Praktikum / Bachelorthesis zum Thema: Detektion und Quantifizierung von Biomarkern mittels hyperpolarisierter NMR-Spektroskopie
Position number IMT 17-2024
Description
Anhand von Biomarkern in Körperflüssigkeiten kann eine Vielzahl von Krankheiten wie Tuberkulose gezielt diagnostiziert werden. Zur Untersuchung eignet sich insbesondere NMR-Spektroskopie als Breitbandmethode. Allerdings sind die Konzentrationsänderungen der Marker insbesondere im Anfangsstadium einer Krankheit sehr gering, was ihre Detektion erschwert. Tuberkulose ist trotz etablierter Therapien jährlich für mehr als 1,5 Millionen Tode verantwortlich, was insbesondere auf die Langwierigkeit und ungenügende Zuverlässigkeit momentaner Diagnosemethoden zurückzuführen ist.
Im Rahmen dieser Arbeit sollen ausgewählte Stoffwechselmarker mittels Parawasserstoff-Techniken hyperpolarisiert und anschließend mittels NMR-Spektroskopie charakterisiert werden. Durch Hyperpolarisation werden die Signale der Marker verstärkt, was die Detektion geringster Konzentrationen auch bei kurzer Messzeit erlaubt. Dabei wird auf SABRE (Signal Amplification By Reversible Exchange) zurückgegriffen. Mittels eines homogenen Katalysators wird Spinordnung von Parawasserstoff auf die zu untersuchenden Substanzen übertragen, ohne sie chemisch zu verändern. Zusätzlich zu den Signalen der Stoffwechselmarker können auch chemische Verschiebungen der am Katalysator gebundenen Hydride zur Charakterisierung der Marker herangezogen werden.
Zu Beginn werden Lösungen einzelner Stoffwechselmarker untersucht. Nachdem der Prozess optimiert wurde, werden schrittweise Lösungen mit mehr Komponenten und geringeren Konzentrationen eingesetzt, um sich der Zusammensetzung physiologischer Proben anzunähern. Neben üblichen 1D-Experimenten kann auf spezialisierte Pulssequenzen und höherdimensionale Experimente zurückgegriffen werden. Die Auswertung der erhaltenen Spektren kann neben direkter Signalzuweisung auch über principal component analysis oder machine learning erfolgen. Mitwirkung an einer wissenschaftlichen Publikation ist möglich.
Persönliche Qualifikation
- Studienrichtung: Chemische Biologie, Chemie, Biologie, Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik
- Interesse an interdisziplinären Arbeiten an der Grenze zwischen analytischer Chemie und Biomedizin.
- Grundkenntnisse präparativ-chemischer Arbeitstechniken oder die Bereitschaft, sich diese anzueignen.
- Verantwortungsvoller und sauberer Umgang mit Gefahrstoffen.
- Zuverlässige und eigenständige Arbeitsweise.
- Grundlegende Fähigkeiten im Umgang mit Python-Code zur Steuerung eines Roboterarms hilfreich.
Organisationseinheit
Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT)Vertragsdauer
3 bis 6 Monate
Fachliche Ansprechperson
Fachliche Auskünfte erteilt Ihnen gerne Simon Fleischer, Tel. +49 721 608-23150.
Zur Bewerbung Zur offiziellen Anzeige
- Job type/category
- Fixed-term position
- Favored career stage
- Job experience > 2 years
- Location/region
- Karlsruhe city, Karlsruhe region
- Sector
- Other
- Language at workplace
- German
- Type of company
- Scientific institution
-
Baden-Württemberg
PK Elektronik Vertriebs GmbHKarlsruhe city, Karlsruhe region
-
Karlsruhe city, Karlsruhe region
Baden-Württemberg
-
Karlsruhe city, Karlsruhe region
SES-Ingenieure GmbHBaden-Württemberg
-
Karlsruhe city, Karlsruhe region
International excluding Germany
-
Karlsruhe city, Karlsruhe region
Baden-Württemberg
-
Baden-Württemberg
Marvell Semiconductor Germany GmbHKarlsruhe city, Karlsruhe region
-
Baden-Württemberg
Karlsruhe city, Karlsruhe region
-
International excluding Germany
Baden-Württemberg
-
Baden-Württemberg
jangled nerves gmbhBaden-Württemberg
-
Bayern
International excluding Germany
-
Baden-Württemberg
International excluding Germany
-
International excluding Germany
Baden-Württemberg
- Nanoscribe GmbH & Co. KG
Karlsruhe city, Karlsruhe region
-
KIT-Career-Service
Service-Büro im Foyer der Mensa
Tue 30.07.2024KIT-Career-ServiceZoom
Tue 03.09.2024 - KIT-Career-Service
Zoom
Tue 03.09.2024