmetallen und teilweise auch umweltschädliche Ausgangsstoffe voraus. Ziel des vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) co-geleiteten Zukunftsclusters Etos ist es, auf Basis von Elektrolyse nachhaltigere Verfahren zu entwickeln. Mit Strom aus erneuerbaren Energien sollen sie eine Grundlage für die CO2-neutrale chemische Produktion schaffen. Das Bundesministerium für Bildung

und Forschung (BMBF) fördert Etos als eines von sieben Vorhaben im Clusters4Future-Wettbewerb.

«Elektrifizierung technischer organischer Synthesen»

Mit speziellen Elektrolyseverfahren für die Herstellung von Feinchemikalien will das Zukunftscluster «Elektrifizierung technischer organischer Synthesen» (Etos) massgeblich zur Defossilisierung der Chemieindustrie beitragen. «Der Vorteil ist, dass keine Abfälle entstehen, wenn mithilfe von Elektrizität eine Reaktion ausgelöst wird. Es ist ein ‹sauberes› Verfahren, erlaubt milde Synthesebedingungen und ist von Natur aus sicher», sagt Dr. Philipp Röse vom Institut für Angewandte Materialien – Elektrochemi -

sche Technologien (IAM-ET) des KIT. Die Forschenden wollen die Elektrolyseverfahren nun so anpassen und bis zum industriellen Massstab hochskalieren, dass sich Energie und Rohstoffe einsparen lassen. Im Fokus steht dabei die Produktion von Feinchemikalien, die Grundstoffe für zahlreiche Produkte sind. Bisher lassen sich diese nur mit teils umweltschädlichen Ausgangsstoffen, etwa mit schwermetallhaltigen Oxidationsmitteln, unter hohen Temperaturen und mit teuren Katalysatoren aus Edelmetall wie Palladium oder Platin herstellen. Bei der Forschung setzt das Team auf die organische Elektrosynthese, bei der mittels elektrischen Stroms organische Verbindungen in die erwünschten chemischen Produkte umgesetzt werden.

will das Zukunftscluster «Elektrifizierung technischer organischer Synthesen» (Etos) massgeblich zur Defossilisierung der Chemieindustrie beitragen. (Bild: Envato)

Für konkrete Produktionsprozesse

«Noch ist die organische Elektrosynthese eine wenig erforschte Nischentechnologie, die in der Industrie selten eingesetzt wird. Wir wollen daraus nun massgeschneiderte Verfahren für konkrete Produktionsprozesse entwickeln, die sich ökologisch und wirtschaftlich lohnen», sagt Professorin Ulrike Krewer, Leiterin des IAM-ET und Co-Sprecherin von Etos. «Setzen wir dann noch auf Strom aus erneuerbaren Energien, sind die neuen Verfahren ein wichtiger Schritt in Richtung CO2-Neutralität in diesen Prozessen.» Etos wird als erste grosse Technologieplattform den Transfer elektroorganischer Synthesen vom Labor in den industriellen Massstab vorantreiben und auf dieser

Über das Zukunftscluster Etos

Das Zukunftscluster «Elektrifizierung technischer organischer Synthesen» (Etos) der JGU und des KIT ist eines von sieben Gewinnern im «Cluster4Future»-Wettbewerbs des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Beteiligt sind ausserdem die TU Kaiserslautern, die TU Darmstadt, das Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme sowie 15 industrielle Partner, darunter BASF, Boehringer Ingelheim, Merck, Bayer und Evonik. Für die erste Förderperiode in den Jahren 2023 bis 2025 erhält Etos eine Förderung von etwa 15 Millionen Euro. Die Industrie bringt zusätzlich ungefähr fünf Millionen Euro ein. Anschliessend kann noch zweimal eine solche Förderung für jeweils drei weitere Jahre beantragt werden, so dass Etos insgesamt mehr als neun Jahre mit bis zu 45 Millionen Euro gefördert werden könnte.

Weitere Informationen: https://etos.uni ­ mainz.de/

Grundlage Lösungsvorschläge und Schlüsseltechnologien für nachhaltige, robuste und zukunftsfähige Prozesse und Produkte erarbeiten.

Von der Elektrode bis zu Grossdemonstratoren

Eine CO2 ­ neutrale chemische Produktion: Dieses Ziel wollen Forschende im Projekt Etos mit Strom aus erneuerbaren Energien erreichen. (Bild: Amadeus Bramsiepe, KIT)

Das Team des KIT um Ulrike Krewer bringt die ingenieurwissenschaftliche Perspektive ins Zukunftscluster Etos ein. «Dabei geht es um das Verbessern einzelner Bauteile, etwa Elektroden, genauso wie um ganze Demonstratoren bis hin zur kompletten Prozesskette in Grossanlagen», erläutert Röse. In Etos beschäftigen sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT unter anderem mit der experimentellen und modellgestützten Analyse und Optimierung von Elektroden und Zellen und der additiven Fertigung von strukturierten Reaktoren. Sie arbeiten am Prozessdesign sowie am Hochskalie -

ren der Prozesse und der Bewertung im Grossanlagenbetrieb. Dazu kommen Expertinnen und Experten für KI-gestütztes Molekülscreening. Neben dem IAM-ET sind auch das Institut für Strömungsmechanik, das Institut für Katalyseforschung und -technologie, das Institut für Mikroverfahrenstechnik, das Institut für Organische Chemie sowie das Institut für Biologische und Chemische Systeme beteiligt. Die naturwissenschaftliche Leitung von Etos liegt bei Professor Siegfried Waldvogel an der Universität Mainz (JGU). Hier stehen die Methoden und Reaktionspfade bei der organischen Elektrosynthese im Mittelpunkt der Forschung, aber auch Elektrolyseure mit kleinen Elektrodenabständen, die es ermöglichen sollen, die Energieeffizienz der Zellen weiter zu steigern.

www.kit.edu

Swissmedic soll auf Inspektionen in den USA verzichten

Abkommen zwischen USA und der Schweiz

Die Kontrollen der Guten Herstellungspraxis der Schweizer und der US ­ amerikanischen Arzneimittelbehörde sollen als gleichwertig anerkannt werden. Sobald eine der beiden Behörden ein Unternehmen im eigenen Land inspiziert hat, wird die andere Behörde das Resultat anerkennen und auf eine weitere Kontrolle verzichten. Damit sollen die Importe und Exporte zwischen den beiden Ländern erleichtert werden.

Roger Bieri

Für die Schweizer Pharmaindustrie ist das nordamerikanische Land der zweitwichtigste Handelspartner. Um die wirtschaftliche Beziehung der beiden Länder zu

stärken, hat der Bundesrat am 16. Dezember 2022 ein Abkommen genehmigt, womit auf zeit- und kostenintensive Inspektionen der Swissmedic verzichtet wird. Die Schweizer Heilmittelbehörde kontrolliert die Gute Herstellungspraxis (GMP) von Unternehmen in den USA nicht mehr, sofern die Food and Drug Administration (FDA) die Einhaltung der GMP-Richtlinien bereits geprüft hat. Dasselbe gilt auch im umgekehrten Fall. Auch die FDA wird Schweizer Pharmaunternehmen, die ihre Produkte in die USA exportieren, nicht mehr inspizieren. Man spricht bei dieser Vereinbarung von einer «GMP Mutual Recognition Agreement» (GMP MRA).

Der Verband Interpharma begrüsst die Genehmingung des Abkommens durch den Bundesrat. Dies seien für den Produktionsstandort und die Versorgungssicherheit in der Schweiz gute Nachrichten. Die Zulassung von Arzneimitteln für die Schweiz bleibe von dem Abkommen unberührt und werde weiterhin von Swissmedic geprüft und erteilt, stellt Interpharma in einem Communiqué klar.

Abkommen noch nicht gültig

Swissmedic führt

weiterhin Zulassungen durch

Die Schweiz pflegt ein solches Abkommen bereits mit den Staaten der Europäischen Union. Die EU und das Vereinigte Königreich verfügen schon über eine GMP MRA mit den USA.

Die Arbeit der beiden Arzneimittelbehörden wird nun in einem nächsten Schritt überprüft. Es soll sichergestellt werden, dass die Richtlinien und Anforderungen, die im jeweiligen Land gelten, auch wirklich eingehalten werden. Das Resultat dieser Überprüfung soll laut dem Bund bis Mitte 2023 vorliegen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen dann, ob die Voraussetzungen für ein GMP MRA mit den USA überhaupt gegeben sind oder nicht.

Swissmedic in Bern. (Bild: Imagoiq, CC BYSA 4.0)

Ein Hydrogel verlängert Haltbarkeit von Impfstoffen

Bereits jetzt für die Forschung einsetzbar

Viele Impfstoffe müssen während des Transports ständig gekühlt werden, damit sie wirksam bleiben. Ein internationales Forschungsteam unter Federführung der ETH Zürich hat ein spezielles Hydrogel entwickelt, das die Haltbarkeit von Impfstoffen auch ohne Kühlung massiv verbessert.

Marianne Lucien ¹

Beinahe die Hälfte aller produzierten Impfstoffe landen im Abfall. Grund dafür sind oft logistische Hürden beim Transport in die verschiedenen Regionen der Welt. Die meisten Impfstoffe müssen von der Herstellung bis zur Verabreichung in den Arm von Patientinnen und Patienten ununterbrochen gekühlt werden. Und die Temperatur entlang einer Kühlkette konstant zu halten, ist bereits unter optimalen Bedingungen ein Kunststück. In Subsahara-Afrika und anderen Ländern des Südens ist dies jedoch kaum machbar, erschweren doch zum Beispiel die begrenzte Verkehrsinfrastruktur und die unzuverlässige Stromversorgung das Aufrechterhalten der Kühlkette und damit die Bereitstellung intakter Impfstoffe.

Forschende der ETH Zürich und Unternehmer des Start- ups Nanoly Bioscience aus Colorado haben deshalb eine sichere, vielseitige Plattform entwickelt, um die thermische Stabilität von Impfstoffen zu erhöhen. Ihr Ziel ist, die Verbreitung von intakten Impfstoffen massiv zu verbessern und die Kosten von Kühlketten zu senken.

Wie Tupperware für Proteine

«Stellen Sie sich das wie ein Ei vor», erklärt Bruno Marco- Dufort, Doktorand im Labor für Macromolecular Engineering von ETHProfessor Mark Tibbitt. «Bei Raumtemperatur oder im Kühlschrank behält das Ei seine zähflüssige Eiweissstruktur bei. In kochendem Wasser oder in der Bratpfanne ändert sich diese jedoch komplett.»

Ähnlich verhält es sich mit den Proteinen in einem Impfstoff: Sobald sie bestimmten Temperaturen ausgesetzt sind, verklumpen sie. Diese Verklumpungen lassen sich

selbst dann nicht rückgängig machen, wenn der Impfstoff wieder in die Kühle kommt. «Man kann ein Ei auch nicht ‹entkochen›», betont Marco- Dufort. Der Forscher und sein Team entwickelten deshalb ein neuartiges Hydrogel, das vor kurzem in der Fachzeitschrift «Science Advances» vorgestellt wurde. Das Gel basiert auf einem biokompatiblen, synthetischen Polymer namens PEG. Dieses bildet eine Schutzhülle um sehr grosse, komplexe Moleküle, wie Proteine in Impfstoffen, Antikörper oder solche in Gentherapien. Die Verpackung funktioniert wie eine molekulare Tupperware, die die Proteine einkapselt und voneinander getrennt hält. Dadurch können Proteine grösseren Schwankungen in einem höheren Temperaturbereich standhalten. Anstelle des herkömmlichen Bereichs von zwei bis acht Grad Celsius, der in einer Kühlkette eingehalten werden muss, ermöglicht die Verkapselung, Proteine in einem Bereich von 25 bis 65 Grad Celsius aufzubewahren. Um die eingekapselten Substanzen am Einsatzort unkompliziert freizusetzen, kann dem Hydrogel eine Zuckerlösung beigegeben werden.

Verwendung in der Krebsforschung

Neben der Steigerung der Haltbarkeit von Impfstoffen liegt der Nutzen dieser neuen Hydrogel- Technologie in der potenziellen Reduktion von Kosten im Zusammenhang mit der Kühlkette. «2020 betrug der Gesamtmarkt für Kühlkettendienstleistungen von der Herstellung bis zum Vertrieb 17,2 Milliarden Dollar, und es wurde mit einem weiteren Anstieg gerechnet», sagt Marco- Dufort. Steigende Kosten können schwerwiegende Folgen für die öffentliche Gesundheit und das öffentliche Vertrauen haben, wenn Impfstoffe über eine beein -

trächtigte Kühlkette zum Zielort gelangen. «Die meisten Impfstoffe sind empfindlich gegen Hitze und Kälte. Dies stellt eine grosse Hürde für globale Impfkampagnen dar, da der Aufwand für die Impfstoffverteilung und die Verwaltungskosten die Produktionskosten übersteigen», erklärt MarcoDufort. Will man die Kühlkette verbessern und stärken, seien grosse Investitionen erforderlich. «Die Einkapselung ist hingegen eine kostensparende Lösung, sodass die Gelder dafür eingesetzt werden können, mehr Impfstoff zu produzieren – was mehr Leben retten könnte.»

Vor den Forschenden liegt allerdings noch ein weiter Weg. Damit das Hydrogel tatsächlich für den Transport von Impfstoffen eingesetzt werden kann, braucht es mehr Forschung sowie Sicherheits- und klinische Studien. Eine unmittelbare Anwendung ist dennoch möglich, und liegt zum Beispiel im Transport von hitzeempfindlichen Enzymen für die Krebsforschung oder von Proteinmolekülen für die Forschung im Labor. www.ethz.ch

Beinahe die Hälfte aller produzierten Impfstoffe landen im Abfall (Symbolbild). (Bild: Shutterstock)

■ Infostelle SCV Schweizerischer Chemieund Pharmaberufe Verband Postfach 509

CH-4005 Basel info@cp-technologe.ch www.cp-technologe.ch

APRENTAS

■ Präsident Kurt Bächtold Bodenackerstrasse 15F CH-4334 Sisseln praesident@cp-technologe.ch

Abwasserreinigung statt Wirkstoffproduktion

Chemie- und Pharmatechnologen-Lehre einmal anders

Sean Meier ist im zweiten Lehrjahr als Chemie- und Pharmatechnologe EFZ (CPT). Er ist der erste Lernende dieses Berufs beim Amt für industrielle Betriebe (AIB) des Kantons Basel-Landschaft. Ein Beruf, bei dem man wohl eher an die Herstellung von Wirkstoffen für Medikamente in einem Betrieb der Chemieoder Pharmabranche denken würde als an eine Kläranlage.

arbeitet, bevor er 2011 als Verfahrenstechniker zum AIB wechselte. In dieser Funktion musste er sich vertiefter in die einzelnen Verfahrensstufen einarbeiten. «Mein Hintergrund hat mir dies sehr leicht gemacht. Eine Kläranlage sehe ich noch heute wie einen Monobetrieb, den ich aus Novartis-Zeiten kenne», erklärt er. «So haben wir im Lauf der Zeit die Idee entwickelt, CPT in der Richtung Umwelttechnik auszubilden. Immer mehr offene

■ Höhere Fachprüfung Chemietechnologe

Daniel Müller weiterbildung@cp-technologe.ch

■ Termine

Alle Termine online anschauen: www.cp-technologe.ch

Gregor Niederberger, stellvertretender Betriebsleiter und Ausbildungsverantwortlicher beim AIB, hatte selbst jahrelang in der pharmazeutischen Produktion als Chemikant ge -

Stellen werden bei uns zudem durch ausgebildete Chemikanten bzw. CPT besetzt.» Im Abstand von zwei Jahren möchte das Amt weitere Lernende ausbilden und bietet somit

zum Lehrbeginn 2023 wieder eine Lehrstelle an.

Schwerpunkt Biotechnologie

Sean Meier ist begeistert: «Es ist ein toller Beruf, der perfekt zu mir passt!» Dass die Ausbildung hier mit Schwerpunkt Biotechnologie stattfindet, hat ihn speziell angesprochen. «Da ich zuvor eine Lehre als Koch abgeschlossen hatte, war das Interesse an der Biologie und Mikroorganismen schon vorhanden», erklärt er und ergänzt: «Ein weiterer Punkt war der Fakt, dass ich der erste Chemie- und Pharmatechnologe wäre, der vom Kanton ausgebildet wird, was für mich nicht nur eine Ehre, sondern auch ein Ansporn ist.»

Im Einsatz für sauberes Wasser

Nach einer sorgfältigen Einführung in die grundlegenden Tätigkeiten eines CPT beim Ausbildungsverbund Aprentas erhält Sean Meier nun im weiteren Verlauf seiner Lehre immer mehr Einblick in die ganze Bandbreite der Arbeit in den Kläranlagen. Die Aufgaben sind sehr vielfältig; sie gehen von der Anlagenpflege

über Unterhaltsarbeiten bis zur Analyse und Überwachung komplexer Systeme. Dabei behalten die CPT die Betriebssicherheit im Auge und tragen die Verantwortung für saubere Gewässer mit.

Der Lernende ist vor allem in der ARA Ergolz 1 in Sissach und in der ARA Birs in Birsfelden tätig, zwei Anlagen, die sich in der biologischen Reinigungsstufe grundsätzlich unterscheiden. Zusätzlich gibt es Einsätze im Labor, wo er auch selbstständig Abwasseranalytik durchführt und sich mit den In- und Onlinemessungen auseinandersetzt. Hinzu kommen Einblicke in die Siedlungsentwässerung, Verfahrenstechnik sowie auch in die Datenaufarbeitung und deren Auswertungen.

Nach der Lehre würde Sean Meier gerne beim AIB bleiben und eventuell eine Weiterbildung machen. Das passt bestens zu den Vorstellungen des Lehrbetriebs, denn das AIB wünscht, seine Lehrabsolventen grundsätzlich weiter zu beschäftigen und ihnen die Weiterbildung als Klärwerkfachmann/-frau anzubieten.

Cornelia Frei, Aprentas

Sean Meier bei der Arbeit in der Kläranlage. Hier füllt er Entschäumer aus 200 ­ Liter­ Fässern in eine Dosiereinrichtung um. (Bild: zvg)

SEKTION FRICKTAL

Überkontinentaler Zoobesuch

Tropische Erlebnisse

Unser letzter Zoobesuch in Zürich fand zwischen den Corona Lockdowns statt. Zugegeben, das Einhalten der Abstandsregeln war nicht immer einfach. Egal ob kleines Krabbeltier, stattlicher Elefant oder furchteinflössender Tiger – sie alle wollten umworben und bestaunt werden, und genau das taten die Besucher in Scharen Corona? Der Begeisterung für den Zoo und seine Tiere schien dies keinen Abbruch zu tun. Also starten wir heuer einen weiteren Anlauf – und siehe da: Unsere Mitglieder pilgern erneut in Scharen nach Zürich.

Der moderne Zoo Zweifellos gehören seine Vielfältigkeit und seine wildroman-

tische Anlage zum Erfolgsrezept des Zürcher Zoos, – natürlich abgesehen von den bereits erwähnten Hauptdarstellern. Aber der Zoo Zürich will mehr sein, und man kauft es ihm gerne ab. Nicht nur das Tier an sich, sondern auch seine Rolle und die Probleme rund um seine ursprünglichen Lebensräume stehen im Zentrum. So gilt der Zoo Zürich auch als Aufklärungsort. So mancher Teilnehmer weiss schon vor dem Zoobesuch, dass die vor rund 140 Jahren nach Australien eingeführten Kaninchen bald als Plage zu beklagen waren. Ursprünglich als Fleischlieferanten gedacht, vermehrten sich die ausgesetzten Karnickel – mangels natürlicher Feinde – milliardenfach. Nur wenige wissen

indes, dass später Katzen ausgesetzt wurden, die den Kaninchen ans Fell gehen und deren Existenz dezimieren sollten. Doch ist es so eine Sache, wenn man den Teufel mit dem Beelzebub austreiben möchte. Der Mensch handelt nicht immer überlegt, auch nicht immer rational und oft meint er wohl, er wisse viel mehr als er eigentlich weiss

Tief im Dschungel

Der Leser merkt: Unser Besuch lockt uns erneut ins Australiengehege. Down Under steht für uns einmal mehr über allem. Wir besuchen das neue Australienhaus und, Jö-Effekt inklusive, krallen sich da zwei putzige Koalas an Eukalyptusbäumen. Neben den zahlreichen Wallabys sicher die Attraktion schlechthin. Die Hauptattraktion allerdings ist die private Führung durch das Tropenhaus. Wir erkunden unter fachkundiger Leitung auch Orte, die Besuchern sonst nicht zugänglich sind. Erstaunlich, was da alles kreucht und fleucht Nur der Gang über die einem Alkoholiker gleich schwankenden Holzhängebrücke scheint nicht allen ganz genehm zu sein. Tiefe Schluch -

ten verbergen sich unter der Brücke nicht, dennoch klammern sich unsere Teilnehmer wie die Klammeräffchen an die Seile der Brücke. Unsere Gastgeber vom Zoo Zürich lehren uns zudem was es heisst, aus einem Zoo einen «Zooh» zu machen. Eben die Aufklärungsarbeit und nicht nur das Tier angucken. Corona scheinen wir unterdessen zu können (hoffentlich). Negative Ereignisse gehen vorbei – lernen wir. Aber auch die schönsten Erlebnisse gehen irgendwann vorüber. Schön war unser Besuch im Zoo Zürich. Was wollte ich noch gleich? Richtig, zwei Monate Ferien für meinen Australienurlaub beantragen.

Patrick Merkofer

Impressionen vom Zoo ­ Besuch, mit einem Zaungast und dem abschliessenden gemeinsamen Esse. (Bilder: Dieter Brunner)

Neue UHPLC-Säulen – schnellere Proteinanalyse

Neue Ultra-high-performanceGrössenausschlusschromatographie-Säulen (UHPLC-GPC) für die Auftrennung von Proben mit monoklonalen Antikörpern sparen Analysezeit und erhöhen das Signal-Rausch-Verhältnis, so dass das Screening und die Charakterisierung von Wirkstoff-Kandidaten mit höherer Effektivität erfolgen können.

Der Kampf gegen das Coronavirus hat es noch stärker ins Bewusstsein gerufen: Monoklonale Antikörper (mAbs) stellen ein erfolgsträchtiges Konzept für die Diagnose und Behandlung einer Reihe von Erkrankungen dar. Im Verlaufe der Entwicklung gelangen die Forscher zunächst zu Wirkstoff-Kandidaten. Diese müssen dann gescreent werden, um die aussichtsreichsten unter ihnen zu identifizieren.

Dabei stellt die Trennung der Substanzen durch UHPLC-GPC in Kombination mit der Detektion über Mehrwinkel-Lichtstreuung (Mals) oder Massenspektrometrie (MS) einen entscheidenden Schritt dar. Wer mit mAbs oder anderen Biopharmazeutika arbeitet, kann jetzt mit neuartigen Flüssigkeitschromatographiesäulen gleich mehrere Vorteile realisieren.

Das Säulenmaterial basiert auf 2- μ m-Silikapartikeln. Diese sind diolgebunden, so dass sie eine hydrophile Oberfläche bilden. In Kombination mit einer Porengrösse von 25 nm eignen sich die Säulen für die Analyse von Proteinen im Bereich von 10 kDa bis 500 kDa. Ihr Hauptmerkmal ist ein stark reduzierter Rauschpegel in Kombination mit Mals- und MS-Detektoren.

Vital in Kryoröhrchen – auch eigens für Hefen

Die Vitalerhaltung von Mikroorganismen und rekombinanten Bakterien in mehr als eisiger Kälte gelingt in Kryoröhrchen mit einem speziellen Kryomedium und mit Kügelchen von besonderer Oberflächenbeschaffenheit. Bestimmte Ausführungsformen wurden eigens zur sicheren Aufbewahrung von Hefen entwickelt.

Mit Hilfe der Röhrchen lassen sich sogenannte Gefrierstocks anlegen. Dazu werden 0,5 ml einer frischen

Kultur in ein Kryoröhrchen pipettiert und gemischt. Der Überstand wird abgenommen, das Kryoröhrchen

eingefroren. Zur Rekultivierung wird eines der Kügelchen entnommen und in das gewünschte Kulturmedium inokuliert. Der Rest wird nicht angetaut. Die Langzeitlagerung erfolgt bei –80 ° C oder in flüssigem Stickstoff. Darüber hinaus ist eine auf wenige Tage befristete kurzzeitige Lagerung bei –20 ° C möglich. Die Röhrchen können unter anderem für Gefrierstocks von DMSOsensitiven Organismen verwendet werden. Darüber hinaus eignen sie

Software für Strömungs- und Akku-Optimierer

Die physikalischen Probleme der realen Welt sind selten eindimen -

sional. Daher ergibt sich für Ingenieure auf ganz unterschiedlichen Gebieten die Notwendigkeit, gleichzeitig mehrere Teilbereiche eines physikalischen Systems zu simulieren und zu modellieren. Für solche Multiphysik-Anwendungen steht jetzt eine neue Software-Version zur Verfügung (Comsol Multiphysics 6.1). Unter anderem soll sie durch zusätzliche Funktionen die Modellierung von turbulenten Strömungen und mechanischem Kontakt verbessern. Um die gewünschte Genauigkeit mit einem praxisge -

rechten Rechenaufwand zu erreichen, arbeitet das Modul für die numerische Strömungsmechanik (CFD-Modul) mit dem DES-Verfahren (Detached Eddy Simulation). Dieses kombiniert Berechnungen mit hoher Genauigkeit, wo nötig, nach dem LES-Verfahren (Large Eddy Simulation) mit unaufwendigeren Berechnungen nach dem RANS-Verfahren (Reynolds Averaged Navier Stokes), wo dies ausreicht. Neben Strömungssimulationen lassen sich mit der Software beispielsweise Kalkulationen zur

Auf diese Weise werden Zeit für die Äquilibrierung eingespart und die Datenqualität verbessert. Bei Mals-Detektion wird ein niedriger Rauschpegel innerhalb von Minuten erreicht. Dies führt zu hohen Signal-Rausch-Verhältnissen und damit zu einer hohen Empfindlichkeit. Bei MS-Detektion wird die Ionisationseffizienz durch Elektrospray-Ionisation verbessert und die MS-Gesamtleistung und Betriebszeit des Geräts erhöht. Dadurch eignen sich die neuen Säulen besonders für Analysen von Aggregaten und Fragmenten von mAbs sowie von Bi- und Multispezifika.

Sebio GmbH CH ­ 4450 Sissach info@sebio.ch www.sebio.ch

sich zur Konservierung mariner Mikroorganismen, beispielsweise bei der Feldarbeit. Für Hefen, wie Saccharomyces cerevisae oder Candida albicans, stehen Kryoröhrchen mit einem speziellen Hefe-Kryomedium zur Verfügung.

Roth AG CH ­ 4144 Arlesheim info@carlroth.ch www.carlroth.ch

Lade-Entlade-Dynamik und zum Wärmemanagement von Akkus durchführen. Das könnte für Fortschritte bei der Elektrifizierung von Fahrzeugen eine interessante Rolle spielen. Nach Unternehmensangaben erleichtert dabei überdies eine verbesserte Benutzeroberfläche die Anwendung der Software.

Ein Systemintegrator für «grünen» Wasserstoff

Im niederländischen Hafen Rotterdam entsteht unter dem Namen «Holland Hydrogen I» eine Anlage zur Produktion von Wasserstoff unter Verwendung von Strom aus einem Offshore-Windpark. Sie soll nach ihrer Inbetriebnahme im Jahr 2025 Europas grösste Anlage für grünen Wasserstoff sein.

«Holland Hydrogen I» wird mit einem 200-Megawatt-Elektrolyseur für die Produktion von bis zu 60 000 Kilogramm grünen Wasserstoff täglich ausgestattet.

Dieser wird über eine Pipeline zum Shell Energy and Chemicals Park Rotterdam transportiert, wo er einen Teil des in der Raffinerie

verwendeten grauen Wasserstoffs ersetzen und die Herstellung von Energieerzeugnissen wie Benzin, Diesel und Kerosin in der Anlage teilweise dekarbonisieren soll.

In der Praxis besteht eine Hauptaufgabe in der Systemintegration: Innerhalb der Wasserstoffversorgungskette müssen die von unterschiedlichen Unternehmen be -

Schutz für Substanzen in Niederdruckbehältern

Lagertanks, Trockner und andere Niederdruckbehälter für sensible Prozessmedien in der Chemie-, Pharma-, und Lebensmittelindustrie benötigen einen Schutz gegen Überdruck und Vakuum. Für den Druckbereich von 2 bis 200 mbar übernimmt das ein spezielles Beatmungsventil. Dank dem modularen Aufbau ist eine Ausführung seiner Einzelteile aus unterschiedlichen Materialien möglich, wie zum Beispiel aus Edelstahl oder Hastelloy. Auch können spezielle Beschichtungen gewählt werden, etwa mit Ethylen-Chlortrifluorethylen (Halar-Beschichtung) für eine uneingeschränkte Kontaktverträglichkeit mit Lebensmitteln.

So eignet sich das Beatmungsventil beispielsweise für den Einsatz an

Trocknern, in denen rieselfähige Prozessmedien, wie zum Beispiel Kakao, Tablettenrohstoffe oder Tees unter Vakuum verarbeitet werden. Droht ein Absinken des Vakuums innerhalb des Behälters, öffnet das Ventil und sorgt so für einen gezielten Druckausgleich. Dieser ist nicht nur für die Stabilität des Trockners, sondern ebenso für die Qualität der sensiblen Substanzen

von Bedeutung. Die kontrollierte Aufrechterhaltung des Druckniveaus wird durch eine geringe Leckagerate von bis zu 1 × 10 -6 mbar x l/sec erreicht. So werden sowohl Emissionen von flüchtigen Gasen oder anderen, gegebenenfalls umweltbelastenden Stoffen als auch die Entstehung explosiver Gemische oder das potenziell gefährliche Eindringen von Luft verhindert. Für Stoffe, die eine hohe Produktreinheit erfordern, ist Oxidation eine der grössten Gefahren. Zur Verhinderung des Eindringens von Sauerstoff bzw. Gasen aus der Atmosphäre in den Behälter verfügt das neue Ventil in einer speziellen Ausführung über einen Inertisierungsanschluss. Er leitet die benötigte Menge an Stickstoff ein, um

Kleine Dosiermengen – präzise, pulsationsfrei

Dosieren von Fällmitteln in der Wasseraufbereitung, von Säuren und Laugen in Reinigungsprozessen, von Aromen in der Nahrungsund Genussmittelherstellung, von Feinchemikalien in der Chemieproduktion und von Farben in der Herstellung von Papier und Folien –für all dies bedarf es eines präzisen und pulsationsfreien Dosierens von kleinen Mengen. Dafür steht dem europäischen Markt jetzt eine neue Reihe von Exzenterschne -

ckenpumpen zur Verfügung (Marke: NOV Mono). Die Dosiermengen liegen in einem Bereich von 3 l/h bis 1290 l/h. Die neuen Exzenterschneckenpumpen sind in verschiedenen Baugrössen und mit unterschiedlichen Antriebsoptionen erhältlich. Mit einer Gehäuseauswahl aus Edelstahl oder korrosionsbeständigem PVDF-Kunststoff und Innenteilen aus Edelstahl oder Hastelloy verfügen sie über eine hohe Tole -

ranz gegenüber chemisch aggressiven Fördermedien (pH 0–14). Sie können hochkorrosive Flüssigkeiten

reitgestellten Funktionseinheiten, wie Herstellung, Pipelinetransport, Speicherung und Versorgung etc., in einer umfassenden Automatisierungslösung zusammengeführt werden. Der Betreiber von «Holland Hydrogen I», Shell plc, hat mit dieser Aufgabe die Yokogawa Electric Corporation als Hauptauftragnehmer für die Automatisierung (MAC) betraut.

Yokogawa Europe Branches B.V., Amersfoort

Swiss Branch Allschwil CH ­ 4123 Allschwil

Stefan.Lugert@ch.yokogawa.com

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Folgereaktionen mit dem Medium zu verhindern.

In der Praxis werden zunächst entsprechend den Prozessmedien und -bedingungen (z. B. Temperatur, Druck) die Einzelteile und die Dichtungen des Beatmungsventils ausgewählt. Anschliessend setzt man sie unter Verwendung von Gehäuseklammern zusammen. Das so entstandene Beatmungsventil wird für Wartungs- und Reinigungsarbeiten wieder auseinandergenommen und für andere Anwendungen, falls nötig, durch Austausch von Modulen neu konfektioniert.

Paliwoda AG CH ­ 8703 Erlenbach info@paliwoda.ch www.paliwoda.ch

fördern, auch bei wechselnden Viskositäten und Feststoffanteilen. Für ein präzises Dosieren mit einer Toleranz von ±1 % können die Dosierpumpen mit einem Durchflussmesser ergänzt werden. AxFlow

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Vier energieeffiziente Kälteumwälzthermostate

Neue Kälteumwälzthermostate für das Labor benötigen im Teillastbetrieb weniger Energie und arbeiten darum effizient, kostensparend und umweltfreundlich. Laborthermostate sorgen in der Grundlagenforschung, bei Materialprüfungen oder in technischen Anlagen für eine zuverlässige und präzise Temperierung von Proben, Prüflingen und Prozessen. Bei vielen dieser Anwendungsfälle reicht im Regelfall ein Teillastbetrieb zur effizienten Abführung von Wärme

aus. Hierbei können energieeffiziente Kälteumwälzthermostate helfen, Betriebskosten einzusparen, schneller eine Amortisation der Anschaffungskosten zu erreichen und gleichzeitig durch einen geringeren Energieverbrauch einen positiven Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.

Dafür gibt es jetzt aus einer Hand gleich vier neue Kälteumwälzthermostate für verschiedene Anforderungen. Alle wurden mit einem Fokus auf Energieeffizienz entwi -

Schüttgutanlagen-Design als externer Service

Für das korrekte Design einer Anlage zur Verarbeitung von Schüttgütern ist jahrelange Erfahrung unabdingbar. Aber um das System von Anfang an richtig auszulegen, wird mehr benötigt: Tests und Versuche, möglichst im industriellen Massstab. Wenn das eigene Unternehmen über die dafür erforderli -

che Expertise nicht oder nur zum Teil verfügt oder wenn schlicht die Kapazitäten fehlen, lässt sich dieser entscheidende Schritt an einen externen Dienstleister auslagern. Dieser führt dann die Tests nach Möglichkeit praxisorientiert mit Originalmaschinen durch, wie sie später auch im laufenden Betrieb arbeiten sollen. Erfahrene Spezialisten gestalten die Versuchsanordnung individuell und führen die Versuche durch. Neben dem Test einzelner Prozessschritte, wie zum Beispiel einer Dosierung, erproben sie dabei auch das Zusammenspiel verschiedener Maschinen.

Wichtig ist dabei eine enge Kommunikation, etwa folgendermas-

sen: Die Erfahrungen aus den Tests und Versuchen bekommt das auftraggebende Unternehmen umgehend übermittelt. Besprechungen dazu können zeit- und kostensparend in Form von Online-Konferenzen erfolgen. Darüber hinaus erhält der Auftraggeber Produktmuster zur Analyse in seinem Labor. Die Ergebnisse fliessen wiederum in den Design-Prozess ein. So nähert man sich Schritt für Schritt dem endgültigen Schüttgutanlagen-Design.

Unterm Strich kann dieses Vorgehen die Planungszeit verkürzen und die Prozesssicherheit erhöhen.

Am Ende der Tests und Versuche steht das Signal: «Prozessaufbau entspricht den Anforderungen».

Lebensmittelveraschung: Minuten statt Stunden

Mit einem neuen Muffelofen reduziert sich die Veraschungsdauer in der Lebensmittelanalytik von Stunden auf Minuten.

Schliesst das Analyseverfahren eine Trockenveraschung ein, so liegen zwischen Probenahme und Vorliegen des Ergebnisses in der Regel etliche Stunden. Erst dann können Produktions- und Qualitätssicherung reagieren. Stellen sie Unregelmässigkeiten fest, werden zwar Gegenmassnahmen eingeleitet. Wegen der zeitverzögerten Reaktion sind aber womöglich schon minderwertige Güter ausserhalb der vorgegebenen Spezifikation produziert worden und können nur zu einem geringeren Preis verkauft werden.

Ein neuer Muffelofen senkt nun die benötigte Veraschungsdauer von Stunden auf Minuten. Denn die luftdurchlässige Isolationskeramik des Ofens und die patentierten hochporösen Quarzfasertiegel erlauben einen hoher Luftdurchsatz. Das ganze System wird gut entlüftet und

damit ein schnelles Verbrennen ermöglicht. Zudem kühlt das Tiegelmaterial nach der Entnahme aus dem Ofen innerhalb von wenigen Sekunden ohne Feuchtigkeitsaufnahme ab. Somit wird ein Überführen in den Exsikkator zwecks Trocknung obsolet. Stattdessen kann das Rückwiegen direkt ohne weitere Zeitverzögerung erfolgen. Auch wird nach umfangreichen Versuchsreihen des Herstellers eine bessere Präzision der Ascheanalysen erzielt.

Ein Abluft-Rohr wird direkt am Gerät angeschlossen, was gleich mehrere Vorzüge mit sich bringt: Der Ofen selbst bleibt frei von Ablagerungen. Darüber hinaus werden die Raumluft und das Bedienpersonal nicht

ckelt und arbeiten mit natürlichem, umweltschonendem Kältemittel. Als weiterer Vorteil kommt ein grosses Badvolumen hinzu. Damit eignet sich der jeweilige Kälteumwälzthermostat dafür, grössere Proben oder eine Vielzahl verschiedener Proben präzise zu temperieren.

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Und schon während der laufenden Tests kann das auftraggebende Unternehmen mit den bereits gewonnenen Erfahrungen seine Mitarbeiter auf das Betreiben der neuen Anlage schulen.

Den Service bieten bestimmte Dienstleister auf mehreren Kontinenten über regionale Testcenter an. Damit eignet er sich im Besonderen auch für Auftraggeber, die bei internationaler Ausrichtung Wert auf räumliche Nähe ihres jeweiligen Produktionsstandortes zum externen Dienstleister legen.

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belastet, was aus Arbeitsschutzgründen ein Plus darstellt. Dazu kommt ein ganz praktischer Aspekt: Die Installation braucht nicht unter dem Abzug zu erfolgen.

Das Anwendungsspektrum des neuen Muffelofens erstreckt sich unter anderem auf die Veraschung von Getreidemehl, Getreideschrot, Caseinat, Labcasein, Eier, Eierprodukte, Fleisch, Fleischerzeugnisse, Wurstwaren, Honig, Brot, Kleingebäck aus Brotteigen, Gemüse- und Fruchtsaft, Gewürze, Tee und vielem mehr.

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ABSPERRKLAPPEN FÜR DIE CHEMISCHE INDUSTRIE

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IEP Technologies GmbH info.iep.ch@hoerbiger.com - www.ieptechnologies.com

Rötzmattweg 105 CH-4600 Olten Tel. +41 (0)62 207 10 10

BRUTSCHRÄNKE / CO ² -BRUTSCHRÄNKE

HETTICH AG | 8806 Bäch SZ | +41 44 786 80 20 sales@hettich.ch | www.hettich.ch Succursale Suisse Romande (Canton de Vaud) Tél. +41 44 786 80 26 Wir vertreiben und bieten Service für Brutschränke der folgenden Marken:

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CHEMIEDISTRIBUTION CHEMIEDISTRIBUTION

CHROMATOGRAPHIESÄULEN CHROMATOGRAPHIESÄULEN

Tel. +41 31 972 31 52

Fax +41 31 971 46 43 info@msp.ch www.msp.chCHROMATOGRAPHIESÄULEN

DOSIER- UND SCHLAUCHPUMPEN

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Hirschmann Laborgeräte GmbH & Co. KG Hauptstrasse 7–15 · 74246 Eberstadt Germany

T +49 (0)7134 511 0 · F +49 (0)7134 511 990 info@hirschmannlab.com · www.hirschmannlab.com

DRUCKBEHÄLTER ANLAGEN- UND APPARATEBAU

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FABRIKPLANUNG

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Liquidhandling Spektrophotometrie

Zentrifugation Sicherheitswerkbänke

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DAMPFARMATUREN ASEPTISCHE VENTILE

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DÜSEN DÜSEN

Industriestrasse 32 CH-3175 Flamatt Tel. 031 744 00 00 Fax 031 741 25 55 info@ramseyer.ch www.ramseyer.ch

DICHTUNGEN

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liquitec AG

Industrie Neuhof 54

CH-3422 Kirchberg

T +41 55 450 83 00

F +41 55 450 83 01

DIENSTLEISTUNGEN

DIENSTLEISTUNGEN

info@liquitec.ch www.liquitec.ch

DACHSER Spedition AG Regional Offi ce Switzerland

Althardstrasse 355 CH-8105 Regensdorf Phone +41 (0)44 8721 100 dachser.regensdorf@dachser.com dachser.ch

DIENSTLEISTUNGEN

Spraying Systems Switzerland AG Eichenstrasse 6 · 8808 Pfäffikon Tel. +41 55 410 10 60 info.ch@spray.com · www.spray.com/de-ch

ELEKTROTECHNISCHE UND OPTISCHE SENSOREN FLUORESZENZ-SPEKTROSKOPIE

ASSCO Engineering AG Lerzenstrasse 10 · CH-8953 Dietikon www.assco.ch · info@assco.ch

Planung von Produktionstechnologien

Technical Laboratory Services

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Tel. +49 201 8619 130

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Herstellerübergreifender Service für HPLC und GC

DILUTOREN / DISPENSER

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Liquidhandling Spektrophotometrie Zentrifugation Sicherheitswerkbänke

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Tel. +41 (0)61 981 66 33 www.hemotec.ch

DISPENSER / PIPETTEN

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ELEKTROTECHNISCHE UND OPTISCHE SENSOREN

Aquasant Messtechnik AG T +41 61 935 5000|www.aquasant.com

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ABSPERRKLAPPEN FÜR DIE CHEMISCHE INDUSTRIE

EXPLOSIONSSCHUTZ

FARBMESSUNG (FLÜSSIGKEITEN)

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• Photometer • Messgeräte • Reagenzien

Hach Lange GmbH Rorschacherstr. 30 a 9424 Rheineck Tel. 084 855 66 99 Fax 071 886 91 66 www.ch.hach.com

FIBEROPTIKSCHAUGLASLEUCHTEN

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Sefiltec AG · Separation- und Filtertechnik Engineering Haldenstrasse 11 · CH-8181 Höri · Tel. +41 43 411 44 77 Fax +41 43 411 44 78 · info@sefiltec.com · www.sefiltec.com

FILTERPAPIER CHROMATOGRAPHIESÄULEN

Gewerbestrasse 10 CH-4450 Sissach Tel. +41 61 971 83 44 Fax +41 61 971 83 45 info@sebio.ch www.sebio.ch

FILTERPATRONEN FILTERPATRONEN

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• 1024 Ecublens socorex@socorex.com

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Rötzmattweg 105 CH-4600 Olten Tel. +41 (0)62 207 10 10

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iFIL AG Industriestrasse 16 CH-4703 Kestenholz www.ifil.eu.com info@ifil.eu.com

FILTRATIONSSYSTEME FILTRATIONSSYSTEME

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FLAMMENSPERREN ASEPTISCHE VENTILE

Industriestrasse 32

CH-3175 Flamatt

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ANDRÉ RAMSEYER AG

KONDENSATABLEITER ASEPTISCHE VENTILE

Industriestrasse 32

CH-3175 Flamatt

ANDRÉ RAMSEYER AG

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KÜHL- UND TIEFKÜHLCONTAINER KÜHL- UND TIEFKÜHLCONTAINER

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GAS ANALYSER

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HPLC UND UHPLC

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Lettenring 10 CH-8114 Dänikon Tel. +41 52 345 02 02 info@pmi-lab.ch www.pmi-lab.ch

Mettler-Toledo (Schweiz) GmbH Im Langacher 44 8606 Greifensee Tel. 044 944 47 47 www.mt.com info.ch@mt.com

LABOR- / MEDIKAMENTENUND BLUTKÜHLSCHRÄNKE

LABOR- / MEDIKAMENTENUND BLUTKÜHLSCHRÄNKE

Wir vertreiben und bieten Service für Laborschränke der folgenden Marke:

LAGER- UND PROZESSBEHÄLTER

LAGER- UND PROZESSBEHÄLTER

NBS SCIENTIFIC

Werderstraße 4, 69469 Weinheim +49 (0) 6201 398 7000 info@nbsscientific.de www.nbsscientific.de

LOGISTIK

LOGISTIK

DACHSER Spedition AG Regional Offi ce Switzerland Althardstrasse 355 CH-8105 Regensdorf Phone +41 (0)44 8721 100 dachser.regensdorf@dachser.com dachser.ch

LOHNABFÜLLUNG

LOHNABFÜLLUNG

Industrie Allmend 36 4629 Fulenbach +41 62 387 74 35 printsupplies@fischerpapier.ch

LOHNABFÜLLUNG LOHNABFÜLLUNG

Mischwerk Trockenmischungen Flüssigmischungen www.mmb-baldegg.ch

DICHTUNGEN

MAGNETRÜHRER

liquitec AG

Industrie Neuhof 54 CH-3422 Kirchberg

T +41 55 450 83 00

F +41 55 450 83 01

info@liquitec.ch www.liquitec.ch

MASSENSPEKTROMETRIE MASSENSPEKTROMETRIE

expression ® Compact Mass Spectrometer Ihr universeller Molmasse-Schnelltester zur Überwachung von Syntheseverläufen, DC-, Flash LC- & (U)HPLC-Trennungen Advion Ltd. www.advion.com | central-europe@advion.comCHROMATOGRAPHIESÄULEN

MEMBRANEN MEMBRANEN

Track-etched (PC/PET) membranes, coated (Au, Al) for:

-Particle analysis (Pharmaceuticals & Microplastics)

-Asbestos analysis www.i3membrane.de lab@i3membrane.de

MESSTECHNIK MESSTECHNIK

VEGA Messtechnik AG

Barzloostrasse 2 · 8330 Pfäffikon ZH www.vega.com · info.ch@vega.com

MIKROBIOLOGIE MIKROBIOLOGIE

Gewerbestrasse 10 CH-4450 Sissach

Tel. +41 61 971 83 44

Fax +41 61 971 83 45 info@sebio.ch www.sebio.ch

PIPETTENKALIBRATIONEN PIPETTENKALIBRATIONEN

Liquidhandling Spektrophotometrie Zentrifugation Sicherheitswerkbänke

CH-4460 Gelterkinden info@hemotec.ch

Tel. +41 (0)61 981 66 33 www.hemotec.ch

FLUORESZENZ-SPEKTROSKOPIE

TRÜBUNGSMESSUNG

VAKUUMPUMPEN VAKUUMPUMPEN

Nünningstrasse 22–24

D-45141 Essen

Tel. +49 (0) 201 722 390

Aquasant Messtechnik AG

TRÜBUNGSMESSUNG

FARBMESSUNG (FLÜSSIGKEITEN)

T +41 61 935 5000|www.aquasant.com

Hach Lange GmbH

Rorschacherstr. 30 a 9424 Rheineck Tel. 084 855 66 99 Fax 071 886 91 66 www.ch.hach.com

• Photometer • Messgeräte • Reagenzien

FLUORESZENZ-SPEKTROSKOPIE

ÜBERFÜLLSICHERUNG

Aquasant Messtechnik AG

T +41 61 935 5000|www.aquasant.com

UV-LEUCHTEN UV-LEUCHTEN

P T M T LT R T

T

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Busch AG Vacuum Solutions Waldweg 22, 4312 Magden Tel. 061 845 90 90 info@buschag.ch www.busch.ch

VENTILE

TOC und TNb Wasser- und Feststoffanalytik für Labor- und Online-Anwendungen

Fax +49 (0) 201 722 391 essen@dimatec.de www.dimatec.de

ZAHNRADPUMPEN ZAHNRADPUMPEN

info@liquitec.ch www.liquitec.ch

Maag Pump Systems AG Aspstrasse 12 CH-8154 Oberglatt Telefon +41 44 278 82 00 welcome@maag.com www.maag.com

ZENTRIFUGEN DILUTOREN / DISPENSER

Helling GmbH Spökerdamm 2 D-25436 Heidgraben Tel.: +49 4122 922-0 info@helling.de

Ihr Spezialist für Anlagen und Prüfmittel in der ZfP D Leuchten www.helling.de U

UV-VIS-SPEKTRALPHOTOMETER

UV-VIS-SPEKTRALPHOTOMETER

Liquidhandling

Spektrophotometrie

Zentrifugation

Sicherheitswerkbänke

CH-4460 Gelterkinden info@hemotec.ch

Tel. +41 (0)61 981 66 33 www.hemotec.ch

ZENTRIFUGEN

Liquidhandling Spektrophotometrie Zentrifugation Sicherheitswerkbänke CH-4460 Gelterkinden info@hemotec.ch Tel. +41 (0)61 981 66 33 www.hemotec.ch

Die Zukunftsplattform.

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