Blickpunkt


<p>Am 12. August brach ein Feuer in einem Gefahrgutlager im Hafendistrikt von Tianjin aus. Als die Feuerwehr den Brand mit Wasser zu löschen versuchte, rissen mehrere Explosionen mit einer Wucht von 3 bis 21 Tonnen TNT einen Krater in das Hafengelände und richteten kilometerweit Schäden an. Selbst Tage später war der Brandherd noch nicht unter Kontrolle.</p>
<p>Nach dem Unglück scheint die Zensur in China nicht gut funktioniert zu haben, denn chinesische Medien verbreiteten kritische Berichte über die Ursache der Katastrophe. In dem Gefahrgutlager des Logistikunternehmens Ruihai lagerten offensichtlich etwa 700 Tonnen Natriumcyanid, 800 Tonnen Ammoniumnitrat, 500 Tonnen Kaliumnitrat und “enorme” Mengen Calciumcarbid.</p>


<h2>Ein explosives Gemisch</h2>
<p>“Insbesondere der ersten Gruppe von Feuerwehrleuten fehlten überlebenswichtige Informationen”, sagt Kristin Shi-Kupfer vom Mercator Institute for China Studies in Berlin. “Sie wussten nicht, mit was für einem Feuer und mit was für chemischen Stoffen sie es zu tun hatten.” Vermutlich hat Calciumcarbid die Explosionen ausgelöst. Die richtige Strategie wäre gewesen, das Feuer mit Sand und Schaum zu löschen: Mit Wasser reagiert CaC2 zu Calciumhydroxid und Acetylen, das im richtigen Verhältnis mit Luft explosive Gemische bildet. “Wenn Calciumcarbid in der Nähe von Ammoniumnitrat gelagert wurde, kann das Acetylen-Luft-Gemisch eine Art Initialzündung für die heftige Explosion des Düngers gewesen sein”, sagt der Chemiker Ingo Krossing von der Universität Freiburg. Denn Ammoniumnitrat zersetzt sich bei höheren Temperaturen exotherm bis zur Detonation zu N2, O2 und Stickoxiden. Auch Kaliumnitrat als Bestandteil von Schwarzpulver setzt bei Hitze Sauerstoff frei und oxidiert andere Verbindungen explosionsartig.</p>
<p>Die Detonationen haben Medienberichten zufolge einige der Container mit NaCN beschädigt, woraufhin das Gift in die Umwelt gelangte. Wie die chinesische Nachrichtenagentur Xinhua berichtete, fanden Messstationen im Wasser bei Tianjin erhöhte Cyanidwerte, die den erlaubten Wert zum Teil um das 24-Fache überschritten.</p>


<h2>Vorschriften ignoriert</h2>
<p>Der Mix an Chemikalien im Lager brachte die Situation außer Kontrolle. Die Substanzen “hätten nicht in nächster Nähe zueinander gelagert werden dürfen”, kritisieren Paul Pang und Mark Eramo von dem Beratungsunternehmen IHS Chemical. Auch durfte Ruihai Logistics maximal 10 Tonnen NaCN in seiner Halle lagern — nicht die gefundenen 700 Tonnen. Das Gefahrgutlager war zudem nur 600 Meter von Wohngebäuden entfernt; Vorschrift sind 1000 Meter.</p>
<p>“Dieser Zwischenfall hätte sich verhindern lassen, wenn die bestehenden chinesischen Sicherheitsstandards und -vorschriften zur Lagerung und Handhabung von Chemikalien eingehalten würden”, schreiben Pang und Eramo. Die Vorschriften in China seien durchaus ähnlich mit denen in westlichen Ländern. Das Problem sei, dass sie nicht durchgesetzt würden.</p>
<p> China ist der weltweit größte Produzent und Konsument von Chemikalien. Sein Erfolg basierte bisher auf niedrigen Kosten — und das muss sich ändern, meinen Pang und Eramo: China muss mehr auf Qualität, Sicherheit und Service setzen. Ausländische Unternehmen könnten dabei helfen, indem sie beispielsweise Arbeitskräfte schulen lassen, die mit gefährlichen Chemikalien arbeiten. “Chemieunternehmen, die in China agieren, müssen betonen, dass es ihnen wichtig ist, Industriestandards einzuhalten, und dass die Betriebssicherheit nicht der Kosten wegen beeinträchtigt werden darf.” Mehr Sicherheit kostet Geld — aber das sollten Menschenleben wert sein.</p>
<p>Die promovierte Chemikerin Brigitte Osterath arbeitet als Wissenschaftsjournalistin in Bonn. <ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.writingscience.de" target="_blank">www.writingscience.de</a></ext-link></p>


<h2>Kunststoffbranche gut gestartet</h2>
<p>Die deutsche Kunststoffindustrie erwirtschaftete in der ersten Jahreshälfte mehr als erwartet. Das ermittelte der Branchendienst “KI — Kunststoff-Information” aus einer Umfrage. Knapp 46 % der teilnehmenden Unternehmen berichteten von besseren Geschäften in den ersten sechs Monaten 2015 gegenüber dem zweiten Halbjahr 2014. Im Januar hatten damit nur 38 % gerechnet. Bei 19 % der Befragten verschlechterten sich die Geschäfte, was 16 % erwartet hatten. Für das zweite Halbjahr rechnen 35 % der Firmen mit einem Aufschwung, während 23 % eine Abwärtsentwicklung befürchten.</p>


<h2>Ölüberschuss ohne Ende</h2>
<p>Die weltweiten Ölüberschüsse erreichen jetzt das höchste Niveau seit dem Jahr 1998. Nach Angaben des Handelsunternehmens PVM Oil Associates übersteigt das Angebot die Nachfrage derzeit um 2 Mio. Barrel (0,3 Mio. m3) pro Tag. Dennoch stieg in den USA die Zahl neuer Bohrungen. Dies sowie die Befürchtung, dass China aufgrund der Turbulenzen an den lokalen Aktienmärkten weniger Öl nachfragt, lassen die Ölpreise weiter sinken. Zusätzliches Abwärtspotenzial sehen Analysten in der Vermutung, dass der Iran das Exportvolumen von Öl früher anheben könnte als erwartet.</p>


<h2>Solvay will Cytec</h2>
<p>Der belgische Chemiekonzern Solvay will in den USA für 5,5 Mrd. US-Dollar Cytec, einen Spezialisten für Auto- und Flugzeugmaterialien sowie Minenchemikalien, übernehmen. Die Cytec-Führung sprach sich für die Transaktion aus. Im vergangenen Jahr setzte das Unternehmen mit 4600 Mitarbeitern 2 Mrd. US-Dollar um.</p>


<h2>Biotech: KMU-Förderung sinkt</h2>
<p>Die öffentlichen Mittel für das Programm “KMU innovativ: Biotechnologie — Biochance” sanken seit dem Jahr 2012 um 18 %. Das Programm förderte der Bund im Jahr 2014 mit 24 Mio. Euro, im Jahr 2012 waren es 29 Mio. Euro. Angaben des Bundesfinanzministeriums belegen, dass die Ausgaben für die gesamte Projektförderung in Forschung und Entwicklung in den Lebenswissenschaften durch das Bundesforschungsministerium seit dem Jahr 2012 um 8,5 % zurückgingen und mit 496 Mio. Euro im Jahr 2014 sogar unter dem Wert für das Jahr 2010 (501 Mio. Euro) lagen.</p>


<h2>Schott baut aus</h2>
<p>Schott produziert südlich von Schanghai ab dem Jahr 2017 Glasverpackungen für Injektabilia. Die bestehenden Anlagen in Suzhou baut der Konzern aus. Insgesamt will die Sparte Pharmaceutical Systems 30 Mio. Euro in den kommenden drei Jahren in China investieren. Dies erhöht die dortige Produktionskapazität um 50 %.</p>
<p>Claudia Schierloh, Frankfurt am Main</p>


<h2>Lanxess im MDAX</h2>
<p>Lanxess ist nicht mehr im Deutschen Aktienindex (DAX). Der Index listet die 30 deutschen Unternehmen mit den höchsten Werten bei Aktienumsatz und Marktkapitalisierung, das ist der Gesamtwert aller börsennotierten Aktien einer Aktiengesellschaft. Dies prüft der Arbeitskreis Indizes der Deutschen Börse alle drei Monate und verschiebt Unternehmen wie Lanxess in den MDAX, den Index mittelgroßer Werte. Dafür steigen andere auf wie jetzt der Immobilienkonzern Vonovia, die frühere Deutsche Annington. <i>MB</i></p>



Artikel

Nach der Katastrophe von Tianjin

Am 12. August brach ein Feuer in einem Gefahrgutlager im Hafendistrikt von Tianjin aus. Als die Feuerwehr den Brand mit Wasser zu löschen versuchte, rissen mehrere Explosionen mit einer Wucht von 3 bis 21 Tonnen TNT einen Krater in das Hafengelände und richteten kilometerweit Schäden an. Selbst T...


<p>Thrombozyten sind die kleinsten Zellen des Blutsystems und entstehen durch Abschnürungen ihrer Vorläuferzellen, den Megakaryozyten. Sie haben keinen Zellkern, sodass sie nur begrenzt Proteine synthetisieren und ihre Regulation maßgeblich über posttranslationale Modifikationen wie die Proteinphosphorylierung läuft.<sup>1</sup> Die zentrale Rolle der Thrombozyten in der Blutgerinnung ist seit mehr als 130 Jahren bekannt:<sup>2</sup> Wird ein Blutgefäß verletzt, aktivieren Schlüsselsubstanzen in der Gefäßwand und im Blut die Thrombozyten, die dann einen Thrombus bilden, der die Blutung stillt.<sup>3</sup></p>
<p>Neben ihren physiologischen Funktionen sind Thrombozyten in Krankheitsprozesse involviert: Unter anderem tragen sie zu Entzündungsreaktionen und Thrombosen bei. Demzufolge spielen sie eine Rolle bei Entstehung und Verlauf von Herzkreislauferkrankungen wie Herzinfarkt, Schlaganfall und anderen Durchblutungsstörungen, die weltweit zu den Haupttodesursachen zählen. Für eine frühzeitige Diagnose und Risikoeinschätzung ist es entscheidend zu wissen, ob bei einem Patienten eine fehlerhafte Regulation von Thrombozyten aufgrund abnormaler Proteinexpressionsmuster oder Proteinphosphorylierung vorliegt.</p>


<h2>Das Proteom der Thrombozyten analysieren</h2>
<p>Die Proteomanalyse mit Massenspektrometrie bildet theoretisch alle Proteine in Thrombozyten ab, qualitativ wie quantitativ, und eignet sich somit dazu, krankhafte Veränderungen anzuzeigen. Hierzu werden Thrombozyten aus Frischblut oder Leukozyten-abgereicherten Thrombozytenkonzentraten isoliert und anschließend lysiert. Die extrahierten Proteine werden proteolytisch zu Peptiden verdaut, die dann chromatographisch getrennt und mit Massenspektrometrie detektiert werden. Die massenspektrometrischen Daten dienen dazu, Peptide und Proteine qualitativ zuzuordnen und zu quantifizieren.</p>
<p>Das humane Thrombozytenproteom wurde erstmals im Jahr 2012 umfassend mit quantitativer LC-MS abgebildet.<sup>4</sup> Insgesamt wurden mehr als 4000 Proteine identifiziert, das entspricht schätzungsweise 85 bis 90 Prozent. Zudem wurden bei gesunden Probanden für mehr als 3600 Proteine Kopienzahlen pro Thrombozyt geschätzt, indem die massenspektrometrischen Daten mit Referenzwerten aus der Literatur korreliert wurden. Die Gesamtproteinmasse pro 109 Thrombozyten ergibt aus diesen Daten 1,5 mg, dies ist eine gute Übereinstimmung mit typischen Laborwerten, die bei 1,8 ± 0,2 mg liegen.</p>
<p>Sowohl zwischen mehreren gesunden Spendern als auch bei einem einzelnen Spender blieb über einen Zeitraum von drei Wochen die Zusammensetzung von 80 Prozent des thrombozytären Proteoms stabil, signifikante Veränderungen waren nicht zu beobachten. Die Bildung von Thrombozyten ist demnach ein hoch reproduzierbarer und regulierter Prozess.</p>
<p>Die Erkenntnisse aus der Proteomanalyse bilden die Grundlage der krankheitsorientierten Thrombozytenforschung, welche die Proteomanalyse nutzt, um Unterschiede zwischen verschiedenen Proben und Spendern nachzuweisen, zum Beispiel zwischen </p>
<p> normalen und dysfunktionellen Thrombozyten, </p>
<p>Thrombozyten mit physiologischer sowie pathophysiologischer Antwort auf in der Klinik eingesetzte Thromozytenaggregationshemmer oder </p>
<p>Thrombozyten von Patienten in unterschiedlichen Stadien chronischer Herzkreislauf- oder entzündlicher Erkrankungen.</p>
<p>Die Kombination von Reinigungsprotokollen, welche die Verunreinigung durch andere Blutkomponenten und Plasma minimieren, und Proteinmassenspektrometrie ermöglicht eine differenzielle Analyse. Diese liefert die Grundlagen für die Untersuchung und Diagnose thrombozytärer Erkrankungen. Zudem erhalten Wissenschaftler so neue Einblicke in die Biologie von Thrombozyten sowie Erkenntnisse zu Entstehung und Verlauf von Erkrankungen.</p>


<h2>Zielgerichtete Analysen und hohe Empfindlichkeit</h2>
<p>In den letzten Jahren reduzierten Fortschritte bei der Probengewinnung und -aufarbeitung sowie bei der LC-MS-Technik die benötigte Probenmenge und die Messzeit um einen Faktor 50. Damit wird in der Klinik prinzipiell die Untersuchung von Patienten möglich, bei denen nur wenig Blut abgenommen werden kann, etwa Kinder oder Patienten mit Gerinnungsstörungen. Für diese klinische Anwendung der LC-MS-basierten Analyse von Thrombozyten bieten sich zielgerichtete massenspektrometrische Analysen über single reaction monitoring (SRM) oder parallel reaction monitoring (PRM) an (Abbildung 1). Diese Methoden erlauben es, ein definiertes Set von Proteinen in einem quantitativen Assay zu detektieren und zu quantifizieren.<sup>5</sup></p>
<p>Durch die hohe Empfindlichkeit lassen sich mit SRM niedrig abundante Peptide, also solche mit nur wenigen Kopien, in komplexen Gemischen wie Zelllysaten über einen dynamischen Bereich von bis zu fünf Größenordnungen analysieren. In Thrombozyten können so Proteine mit weniger als 100 Kopien pro Thrombozyt in Gegenwart von Aktin detektiert werden. Aktin ist mit mehr als einer Million das Protein mit den meisten Kopien.</p>
<p>Die hohe Empfindlichkeit liefert ein Triple-Quadrupol-Massenspektrometer mit einem definierten SRM-Übergang aus den m/z-Werten eines Vorläuferions (Peptids) sowie eines dazugehörigen Fragmentions. Zunächst fungiert der erste Quadrupol Q1 als Massenfilter, der nur das definierte Vorläuferion mit entsprechendem m/z-Wert passieren lässt, das im zweiten Quadrupol Q2 durch Kollision mit einem Inertgas (collision induced dissoziation, CID) fragmentiert wird. Nun lässt der dritte Quadrupol Q3 nur definierte Fragment-Ionen korrespondierender m/z-Werte passieren. Somit liefert der nachgeschaltete Detektor nur dann ein Signal, wenn eine passende Vorläufer-Fragment-Ion-Kombination auftritt, was zu einer hohen Spezifität der Analyse führt.</p>


<h2>Proteine quantifizieren</h2>
<p>Definierte Mengen synthetischer stabilisotopenmarkierter Referenzpeptide, deren Aminosäuresequenzen identisch mit den zu analysierenden endogenen Peptiden sind, erhöhen die Verlässlichkeit der Analyse: Beide Varianten eines Peptids eluieren zur gleichen Zeit in der Chromatographie und werden somit gleichzeitig detektiert. Zudem lässt sich das endogene Peptid auf diese Weise absolut quantifizieren, da die Intensitäten beider Varianten eines Peptids direkt miteinander abgeglichen werden können.</p>
<p>Durch die Berücksichtigung von zwei und mehr Peptiden pro Protein gewinnt dieser Ansatz an Genauigkeit und ermöglicht theoretisch das Quantifizieren eines jeden Proteins, ohne die langwierige und kostenintensive Herstellung von Antikörpern für Western-Blot- oder Elisa-Assays. Durch die parallele Detektion mehrerer Proteine innerhalb einer LC-MS-Analyse lassen sich Fragen bearbeiten, die mit anderen Techniken nur schwer oder nicht realisierbar sind, zum Beispiel nach der Menge an Schlüsselproteinen in Signalwegen, krankheitsassoziierten Proteinen und Rezeptoren sowie nach der Stöchiometrie von Proteinkomplexen.</p>


<h2>Aus dem Forschungslabor in die klinische Praxis</h2>
<p>Der Transfer der zielgerichteten LC-MS-Proteomanalyse in die klinische Routinediagnostik bedarf weiterer Optimierung von Technik und Arbeitsabläufen, damit sie den hochstandardisierten Bedingungen der klinischen Praxis genügen. Hierzu müssen präzise quantitative Kontrollen eingeführt werden, welche die Qualität eines jeden Arbeitsschritts sichern. Dies betrifft neben der Probengewinnung die Probenvorbereitung, die eigentliche LC-MS-Analyse sowie die Datenauswertung. Das Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften, Isas, baut dazu einen Bereich auf, der Reproduzierbarkeit und Robustheit der Arbeitsschritte optimiert, validiert und standardisiert und so den Transfer in die klinische Diagnostik realisierbar macht.</p>
<p>Julia M. Burkhart beschäftigt sich mit der Standardisierung und Validierung von proteomischen Analysen. Sie studierte Pharmazie an der Universität Würzburg und promovierte am Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften, Isas. Tinka Wolf ist Spezialistin für Wissenschaftskommunikation. Sie studierte Biologie in Köln und arbeitete danach als Wissenschaftsjournalistin, unter anderem für die Welt und das Handelsblatt. Seit dem Jahr 2009 kümmert sie sich am Isas um die Presse- und Öffentlichkeitsarbeit.</p>


<h2>QUERGELESEN</h2>
<p>Thrombozyten spielen eine zentrale Rolle bei der Blutgerinnung sowie bei der Entstehung und im Verlauf von Herzkreislauferkrankungen.</p>
<p>Grundlegende Thrombozytenfunktionen werden mit massenspektrometrischen Methoden wie Single-Reaction-Monitoring untersucht.</p>
<p>Für die molekulare Diagnostik ist es ein Ziel, Proben unter standardisierten Bedingungen zu verarbeiten.</p>


<h2>Bioanalytik am Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften ISAS</h2>
<p>Das Isas hat sich in den letzten Jahrzehnten stark gewandelt: Vom früheren “Institut für Spektrochemie und Angewandte Spektroskopie” ist nur noch das Akronym geblieben. Das heutige Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften konzentriert sich darauf, Methoden für die Multiparameteranalyse von biologischen Materialien zu entwickeln. Ein Ziel dieser Arbeiten ist, die Prävention und Frühdiagnose von Krankheiten zu verbessern sowie schnellere und präzisere Therapien zu ermöglichen.</p>
<p>Das Institut hat derzeit 175 Mitarbeiter, die auf zwei Standorte in Dortmund und einen Standort in Berlin-Adlershof verteilt sind. Ihre Forschungen konzentrieren sich auf die Themen molekulare Diagnostik und (Bio-)Grenzflächen und leben von der interdisziplinären Zusammenarbeit der Wissenschaftler aus Chemie, Biologie, Physik und Informatik.</p>
<p><ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.isas.de" target="_blank">www.isas.de</a></ext-link></p>


<h2>Helium bleibt knapp</h2>
<p>Der Heliumpreis schwankt zurzeit zwischen 6,50 und 40 US-Dollar. Ursache ist ein US-Gesetz, das den Heliumpreis stabilisieren sollte [<i>Nachr. Chem.</i> 2013, <i>61</i>, 1109]: Seit zwei Jahren regelt der “Helium Stewardship Act” den Verkauf der staatlichen Heliumreserven der USA, nach dem ein zunehmender Anteil der Reserven auf Auktionen versteigert wird. Die staatlichen Heliumreserven der USA werden voraussichtlich noch sechs Jahre reichen.</p>


<h2>Thermo Fisher Scientific übernimmt Alfa Aesar</h2>
<p>Der weltweit umsatzstärkste Laborzulieferer Thermo Fisher Scientific wird nun noch größer: Für 405 Mio. US-Dollar übernimmt der Konzern Alfa Aesar. Der Hersteller von Forschungschemikalien mit 480 Mitarbeitern und Sitz in Heysham, UK, gehörte bisher zu Johnson Matthey. Im Jahr 2014 setzte Alfa Aesar etwa 125 Mio. US-Dollar um. Die Übernahme soll bis Ende des Jahres abgeschlossen sein, Alfa Aesar gehört dann zum Segment Laboratory Products and Services von Thermo.</p>
<p><ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.thermofisher.com" target="_blank">www.thermofisher.com</a></ext-link></p>


<h2>Nanoanalytik in Osnabrück</h2>
<p>Am Fachbereich Biologie der Universität Osnabrück entsteht ein interdisziplinäres Forschungszentrum für zelluläre Nanoanalytik. Ab dem Jahr 2017 soll das Zentrum 24 Arbeitsgruppen auf 1500 Quadratmetern bildgebende und bildanalytische Techniken zur Verfügung stellen. Grundsteinlegung war im August.</p>
<p><ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.cellnanos.uni-osnabrueck.de" target="_blank">www.cellnanos.uni-osnabrueck.de</a></ext-link></p>


<h2>Mehr Prozess bei Sartorius</h2>
<p>Der Biotech-Zulieferer Sartorius Stedim Biotech, Göttingen, hat Cellca, Laupheim, übernommen. Damit erweitert Sartorius sein Serviceangebot in der Prozessentwicklung. Cellca erwirtschaftete im Jahr 2014 mit 30 Mitarbeitern einen Umsatz von 6 Mio. Euro.</p>
<p><ext-link ext-link-type="uri"><a href="https://www.sartorius.com" target="_blank">www.sartorius.com</a></ext-link></p>



<ul>
<li>
<sup>1 </sup>

 
F. Beck, 
J. Geiger, 
S. Gambaryan et al., 
“<article-title>Time-resolved characterization of camp/pka-dependent signaling reveals that platelet inhibition is a concerted process involving multiple signaling pathways</article-title>”, 
<source>Blood 
(2014), 
123, 
e1–<lpage>e10.</lpage>
</li>
<li>
<sup>2 </sup>

 
J. Bizzozero, 
<source>Archiv F. Pathol. Anat. 
(1882), 
90, 
261–<lpage>332.</lpage>
</li>
<li>
<sup>3 </sup>

 
D. Gregg, 
P. J. Goldschmidt-Clermont, 
“<article-title>Cardiology patient page. Platelets and cardiovascular disease</article-title>”: 
<source>Circulation 
(2003), 
108, 
e88–<lpage>90.</lpage>
</li>
<li>
<sup>4 </sup>

 
J. M. Burkhart, 
M. Vaudel, 
S. Gambaryan et al., 
“<article-title>The first comprehensive and quantitative analysis of human platelet protein composition allows the comparative analysis of structural and functional pathway</article-title>”: 
<source>Blood 
(2012), 
120, 
e73–<lpage>82.</lpage>
</li>
<li>
<sup>5 </sup>

 
P. Picotti, 
R. Aebersold, 
“<article-title>Selected reaction monitoring-based proteomics: Workflows and future directions</article-title>”: 
<source>Nature methods 
(2012), 
9, 
555–<lpage>566.</lpage>
</li>
</ul>


Artikel

Nach der Katastrophe von Tianjin

Ein explosives Gemisch

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