Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V.

Jahr	Name
2022	Hochleistungs-Lateral Flow Assays durch zentrifugalmikrofluidische Automatisierung (CentrImA) B. Breiner, D. Kainz Abschlussbericht IGF-Vorhaben Nr. 20436 N
2022	Alkalische Micro Direkt-Alkoholbrennstoffzellen für die langfristige Energieversorgung von Kleingeräten (Alk2Micro) M. Bühler (Hahn-Schickard), M. Pilaski (ZBT) Abschlussbericht Kurzfassung einblenden Ziel dieses Projektes ist es, durch den Einsatz von alkalischen Polymerelektrolytmembranen (engl.: anion exchange membrane, AEM) in Alkohol-Brennstoffzellen die Crossover-Leistungsverluste von protonenleitenden Membranen (engl.: proton exchange membrane), PEM) in diesem Einsatzbereich zu unterbinden. Während in protonenleitenden direkten Alkoholbrennstoffzellen (PEM-DAFC) durch den Protonentransport von der Anode zur Kathode Alkohol mitgeschleppt werden kann, findet in AEM-DAFCs der Ionenausgleich zwischen Anode und Kathode durch Hydroxid-Ionen in Gegenrichtung von Kathode zu Anode statt. Durch die Vermeidung des Mitschleppefekts kann so der Durchtritt des Alkohols durch die Membran reduziert werden. In Alk2Micro soll zunächst eine Membran-Elektroden-Einheit (MEE) entwickelt werden, die das Herzstück der Brennstoffzelle darstellt. Die MEE besteht aus der AEM, einer Katalysatorschicht für die Alkoholoxidation und Sauerstoffreduktion, sowie porösen Kohlenstoffsubstraten. Jede Komponente an sich muss für eine optimale Leistung und Lebensdauer optimiert werden, während die Gesamtkosten im Blick behalten werden müssen. Mehrere MEEs sollen dann in einem Stack zusammengeführt werden. Um die MEEs optimal und langlebig zu betreiben, soll ein Forschungsschwerpunkt hier auf korrosionsbeständige Bipolarplatten bzw. Beschichtungen gelegt werden.
2022	Intelligenter optischer Drehwinkelsensor (INOSENS) J. Seybold Abschlussbericht
2022	Sensor Technology Adapter Gateway (STAG) Dovydas Girdvainis, Christoph Rathfelder, Gerhard Marki ISSN: Vogel Fachuch 978-3-8343-3481-7, 125 -136 Link zum Paper
2022	Digitaler Retrofit von Maschinen und Produktionsanlagen Karl-Peter Fritz, Henning Strauß, Christoph Rathfelder, André Bülau, Daniel Gaida ISSN: Vogel Fachuch 978-3-8343-3481-7 Link zum Paper
2022	Paper-based open microfluidic platform forprotein electrophoresis and immunoprobing S. Hennig, Z. Shu, L. Gutzweiler, P. Koltay, F. von Stetten, R. Zengerle, S. M. Früh Electrophoresis, 43 (4), 621-631, doi: 10.1002/elps.202100327 Kurzfassung einblenden Protein electrophoresis and immunoblotting are indispensable analytical tools for the characterization of proteins and posttranslational modifications in complex sample matrices. Owing to the lack of automation, commonly employed slab-gel systems suffer from high time demand, significant sample/antibody consumption, and limited reproducibility. To overcome these limitations, we developed a paper-based open microfluidic platform for electrophoretic protein separation and subsequent transfer to protein-binding membranes for immunoprobing. Electrophoresis microstructures were digitally printed into cellulose acetate membranes that provide mechanical stability while maintaining full accessibility of the microstructures for consecutive immunological analysis. As a proof-of-concept, we demonstrate separation of fluorescently labeled marker proteins in a wide molecular weight range (15–120 kDa) within only 15 min, reducing the time demand for the entire workflow (from sample preparation to immunoassay) to approximately one hour. Sample consumption was reduced 10- to 150-fold compared to slab-gel systems, owing to system miniaturization. Moreover, we successfully applied the paper-based approach to complex samples such as crude bacterial cell extracts. We envisage that this platform will find its use in protein analysis workflows for scarce and precious samples, providing a unique opportunity to extract profound immunological information from limited sample amounts in a fast fashion with minimal hands-on time. Link to publication
2022	Proteinelektrophorese in Offener Mikrofluidik (PRINTOMik) A. Klebes Abschlussbericht IGF-Vorhaben Nr. 20489 N
2022	Prozesssichere Herstellung von keramischen 3D Schaltungsträgern (ProKeram3D) A. Knöller, A. Schilling, P. Ninz, S. Petillon Abschlussbericht IGF-Vorhaben Nr. 20975 N
2022	Integration von zukünftigen Millimeterwellenfunksystemen unter Verwendung der LDS-MIDTechnologie (LDS-HF-Systeme) Maximilian Barth, Marius Wolf Abschlussbericht
2022	Analyzing siRNA Concentration, Complexation and Stability in Cationic Dendriplexes by Stem-Loop Reverse Transcription-qPCR M. Neugebauer, C. E. Grundmann, M. Lehnert, F. von Stetten, S. M. Früh, R. Süss Pharmaceutics 2022, 14, 1348, doi: 10.3390/pharmaceutics14071348
2022	Methods— A Simple Method to Measure In-Plane Electrical Resistance of PEM Fuel Cell and Electrolyzer Catalyst Layers L. Bohn, M. von Holst, E. Cruz Ortiz, M. Breitwieser, S. Vierrath, C. Klose J. Electrochem. Soc., 169 (5), 054518, doi: 10.1149/1945-7111/ac6e09
2022	Fully Hydrocarbon Membrane Electrode Assemblies for Proton Exchange Membrane Fuel Cells and Electrolyzers: An Engineering Perspective H. Nguyen, C. Klose, L. Metzler, S. Vierrath, M. Breitwieser Adv. Energy Mater. 2022, 2103559, doi: 10.1002/aenm.202103559
2022	Mechanical properties of polycaprolactone (PCL) scaffolds for hybrid 3D-bioprinting with alginate-gelatin hydrogel F. Koch, O. Thaden, S. Conrad, K. Tröndle, G. Finkenzeller, R. Zengerle, S. Kartmann, S. Zimmermann, P. Koltay J. Mech. Behav. Biomed. Mat., 130, 105219, doi: 10.1016/j.jmbbm.2022.105219
2022	Deep Learning-Assisted Nephrotoxicity Testing with Bioprinted Renal Spheroids K. Tröndle, G. Miotto, L. Rizzo, R. Pichler, F. Koch, P. Koltay, R. Zengerle, S. S. Lienkamp, S. Kartmann, S. Zimmermann Deep Learning-Assisted Nephrotoxicity Testing with Bioprinted Renal Spheroids
2022	ImmunoDisk—A Fully Automated Bead-Based Immunoassay Cartridge with All Reagents Pre-Stored B. Johannsen, D. Baumgartner, L. Karkossa, N. Paust, M.l Karpíšek, N. Bostanci, R. Zengerle, K. Mitsakakis Biosensors 12 (6), 413, doi: 10.3390/bios12060413
2022	Microfluidic One-Pot Digital Droplet FISH Using LNA/DNA Molecular Beacons for Bacteria Detection and Absolute Quantification Y.-T. Kao, S. Calabrese, N. Borst, M. Lehnert, Y.-K. Lai, F. Schlenker, P. Juelg, R. Zengerle, P. Garstecki, F. von Stetten Biosensors 2022, 12(4), 237; doi: 10.3390/bios12040237
2021	Autonomer mikromechanischer Sterilisationszyklenzähler (AuSter) D. Hoffmann Schlussbericht AuSter IGF-Vorhaben 20710BG
2021	Intelligente Diagnostik S. Wagner Abschlussbericht
2021	Integration von elektrischer Ankontaktierung und Steckern im duroplastischen Verkapselungsgehäuse als 1-Shot-Prozess (DuroConnect) M. Haybat Abschlussbericht
2021	Replikation von Zwei-Photonen-Lithographie-Strukturen für die Produktion strukturierter Kunststoffmikrooptiken in der Tumordiagnostik Stefan Wagner, Serhat Sahakalkan photonics Flashlight, Fachmagazin

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Wissenschaftliche Publikationen

Forschung bedeutet bei Hahn-Schickard auch, die Ergebnisse in wissenschaftlichen Publikationen zu veröffentlichen.

Hochleistungs-Lateral Flow Assays durch zentrifugalmikrofluidische Automatisierung (CentrImA)

Alkalische Micro Direkt-Alkoholbrennstoffzellen für die langfristige Energieversorgung von Kleingeräten (Alk2Micro)

Intelligenter optischer Drehwinkelsensor (INOSENS)

Sensor Technology Adapter Gateway (STAG)

Digitaler Retrofit von Maschinen und Produktionsanlagen

Paper-based open microfluidic platform forprotein electrophoresis and immunoprobing

Proteinelektrophorese in Offener Mikrofluidik (PRINTOMik)

Prozesssichere Herstellung von keramischen 3D Schaltungsträgern (ProKeram3D)

Integration von zukünftigen Millimeterwellenfunksystemen unter Verwendung der LDS-MIDTechnologie (LDS-HF-Systeme)

Analyzing siRNA Concentration, Complexation and Stability in Cationic Dendriplexes by Stem-Loop Reverse Transcription-qPCR

Methods— A Simple Method to Measure In-Plane Electrical Resistance of PEM Fuel Cell and Electrolyzer Catalyst Layers

Fully Hydrocarbon Membrane Electrode Assemblies for Proton Exchange Membrane Fuel Cells and Electrolyzers: An Engineering Perspective

Mechanical properties of polycaprolactone (PCL) scaffolds for hybrid 3D-bioprinting with alginate-gelatin hydrogel

Deep Learning-Assisted Nephrotoxicity Testing with Bioprinted Renal Spheroids

ImmunoDisk—A Fully Automated Bead-Based Immunoassay Cartridge with All Reagents Pre-Stored

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Autonomer mikromechanischer Sterilisationszyklenzähler (AuSter)

Intelligente Diagnostik

Integration von elektrischer Ankontaktierung und Steckern im duroplastischen Verkapselungsgehäuse als 1-Shot-Prozess (DuroConnect)

Replikation von Zwei-Photonen-Lithographie-Strukturen für die Produktion strukturierter Kunststoffmikrooptiken in der Tumordiagnostik