Biology, life sciences Books

Book SynopsisHow can sea cucumbers, geckos and termites help us cure diseases, camouflage soldiers and even keep our buildings cool? Nature's creations are more sophisticated and elegant than anything humans have created. Adapt explores how we can harness such ideas through the ground-breaking new science of biomimicry - which looks to nature to solve pressing problems in engineering and science. From the depths of the oceans to the ice sheets of the Arctic, Amina Khan talks to the researchers at the forefront of this exciting new science, who are designing everything from wind turbines to military camouflage. Adapt draws the line from nature to modernity.Khan leaves no stone unturned... Readers will leave this book with a buzzing excitement. - BBC WildlifeTrade ReviewFull of riches * The Sunday Times *One of the most inspiring books of the last decades * Professor Michael Braungart, co-author of The Upcycle and Cradle to Cradle *Khan leaves no stone unturned... Readers will leave this book with a buzzing excitement. * BBC Wildlife *Richly detailed, meticulous, well-written. * Kirkus reviews (starred) *As a science writer for the Los Angeles Times, Khan brings to her focus on health and technology a journalist's demands for authenticity and experience as well as a storyteller's desire to enthrall an audience. Hopeful and exciting reading for the future of personal and planetary challenges. * Booklist *Instead of trying to crudely dominate the world around us, it's nice to learn that more and more smart humans are trying to figure out how we might use the clues from other species to fit in a little more easily on this tired old planet. * Bill McKibben, bestselling author of Eaarth *A skilled journalist and science writer, Khan makes complex topics easy to understand as we travel around the world to meet scientists, engineers, and the plants and animals that are inspiring breakthrough solutions to some of our greatest technological challenges. She doesn't shy away from in-depth explanations of the biology and the engineering behind innovations from material science to nanotechnology to robotics and more, while bringing researchers' stories of discovery to life through her enjoyable, informative writing style. This book is a worthwhile read on many levels. * Jay Harman, author of The Shark's Paintbrush: Biomimicry and How Nature is Inspiring Innovation and CEO of PAX Scientific *

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Book SynopsisNature's creations are more sophisticated and elegant than anything humans have created. Geckos can run upside down along ceilings. Termite mounds can stay cool in the desert without air conditioning. Adapt explores how we can harness such ideas through the ground-breaking new science of biomimicry - which looks to nature to solve pressing problems in engineering and science. From the depths of the oceans to the ice sheets of the Arctic, Amina Khan talks to the researchers at the forefront of this exciting new science, who are designing everything from wind turbines to military camouflage. An entertaining eulogy to the power of evolution, this captivating book is a must read for anyone with an interest in design, nature and technology.Trade ReviewA unique and groundbreaking contribution to innovation through bio-inspired design. One of the most inspiring books of the last decades, which profoundly boosts eco-effective innovations to grasp desperately needed disruptive changes for a planet with 10 billion people. * Professor Michael Braungart, co-author of The Upcycle and Cradle to Cradle *[A] richly detailed, meticulous, well-written book. These well-crafted tales of bio-inspired innovation will entrance general readers and warrant the close attention of scientists and technologists. * Kirkus reviews (starred) *Instead of trying to crudely dominate the world around us, it's nice to learn that more and more smart humans are trying to figure out how we might use the clues from other species to fit in a little more easily on this tired old planet. * Bill McKibben, bestselling author of Eaarth *A skilled journalist and science writer, Khan makes complex topics easy to understand as we travel around the world to meet scientists, engineers, and the plants and animals that are inspiring breakthrough solutions to some of our greatest technological challenges. She doesn't shy away from in-depth explanations of the biology and the engineering behind innovations from material science to nanotechnology to robotics and more, while bringing researchers' stories of discovery to life through her enjoyable, informative writing style. This book is a worthwhile read on many levels. * Jay Harman, author of The Shark's Paintbrush: Biomimicry and How Nature is Inspiring Innovation and CEO of PAX Scientific *As a science writer for the Los Angeles Times, Khan brings to her focus on health and technology a journalist's demands for authenticity and experience as well as a storyteller's desire to enthrall an audience. Hopeful and exciting reading for the future of personal and planetary challenges. * Booklist *

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Book SynopsisViruses interact with all forms of life and have shaped evolution for 4 billion years. The COVID-19 pandemic highlights the importance of conducting scientific research into viruses to understand the interactions between them and their hosts. Virology is made up of eight chapters, all of which have been written by outstanding female virologists, emphasizing women�s fundamental role in all aspects of science. It summarizes our current knowledge about the biology of viruses in general and analyzes the specific features of several ones of medical, veterinary and agricultural importance. Genome replication strategies of different virus families are covered, as well as strategies for survival within their hosts by counteraction of the cellular innate antiviral responses. Attention is also given to viral strategies for efficient dissemination in nature, as well as the evolution of a select group of viruses.Table of ContentsIntroduction xiMaría-Carla SALEH and Félix AUGUSTO REY Chapter 1 DNA Viruses 1Lindsey M COSTANTINI and Blossom DAMANIA 1.1 Introduction to DNA viruses 1 1.1.1 What are the most abundant DNA viruses? 2 1.1.2 Human DNA viruses 4 1.2 Taxonomy and structure 6 1.2.1 Small DNA tumor virus, e.g human papillomavirus 7 1.2.2 Large DNA tumor virus, e.g Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus 7 1.3 Genomes 8 1.3.1 HPV, a small DNA tumor virus genome 9 1.3.2 KSHV, a large DNA tumor virus genome 10 1.4 Gene expression and regulation 10 1.4.1 Small DNA tumor virus gene expression, the HPV example 12 1.4.2 Large DNA tumor virus gene expression, the KSHV example 13 1.4.3 DNA virus inhibition of cellular gene expression 14 1.5 Infectious cycle 15 1.5.1 Small DNA tumor virus life cycle, the HPV example 16 1.5.2 Large DNA tumor virus life cycle, the KSHV example 18 1.6 Viral-induced cellular survival 20 1.6.1 Small DNA tumor virus enhancement of cell survival, e.g HPV 21 1.6.2 Large DNA tumor virus enhancement of cell survival, e.g KSHV 21 1.7 Disease prevalence and prevention 22 1.7.1 HPV, a small tumor DNA virus and disease associations 22 1.7.2 KSHV, a large DNA tumor virus and disease associations 24 1.8 Conclusion 25 1.9 References 26 Chapter 2 Double-stranded RNA Viruses 33Michelle M. ARNOLD, Albie VAN DIJK and Susana LÓPE 2.1 Introduction 33 2.2 Rotaviruses 37 2.2.1 Virion structure 37 2.2.2 Genome 38 2.2.3 Virus entry 39 2.2.4 Transcription, replication and genome segment sorting 40 2.2.5 Host cell interactions: protein synthesis 41 2.2.6 Innate immune evasion 42 2.3 Reoviruses 43 2.3.1 The use of reovirus as an anti-cancer agent 43 2.3.2 Virion structure 43 2.3.3 Genome 44 2.3.4 Virus entry 44 2.3.5 Transcription and protein synthesis 45 2.3.6 RNA packaging and virion assembly 46 2.3.7 Innate immune evasion 48 2.4 Orbiviruses 49 2.4.1 Virion structure 51 2.4.2 Genome 51 2.4.3 Replication cycle 51 2.4.4 Virus entry 52 2.4.5 Transcription, (+)ssRNA selection and packaging, replication 52 2.4.6 Innate immune evasion 54 2.5 Concluding remarks and future challenges to understand dsRNA virus biology 55 2.6 References 56 Chapter 3 Negative-strand RNA Viruses 69Rachel FEARNS 3.1 Introduction 69 3.2 Replication cycles of negative-strand RNA viruses 70 3.2.1 The order Mononegavirales 70 3.2.2 The order Bunyavirales 73 3.2.3 The order Articulavirales 77 3.2.4 The genus Deltavirus 78 3.2.5 Summary of viral replication cycles 80 3.3 The transcription and replication machinery of the negative-strand RNA viruses 80 3.3.1 Overview of the different negative-strand RNA virus polymerases 80 3.3.2 Orthomyxovirus polymerases and their transcription and replication mechanisms 81 3.3.3 The bunyavirus polymerase 85 3.3.4 The mononegavirus polymerases and their transcription and replication mechanisms 86 3.3.5 Concluding remarks 90 3.4 References 91 Chapter 4 Viral Epitranscriptomics 105Rachel NETZBAND and Cara T PAGER 4.1 Introduction 105 4.1.1 What are epitranscriptomic marks? 105 4.1.2 How are epitranscriptomic marks installed? 106 4.2 The tools of RNA modification discovery 106 4.2.1 Chromatography and mass spectrometry 107 4.2.2 Sequencing methods for PTM detection 109 4.3 RNA modifications deposited by viral enzymes 113 4.3.1 Capping of 5’ end of viral RNA by viral methyltransferases 113 4.3.2 2’O-methylation of viral RNA 114 4.4 Editing of viral RNA by cellular enzymes 120 4.4.1 Editing of uridine-to-pseudouridine (Ψ) 121 4.4.2 Editing of adenosine-to-inosine 123 4.5 Deposition of RNA modifications on viral RNA by cellular enzymes 129 4.5.1 Role of N6-methyladenosine (m6A) on viral gene expression 129 4.5.2 Role of 5-methylcytosine (m5C) in viral gene expression 136 4.5.3 The viral epitranscriptome 139 4.6 Conclusion 140 4.7 References 141 Chapter 5 Defective Viral Particles 159Carolina B LÓPEZ 5.1 Introduction 159 5.2 Discovery of defective viral genomes and early research 160 5.3 Classes of defective viral genomes 166 5.3.1 Mutations and frame shifts 168 5.3.2 Deletion DVGs 168 5.3.3 Copy-back and snap-back DVGs 169 5.3.4 Others 169 5.4 Impacts on the virus–host interaction 170 5.4.1 Interference with virus replication 170 5.4.2 Stimulation of the immune response 171 5.4.3 Antivirals and vaccines 173 5.4.4 Establishment of virus persistence 174 5.4.5 Impact on virus spread 175 5.5 Host factors affecting DVG accumulation and activity 175 5.6 Conclusion 176 5.7 References 176 Chapter 6 Enteric Viruses and the Intestinal Microbiota 197Matthew PHILLIPS, Bria F DUNLAP, Megan T BALDRIDGE and Stephanie M KARST 6.1 Introduction 197 6.2 Enteric picornaviruses 198 6.2.1 Intestinal microbiota enhance poliovirus stability 200 6.2.2 Bacterial glycans facilitate virion attachment to target cells 200 6.2.3 Intestinal microbiota promote poliovirus recombination 200 6.3 Mouse mammary tumor virus 201 6.3.1 MMTV binds LPS, which in turn promotes a tolerogenic immune environment conducive to viral persistence 202 6.3.2 MMTV incorporates host LPS-binding proteins into its envelope 202 6.4 Reoviruses 204 6.4.1 Intestinal microbiota enhance reovirus stability 204 6.4.2 Immunostimulatory properties of bacterial flagellin inhibit rotavirus infection 206 6.4.3 Segmented filamentous bacteria have direct and indirect antiviral activity against rotavirus 207 6.4.4 How to reconcile the seemingly contradictory observations of bacterial enhancement and bacterial suppression of rotavirus infection 207 6.5 Noroviruses 208 6.5.1 Intestinal microbiota can promote norovirus infection 209 6.5.2 Intestinal microbiota can trigger antiviral immune responses during norovirus infection 211 6.6 Astroviruses 213 6.6.1 Host interferon responses reduce astrovirus replication and infection 214 6.6.2 Dysbiosis can occur after AstV infection 214 6.6.3 In vivo and in vitro culture systems for AstV pathogenesis studies 215 6.7 Overall conclusion 216 6.8 References 217 Chapter 7 Plant–Virus–Vector Interactions 227Swapna Priya RAJARAPU, Diane E ULLMAN, Marilyne UZEST, Dorith ROTENBERG, Norma A ORDAZ and Anna E WHITFIELD 7.1 Introduction 227 7.2 Non-circulative virus transmission 228 7.2.1 Vectors of non-circulative viruses 230 7.2.2 Virus–vector interactions are highly specific 231 7.2.3 Capsid strategy 232 7.2.4 Helper strategy 232 7.3 Circulative virus transmission 234 7.3.1 Vectors of circulative viruses 234 7.4 Receptors in vectors of non-circulative viruses 235 7.4.1 Receptors in aphid stylets 236 7.4.2 Receptors in vector foreguts 237 7.5 Receptors in vectors of circulative viruses 237 7.5.1 Circulative virus binding and transcytosis 237 7.5.2 Circulative virus receptors 238 7.6 Circulative, propagative virus binding and entry 239 7.6.1 Circulative, propagative viruses binding and entry 239 7.6.2 Receptors in vectors of circulative, propagative viruses 241 7.6.3 Vertical transmission of propagative, circulative viruses 242 7.7 Virus transmission morphs for non-circulative viruses 243 7.8 “Omics” tools for studying virus–arthropod interactions 243 7.9 Vector innate immunity in response to viruses 247 7.10 Host and vector manipulation by plant viruses 250 7.10.1 Indirect (plant-mediated) manipulation of insect vectors by plant viruses 250 7.10.2 Direct manipulation of insect vectors by plant viruses 260 7.10.3 Mode of transmission and virus manipulation of plant hosts leading to enhanced vector transmission 262 7.11 Summary points 263 7.12 Acknowledgments 264 7.13 References 265 Chapter 8 Evolution and Origin of Human Viruses 289Rachele CAGLIANI, Alessandra MOZZI, Chiara PONTREMOLI, Manuela SIRONI 8.1 Introduction 289 8.2 Origin and ancient evolutionary history of human viruses 290 8.2.1 Origin and ancient evolutionary history of human-infecting RNA viruses 290 8.2.2 Origin and ancient evolutionary history of human-infecting reverse-transcribing viruses 295 8.2.3 Origin and ancient evolutionary history of human-infecting DNA viruses 298 8.3 Sources of viral genetic diversity 303 8.4 Viral evolution and host range 307 8.5 Recent evolution of human RNA viruses – selected examples 313 8.6 Conclusion 319 8.7 References 320 List of Authors 341 Index 345

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Book SynopsisThis book provides an understanding of ultrasound imaging principles and how the field is evolving to better probe living systems. Today, widely-used imaging systems visualize structures and blood flow within the body in real-time. Signal analysis, hardware and contrast agent innovations are extending the capacity of ultrasound to assess tissue elasticity, to enable three-dimensional viewing of moving structures and to detect vessels smaller than the wavelength-limited resolution. Techniques are also being designed so that we are less impeded by bones in the sound path, as well as to combine light and sound to detect optically-absorbent structures within the body. After an introductory chapter reviewing the key basic concepts, each chapter presents a detailed explanation focusing on a specific set of key principles and then shows the related techniques in each domain that are currently being refined to evaluate living systems in greater depth.

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Book SynopsisOrigin of Life studies have a nearly-impossible goal: understanding nature through the comprehension of its origins and its complexities. As a growing field with poorly-defined borders, Origin of Life studies profit from progress in other disciplines. This book proposes both an overview of this large area and an in-depth look at the opinions and results obtained by some of the active contributors of this fascinating and deeply thought-provoking matter. The topics are presented in a bottom-up order, first touching on the habitability of the universe, then the rationale behind meaningful prebiotic chemistry, the possible or probable prebiotic chemical frames, the problem of chirality, and moving on through the role of minerals in biogenesis, biogenic fertile environments, the in-and-out problem as solved by vesicles physics, the evolution of the codes, the structure of LUCA and its proto metabolisms and the meaning of complex extant biological biomorphs, as exemplified by viroids. These topics and the reasoning within the chapters are provided against the backdrop of the evolution of information and complexity.Table of ContentsIntroduction xiErnesto DI MAURO Chapter 1 The Emergence of Life-Nurturing Conditions in the Universe 1Juan VLADILO 1.1 Defining properties of life 1 1.1.1 Implications of the defining properties 2 1.2 Life-supporting conditions and environments 5 1.2.1 Chemical ingredients 6 1.2.2 Physical conditions 7 1.2.3 Habitable worlds 9 1.3 Setting the stage for chemistry and life in the Universe 10 1.3.1 Births of the laws of chemistry 10 1.3.2 Production of chemical elements 11 1.3.3 Assemblage of prebiotic molecules 12 1.3.4 Origin of water 14 1.3.5 Appearance of rocky planets 15 1.4 The habitable Universe 16 1.4.1 Circumstellar habitable zones 17 1.4.2 Galactic habitable zones 19 1.5 Planetary environments suitable for the origin of life 20 1.5.1 Abiogenesis on planetary surfaces 20 1.5.2 Abiogenesis in the oceans 22 1.5.3 Implications for the search for life outside Earth 23 1.6 The quest for inhabited worlds 23 1.7 References 24 Chapter 2 Chirality and the Origins of Life 31Guillaume LESEIGNEUR and Uwe MEIERHENRICH 2.1 Introduction to chirality 32 2.2 The asymmetry of life 35 2.3 The origin of homochirality 37 2.3.1 Stochastic theories 37 2.3.2 Deterministic theories 38 2.4 Space missions and the search for life and its origins 41 2.4.1 Rosetta 43 2.4.2 ExoMars 45 2.5 References 48 Chapter 3 The Role of Formamide in Prebiotic Chemistry 55Raffaele SALADINO, Giovanna COSTANZO and Bruno Mattia BIZZARRI 3.1 Introduction 55 3.2 Effect of minerals and self-organization in the prebiotic chemistry of formamide 57 3.2.1 Surface catalysis and geochemical scenarios 57 3.2.2 Chemomimesis, circularity and thermodynamic niches 59 3.2.3 Nucleosides phosphorylation 62 3.3 Continuity and mineral complexity 63 3.4 Energy-driven selectivity 67 3.5 References 68 Chapter 4 A Praise of Imperfection: Emergence and Evolution of Metabolism 79Juli PERETÓ 4.1 From Darwin to Jacob: perfection does not exist 79 4.2 Protometabolic networks 82 4.3 Enzyme promiscuity and metabolic innovation 86 4.4 Promiscuity, moonlighting and the essence of life 91 4.5 Acknowledgments 93 4.6 References 93 Chapter 5 Viruses, Viroids and the Origins of Life 99David DEAMER and Marie-Christine MAUREL 5.1 How were viruses discovered? A brief history 100 5.2 Viral diversity 101 5.3 Viral structure and function 103 5.4 Viruses and mammalian genomes 106 5.5 Role of viruses in human evolution, health and disease 107 5.6 Viroids may be a link to ancient evolutionary pathways 108 5.7 Origin and evolution of viroids 109 5.8 Conclusion 111 5.9 References 112 Chapter 6 Is the Heterotrophic Theory of the Origin of Life Still Valid? 117Antonio LAZCANO 6.1 Introduction 117 6.2 The roaring 20s 118 6.3 Coacervates as models of precellular structures 121 6.4 Precellular evolution and the emergence of cells 123 6.5 Final remarks: does Oparin still matter? 128 6.6 Acknowledgments 130 6.7 References 130 Chapter 7 Making Biochemistry-Free (Generalized) Life in a Test Tube 135Juan PÉREZ-MERCADER 7.1 Summary 135 7.2 Introduction and background 136 7.3 Laboratory implementation of an artificial autonomous, and self-organized functional system 140 7.4 More physics and chemistry working together: phoenix, self-reproduction via spores, population growth and chemotaxis 144 7.5 Discussion and conclusions 152 7.6 Acknowledgments 153 7.7 Appendices: Some additional emergent features in PISA "powered" synthetic biochemistry free protocells 154 7.7.1 Chemotactic behavior 154 7.7.2 Adaptive behavior and click-PISA 155 7.7.3 Competitive exclusion principle and iniferter PISA 156 7.7.4 PISA and its control by chemical automata 156 7.7.5 Integrating PISA and information control with the Belousov–Zhabotinsky chemical reaction 157 7.8 References 159 Chapter 8 Hydrothermalism for the Chemical Evolution Toward the Simplest Life-Like System on the Hadean Earth 163Kunio KAWAMURA 8.1 Introduction 163 8.1.1 Realistic life-like systems on the Hadean Earth 163 8.1.2 Water in universe 165 8.1.3 Two-gene hypothesis, minerals and high temperature 168 8.2 Hydrothermal environment for the chemical evolution of biomolecules 170 8.2.1 As an energy source 170 8.2.2 Temperature and pressure 171 8.2.3 Biochemical interactions 172 8.2.4 Minerals and the thermodynamically open system 174 8.3 Hydrothermal methodologies regarding the origin-of-life study 175 8.3.1 Technical background of research tools for hydrothermal reactions 175 8.3.2 Recent development using flow system 176 8.4 RNA world versus hydrothermalism 178 8.4.1 Stability and accumulation of RNA 178 8.4.2 RNA-based life-like system under hydrothermal environments 182 8.5 Future outlook and conclusions 185 8.6 Acknowledgments 186 8.7 References 186 Chapter 9 Studies in Mineral-Assisted Protometabolisms 193Jean-François LAMBERT, Louis TER-OVANESSIAN and Marie-Christine MAUREL 9.1 Metabolism, protometabolism and minerals 193 9.2 Adsorption on mineral surfaces 196 9.2.1 Adsorption mechanisms 196 9.2.2 Adsorption selectivities 197 9.3 Mineral surfaces and reaction thermodynamics 198 9.3.1 Minerals as reagents 198 9.3.2 Concentrating reagents from the solution 199 9.3.3 Altering free enthalpies of reaction 201 9.3.4 Platforms to capture free energy from macroscopic sources (space gradients and time fluctuations) 202 9.4 Minerals and reaction kinetics: heterogeneous catalysis 204 9.4.1 Lessons from industrial heterogeneous catalysis 204 9.4.2 What can heterogeneous catalysts do? 205 9.4.3 Reaction selectivity 206 9.5 A case study: primordial synthesis of pyrimidines 207 9.6 Conclusion 209 9.7 References 210 Chapter 10 A Rationale for the Evolution of the Genetic Code in Relation to the Stability of RNA and Protein Structures 217Andrew TRAVERS 10.1 Introduction 217 10.2 Codon–anticodon recognition 218 10.3 Concluding remarks 226 10.4 Acknowledgments 226 10.5 References 226 List of Authors 231 Index 233

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Book SynopsisThe first section of the book includes information about how tourism-related infrastructure and activities promote biological invasions, including key pathways for non-native invasive species introductions. This section provides case studies of different organisms that are known to be introduced and/or promoted by tourism in different ecosystems or regions. The second section elaborates on known and potential impacts of invasive species on tourism and recreation, including how they may affect, positively or negatively, the economic revenue from tourism, tourist access, recreation, aesthetic values and tourists' perceptions. The last section focuses on management and policy, covering aspects of how visitors perceive invasive species and their willingness to manage them, biosecurity measures to prevent invasion related to tourism, as well as potential policy options moving forward. The book draws on a number of examples across multiple taxa, landscapes and regions of the world.Table of Contents1: Introduction: Tourism, recreation and biological invasions Section 1: How tourism and recreation facilitate biological invasions? 2: Nature-based tourists as seed dispersal vectors 3: The role of roads and trails for facilitating mountain plant invasions 4: Fungal invasions and potential spread through tourism and recreation 5: The role of human activities in the introduction of non-native plants to Antarctic and Subantarctic islands 6: Recreational fishing as a major pathway for the introduction of invasive species 7: The role of hunting, zoos and aquaria as pathways for vertebrate invasions 8: Plant invasions associated with ski resorts 9: The role of second homes in non-native plant invasions Section 2: How can invasions impact tourism and recreation? 10: Negative impacts in tourism of yellow jackets (Vespula germanica) in wilderness areas of Chile 11: Costs and impacts of aquatic plant invasions for tourism and recreation 12: The impact of invasive aquatic animals on tourism and recreation Section 3: Why incorporating the social dimensions when managing INNS is important? 13: Tourists’ knowledge, perceptions and behaviours toward invasive species 14: On visitors’ minds: knowledge and perceptions of invasive non-native plant species in mountains ecosystems 15: Contrasting tourist attitudes toward non-native species: a case study in Yellowstone National Park, USA. 16: Complexities of deer management, recreation and hunting tourism in Northeast Victoria, Australia 17: Managing invasive species in tourist and recreation areas of Montana, USA 18: Conclusion: A summary of current knowledge and future directions on the interplay between invasive species, tourism and recreation

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Book SynopsisEvery living thing has a life cycle a beginning, a middle and an end to their lives. Learn about the unique life cycles of different living things and what they have in common with each other.

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Book SynopsisThe 'great divide' between public and private knowledge in capitalism is an unstable frontier at the core of contemporary economic transformations. Based on research in the USA, Europe and Brazil into the cutting edge of biological science and technology, this book presents a novel framework for understanding this historically shifting fault-line.Over the last quarter of a century, major controversies have accompanied the dramatic developments in biological science and technology. At critical points, leading commercial companies were poised to take ownership over the human genome and much new post-genomic knowledge. The software tools for analysing the deluge of data also appeared, as did expanding new markets for private enterprise. At the same time, huge new public programmes of biological research were accompanied by radical innovation in the institutions and organisation of public knowledge. Would private marketable knowledge dominate over the new public domain or vice versa? Surprisingly, the dynamism and expansion of the public domain, and new forms of differentiation and interdependence between public and private economies of knowledge, now characterise the landscape. This book presents an analytical framework for understanding the shifting 'great divide' in capitalist economies of knowledge. The authors develop a novel economic sociology of innovation, based on the 'instituted economic process' approach. By focusing on economies of knowledge, they seek to demonstrate that capitalism is multi-modal at its core, with interdependent growth of market and non-market modes of production, distribution, exchange and use.Public or Private Economies of Knowledge? will appeal to those with an interest in innovation studies, economic sociology and economic theory.Trade Review'This book embraces a fundamental issue for the modern information economy, namely the creation, negotiation and institutionalization of private and public knowledge. The authors argue that as new biological knowledge develops, the actors must help create and negotiate the boundaries of what can be considered private and public knowledge. By using an Instituted Economic Process approach, the authors come to grips with these dynamics of the economics of knowledge. This approach therefore helps us analyze who is involved, who benefits, and why conflicts occur within an innovation-driven economy. The authors provide very interesting empirical material, as well, because they develop their analytical points, through well-written and thick descriptions of cases from biodata, bioinformatic, and a case of gene sequencing. Hence, this book makes interesting conceptual and empirical contributions, to our understanding of modern biological sciences in the economy.' -- Maureen McKelvey, Chalmers University of Technology, Sweden'It once was believed that scientific knowledge was public and technological knowledge was proprietary, and this was the way it should be. However, recent developments, particularly in biology, have unsettled this belief. This superb book examines what determines whether a body of knowledge is public or private. The consideration of the theoretical issues is thorough and thoughtful. The study of how things have played out in various fields of biology, and why, is smashing. What the authors have to say is important and fascinating, and makes for a great read.' -- Richard R. Nelson, Columbia University, USTable of ContentsContents: 1. Making Knowledge Public and Private 2. The Data Explosion: The Emergence of a New Form of Bio-knowledge 3. Tools of the Trade – Trade of the Tools 4. Collaboration and Competition: The Dynamics of a Genome Race 5. Evolving Economies of Knowledge Bibliography Index

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Book SynopsisThis work includes a foreword by Jeffrey Koplan, Vice President, Academic Health Affairs, Emory University, Atlanta, Formerly Director, Centers for Disease Control and Prevention (CDC). This groundbreaking new book blows apart the myths about who is at risk of getting AIDS and shows how these myths are driven by moral and political pressures. It provides an objective, logical, clear, epidemiologically based analysis on the current situation and situates itself firmly at marked variance with the politically correct position of UNAIDS and most AIDS activists. "The AIDS Pandemic" argues that the story of HIV has been distorted by UNAIDS and AIDS activists in order to support the myth of the high potential risk of HIV epidemics spreading into the general population. In the past, most policy makers and members of the public have uncritically accepted UNAIDS' high prevalence estimates and projections when in fact lower HIV prevalence estimates are more accurate. Time, money and resources are being wasted worldwide. This book is full of fresh analysis for all people working in any capacity in HIV/AIDS programmes. It will be invaluable to undergraduate and postgraduate healthcare students, health and social care professionals and the international media. Policy makers and shapers will find the pioneering information crucial to the future of the AIDS strategy. 'For close to a half century, my work as a public health epidemiologist has involved field research, program management, and teaching, mostly on public health surveillance and prevention and control of communicable diseases. [Since 1981] I have been involved virtually full time with the international response to the AIDS pandemic which is without question one of the most severe infectious disease pandemics in modern times. During my public health career that began in the early 1960s, I have always been considered a part of conventional or mainstream medical science. However, since the mid-1990s, I have found myself swimming upstream against mainstream AIDS organisations. I have, during this period, gradually come to the realisation that AIDS programs developed by international agencies and faith based organizations have been and continue to be more socially, politically, and moralistically correct than epidemiologically accurate.' - James Chin, in the Preface. 'Controversy and differing opinions have been hallmarks of the AIDS epidemic since its onset. The scope of the problem, how to identify high risk groups without increasing the burden of stigma, the safety of blood products, the best balance between prevention and treatment, have all been hot issues sometimes dividing the public health community. The passion and conflicts about how to consider and address the AIDS pandemic reflect the huge impact this disease has had globally and its interplay with macro economic, legal, social, political, national security and ethical domains. Vital, provocative, thoughtful, direct, passionate, rational and willing to challenge conventional wisdom. "The AIDS Pandemic" is filled with information, rational arguments and opinions, often intermingled. It is a rare book on epidemiology that puts so much of the author's personality and viewpoints, along with his knowledge and experience, before the reader. The result is a thought-provoking, likely-to-be-controversial, contribution to the AIDS literature that should engage and stimulate the reader.' - Jeffrey Koplan, in the Foreword.Table of ContentsPersonal and professional background. The most probable origin and initial global spread of HIV. A basic primer on HIV infections and AIDS cases (HIV/AIDS). HIV epidemiology and transmission dynamics. Calculation of the reproductive number of HIV and the probability of acquiring an HIV infection in female sex workers and in their male clients in the Philippines. Describing the analogy between factors needed for a forest fire and an HIV epidemic. Understanding HIV/AIDS numbers. EPIMODEL. How credible are HIV/AIDS estimates? HIV/AIDS prevention. Dispelling 'Glorious' HIV/AIDS myths and misconceptions. The most probable past, present, and future of the AIDS pandemic. The International response to the AIDS pandemic.

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Book SynopsisThe 'great divide' between public and private knowledge in capitalism is an unstable frontier at the core of contemporary economic transformations. Based on research in the USA, Europe and Brazil into the cutting edge of biological science and technology, this book presents a novel framework for understanding this historically shifting fault-line.Over the last quarter of a century, major controversies have accompanied the dramatic developments in biological science and technology. At critical points, leading commercial companies were poised to take ownership over the human genome and much new post-genomic knowledge. The software tools for analysing the deluge of data also appeared, as did expanding new markets for private enterprise. At the same time, huge new public programmes of biological research were accompanied by radical innovation in the institutions and organisation of public knowledge. Would private marketable knowledge dominate over the new public domain or vice versa? Surprisingly, the dynamism and expansion of the public domain, and new forms of differentiation and interdependence between public and private economies of knowledge, now characterise the landscape. This book presents an analytical framework for understanding the shifting 'great divide' in capitalist economies of knowledge. The authors develop a novel economic sociology of innovation, based on the 'instituted economic process' approach. By focusing on economies of knowledge, they seek to demonstrate that capitalism is multi-modal at its core, with interdependent growth of market and non-market modes of production, distribution, exchange and use.Public or Private Economies of Knowledge? will appeal to those with an interest in innovation studies, economic sociology and economic theory.Trade Review'This book embraces a fundamental issue for the modern information economy, namely the creation, negotiation and institutionalization of private and public knowledge. The authors argue that as new biological knowledge develops, the actors must help create and negotiate the boundaries of what can be considered private and public knowledge. By using an Instituted Economic Process approach, the authors come to grips with these dynamics of the economics of knowledge. This approach therefore helps us analyze who is involved, who benefits, and why conflicts occur within an innovation-driven economy. The authors provide very interesting empirical material, as well, because they develop their analytical points, through well-written and thick descriptions of cases from biodata, bioinformatic, and a case of gene sequencing. Hence, this book makes interesting conceptual and empirical contributions, to our understanding of modern biological sciences in the economy.' -- Maureen McKelvey, Chalmers University of Technology, Sweden'It once was believed that scientific knowledge was public and technological knowledge was proprietary, and this was the way it should be. However, recent developments, particularly in biology, have unsettled this belief. This superb book examines what determines whether a body of knowledge is public or private. The consideration of the theoretical issues is thorough and thoughtful. The study of how things have played out in various fields of biology, and why, is smashing. What the authors have to say is important and fascinating, and makes for a great read.' -- Richard R. Nelson, Columbia University, USTable of ContentsContents: 1. Making Knowledge Public and Private 2. The Data Explosion: The Emergence of a New Form of Bio-knowledge 3. Tools of the Trade – Trade of the Tools 4. Collaboration and Competition: The Dynamics of a Genome Race 5. Evolving Economies of Knowledge Bibliography Index

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Book SynopsisThe rise of evidence-based healthcare has put emphasis on finding specific evidence. Trying to find exactly the right article you are looking for can be vital especially when meeting a tight deadline or trying to find evidence for a particular treatment. This book from the Harnessing Health Information series shows the reader how to find the exact article quickly and efficiently. Fully referenced, it includes handy information such as acronyms with full descriptions and the available search tools. It looks at how novice users can find information in a straightforward and friendly way.Table of ContentsWhat is a health library? Understanding the library. Key special collections in health. Finding published materials. The reference enquiry. When it is not in the library. The electronic age. The future.

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Book SynopsisHealth care needs assessment provides information to plan, negotiate and change services for the better, and to improve health in other ways. The first edition of this series established itself as a key source on health care needs for specific conditions supported by the Department of Health. Now in its second edition it provides vital updates taking into account how health care has moved on and how the structure of the UK's health service has changed. Each of the chapters follows the same structure; each analysing its topic, reviewing the incidence and prevalence, the range of services available, and the effectiveness of those services. It describes the central role and aim of health care needs assessment in the NHS health care reforms and explains the 'epidemiological approach' to needs assessment and its effectiveness. Volume 1 includes diabetes mellitus, renal disease, stroke, lower respiratory disease, coronary heart disease, colorectal cancer, cancer of the lung, osteoarthritis affecting the hip and knee, cataract surgery and groin hernia. Volume 2 includes varicose veins and venous ulcers, benign prostatic hyperplasia, severe mental illness, Alzheimer's disease, alcohol misuse, drug misuse, learning disabilities, community child health services and contraception, induced abortion and fertility services. All health professionals, including policy makers and shapers and those assessing quality of service will find this book an essential resource.Table of ContentsVolume 2. Varicose veins and venous ulcers. Lower urinary tract symptoms and the benign prostrate hyperplasia. Severe mental illness. Alzheimer's disease and other dementias. Alcohol misuse. Drug misuse. Learning disabilities. Community child health services. Contraception, induced abortion and fertility services. Reflections. Conclusions.

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Book SynopsisEconomics and Biology is a collection of key essays on the relationship between economics and biology. As the limitations of the mechanistic metaphor in economics are increasingly recognized, this volume explores the potential for the use of evolutionary and other ideas from the science of biology. Topics covered include evaluations of mechanistic and biological analogies in economics in the Darwinian revolution, the use of biology in Alfred Marshall's economics, the concepts of optimisation and rationality in an evolutionary context and the inspirations that biology may offer for modern economics.Trade Review'One very obvious positive feature of volumes like this one is the range of views that can be accessed by the reader, the facsimile format preventing editorial touches aimed at bringing them into line.' -- John Laurent, Griffith University, Australia'This very informative collection can be used as a reference book, or - with the editor's introduction - even as an introductory text.'– Thomas Wagner, KyklosTable of ContentsCONTENTS PART I BIOLOGICAL AND MECHANICAL ANALOGIES 1. Edith Tilton Penrose (1952), ‘Biological Analogies in the Theory of the Firm’ 2. Gregor Sebba (1953), ‘The Development of the Concepts of Mechanism and Model in Physical Science and Economic Thought’ 3. Morris A. Copeland (1958), ‘On the Scope and Method od Economics’ 4. Nicholas Georgescu-Roegen (1979), ‘Methods in Economic Science’ 5. H. Thoben (1982), ‘Mechanistic and Organistic Analogues in Economics Reconsidered’ PART II ECONOMICS AND SOCIOBIOLOGY 6. Gary S. Becker 1976), ‘Altruism, Egoism, and genetic Fitness: Economics and Sociobiology’ 7. J. Hirshleifer (1977), ‘Economics from a Biological Viewpoint’ 8. Gordon Tullock (1979), ‘Sociobiology and Economics’ 9. John M. Gowdy (1987), ‘Bio-Economics: Sociobiology Versus the Chicago School’ 10. Ulrich Witt(1991), ‘Economics, Sociobiology, and Behavioral Psychology on Preferences’ PART III CLASSICAL ECONOMICS AND THE DARWINIAN REVOLUTION 11. Robert M. Young (1969), ‘Malthus and the Evolutionists: The Common Context of Biological and Social Theory’ 12. Sandra Herbert (1971), ‘Darwin, Malthus, and Selection’ 13. Lamar B. Jones (1989), ‘Schumpeter versus Darwin:L In re Malthus’ 14. Scott Gordon (1989), ‘Darwin and Political Economy: The Connection Reconsidered’ PART IV ALFRED MARSHALL AND ECONOMIC BIOLOGY 15. Brinley Thomas (1991), ‘Alfred Marshall on Economic Biology’ 16. Neil B. Niman (1991), ‘Biological Analogies in Marshall’s Work’ 17. Nicolai Juul Foss (1991), ‘The Suppression of Evolutionary Approaches in Economics: The Case of Marshall and Monopolistic Competition’ 18. John Nightingale (1993), ‘Solving Marshall’s Problem with the Biological Analogy: Jack Downie’s Competitive Process’ PART V EVOLUTION, OPTIMIZATION AND RATIONALITY 19. David J. Rapport and James E. Turner (1977), ‘Economic Models in Ecology’ 20. J. Maynard Smith (1978), ‘Optimization Theory in Evolution’ 21. Mark E. Schaffer (1989), ‘Are Profit-Maximisers the Best Survivors?: A Darwinian Model of Economic Natural Selection’ 22. W. S. Cooper (1989), ‘How Evolutionary Biology Challenges the Classical Theory of Rational Choice’ PART VI BIOLOGY AND MODERN ECONOMICS 23. Elliott Sober (1981), ‘Holism, Individualism, and the Units of Selection’ 24. J. S. Metcalfe and M. Gibbons (1986), ‘Technological Variety and the Process of Competition’ 25. P. P. Saviotti (1988), ‘Information, Variety and Entropy in Technoeconomic Development’ 26. Joel Mokyr (1991), ‘Evolutionary Biology, Technological Change and Economic History’ 27. Richard B. Norgaard (1987), ‘Economics as Mechanics and the Demise of Biological Diversity’ 28. Elias L. Khalil (1992), ‘Economics and Biology: Eight Areas of Research’ 29. Geoffrey M. Hodgson (1993), ‘Why the Problem of Reductionism in Biology Has Implications for Economics’ 30. Elias L. Khalil (1993), ‘Neo-classical Economics and Neo-Darwinism: Clearing the Way for Historical Thinking’

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Book SynopsisIt has been said of Erasmus Darwin (1731-1802) that no one from his day to ours has ever rivalled him in his achievements in such a wide range of fields. He was a far-sighted scientific genius, fertile in theory and invention, and one of the foremost physicians of his time. His gift for friendship enabled him to recruit the members of the Lunar Society of Birmingham which is often seen as the main intellectual powerhouse of the Industrial Revolution in England. He was especially close to Franklin, Wedgwood, Boulton and Watt. Towards the end of his life he gained recognition as the leading English poet in the country, and he deeply influenced Blake, Wordsworth, Coleridge and Shelley. The most striking of Darwin's many talents was his extraordinary scientific insight in physics, chemistry, geology, meteorology and all aspects of biology -- his deepest insight being his evolutionary theory of life. Two of his books, the Zoonomia, which made him famous as the leading medical mind of the 1790s, and The Temple of Nature, a long poem, show that he believed life developed from microscopic specks in primeval seas through fishes and amphibians to 'humankind'. But he failed to convince the world about biological evolution: that was left to his grandson Charles. Erasmus was the first person to give a full description of how clouds form and of photosynthesis in plants. He was also an obsessive inventor of mechanical devices, among them a speaking machine, a copying machine and the steering technique used in modern cars. Substantial donations of Darwin family papers recently to the Cambridge University Library, including over 170 letters written by Erasmus Darwin himself, have made it possible for the author to tell much of the enthralling story of his life in Erasmus' own words. Desmond King-Hele, who is the leading authority on Erasmus Darwin having studied his life and work for three decades, is a mathematician and physicist who is an expert on space research by satellite, in particular on the Earth's gravity field and the upper atmosphere. A Fellow of the Royal Society since 1966, he has written fifteen books including a standard critical work on Shelley, Shelley: His Thought and Work, and Erasmus Darwin and the Romantic Poets; and he has edited the Letters of Erasmus Darwin.Trade Review"W.F. Bynum in Nature: 'To most people who have heard of him, Erasmus Darwin was a successful doctor, bad poet and, most significantly, the grandfather of Charles Darwin. In this astonishing book, Desmond King-Hele seeks to reverse the judgement and argue that Charles should rather be remembered as Erasmus's grandson...[that] Erasmus was much the brighter spark, a genius of rare qualities...Few scientific lives have ever been so carefully and thoughtfully examined. There are no final words in history, but this is a biography for which the word definitive can be aptly applied.' Patricia Fara in Times Higher Educational Supplement: 'Instead of being dismissed as the whimsical creator of 'a bizarre tale of gaudily dressed characters engrossed in various forms of polygamy', [he] is now recognized as an influential author and an important man of science who made vital contributions to the early stages of English industrialization...A moving and amply researched narrative of a man who for [the author] has acquired a heroic stature...' Choice: '...King-Hele's splendid biography of Charles Darwin's grandfather...' Brian J. Ford in Notes and Records of the Royal Society: '...a book that is required reading for any historian of science, and which should be digested by present-day researchers if they wish to keep a hold on reality. It tells the tale of a full and productive life, rich in learning and good works, filled with experiences and overflowing with insights and wide-ranging innovation...[It is] set to become the standard work on a pioneering scientist about whom we all need to know more...As the polymath doctor reminds us, and as this book fittingly testifies, it is the individual enthusiast who embraces science to the fullest extent and helps create the future. It is when disciplines meld into a great overview of science that we see the greatest conceptual steps. Erasmus Darwin was a fine example and [the author], who has transgressed boundaries of his own to bring us this enthralling story, reminds us of the salient fact that great minds are not inhibited by disciplinary constraints. Rather, they are stimulated by overcoming them. There are lessons in this admirable book for the most futuristic young bioscientist, and timely instruction for the most recalcitrant of conformists.' Library Journal: '...what may be the definitive biography...[it] will appeal to both scholars and general readers. Highly recommended.' Roy Porter in Literary Review: '...for the past forty years, this distinguished physicist has devoted his spare time to rediscovering and rehabilitating one of the greatest intellectual all-rounders this country has ever produced...Is he truly a neglected genius? Does he live up to Coleridge's judgement of 1796: 'I think he is the first literary character in Europe, and the most original-minded man'? The short answer is yes...The non-stop bustling life of this giant is recounted here in a racy, chatty, relaxed style, just right for the subject. All praise to Desmond King-Hele for resurrecting one of the most appealing Englishmen.' The Scotsman, Book Reviews: 'Charles Darwin's grandfather was just as brilliant a scientist, but he was also an inventor of genius, an outstanding poet and an acclaimed doctor. [This] biography does full justice to a man who emerges as one of the founding fathers of the modern age...On any definition, this is an amazing life...' Amazon.co.uk: '...highly readable, terrific on the scientific background to the Industrial Revolution and guaranteed to make even the most hyperactive over-achiever feel inadequate.' Publishers Weekly: '...This engaging, totally unstuffy biography of the prolific inventor, physician, poet and naturalist brings him out from the shadow of his more famous grandson, Charles Darwin, and should force a reappraisal of his place in history...This brilliant biography plunges us deep into the scientific, medical and industrial revolutions and the birth of the modern age.' Scotland on Sunday: 'A deist, a stutterer and conversationalist of such accomplishment that even Coleridge was impressed, Erasmus Darwin also came up with a theory of evolution some 70 years before his grandson Charles turned his mind to it...[His] other inventions, discoveries and contributions to the history of science are so numerous that a list of them comprises a 19-line footnote at the end...Artesian wells, copying machines, photosynthesis, electrotherapy? Rocket motors, submarines, telescopes, water as H2O? King-Hele admits to being astounded by the range, inventiveness and productivity of the Darwinian brain.'"Table of ContentsUnbringing, 1731-1756; a young doctor of Lichfield, 1756-1760; prospering, 1761-1764; creating the lunar circle, 1765-1768; a great change, 1768-1771; interregnum, 1772-1774; fresh starts, 1775-1777; deaths, devices and desires, 1778-1780; newly wed at Radburn, 1781-1783; settled at Derby, 1784-1787; Renaissance, 1788-1790; eminence, 1791-1793; leading man of medicine, 1794-1796; confronting adversity, 1797-1799; downhill, 1800-1802; a pageant of life, 1803-1832; legacies, 1833-1998. Darwin family tree. appendices: Erasmus Darwin's writings; selected books and papers; acknowledgements.

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Book SynopsisThis Study and Revision Guide provides the essential knowledge you will need to recap and revise for the exams. / Endorsed by Eduqas, offering high quality support you can trust. / Key terms are clearly defined and numerous diagrams explain each concept. / 'Quickfire' questions and 'Examiner Pointers' check your understanding as you progress through the course. / Plenty of practice questions, with teacher commentaries, enable you to see where mistakes are typically made and where extra marks can be gained. / 'Grade Boosts' help refine exam technique and improve performance. / Assessment Objectives are explained showing what examiners are looking for in responses to exam questions. / Also provides excellent study support throughout the course.Table of ContentsUnit 1 - Basic biochemistry and cell organization;Unit 2 - Biodiversity and physiology of body systems;Exam preparation; Exam practice and technique;Practice questions;Questions and answers; Answers.

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Book SynopsisThis book will help your students develop a thorough understanding of the essential mathematical skills required in A Level Biology. / Supports the core mathematical skills that have an increased relevance and importance in A Level Biology specifications. / Reassuring support for students who do not have a strong maths background. / Clearly explains how numerical, geometrical and statistical concepts are used in A Level Biology and post-16 biology courses and how students should approach these concepts when taking these courses and sitting their exams. / Explains each mathematical concept using plenty of relevant worked examples, with advice on how to avoid common misunderstandings when making calculations. / Helps students decode examination questions to find the biological question being asked and put the problem into a mathematical form to find an answer. / The material has been mapped against the new mathematical requirements for the A Level Biology courses from AQA, Pearson, OCR, WJEC, CCEA, the International Baccalaureate and the Cambridge Pre-U.Table of Contents1. Numbers (new section on using logarithms); 2. Processed numbers (new sections on per cent increase and decrease; percentage error; Heterozygosity index; joints as levers and unfamiliar mathematical expressions). 3. Graphs (extra sections on substrate concentration and rate of reaction and compensation point); 4. Scale; 5. Ratios and their use in genetics; 6. The Hardy-Weinberg equilibrium; 7. Statistics (new section on percentiles and quartiles); Quickfire answers; Test yourself answers; Glossary; Specification Map; Index.

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Book SynopsisSpecifically designed for health visitors, general practitioners, nurses, dietitians and nutritionists, this is the first book to clarify the suggested balance of different foods and food groups needed to provide a healthy diet in infants. It interprets government recommendations and current research to give health professionals completely up-to-date, highly detailed advice in a practical, easy-to-read format. Tables and figures are widely used to illustrate complex concepts and aid understanding. It is ideal as a daily reference. Healthcare policy makers and shapers will also find much of interest to assist in the provision of new guidance.Trade Review'Its content is thought provoking, and it cleverly brings all of the research together, allowing for further reading should the practitioner so wish. One example of the evidence based recommendations the book offers is the identification of beef as a good first food for a child aged 5-7 months once they can take food from a spoon; the research indicated that beef increased a child's zinc intake compared to giving fortified baby cereals as first foods. The book's accessible layout means the first two chapters give a good overview of the weaning process, while the final three chapters break down the dietary requirements into finer detail.' Hannah Marriage, Student Halth Visitor, UK, Journal of Health VisitingTable of ContentsForeword. Preface. About the author. Acknowledgements. List of tables and figures. List of abbreviations. Summary of key facts. When to introduce solids . Key facts. Weaning and complementary feeding. The UK recommendation for introducing solid foods. Evidence relating to the six month exclusive breastfeeding recommendation. Energy and growth. Risk of gastrointestinal infection. Overweight and obesity. Development of allergies. Iron status. Iron status in developed and developing countries. UK infant iron levels at six months. Maternal iron supplementation. Infant iron supplementation. Vitamin D. The recommended age for introduction of solids in different countries. ESPGHAN: no disadvantage of introducing solids at four to six months. References. How to introduce solids. Key facts. Current guidelines. First and early foods. Later foods. Stages. Texture and finger foods. Food groups. Current advice on introducing solids. DH/NHS/Unicef 'Weaning' booklet. NHS 'Birth to five' book. FSA 'Feeding your baby' booklet. NHS/Unicef/DH 'introducing solid foods'. Wales, Scotland and Northern Ireland. Other information sources. Research and advice on introducing solids. Meat as a first food. Milk. Bread. Salt. Gluten. Introduction of solids and potential allergens. Food acceptance. Timing of introduction of solids. Homemade and commercial ready-made complementary foods. Proportion of food from different food groups. Perceptions of a healthy infant diet. Demonstrating feeding skills. Responsive feeding. Baby-led weaning. Introducing solids: summary. References. The dietary requirements of infants. Key facts. Changes in infants' nutritional needs during growth. Energy recommendations. Role of milk in energy provision following the introduction of solids. Fat intake. Dietary fat recommendations in the UK. Dietary fat recommendations in other countries. Fat intake, growth and development. Fat intake and later obesity. Quality of fat intake and cardiovascular health. Essential fatty acids. Suggestions for total fat intake. A conservative suggestion for fat intake in the UK. Recommended intake of omega-3 and omega-6 fatty acids. Recommended and suggested saturated fat intake. Body weight. Overweight and obesity. Dietary fibre. Measurement of dietary fibre and recommendations. Fibre intake. Fibre recommendations and suggestions. Benefits of fibre intake. Concerns regarding a high fibre diet. Suggested fibre recommendations for infants in the UK. The recommendations for non-milk extrinsic sugars and starch. The recommendation for protein. The recommendation for iron. The recommendation for iron. Effect of ID and IDA on infant development. Serum ferritin at birth and later risk of ID. Maternal IDA and later infant risk of IDA. Iron status after six months of age: IDA. IDA at eight months. IDA at nine months. IDA at 12 months. Iron status after six months of age: ID. ID at nine months. ID at 12 months. Complementary feeding and iron. Meat and fish. NMES. Commercial infant foods. Milk intake. Fibre intake. Enhancers of non-haem iron absorption. The recommendation for zinc. The recommendation for vitamin A. The recommendation for vitamin D. The recommendation for calcium. The recommendation for iodine. References. Meeting dietary requirements. Key facts. Meeting dietary requirements. Energy recommendations. Suggested fat intake. Amount of solids before fat required. Fat content of foods. Suggested daily intake of fat for infants. Number of tablespoons of food to meet daily fat requirements. Saturated fat. Omega-3 and omega-6 polyunsaturated fatty acids. Long-chain omega-3 polyunsaturated fatty acids. Fibre intake. Number of portions to provide 0.5 g of fibre. NMES. Iron. Zinc. Common early purees, mashes and baby rice: energy, fat, iron, zinc and fibre. Increasing the energy, fat and iron content of purees and mashes. Vitamin A. Vitamin D. Calcium. Iodine. References . Food intake: food groups and portion sizes. Key facts. Food groups. Number of food groups for infants. Number of portions from each food group. Portion size. Meeting energy requirements: number of portions and portion size. Verifying food group suggestions. Verifying food group suggestions: energy. Verifying food group suggestions: fat. Verifying food group suggestions: fibre. Verifying food group suggestions: energy, fat and fibre. Verifying food group suggestions: iron. Verifying food group suggestions: zinc. Verifying food group suggestions: vitamin A, vitamin D, calcium and iodine. Summary of food group combination information. Progression of complementary feeding by food group combination. Pictorial representation of infant food groups. Pictorial representation of food intake for adults and children: frequency and portion size. Infant guidelines on the frequency of intake of food from different food groups. Updating guidelines on food group frequencies. Suggested pictorial representation of proportional intake from food groups for infants. References. Appendix. Tables. Websites. Index

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Book SynopsisA Telegraph Book of the Year. What does a mammoth smell like? Do dinosaurs bob their heads as they walk, like today’s birds? Do aurochs moo like cows? You may soon find out. From the Siberian permafrost to balmy California, scientists across the globe are working to resurrect all kinds of extinct animals, from ones that just left us to those that have been gone for many thousands of years. Their tools in this hunt are both fossils and cutting-edge genetic technologies. Some of these scientists are driven by sheer curiosity; others view the lost species as a powerful weapon in the fight to save rapidly disappearing ecosystems. Science journalist Torill Kornfeldt travelled the world to meet the men and women working to bring extinct animals back from the dead. Along the way, she saw a mammoth that has been frozen for 20,000 years, and visited the places where these furry giants once walked. It seems certain that they and other lost species will walk the earth again, but what world will that give us? And is any of this a good idea?Trade Review‘[T]his excellent book, written with a deceptively light touch (in Fiona Graham’s translation) … raises a number of deep questions and paradoxes about our relationship with nature.’ * The Guardian *‘It’s a beautifully written and perceptive book, that also poses sharp questions about environmental nostalgia and the true value of species.’ -- Number 4 of the ‘Best Books of The Year 2018’, Steven Poole * The Daily Telegraph *‘Kornfeldt does an excellent job of exposing the ethical dilemmas of bringing extinct creatures back to life.’ -- Kathryn Hughes * The Mail on Sunday *‘The Re-Origin of Species is an engrossing exploration of a controversial area, written with a light touch and a journalist’s eye for detail.’ * Irish Examiner *‘The author's careful synthesis of accomplishment versus aspiration is also spot-on—even world-class scientists will be dreamers, and there is much more research to be conducted before mammoths once again lumber across the tundra. Wondrous tales of futuristic science experiments that happen to be true.’ * Kirkus Reviews *‘Extinction might not be forever! ... Free of most scientific jargon, Kornfeldt’s book is an eye-opening introduction to an important new field of study that”s well fit for public library audiences.’ * Booklist *‘Pick up this book and you’ll be glued to its pages, and soon convinced that bioengineering will continue to change the world in ways difficult to imagine.’ 4.5 STARS * Good Reading *‘Kornfeldt interviews researchers intent on recreating mammoths and passenger pigeons, saving the northern white rhino, and reintroducing chestnut trees to North America.’ * Publishers Weekly *‘Reading The Re-Origin of Species was a delightful adventure. Torill Kornfeldt took me by the hand and led me all around the world, and back through history, teaching me about how extinction works and how the restoration of all kinds of species, from the woolly mammoth to feathered dinosaurs, just may be a part of our future.’ -- Tim Urban, Wait But Why?‘Any number of terms apply to Torill Kornfeldt's fascinating overview of this profoundly important subject: clear-eyed. Skeptical. Open-minded. But the word that sticks with me is one I haven't had cause to use in a very long time: hopeful. The Re-Origin of Species gives me hope.’ -- Peter Watts, author of Blindsight and Starfish‘[E]xpresses the full complexity of this topic in a lighthearted, masterful way, raising critical questions … which guide the reader to develop informed opinions about how humankind can limit the ongoing destruction of nature.’ * Adelaide Advertiser *‘It’s less like reading a college text book and more like reading about a famous explorer digging into cultures not seen since the dawn of time. It’s like Indiana Jones light, for the scientist.’ * Adventures in Poor Taste *‘This thought-provoking and deeply engaging book throws into the question the very meanings of life and death as we understand them.’ STARRED REVIEW * Shelf Awareness *‘[T]he projects Kornfeldt writes about are incredibly compelling, given that we are living through a mass-extinction event that threatens the stability of the world’s ecosystems.’ * The New Yorker *‘In her cleverly titled book, The Re-origin of the Species, Swedish science journalist Torill Kornfeldt examines the world’s most famous (or perhaps most infamous) attempts to resurrect extinct species ... Crisscrossing the globe to interview the world’s leading experts on de-extinction, she offers her personal impressions of their laboratories, their research, and even their motivations ... The Re-Origin of the Species is a welcome addition to the growing corpus on de-extinction, and a strong debut by a gifted writer.’ -- Abraham H. Gibson * The Quarterly Review of Biology, Stony Brook University *

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Book SynopsisSeeking Symmetry: Finding patterns in human health offers a guide through the overwhelming mass of data generated by contemporary science. Starved for the knowledge that would best help us stay healthy, we are simultaneously glutted with an overload of information about the human body. Amidst ubiquitous talk that patient-centred care and lifestyle changes are the keys to personal health, self-neglect and medical overtreatment nevertheless prevail.The body is rich with symmetries, many of them unknown to us who live in these bodies. Symmetry-seeking reveals certain patterns for understanding the information we have about the body, patterns whose roots lie in embryonic development and in evolution.The book''s exploration will guide readers through the parts of their own bodies and introduce tangible, visible examples of symmetry, not only right and left but up and down, male and female, inside and out, as well as symmetries between humans and other species.It presents the symmetries of the body''s internal structures that, despite their complexity, are nevertheless simple to understand when viewed with an eye for pattern.Through both words and images, this book will illustrate the most foundational of the principles, structures, and processes that decide how bodies function.A core purpose of the book is to present this knowledge through a lens that makes the information meaningful, by modelling the habit of symmetry-seeking.

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Book SynopsisHow are the internal and external forms of the human organism shaped? How does human consciousness emerge? These are questions to which conventional science has no answers. In The Seat of the Soul, Yvan Rioux invites us to consider new concepts that can explain these phenomena. His exposition is based on the existence of external `formative forces’ – or morphic fields – which, he argues, create the human body or organism in conjunction with forces that resonate within us from the living solar system. The psyche – or soul – emerges progressively as an inner world of faculties that in time learns to apprehend and understand the outer world. In his previous book The Mystery of Emerging Form, Rioux explored the formative forces of the twelve zodiacal constellations. In this absorbing sequel, he investigates how such activity from the planetary spheres works within us, as `life stages’ or metabolic processes. Through seven chapters, he explores the impact of each of these planetary spheres on our complex organic make-up and psychic activity. The link between organs and tissues, he says, produces five specific `inner landscapes’ in relation to the external rhythmic environment. Rioux also gives a description of Rudolf Steiner’s seven `planetary seals’ from a biological perspective. According to Steiner, these seals are: `…occult scripts, meaning that, as hidden signatures, they show their ongoing etheric impacts on the seven stages of our metabolism’. Between Steiner’s indications concerning human physiology and the ancient Chinese view on the subject, there is a convergence of ideas – as synthesized here – that breaks through the boundaries of modern reductionist science, offering exciting perspectives for understanding the human being. `The seat of the soul is where the inner world and the outer world meet. Where they overlap, it is in every point of the overlap.’ – NovalisTable of ContentsIntroduction – Chapter 1: Saturn process: Opening the door of perception, Towards the integration of subtle influences – Chapter 2: Jupiter process: Preservation of outer perceptions, Establishment and defence of the territory (immunity) – Chapter 3 – Mars process: The essence of pulsations, The beginning of the psychic world – Chapter 4: Sun process: The circulation of perceptions, Access to inner perception (insight) Chapter 5: Mercury process: From pictorial images (psyche) to material organs (soma) – Chapter 6: Venus process: Energized movements for growth, A constant search for the right fulcrum point – Chapter 7: Moon process: Replication (mitosis vs meiosis) Self-renewing life – Conclusion: A planetary alignment giving birth to our physical and psychic world

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Book SynopsisA unique book about one of the most famous buildings in Switzerland. The Rolex Learning Center at EPFL Lausanne opened in 2010. Designed by Pritzker Prize laureates SANAA (Kazuyo Sejima and Ryue Nishizawa) from Japan, it soon became one of the more well-known buildings of recent times. In this book, akin to an architectural novella, Christophe Van Gerrewey tells the variegated story of this piece of architecture—from many points of view, with some unexpected twists, and accompanied by unusual images. Through Higher Knowledge, the Rolex Learning Center emerges not only as a remarkable architectural achievement, but also as a building that contains knowledge, and that can speak to us in different ways. Trade Review"It is a quick read, in other words, but it is not short on ideas. Van Gerrewey explores a myriad [of] aspects of the distinctive undulating building completed in 2010 (the same year Kazuyo Sejima and Ryue Nishizawa won the Pritzker Prize): from the campus's origins and the building's programmatic requirements, to situating the project's flowing spaces within other open-plan buildings and how the undulating slabs of concrete are structured." * A Weekly Dose of Architecture Books *Table of Contents_

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Book SynopsisThe first book on Le Corbusiers’s iconic apartment-studio. Le Corbusier’s apartment-studio is an iconic object of the twentieth century, combining the indisputable material values of the building with the intangible “sense of place” of an architect’s home. Le Corbusier, who lived there from 1934 until his death in 1965, treated it as a permanent construction site—a unique place of spatial, plastic, and constructional experimentation. The phases of change at the apartment-studio are layered over each other, and thus the apartment’s “many lives” create major philosophical problems for conservation. The “stratigraphy” itself, hard to unscramble yet full of meaning, is key to the apartment’s importance. This first book on the apartment-studio, richly illustrated with largely unpublished visual material, presents research undertaken by the Laboratory of Techniques and Preservation of Modern Architecture (TSAM) for the Fondation Le Corbusier during preparatory investigations for the program of restoration. Lavish and thorough, Many Lives of Apartment-Studio Le Corbusier is an exploration of an iconic space.Table of ContentsHISTORY 1931-1934: Construction “They are asking us for a mansion block to lease in Boulogne. If it happens I’ll have a roof over my head”1934-1965: The Le Corbusier Period“It was risky for me to go and live in my own architecture. But it’s actually wonderful”1965-2014: Le Corbusier’s LegacyApartment-studio as ‘historical monument’PROJECTRecommendations for preparatory investigationsAnalysis and diagnostic assessmentGuidelines for restorationConservation of a palimpsest

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Book SynopsisComputer-based technologies for the production and analysis of data have been an integral part of biological research since the 1990s at the latest. This not only applies to genomics and its offshoots but also to less conspicuous subsections such as ecology. But little consideration has been given to how this new technology has changed research practically. How and when do data become questionable? To what extent does necessary infrastructure influence the research process? What status is given to software and algorithms in the production and analysis of data? These questions are discussed by the biologists Philipp Fischer and Hans Hofmann, the philosopher Gabriele Gramelsberger, the historian of science and biology Hans-Jörg Rheinberger, the science theorist Christoph Hoffmann, and the artist Hannes Rickli. The conditions of experimentation in the digital sphere are examined in four chapters—“Data,” “Software,” “Infrastructure,” and “in silico”—in which the different perspectives of the discussion partners complement one another. Rather than confirming any particular point of view, Natures of Data deepens understanding of the contemporary basis of biological research.

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Book SynopsisDer wissenschaftliche Fortschritt ist unaufhaltsam. Seit der 2. Auflage hat es auf den Gebieten der Kosmetik und der Hygienemittel sowie der Nachbardisziplinen bedeutende Weiterentwicklungen gegeben. Für die Neuauflage wurden daher die Kapitel grundlegend überarbeitet und aktualisiert. Einen breiten Raum nehmen neue biochemische Erkenntnisse zu Vorgängen in der Haut, physikalische bzw. physikalisch-chemische Messmethoden zur Wirksamkeitsbestimmung, neue Formulierungstechniken in der Produktentwicklung, weitere Optimierung des Verbraucher- und Umweltschutzes sowie der aktuelle Stand der EU-Gesetzgebung ein. Neu aufgenommen wurden die Kapitel über Definition und Bewertung von Cosmeceuticals, neue Erkenntnisse in der Altershautforschung und Herstellung von Parfümölen. Das Werk gibt einen breit gefächerten Überblick über kosmetische Mittel und Hygienemittel von der Forschung über Entwicklung und Anwendung bis zur Herstellung der verschiedenen Produktgruppen unter Berücksichtigung der toxikologischen, dermatologischen und mikrobiologischen Absicherung. Das Buch richtet sich vorwiegend an Chemiker, Biochemiker, Lebensmittelchemiker, Chemieingenieure, Dermatologen, Toxikologen, Mikrobiologen, Pharmazeuten und Physiker mit Tätigkeitsschwerpunkt Kosmetik, Studenten dieser Fachrichtungen, Fachkosmetiker, Mitarbeiter und Verantwortliche des Kosmetik-Marketings, der Untersuchungsämter, der Verbraucherschutzverbände, Wissenschaftsjournalisten und last but not least Kosmetik-interessierte Laien.Trade ReviewBeschreibung in: Informationen des Industrieverbandes Körperpflege- und Waschmittel e.V. Juli 2004 Lese-Tipp am 9.8.04 bei: eco-info.de - Nachrichten des eco-Umweltinstitutes (PIV-Werbetext mit Cover in) Clinical Laboratory "... richtet sich vorwiegend an Chemiker und Dermatologen, Toxikologen, Mikrobiologen und Pharmazeuten, sowie Studenten dieser Fachrichtungen und ist sicherlich auch für Kosmetiker, für Beschäftigte im Bereich der Kosmetikindustrie und interessierte Laien ein absolute empfehlenswertes Nachschlagewerk." Eurocosmetics "Über Kosmetik gibt es zwar eine Vielzahl von Büchern, aber nur wenig fundierte Fachbücher mit wissenschaftlichem Hintergrund. Eines von ihnen ist >Kosmetik und Hygiene< von Wilfried Umbach. Unter der Mitarbeit zahlreicher Co-Autoren aus Industrie und Forschung ist ein umfangreiches Werk zum Thema kosmetischer Mittel entstanden. Angefangen beim historischen Hintergrund geht es über die verschiedenen Gruppen der Kosmetika zur rechlichen Einordnung. Obwohl das Thema breit gefächert ist, ist das Buch sehr gut gegliedert. Die verschiedenen Einsatzgebiete der kosmetischen Mittel sind gut beschrieben,... Hier werden zum Teil spezielle Rezepturen angegeben, die man in dieser Ausführlichkeit wohl in keinem anderen Werk findet." www.chemieonline.de "... überzeugt in seinem Aufbau und bietet einen modernen Überblick aus dem Kosmetik- und Hygienesektor. Obwohl sich das Werk hauptsächlich an Chemiker, Biologen, Pharmazeuten und andere Wissenschaftsbereiche richtet, dürfte es auch das Interesse der Laien wecken." Associated Press "Dem Herausgeber ist mit der Auswahl der Autoren ein gutes Werk gelungen, das keine Informationswünsche offen lässt. ... In der Schulbibliothek sollte es nicht fehlen, für die Handbibliothek ein wertvolles Nachschlagewerk." Praxis der Naturwissenschaften - Chemie in der Schule " Das Buch überzeugt in seinem Aufbau und bietet einen modernen Überblick aus dem Kosmetik- und Hygienesektor." Fuldaer Zeitung "Es ist ein modernes Werk geworden, das alle Facetten der Kosmetik und der Hygiene berücksichtigt. Jeder, auch der Dermatologe, findet, was ihn besonders interessiert. Das ausführliche Inhaltsverzeichnis und ein Register erleichtern die Suche. Eine erfreuliche Neuauflage von großem Wert, fürwahr, und empfehlenswert." Aktuelle Dermatologie "Das Buch mit seinen Artikeln von 44 fachkompetenten Autoren dürfte vorwiegend für Naturwissenschaftler, die auf dem Sektor der Kosmetik tätig sind, eine wertvolle Informationsquelle darstellen." RFL - Rundschau für Fleischhygiene und Lebensmittelüberwachung "Die einzelnen Abschnitte sind kurz und bündig gehalten, keineswegs verlaufen sich die Ausführungen im endlosen Fachsimpeln, somit bietet das Buch einen guten Überblick über die Vielfalt der Themen und stellt diese studentenfreundlich und nicht mal so staubtrocken, wie einige Grundsubstanzen der Kosmetika dar." Kommentiertes Vorlesungsverzeichnis der Univ. Potsdam "Insgesamt gibt das Buch einen guten aktuellen Überblick über Gesetzgebung, Herstellung, Qualitätssicherung, Zusammensetzung, Anwendung und Vermarktung von kosmetischen Mitteln und Hygieneartikeln... Es dürfte auf starkes Interesse bei allen Berufsgruppen, die sich mit dieser Thematik auseinander setzen, wie Pharmazeuten und Lebensmittelchemiker, Kosmetik-Chemiker u.-Physiker, Dermatologen, Studenten dieser Fachrichtungen, Kosmetiker, Friseure etc., aber auch bei interessierten Laien stoßen. Empfehlenswert für Untersuchungsämter, Verbraucherschutzverbände, Wissenschaftsjournalisten und das Kosmetik-Marketing. Insgesamt eine gelungene Überarbeitung eines bewährten Buches." European Food Research & Technology Table of ContentsHISTORISCHE ENTWICKLUNG DER KOSMETIK Kulturelle und religiöse Einflüsse auf die Kosmetik Die Kosmetik in den einzelnen Kulturepochen GESETZGEBUNG UND KOSMETIK Hintergrund Die Regelung in der Europäischen Union Die deutsche Gesetzgebung Andere Gesetzgebungen, Verordnungen und Regelungen Naturkosmetik ANWENDUNGSGEBIETE KOSMETISCHER MITTEL Die Haut Neue Erkenntnisse zur Altershautforschung Die Mundhöhle (Cavum oris) Das Haar KOSMETISCHE WIRKSTOFFE: WIRKUNG UND WIRKSAMKEIT - EIN ALLGEMEINER ÜBERBLICK Aufgaben und Ziele der Kosmetik und Wirkstoffkosmetik Wirkung und Wirksamkeit Der kosmetische Wirkstoff Nachweis kosmetischer Wirkungen Exemplarische Darstellung der Wirkungsweisen Wirkung und Nebenwirkung Wirkung kosmetischer Mittel auf die Persönlichkeit Ausblick COSMECEUTICALS - DEFINITION UND BEWERTUNG Definition Bioaktive Wirkstoffe Wissenschaftliche Bewertung Rechtliche Bewertung Zusammenfassung MESSMETHODEN ZUR BESTIMMUNG DER WIRKSAMKEIT KOSMETISCHER MITTEL Haut Zahn Haar KOSMETISCHE MITTEL ZUR REINIGUNG, PFLEGE UND ZUM SCHUTZ DER HAUT Seife und Syndet Flüssige Wasch-, Dusch- und Badepräparate Hautpflegemittel Fußpflegemittel Lichtschutzmittel Insekten abwehrende Mittel (Insect Repellents) Rasiermittel Haarentfernungsmittel KOSMETISCHE MITTEL ZUR ZAHN-, MUND- UND ZAHNERSATZPFLEGE Zahn- und Mundpflegemittel Prothesenreinigungsmittel und -haftmittel KOSMETISCHE MITTEL ZUR HAARBEHANDLUNG Haarwaschmittel Haarpflegemittel Haarverformungsmittel Frisurfestigungsmittel Haarfarbänderungsmittel KOSMETISCHE MITTEL FÜR DEKORATIVE ANWENDUNGEN Dekorative Körperpflegemittel Hautbräunungsmittel KOSMETISCHE MITTEL ZUR BEEINFLUSSUNG DES KÖRPERGERUCHS Duftmittel Deodorantien (Desodorantien, Deos, Deomittel) Antitranspirantien PARFÜMIERUNG KOSMETISCHER MITTEL Aufgaben und Kosten Parfümierung einzelner Produktgruppen Anwendungstechnik: Aufgaben, Tests und Testmethoden Duftauswahl Sicherstellung der Unbedenklichkeit von Parfümölen MIKROBIOLOGIE KOSMETISCHER MITTEL Mikrobieller Verderb von kometischen Mitteln Beurteilung der mikrobiologischen Qualität kosmetischer Mittel Elemente einer mikrobiologischen Qualitätssicherung kosmetischer Mittel INFEKTIONSPROPHYLAXE IN KOSMETIK-, FUSSPFLEGE- UND FRISIERSALONS EINSCHLIESSLICH TÄTOWIEREN UND PIERCEN Infektionsrisiken Bauliche Voraussetzungen und Innenausstattung der Arbeitsstätten Maßnahmen der prophylaktischen und gezielten Keimbekämpfung Beseitigung von Abfällen Impfprophylaxe Maßnahmen bei Verletzungen Hausbehandlungen Hygieneplan Anleitung und Überwachung Ordnungswidrigkeiten VERTRÄGLICHKEIT KOSMETISCHER MITTEL Toxikologie Dermatologie QUALITÄTSSICHERUNG KOSMETISCHER MITTEL Weiterentwicklung der Qualitätssicherung Heutige Trends in der Qualitätssicherung Qualitätssicherung in Konzeption und Entwicklung Qualitätssicherung bei Ausgangsmaterialien Fertigprodukte Mikrobiologische Qualitätssicherung Audits Kundenreklamationen Ausblick ALLGEMEINE GRUNDPRINZIPIEN DER HERSTELLUNGSTECHNOLOGIE KOSMETISCHER MITTEL Definitionen Misch- und Homogenisiersysteme Herstellverfahren HERSTELLUNG VON PARFÜMÖLEN Einleitung Herstellen von Parfümölmustern Parfümölproduktion - Das Compounding Sicherheitsaspekte in der Parfümölproduktion ASPEKTE DES UMWELTSCHUTZES BEI KOSMETISCHEN MITTELN Umweltrelevanz kosmetischer Produkte Kriterien zur Umweltsicherheitsbewertung chemischer Verbindungen Relevante gesetzliche Regelungen für kosmetische Produkte und Inhaltsstoffe HYGIENEMITTEL Historische Entwicklung Medizinische Aspekte der Menstruation Intravaginaler Menstruationsschutz Extravaginale Hygieneprodukte DER MARKT FÜR KÖRPERPFLEGEMITTEL Wirtschaftliche Entwicklung 1991-2001 Wirtschaftliche Entwicklung 2002 Verbraucherausgaben Marktverhältnisse Mitarbeiter Mittelstand Anhang

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Book SynopsisBäume Bäume gehören zu den größten Lebewesen auf unserem Planeten. In faszinierender Weise haben diese langlebigen Organismen Strategien entwickelt, nachhaltig zu überleben und Widrigkeiten, denen sie durch ihre Ortsgebundenheit ausgesetzt sind, standzuhalten. Wie lebende Skulpturen können Bäume ganze Lebens- und Leidensgeschichten erzählen. Die Neuauflage des praxisnahen Ratgebers erläutert in über 500 Einträgen prägnant die Symptome ihrer Körpersprache, Vorgänge im Inneren der Pflanzen, die Ursachen von Abweichungen in Wuchs, Entwicklung und Erscheinungsform. Von Abholzigkeit bis Zwiesel wird jeder Fachbegriff sachkundig und anschaulich erklärt. Das eingängige Bildmaterial zu jedem Beitrag erweitert das Verständnis, die übersichtlichen und aussagekräftigen Texte liefern dem Profi wertvolle Informationen und beantworten dem interessierten Laien zahlreiche Fragen. Das neue Werk von Deutschlands renommiertem Baumexperten – nicht nur für Praktiker, Sachverständige, Wissenschaftler und Studenten aus den Bereichen Baumpflege, Botanik, Forstwissenschaft, Gartenbau, Landschaftsarchitektur, Ökologie oder Umweltpädagogik, sondern auch für Architekten, Designer, Künstler sowie alle Natur- und Baumliebhaber und jeden, der sich auf dem Weg dorthin befindet.Trade Review"... Die Artikel sind allgemeinverständlich geschrieben und werden durch zahlreiche Fotos und Grafiken erläutert. Damit wendet sich das Buch an Praktiker, Studenten und Wissenschaftler von Botanik, Forstwissenschaften, Gartenbau, Ingenieur- und Umweltwissenschaften. ..." ekz Bibliotheksinformationsdienst (Nr. 32/2010) "... Selbstredend gehört der Titel, den der Forstwissenschaftler Andreas Roloff nun in zweiter Auflage herausgegeben hat, in die Hausbibliothek jedes Botanikers und ohnehin auf die Lektüreliste jedes Biologiestudenten. ... Weder langweilt es den Experten noch überfordert es den interessierten Laien. Obwohl für Profis konzipiert, lesen auch Gartenfreunde den Titel mit Gewinn. ..." Thalia.de, Buchhändler-Tipp "Das "Lexikon der praktischen Baumbiologie" ist ein gut gewählter Titel für dieses spannende, interessante, vollständige und umfassende Nachschlagewerk und Lehrbuch in einem. ... "Bäume" ist Interessierten Laien und Wissenschaftlern verschiedener Disziplinen uneingeschränkt zu empfehlen." Biothemen.deTable of ContentsTEIL I: ÖKOLOGIE Licht/Schatten Wassermangel/Wasserüberschuss Kälte/Schnee Hitze/Feuer Wind Konkurrenz/Sukzession Interaktionen: Bäume, Moose, Flechten, andere Pflanzen Interaktionen: Tiere TEIL II: MORPHOLOGIE Habitus/gesamte Krone Spross/Zweige Blätter Blüten/Früchte Stamm/Rinde Wurzeln TEIL III: ANATOMIE Blätter Blüten/Früchte Stamm/Rinde Holz Wurzeln TEIL IV: PHYSIOLOGIE Gesamte Krone Spross/Zweige Blätter Blüten/Früchte Stamm/Rinde Wurzeln

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Book SynopsisDieses Handbuch kombiniert das gesamte Wissen, das für erfolgreiches Bierbrauen benötigt wird: von der Auswahl der Rohstoffe bis zur gärfähigen Würze. Zahlreiche Tabellen und Abbildungen, die die technischen Details veranschaulichen, machen dieses Buch zum ultimativen Nachschlagewerk. Der Handbuch-Klassiker der beiden berühmten Bierbrauer Ludwig Narziss und Werner Back liegt endlich überarbeitet und ergänzt als Neuauflage vor.Trade Review"Mit Fug und Recht lässt sich 'der Narziß' wohl als das traditionsreichste, umfassendste und detaillierteste Handbuch der modernen Braukunst bezeichnen ... Kurzum, 'der neue Narziß' ... darf als gelungene Neuauflage eines monolithischen Standardwerkes gelten, welches erfolgreich eine Brücke von konventionellen Technologien zu neuesten Verfahren schlägt, und dem Fachmann eine unentbehrliche Hilfe sein dürfte." Lebensmittelchemiker-Mitteilungen (Nr. 1/2010) "In dieser Form ist das Buch für die Hochschulausbildung unbedingt zu empfehlen. Insgesamt ein sehr gutes Fachbuch!" Brauerei-Forum (12.2.2010) "... ein Nachschlagewerk, das weltweit bezüglich des Umfangs und der Tiefe der Informationen einzigartig sein dürfte? Die 1178 aufgeführten Literaturstellen lesen sich wie ein Who is Who in der Brauereiforschung von 1920 bis heute. ... Ein einzigartiges Lehrbuch und Nachschlagewerk auf höchstem wissenschaftlichen Niveau, das selbst in Zeiten von Computer-Recherchen bei der Suche nach kompetenten Fachinformationen über die Technologie der Würzezubereitung kaum zu schlagen ist." BrauWelt (3.12.2009)Table of ContentsVorwort zur 6. Auflage xxiii Vorwort zur 7. Auflage xxv Vorwort zur 8. Auflage xxvii 1 Die Rohmaterialien 1 1.1 Das Malz 1 1.1.1 Gerstenmalz 2 1.1.2 Malze der Formengruppe Weizen (Triticum L.) 5 1.1.2.1 Weizenmalz 5 1.1.2.2 Dinkel-, Spelzmalz 6 1.1.2.3 Einkornmalz 7 1.1.2.4 Emmermalz 7 1.1.2.5 Tetraploides Nacktweizenmalz, z.B. Hartweizen- und Kamutmalz 8 1.1.2.6 Triticalemalz 8 1.1.3 Roggenmalz 9 1.1.4 Hafermalz 10 1.1.5 Spezialmalze 11 1.1.5.1 Röstmalz 11 1.1.5.2 Das Röstmalzbier 14 1.1.5.3 Karamellmalze 15 1.1.5.4 Brüh- oder Melanoidinmalze 16 1.1.5.5 Spitz- und Kurzmalze 16 1.1.5.6 Sauermalze 17 1.1.5.7 Glutenfreie Malze 18 1.1.6 Die Annahme des Malzes 21 1.2 Ersatzstoffe des Malzes 21 1.2.1 Maischbottichrohfrucht 23 1.2.1.1 Ungemälzte Gerste 23 1.2.1.2 Ungemälzter Weizen 25 1.2.1.3 Ungemälzter Roggen, Triticale, Hafer 26 1.2.1.4 Mais 26 1.2.1.5 Reis 30 1.2.1.6 Hirse (speziell Sorghum) 32 1.2.1.7 Eiweißreiche Hülsenfrüchte 35 1.2.2 Würzepfannenrohfrucht 35 1.2.2.1 Sirupe 35 1.2.2.2 Zucker (allgemein) 38 1.2.3 Industrielle Enzympräparate 40 1.2.3.1 a-Amylasen 42 1.2.3.2 b-Amylasen 44 1.2.3.3 Isoamylase, Pullulanase 44 1.2.3.4 Amyloglucosidase 45 1.2.3.5 b-Glucanasen 45 1.2.3.6 Cellulasen 45 1.2.3.7 Pentosanasen 45 1.2.3.8 Proteasen 46 1.2.3.9 Schlussfolgerung 46 1.3 Das Brauwasser 47 1.3.1 Allgemeines 47 1.3.2 Die Härte des Wassers 48 1.3.3 Allgemeine Gesichtspunkte zur Wirkung der Wasser-Ionen 50 1.3.4 Wasser-Ionen und Acidität 51 1.3.5 Berechnung der Alkalität eines Brauwassers 54 1.3.6 Die Auswirkungen einer Aciditätsverminderung 56 1.3.6.1 Enzyme 56 1.3.6.2 Ausbeute 57 1.3.6.3 Beschaffenheit der Würze 57 1.3.6.4 Ausnutzung der Hopfenbitterstoffe 57 1.3.6.5 Gärung 57 1.3.6.6 Dunkle Malze 57 1.3.7 Einflüsse verschiedener Ionen und sonstiger Bestandteile des Wassers 58 1.3.8 Aufbereitung des Brauwassers 62 1.3.8.1 Kochen 62 1.3.8.2 Entcarbonisierung mit gesättigtem Kalkwasser 64 1.3.8.3 Kontinuierlich arbeitende Enthärtungsanlagen 67 1.3.8.4 Ionenaustauscher 70 1.3.8.5 Das Elektro-Osmoseverfahren 80 1.3.8.6 Die umgekehrte Osmose 81 1.3.8.7 Die Elektrodiarese 87 1.3.8.8 Kosten 87 1.3.8.9 Zusatz von Calciumsulfat oder Calciumchlorid 88 1.3.8.10 Neutralisation von Hydrogencarbonaten 89 1.3.8.11 Sonstige Methoden zur Aufbereitung des Brauwassers 91 1.3.8.12 Die Sterilisierung von Wasser 93 1.3.8.13 Klärung des Wassers 98 1.3.8.14 Die Entgasung/Entlüftung des Wassers 98 1.3.9 Auswirkung der Wasseraufbereitung 100 1.3.10 Die biologische Säuerung 102 1.3.11 Abschließende Bemerkungen zum Thema „Brauwasser“ 108 1.4 Der Hopfen 109 1.4.1 Allgemeines 109 1.4.2 Botanik der Hopfenpflanze 109 1.4.3 Wachstumsverlauf, Pflege und Anbaugegebenheiten 112 1.4.3.1 Wachstumsverlauf und Pflege 112 1.4.3.2 Standortansprüche 114 1.4.3.3 Aufleitungsarten 115 1.4.3.4 Düngung 115 1.4.3.5 Erträge 115 1.4.3.6 Ernte 115 1.4.3.7 Trocknung 116 1.4.3.8 Verpackung 117 1.4.3.9 Lagerung 118 1.4.4 Hopfensorten 119 1.4.5 Die Hopfenanbaugebiete 122 1.4.5.1 Die deutschen Anbaugebiete 123 1.4.5.2 Die Zertifizierung des Hopfens 123 1.4.5.3 Anbaugebiete weltweit 124 1.4.6 Krankheiten des Hopfens 126 1.4.6.1 Peronospora 126 1.4.6.2 Echter Mehltau 126 1.4.6.3 Botrytis 126 1.4.6.4 Die Welke 127 1.4.6.5 Die Fusariumwelke 127 1.4.6.6 Die Hopfenblattlaus 127 1.4.6.7 Die Hopfenspinnmilbe 128 1.4.6.8 Die Kräuselkrankheit 128 1.4.6.9 Doldensterben 128 1.4.7 Chemische Zusammensetzung des Hopfens 129 1.4.7.1 Wassergehalt 129 1.4.7.2 Hopfenbitterstoffe 130 1.4.7.3 Der Bitterwert des Hopfens 134 1.4.7.4 Die bakteriostatische Wirkung der Hopfenbitterstoffe 136 1.4.7.5 Die Bitterstoffgehalte verschiedener Hopfen 137 1.4.7.6 Die Hopfenöle 141 1.4.7.7 Polyphenole 150 1.4.7.8 Eiweißgehalt 157 1.4.7.9 Sonstige Inhaltsstoffe 157 1.4.8 Beurteilung des Hopfens 159 1.4.8.1 Wertgebende Eigenschaften 159 1.4.8.2 Wertmindernde Eigenschaften 160 1.4.8.3 Bonitierung nach Punkten 160 1.4.9 Hopfenprodukte 160 1.4.9.1 „Normale“ Hopfenpellets 161 1.4.9.2 Angereicherte Hopfenpellets 162 1.4.9.3 Bentonitpellets 163 1.4.9.4 Hopfenextrakte 167 1.4.9.5 Heißwasserextrakt 174 1.4.9.6 Xanthohumol-Extrakt 175 1.4.9.7 Hopfenextraktpulver 176 1.4.9.8 Stabilisierte/isomerisierte Pellets 177 1.4.9.9 Isomerisierte Extrakte 178 1.4.9.10 Sonstige Extrakte 182 2 Das Schroten des Malzes 185 2.1 Allgemeines 185 2.2 Die Mahlprodukte, ihre Löslichkeit und Ergiebigkeit 186 2.3 Schrotzusammensetzung, Volumenverhältnisse und Abläuterung 189 2.4 Beurteilung des Schrotes 192 2.4.1 Empirische Prüfung des Schrotes 193 2.4.2 Schrotsortierung 193 2.4.3 Probenahme 194 2.5 Schrotmühlen 195 2.5.1 Zweiwalzenmühle 195 2.5.2 Vierwalzenmühlen 196 2.5.3 Sechswalzenmühlen 199 2.5.4 Fünfwalzenmühle 203 2.5.5 Zusätzliche Einrichtungen 204 2.5.5.1 Konditionierung des Malzes 204 2.5.5.2 Spelzentrennung 207 2.5.5.3 Malzreinigung 207 2.5.5.4 Malzwaage 208 2.5.5.5 Der Schrotkasten 208 2.5.6 Betrieb und Kontrolle von Schrotmühlen (Trockenschrotung bzw. mit Konditionierung) 210 2.5.6.1 Aufstellung 210 2.5.6.2 Leistung 210 2.5.6.3 Drehzahlen 210 2.5.6.4 Einstellung des Walzenabstandes 210 2.5.6.5 Durchmesser und Riffelung der Walzen 211 2.5.6.6 Siebe 211 2.5.6.7 Probenehmer 212 2.5.6.8 Spezifischer Kraftbedarf 212 2.5.7 Nassschrotung 212 2.5.7.1 Das Prinzip der Nassschrotung 212 2.5.7.2 Nassschrot-Mühlen 213 2.5.7.3 Der Vorgang der Nassschrotung 213 2.5.7.4 Der Kraftbedarf 214 2.5.7.5 Zusatzapparate 214 2.5.7.6 Die Beurteilung des Nassschrotes 214 2.5.8 Die optimierte Nassschrotung 214 2.5.8.1 Die Verbesserung der Weiche 215 2.5.8.2 Das Schroten des definiert geweichten Malzes 218 2.5.8.3 Der Effekt der definierten Weiche 218 2.5.9 Dispergiertechnik 218 2.5.10 Herstellung von Pulverschrot 221 2.5.10.1 Schlag- oder Prallmühlen 221 2.5.10.2 Nassschrotmühlen für Feinschrot 224 2.5.10.3 Die Zusammensetzung der Pulverschrote 225 2.5.10.4 Anwendung und weitere Entwicklungen 226 2.6 Einflüsse auf die Beschaffenheit und die Zusammensetzung des Schrotes 227 2.6.1 Die Auflösung 227 2.6.2 Der Wassergehalt des Malzes 228 2.6.3 Die Sortierung des Malzes 228 2.6.4 Das angewandte Maischverfahren 229 2.6.5 Die Art der Abläutervorrichtungen 229 2.6.6 Der Einfluss verbesserter Schrotqualität auf Würzezusammensetzung und Ausbeute 230 2.7 Die Anordnung der Schroterei 230 3 Das Maischen 233 3.1 Theorie des Maischens 233 3.1.1 Stärkeabbau 234 3.1.1.1 Die Stärke 234 3.1.1.2 Das Verhalten der Stärke 236 3.1.1.3 Die stärkeabbauenden Enzyme 238 3.1.1.4 Die kombinierte Wirkung der stärkeabbauenden Enzyme 242 3.1.1.5 Der Stärkeabbau in der Praxis der Bierbereitung 245 3.1.2 Eiweißabbau 251 3.1.2.1 Einteilung und Eigenschaften der Eiweißstoffe 252 3.1.2.2 Die Eiweißstoffe der Gerste bzw. des Malzes 253 3.1.2.3 Die proteolytischen Enzyme 254 3.1.2.4 Der Ablauf des Eiweißabbaus 258 3.1.2.5 Ziel des Eiweißabbaus 260 3.1.2.6 Kontrolle des Eiweißabbaus 261 3.1.2.7 Der Eiweißabbau in der Praxis der Bierbereitung 262 3.1.3 Abbau der Hemicellulosen und Gummistoffe 270 3.1.3.1 Die Stütz- und Gerüstsubstanzen 270 3.1.3.2 Die cytolytischen Enzyme 272 3.1.3.3 Abbau der Stütz- und Gerüstsubstanzen 274 3.1.3.4 Technologische Einflussnahme auf den Abbau der Stütz- und Gerüstsubstanzen 276 3.1.3.5 Kontrolle des Abbaus der Stütz- und Gerüstsubstanzen 282 3.1.4 Veränderung der Phosphate 284 3.1.5 Abbau der Lipide 286 3.1.5.1 Die Enzyme des Fettabbaus und der Lipidoxidation 286 3.1.5.2 Der Abbau der Lipide beim Maischen 288 3.1.6 Das Verhalten der Polyphenole beim Maischen 292 3.1.6.1 Vorkommen und Bedeutung der Polyphenole 292 3.1.6.2 Analyse der phenolischen Substanzen 293 3.1.6.3 Oxidasen 294 3.1.6.4 Die Zusammensetzung der Polyphenole 295 3.1.6.5 Technologische Einflussnahme auf die Polyphenole beim Maischen 295 3.1.6.6 Die Bedeutung der Veränderungen der Polyphenole 298 3.1.7 Sonstige Vorgänge beim Maischen – die Freisetzung von Zink 298 3.1.7.1 Die thermische Belastung der Maische 299 3.1.7.2 Das Spurenelement Zink 299 3.1.7.3 Die Veränderungen durch eine Oxidation 301 3.2 Praxis des Maischens 303 3.2.1 Allgemeine Gesichtspunkte 303 3.2.2 Einleitung des Maischprozesses 307 3.2.2.1 Der Hauptguss 308 3.2.2.2 Gussführung 310 3.2.2.3 Die Nachgüsse 314 3.2.2.4 Die Temperatur des Einmaischwassers 314 3.2.2.5 Die Dauer des Einmaischens 315 3.2.3 Maischgefäße 317 3.2.3.1 Der Maischbottich 317 3.2.3.2 Die Maischpfanne 331 3.2.3.3 Der Energiebedarf beim Maischen 332 3.2.4 Maischverfahren 333 3.2.4.1 Der Grundgedanke des Maischprozesses 334 3.2.4.2 Das Dreimaischverfahren 334 3.2.4.3 Das Zweimaischverfahren 341 3.2.4.4 Das Einmaischverfahren 346 3.2.4.5 Das Hochkurzmaischverfahren 349 3.2.4.6 Springmaischverfahren 352 3.2.4.7 Schrotmaischverfahren 352 3.2.4.8 Spelzentrennung bei Dekoktionsverfahren 354 3.2.4.9 Druckmaischverfahren 355 3.2.4.10 Mengenmäßige Ermittlung der Kochmaischen 356 3.2.4.11 Ergänzende Bemerkungen zu den Dekoktionsverfahren 356 3.2.4.12 Die Infusionsverfahren 357 3.2.4.13 Infusionsverfahren mit fallender oder konstanter Temperatur 361 3.2.4.14 Abschließende Bemerkungen zu Infusionsverfahren 361 3.2.5 Die Verarbeitung von Rohfrucht 363 3.2.5.1 Allgemeine Gesichtspunkte 363 3.2.5.2 Maischverfahren mit Reisrohfrucht 368 3.2.5.3 Maischverfahren mit Maisrohfrucht 371 3.2.5.4 Maischverfahren mit Gerstenrohfrucht 374 3.2.5.5 Maischverfahren mit Sorghumrohfrucht 376 3.2.5.6 Menge der Rohfruchtzugabe 377 3.2.6 Spezielle Probleme beim Maischen 377 3.2.6.1 Nassschrotung 377 3.2.6.2 Gewinnung und Zusatz eines Malzauszuges 378 3.2.6.3 Maischverfahren zur Erhöhung des Glucosegehaltes 378 3.2.7 Kontrolle des Maischprozesses 380 3.2.7.1 Die Temperaturkontrolle 381 3.2.7.2 Mengenkontrolle 381 3.2.7.3 pH-Kontrolle 381 3.2.7.4 Die Kontrolle der Stoffumwandlungen 381 3.2.7.5 Der Eiweißabbau 382 3.2.7.6 Der Stärkeabbau 382 3.2.7.7 Die Kontrolle des b-Glucanabbaus 384 3.2.8 Wahl des Maischverfahrens 385 3.2.8.1 Anpassung an den Rohstoff Malz 385 3.2.8.2 Anpassung an moderne Sudwerke 386 3.2.8.3 Anpassung an bestimmte Charaktereigenschaften der Biere 387 3.2.8.4 Beispiele für die Entwicklung verschiedener Biertypen 389 4 Die Gewinnung der Würze – das Abläutern 397 4.1 Das Abläutern mit dem Läuterbottich 397 4.1.1 Prinzip der Würzegewinnung mit dem Läuterbottich 398 4.1.2 Läuterbottich 399 4.1.2.1 Ausführung des Bottichs 399 4.1.2.2 Fassungsvermögen 400 4.1.2.3 Läuterbottichgröße 401 4.1.2.4 Der Senkboden 401 4.1.2.5 Abstand des Senkbodens vom Läuterbottichboden 403 4.1.2.6 Läuterrohre 404 4.1.2.7 Quellgebiet der Läuterrohre 404 4.1.2.8 Der klassische Läuterhahn 405 4.1.2.9 Moderne Läutersysteme 406 4.1.2.10 Sonstige Ausrüstung 412 4.1.3 Läutervorgang mit dem Läuterbottich 412 4.1.3.1 Vorbereitung des Läuterbottichs 412 4.1.3.2 Das Einlagern der Maische 412 4.1.3.3 Die Filterschicht 413 4.1.3.4 Vorschießen und Trübwürzepumpen 413 4.1.3.5 Das Abläutern der Vorderwürze 414 4.1.3.6 Die Vorderwürze 420 4.1.3.7 Das Abläutern der Nachgüsse 421 4.1.3.8 Aufhack- und Schneidmaschinen 427 4.1.3.9 Die Arbeitsweise eines klassischen Läuterbottichs (185 kg/m2 , Zentralabläuterung) 430 4.1.3.10 Optimierte klassische Abläuterung 432 4.1.3.11 Die Arbeitsweise moderner Läuterbottiche nach dem derzeitigen Stand (12 Sude/Tag) 434 4.1.4 Qualität der Abläuterung 438 4.1.4.1 Die Zusammensetzung der Würze 438 4.1.4.2 Die Oxidation der Würze 438 4.1.4.3 Klarheit der Würze 439 4.1.4.4 Gehalte an höheren freien Fettsäuren 441 4.1.4.5 Die Jodreaktion der Würze 443 4.1.4.6 Sonstige Themen in Verbindung mit dem Trubstoffgehalt der Läuterwürze 443 4.1.5 Entfernung der Treber und Abwasseranfall 444 4.1.5.1 Entfernung der Treber 444 4.1.5.2 Abwassermenge 444 4.1.6 Kontrolle der Anschwänz- und Aufschneidearbeit 445 4.1.6.1 Überprüfung während des Abläuterns 445 4.1.6.2 Untersuchung der Treber 445 4.1.7 Leistung und Wirtschaftlichkeit des Läuterbottichs 447 4.1.7.1 Sudzahl 447 4.1.7.2 Sudhausausbeute 448 4.1.7.3 Anpassung an Variationen der Schüttung 449 4.2 Das Abläutern mit dem Maischefilter 449 4.2.1 Prinzip der Würzegewinnung mit dem Maischefilter 449 4.2.2 Maischefilter (konventionell bis 1990) 450 4.2.2.1 Das Traggestell 450 4.2.2.2 Rahmen oder Kammern 451 4.2.2.3 Platten oder Roste 452 4.2.2.4 Filtertücher 454 4.2.2.5 Weitere Hilfseinrichtungen des Filters 456 4.2.3 Läutervorgang im Maischefilter (konventionell bis 1990) 457 4.2.3.1 Vorbereitende Arbeiten 457 4.2.3.2 Füllen des Filters 457 4.2.3.3 Die Abläuterung der Nachgüsse 461 4.2.4 Qualität der Abläuterung beim Maischefilter 466 4.2.4.1 Die Zusammensetzung der Würze 466 4.2.4.2 Die Oxidation der Würze 467 4.2.4.3 Die Klärung der Würze 467 4.2.5 Entfernung der Treber und Abwasseranfall 470 4.2.5.1 Öffnen des Filters und Austrebern 470 4.2.5.2 Die Abwassermenge 470 4.2.6 Kontrolle der Maischefilterarbeit 471 4.2.6.1 Kontrolle während des Abläuterns 471 4.2.6.2 Austrebern des Filters 471 4.2.6.3 Die Untersuchung der Treber 471 4.2.7 Leistung des Maischefilters 472 4.2.7.1 Sudhausausbeute 472 4.2.7.2 Tägliche Sudzahl 472 4.2.8 Vergleich der konventionellen Maischefilter mit den seinerzeitigen Läuterbottichen 473 4.2.8.1 Vorteile 473 4.2.8.2 Nachteile 473 4.3 Die Maischefilter der neuen Generation 474 4.3.1 Die Hochdruck-Filterpresse 474 4.3.2 Dünnschicht-Maischefilter mit Membranen 474 4.3.2.1 Aufbau des Maischefilters 475 4.3.2.2 Die Arbeitsweise des Maischefilters 477 4.3.2.3 Voraussetzungen für den Betrieb des Dünnschicht-Maischefilters 481 4.3.2.4 Die Leistung des Dünnschichtfilters 482 4.3.3 Dünnschicht-Kammerfilter 483 4.3.3.1 Der Aufbau des Dünnschicht-Kammerfilters 483 4.3.3.2 Die Arbeitsweise des Dünnschicht-Kammerfilters 485 4.3.3.3 Voraussetzungen für den Betrieb des Dünnschicht-Kammerfilters 488 4.3.3.4 Die Leistung des Dünnschicht-Kammerfilters (am Beispiel eines Filters mit 60 Kammern) 489 4.3.3.5 Qualität der Abläuterung 489 4.3.4 Schlussfolgerungen zu den beiden Systemen an Dünnschicht- Maischefiltern und Vergleich zu den modernen Läuterbottichen 490 4.4 Der Strainmaster 491 4.4.1 Elemente des Strainmasters 491 4.4.2 Abläutervorgang mit dem Strainmaster 492 4.4.2.1 Das Prinzip 492 4.4.2.2 Abmaischen 493 4.4.2.3 Abläutern der Vorderwürze 493 4.4.2.4 Abläutern der Nachgüsse 493 4.4.2.5 Austrebern 495 4.4.3 Leistung des Strainmasters 495 4.4.3.1 Sudzahl 495 4.4.3.2 Ausbeute 495 4.4.4 Qualität der Abläuterung beim Strainmaster 496 4.4.4.1 Würzezusammensetzung 496 4.4.4.2 Die Oxidation der Würze 496 4.4.4.3 Die Trübung der Strainmasterwürzen 496 4.4.5 Vor- und Nachteile des Strainmasters 497 4.4.6 Kontinuierliche Läutermethoden 497 4.5 Wirtschaftlicher Vergleich der gängigen Systeme 499 4.6 Das Vorlaufgefäß 500 5 Das Kochen und Hopfen der Würze 503 5.1 Bedeutung des Würzekochens 503 5.2 Würzekochsysteme 505 5.2.1 Würzepfannen 505 5.2.1.1 Fassungsvermögen 505 5.2.1.2 Material 505 5.2.1.3 Grundfläche der Pfannen 506 5.2.1.4 Verhältnis der Flüssigkeitshöhe zum Durchmesser 506 5.2.1.5 Feuerpfannen 506 5.2.1.6 Öl- oder gasbeheizte Pfannen 507 5.2.1.7 Dampfbeheizte Pfannen 507 5.2.1.8 Pfannen für Druckkochung 518 5.2.1.9 Außenkocher mit Entspannungsverdampfung 520 5.2.1.10 Abzug 521 5.2.1.11 Rührwerke 521 5.2.2 Anlagen zur kontinuierlichen Würzekochung 521 5.2.2.1 Anlage mit 120–1228C Kochtemperatur und anschließender Mehrfachentspannung 522 5.2.2.2 Anlage mit 125–1408C Kochtemperatur und zweistufiger Entspannung 522 5.2.3 Würzekochung – Zusatzsysteme 523 5.2.3.1 Das Aufheizen der Würze von der Abläutertemperatur (70–728C) auf die Kochtemperatur 523 5.2.3.2 Nachbehandlung der Würze nach dem eigentlichen Kochprozess 524 5.2.3.3 Verfahren mit Nachverdampfung im Vakuum – zwischen Whirlpool und Plattenkühler 526 5.3 Physikalische Vorgänge bei der Würzekochung 529 5.3.1 Verdampfung des überschüssigen Wassers 529 5.3.2 Zerstörung der Enzyme des Malzes 529 5.3.3 Sterilisierung der Würze 530 5.3.4 Erhöhung der Acidität der Würze beim Kochen 530 5.4 Die Koagulation des Eiweißes 531 5.4.1 Allgemeine Gesichtspunkte 531 5.4.2 Beurteilung der Eiweißkoagulation 535 5.4.3 Physikalische Faktoren der Eiweißkoagulation 536 5.4.3.1 Kochdauer 536 5.4.3.2 Art und Weise des Kochens 536 5.4.3.3 Form der Pfanne 538 5.4.3.4 Kochung der Würze mittels verschiedener Außenkochsysteme 538 5.4.3.5 Kochung bei überbarometrischem Druck 539 5.4.3.6 Hochtemperatur-Würzekochsysteme 540 5.4.3.7 Moderne Kochverfahren 540 5.4.4 Einfluss der Würzezusammensetzung auf die Eiweißkoagulation 540 5.4.4.1 Malzauflösung 541 5.4.4.2 Abdarrtemperatur 542 5.4.4.3 Luftfrei arbeitende Sudwerke 542 5.4.4.4 Sonstige Faktoren 542 5.4.5 Beginn des Würzekochens 543 5.4.6 Zusätze zur Unterstützung der Eiweißfällung 543 5.4.6.1 Bentonite und Kieselgele 543 5.4.6.2 Polyvinylpolypyrrolidon (PVPP) 543 5.4.6.3 Tannin 543 5.4.6.4 Karaghen-Moos 544 5.5 Die Hopfung der Würze 544 5.5.1 Lösung und Umwandlung der Bittersäuren 544 5.5.1.1 a-Säure 544 5.5.1.2 b-Säure 547 5.5.1.3 Die Weich- und Hartharze des Hopfens 547 5.5.1.4 Faktoren, die die Isomerisierung der a-Säuren beeinflussen 547 5.5.1.5 Ausnutzung der Bitterstoffe 554 5.5.2 Wirkung der Hopfenpolyphenole 555 5.5.3 Die Hopfenöle beim Würzekochen 560 5.5.4 Die Fettsäuren des Hopfens beim Würzekochen und ihr Verbleib 567 5.5.5 Eiweißstoffe des Hopfens 568 5.5.6 Höhe der Hopfengabe 569 5.5.6.1 Angabe 569 5.5.6.2 Bitterstoffgehalt 569 5.5.6.3 Bemessung der Bitterstoffgabe 570 5.5.6.4 Ausnutzung des Hopfens 570 5.5.7 Dosierung des Hopfens 571 5.5.7.1 Doldenhopfen 571 5.5.7.2 Zerkleinerung 571 5.5.7.3 Andere Vorschläge zur Hopfeneinsparung 573 5.5.7.4 Der Hopfenentlauger 573 5.5.7.5 Hopfenpulver 574 5.5.7.6 Hopfenextrakte 575 5.5.7.7 Ethanolextrakt 576 5.5.7.8 CO 2 -Extrakte 576 5.5.7.9 Isomerisierte Hopfenextrakte 577 5.5.7.10 Zeitpunkt und die Aufteilung der Hopfengabe 578 5.5.7.11 Die automatische Dosierung des Hopfens 580 5.6 Das Verhalten von Aromastoffen der Würze 581 5.6.1 Thermisch oxidative Veränderungen von Produkten des Lipidabbaus 582 5.6.2 Veränderung von Phenolcarbonsäuren 584 5.6.3 Bildung von Maillard-Produkten 584 5.6.3.1 Die Maillard-Reaktion 584 5.6.3.2 Strecker-Abbau von Aminosäuren 585 5.6.3.3 Pyrazine 585 5.6.3.4 Pyrrole 586 5.6.3.5 c-Pyrone 587 5.6.3.6 Sonstige Verbindungen 587 5.6.3.7 Das Verhalten von Maillard- und Strecker-Abbauprodukten 588 5.6.3.8 Maillard-Produkte und Würze- bzw. Biereigenschaften 591 5.6.4 Veränderung von Schwefelverbindungen beim Würzekochen 596 5.6.4.1 Strecker-Abbau 596 5.6.4.2 Maillard-Reaktionen 596 5.6.4.3 Dimethylsulfid (DMS) 596 5.7 Energieverbrauch beim Würzekochen 599 5.7.1 Pfannendunstkondensator 599 5.7.2 Verringerung der Verdampfung 600 5.7.3 Brüdenverdichtung 601 5.7.3.1 Mechanische Brüdenverdichtung 601 5.7.3.2 Thermische Brüdenverdichtung 602 5.7.4 Kochung bei höheren Temperaturen 603 5.7.4.1 Innen- und Außenkocher 603 5.7.4.2 Überbarometrische Kochung 603 5.7.4.3 Hochtemperaturwürzekochung 604 5.7.4.4 Verringerte Verdampfung oder nur Heißhalten der Würze mit anschließender Vakuumbehandlung 604 5.7.4.5 Schlussfolgerung 606 5.8 Arbeitsweise und Ergebnisse von modernen Würzekochsystemen 607 5.8.1 Verringerung der Verdampfung bestehender Würzepfannenanlagen 607 5.8.2 Optimierung der Arbeitsweise des Außenkochers (einschließlich mechanischer Brüdenverdichtung) 609 5.8.3 Innenkocher 610 5.8.3.1 Niederdruckkochung (NDK) 611 5.8.3.2 Dynamische Niederdruckkochung 612 5.8.3.3 Innenkocher mit Zwangsanströmung 613 5.8.3.4 Innenkocher mit Zwangsanströmung und Strahlpumpe 613 5.8.3.5 Der Dünnfilmverdampfer 614 5.8.4 Hochtemperaturkochung bei 1208C 616 5.8.5 Die Hochtemperaturkochung bei 130–1408C 617 5.8.6 Getrennte Kochung von Vorderwürze und Nachgüssen 618 5.8.7 Vorkühlung der Würze 620 5.8.8 Verfahren der Nachverdampfung im Vakuum nach dem Whirlpool 622 5.9 Das Ausschlagen der Würze 624 5.9.1 Hopfenseiher 624 5.9.2 Die Hopfentreber 626 5.9.3 Treber aus Hopfenpulvern bzw. gemahlenem Hopfen 626 5.9.4 Die Ausschlagwürze 627 5.9.4.1 Der vergärbare Extrakt 628 5.9.4.2 Die Menge der b-Glucane 628 5.9.4.3 Das Niveau des Gesamtstickstoffs 628 5.9.4.4 Die Stickstoff-Fraktionen 628 5.9.4.5 Die Polyphenolgehalte 628 5.9.4.6 Die Bitterstoffgehalte 628 5.9.4.7 Die Mineralstoffgehalte 629 5.9.4.8 Der Würze-pH 629 5.9.4.9 Die Viskosität der Würze 629 5.9.4.10 Die Aromastoffe der Ausschlagwürze 629 5.9.5 Die Treber 629 5.9.5.1 Treber-Menge 630 5.9.5.2 Treber-Zusammensetzung 630 5.9.5.3 Treberförderung 630 5.9.5.4 Trebersilos 631 5.9.5.5 Treber-Verwertung 631 5.9.6 Die Reinigung der Sudwerksanlage 632 5.9.6.1 Das Würzekochsystem 632 5.9.6.2 Nassschrotmühle 633 5.9.6.3 Die Maischgefäße 633 5.9.6.4 Sammelgefäße für Würze 633 5.9.6.5 Der Läuterbottich 633 5.9.6.6 Maischefilter 634 5.9.6.7 Würzekühlanlage 634 5.9.7 Die Automatisierung des Würzekochprozesses 635 6 Möglichkeiten des Einsatzes von Extraktresten und Prozessbieren im Bereich der Würzebereitung 637 6.1 Die Verwendung von Extraktresten der Würzebereitung 638 6.1.1 Glattwasser/Treberpresswasser 638 6.1.2 Hopfenglattwasser, Hopfentreber und Trub 639 6.1.3 Brüdenkondensat 640 6.2 Die Verwendung von Prozessbieren und Überschusshefe 641 6.2.1 „Weglaufbier“ 641 6.2.2 Bier aus Überschusshefe 641 6.2.3 Überschusshefe 643 6.2.4 Sonstige Prozessbiere 643 6.3 Schlussfolgerungen 643 7 Die Sudhausausbeute 645 7.1 Berechnung der Sudhausausbeute 646 7.1.1 Messwerte 646 7.1.1.1 Schüttung 646 7.1.1.2 Würzemenge 646 7.1.1.3 Bestimmung des Extraktgehalts 647 7.1.2 Berechnung der Sudhausausbeute 648 7.1.2.1 Korrektur der Würzemenge 649 7.1.2.2 Korrektur des Extraktwerts 650 7.1.2.3 Die amtliche Formel 650 7.2 Beurteilung der Sudhausausbeute 650 7.2.1 Vergleich Laboratoriums-/Sudhausausbeute 650 7.2.2 Ausbeutebilanz 652 7.2.3 Beurteilung der Extraktgewinnung nach DIN 8777 bzw. MEBAK 654 7.2.4 Ursachen unbefriedigender Sudhausausbeuten bzw. zu hoher Treberverluste 655 7.2.4.1 Der aufschließbare Extrakt 655 7.2.4.2 Der auswaschbare Extrak 656 7.2.5 Schlussfolgerungen zum Thema Ausbeute 657 8 Die Würzebehandlung zwischen Sudhaus und Gärkeller 659 8.1 Allgemeines 659 8.1.1 Abkühlung der Würze 660 8.1.2 Sauerstoffaufnahme der Würze 660 8.1.2.1 Chemische Bindung des Luftsauerstoffs 660 8.1.2.2 Physikalische oder mechanische Bindung des Sauerstoffs 661 8.1.3 Ausscheidung des Heißtrubs 662 8.1.3.1 Beschaffenheit und Menge des Heißtrubs 662 8.1.3.2 Abhängigkeit des Heißtrubanfalls 663 8.1.4 Der Kühltrub 664 8.1.4.1 Beschaffenheit und Menge des Kühltrubs 664 8.1.4.2 Abhängigkeit des Kühltrubanfalls 665 8.1.4.3 Notwendigkeit der Kühltrubentfernung 666 8.1.5 Sonstige Vorgänge bei der Würzebehandlung 667 8.1.5.1 Die Zufärbung der Würze 668 8.1.5.2 Das Verhalten der Bitterstoffe 668 8.1.5.3 Flüchtige Substanzen 668 8.2 Verfahren der Würzebehandlung 669 8.2.1 Betrieb mit Kühlschiff, Berieselungskühler oder geschlossenem Kühler 669 8.2.1.1 Das Kühlschiff 669 8.2.1.2 Der Berieselungskühler 670 8.2.1.3 Geschlossene Kühler 671 8.2.1.4 Plattenkühler 671 8.2.1.5 Gewinnung der Trubwürze 672 8.2.1.6 Die Trubpresse 672 8.2.1.7 Zentrifugen 673 8.2.1.8 Beurteilung der Arbeitsweise mit dem Kühlschiff 673 8.2.2 Geschlossene Systeme 674 8.2.3 Abtrennung des Heißtrubs 675 8.2.3.1 Der Setzbottich 675 8.2.3.2 Moderne Setzbottiche 675 8.2.3.3 Der Heißtrubabsatz in der Sudpfanne 676 8.2.3.4 Der Whirlpooltank 677 8.2.3.5 Zentrifugen 690 8.2.3.6 Hopfentrubfilter 695 8.2.3.7 Die Kieselgurfiltration der heißen Würze 695 8.2.3.8 Abschließende Bemerkungen 697 8.2.4 Zusätzliche Behandlung der Würze zwischen Whirlpool und Platten-Plattenkühler 698 8.2.4.1 Die Abkühlung der Würze zwischen Pfanne und Heißwürzetank/ Whirlpool 698 8.2.4.2 Der Entspannungskühler 698 8.2.4.3 Die Nachverdampfung im Vakuum nach dem Whirlpool 699 8.2.4.4 Die Nachverdampfung bei Kochtemperatur 699 8.2.4.5 Zusammenfassung 700 8.2.5 Abtrennung des Kühltrubs 700 8.2.5.1 Der Anstellbottich 701 8.2.5.2 Kaltsedimentation 701 8.2.5.3 Die Kaltseparierung 703 8.2.5.4 Die Kaltwürzefiltration 704 8.2.5.5 Flotation 706 8.2.6 Vorrichtungen zum Belüften der Würze 710 8.2.6.1 Die benötigten Luftmengen 710 8.2.6.2 Belüftungskerzen und Metallplättchen 711 8.2.6.3 Die Schälscheibe des Heißwürzeseparators 711 8.2.6.4 Der Zentrifugalmischer 711 8.2.6.5 Das Venturi-Rohr oder der Strahlmischer 712 8.2.6.6 Der statische Mischer 713 8.2.6.7 Kombinierte Heiß- und Kaltbelüftung 713 8.2.6.8 Zweitbelüftung 714 8.2.6.9 Nach der Flotation 714 8.2.7 Der Dekanter 714 8.2.8 Automation der Würzekühlung 715 8.3 Kaltwürze-Ausbeute 716 8.3.1 Messwerte 716 8.3.1.1 Menge der kalten Würze 716 8.3.1.2 Extraktgehalt der Würze 718 8.3.2 Berechnung der Kaltwürzeausbeute 719 8.3.3 Unterschiede zwischen Sudhaus- und Kaltwürzeausbeute 719 8.3.3.1 Die Volumenminderung 719 8.3.3.2 Der Extraktschwand 720 8.3.4 Die Gesamtausbeute bei der Würzebereitung (Overall Brewhouse Yield – OBY) 721 9 Das Brauen mit hoher Stammwürze 9.1 Das Abläutern 723 9.2 Das Maischen 725 9.3 Das Würzekochen 725 9.4 Verwendung von Sirup oder Zucker 726 9.5 Würzebehandlung 726 9.6 Die weitere Behandlung der höherprozentigen Würze 726 9.6.1 Verdünnung im Kühlhaus 726 9.6.2 Verdünnung des Bieres vor oder nach der Filtration 727 9.6.3 Bierbeschaffenheit bei Vergärung von Würzen höheren Extraktgehalts 727 9.7 Einsparungen durch das Brauen mit hoher Stammwürze 728 9.7.1 Kapazität 728 9.7.2 Energieersparnis 729 10 Die Anordnung von Sudhaus und Würzebehandlung 731 10.1 Lage und Anordnung des Bereiches Würzebereitung 731 10.2 Die Einrichtung 733 10.2.1 „Einfache“ Sudwerke 733 10.2.2 Das „doppelte“ Sudwerk 733 10.3 Leistung des Sudwerks 734 11 Brauereianalytik – Probenahme, Behandlung und Versendung 737 11.1 Allgemeines 737 11.2 Wasser 738 11.3 Schüttgut 740 11.3.1 Statische Schüttgüter 740 11.3.2 Fließende Schüttgüter 741 11.4 Schrot 743 11.5 Treber 744 11.6 Hopfen 745 11.7 Maische und Würze 746 Literaturverzeichnis 749 Sachregister 775

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Book SynopsisMedical Product Regulatory Affairs Hands-on guide through the jungle of medical regulatory affairs for every professional involved in bringing new products to market Based on a module prepared by the authors for an MSc course offered by the University of Limerick, Ireland, Medical Product Regulatory Affairs is a comprehensive and practical guide on how pharmaceutical and medical devices are regulated within the major global markets. The Second Edition builds on the success of the first with an even wider scope and full coverage of new EU regulations on the safe use of medical devices. Following a look at drug development, complete sections are devoted to national and EU regulatory issues, manufacturing license application and retention, and regulation in the USA. Other topics dealt with include CDER, CBER and marketing and manufacturing licenses, the ICH process and Good Laboratory/Clinical/ Manufacturing Practices. Medical Product Regulatory Affairs includes information on: Aims and structure of regulation, covering purpose and principles of regulation, national and EU legislative processes, and pharmacopeia Regulatory strategy, covering product development and manufacturing, market vigilance, quality assurance systems, personnel, and documentation Drug discovery and development, covering prescription status, physical properties, therapeutic use, and drug discovery, development, and delivery Non-clinical studies, covering non-clinical study objectives and timing, pharmacological and pharmacodynamic studies, and bioavailability and bioequivalence Clinical trials, covering trial protocol, monitoring of trials, trial master files, and FDA communications The wide coverage of different product types and the main global markets makes Medical Product Regulatory Affairs ideal for training courses on regulatory affairs in academia and industry. It is also a valuable reference for pharmacologists, bioengineers, pharma engineers, and students in pharmacy to familiarize themselves with the topic.Table of Contents1 The Aims and Structure of Regulations 1 1.1 Introduction 1 1.2 Purpose and Principles of Regulation 1 1.3 The Legal Framework for Regulation 3 1.3.1 National Legislative Process 3 1.3.2 EU Legislative Process 4 1.3.3 Working with Legal Texts 6 1.3.4 Guidance Documents 7 1.3.5 Pharmacopoeia 7 1.4 Basic Legislation 7 1.4.1 EU Legislation 7 1.4.2 US Legislation 12 1.5 Scope of the Legislation 15 1.6 Chapter Review 20 1.7 Further Reading 21 2 Regulatory Strategy 23 2.1 Chapter Introduction 23 2.2 Basic Regulatory Strategy 23 2.2.1 Product Development 23 2.2.2 Product Manufacture 23 2.2.3 Market Vigilance 24 2.3 Quality Assurance Systems 25 2.3.1 Personnel 25 2.3.2 Documentation 25 2.3.3 Facilities and Equipment 26 2.3.4 Corrective and Preventative Action 27 2.4 Validation 27 2.5 Regulatory Bodies 29 2.5.1 European Commission 29 2.5.2 The EMA 30 2.5.3 National Competent Authorities 32 2.5.4 Notified Bodies 34 2.5.5 The FDA 35 2.5.6 US Department of Agriculture (USDA) 39 2.5.7 Pharmacopoeia Authorities 39 2.6 International Harmonisation Bodies 40 2.7 International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use 41 2.7.1 VICH 43 2.7.2 The International Medical Device Regulators Forum (IMDRF) 43 2.8 Pharmaceutical Inspection Cooperation Scheme (PICS) 44 2.9 The World Health Organisation (WHO) 45 2.10 Chapter Review 45 2.11 Further Reading 46 3 Drug Discovery, Classification and Early Stage Development 47 3.1 Chapter Introduction 47 3.2 Drug Categorisation 47 3.2.1 Prescription Status 47 3.2.2 Physical Properties 48 3.2.3 Mode of Action 48 3.2.4 Therapeutic Use 49 3.3 Drug Discovery 51 3.3.1 Target Discovery and Validation 52 3.3.2 Lead Discovery, Validation and Optimisation 57 3.4 Drug Development 58 3.4.1 Manufacture and Control 59 3.5 Drug Delivery 59 3.5.1 Location 60 3.5.2 Drug Characteristics 60 3.5.3 Speed and Duration of Therapeutic Effect 62 3.5.4 Stability 63 3.6 Chapter Review 63 3.7 Further Reading 63 4 Non-clinical Studies 65 4.1 Chapter Introduction 65 4.2 Non-clinical Study Objectives and Timing 65 4.3 Pharmacological Studies 69 4.3.1 Pharmacodynamic Studies 70 4.3.2 Pharmacokinetic/Toxicokinetic Studies 72 4.4 Bioavailability and Bioequivalence 73 4.5 Toxicology Studies 74 4.5.1 Toxicity Studies 74 4.5.2 Genotoxicity Studies 75 4.5.3 Carcinogenicity Studies 76 4.5.4 Reproductive Toxicology Studies 76 4.6 Chemistry, Manufacturing and Control Development (CMC) 77 4.7 Quality by Design (QbD) 77 4.8 Quality of Biotech Products 78 4.8.1 Stability Studies 78 4.9 Good Laboratory Practice (GLP) 78 4.10 Chapter Review 80 4.11 Further Reading 83 5 Clinical Trials 85 5.1 Chapter Introduction 85 5.2 Clinical Trials 85 5.2.1 Phase I Trials 86 5.2.2 Phase II Trials 86 5.2.3 Phase III Trials 87 5.3 Clinical Trial Design 88 5.4 Good Clinical Practice 90 5.5 Clinical Trials in the EU 90 5.5.1 Sponsor 93 5.5.2 Investigator’s Brochure (IB) 93 5.5.3 Investigator 94 5.5.4 Trial Protocol 94 5.5.5 Investigational Medicinal Product Dossier (IMPD) 94 5.5.6 Informed Consent 94 5.5.7 Manufacture of Investigational Medicinal Product 95 5.5.8 Clinical Trial Authorisation 95 5.5.9 Independent Ethics Committee Opinion 96 5.5.10 Amendments to Clinical Trials 97 5.5.11 Case Report Forms (CRFs) 97 5.5.12 Adverse Event Reporting 97 5.5.13 Annual Safety Report 98 5.5.14 Monitoring of Trials 98 5.5.15 End of Trial 98 5.5.16 Trial Master File 98 5.6 Clinical Trials in the US 100 5.6.1 Investigational New Drug Application (IND) 100 5.6.2 Institutional Review Board (IRB) 103 5.6.3 Communication with the FDA 104 5.6.4 Labelling of Investigational Drugs 105 5.6.5 Registry of Clinical Trial Information 105 5.7 Chapter Review 105 5.8 Further Reading 106 6 Marketing Authorisation 109 6.1 Chapter Introduction 109 6.2 The Application Dossier 109 6.3 CTD 110 6.3.1 Module Structure 112 6.3.2 Module 3 – Quality 113 6.3.3 Drug Master Files 116 6.3.4 Module 4 – Non-clinical Study Reports 116 6.3.5 Module 5 – Clinical Study Reports 116 6.3.6 Module 2 – Summaries 118 6.3.7 Module I – Region Specific 120 6.3.8 Module 1 – EU 121 6.3.9 Module 1 – US 123 6.4 Submission and Review Process in the EU 127 6.4.1 Union Authorisation 128 6.4.2 Scientific Evaluation Process 129 6.4.3 Decision Making Process 130 6.4.4 National Authorisations 132 6.4.5 Decentralised Procedure 132 6.4.6 Mutual Recognition Procedure 134 6.4.7 Plasma Master Files and Vaccine Antigen Master Files 134 6.5 Submission and Review Process in the US 134 6.6 Chapter Review 138 6.7 Further Reading 138 7 Authorisation of Veterinary Medicines 139 7.1 Chapter Introduction 139 7.2 Overview of Development Process for Veterinary Medicines 139 7.2.1 Pre-clinical Studies 140 7.2.2 Clinical Trials 141 7.2.3 Good Clinical Practices 141 7.3 Authorisation of Clinical Trials in the EU 145 7.4 Authorisation of Clinical Trials in the US 146 7.5 Maximum Residue Limits (MRLs) 147 7.6 Authorisation of Veterinary Medicines in the EU 149 7.6.1 Applications to Establish MRLs 149 7.6.2 Review of Applications and Establishment of MRLs 152 7.6.3 Marketing Authorisations 156 7.6.4 Presentation of the Dossier 156 7.7 Approval of Veterinary Medicines in the US 158 7.7.1 New Animal Drug Application (NADA) 158 7.7.2 Approval of Veterinary Biological Products 163 7.8 Chapter Review 164 7.9 Further Reading 164 8 Variations to the Drug Authorisation Process 165 8.1 Chapter Introduction 165 8.2 Provisions in Support of Special Drug Applications 165 8.2.1 Orphan Drugs 165 8.2.2 Paediatric Applications 167 8.3 Accelerated Access to New Drug Therapies 170 8.3.1 EMA Accelerated Review and Conditional Marketing Routes 170 8.3.2 EU Compassionate Use 171 8.3.3 Expedited Pathways in the US 171 8.3.4 Expanded Access and Emergency Use Authorization (EUA) 174 8.4 Approval of New Drugs When Human Efficacy Studies Are Not Ethical or Feasible 175 8.5 Animal Drugs for Minor Use and Minor Species 176 8.5.1 Conditional Approval 176 8.5.2 Indexing 176 8.5.3 Designation 176 8.6 Special Provisions to Facilitate Access to Drugs for Animal Treatment in the EU 177 8.7 Changes to an Authorised Drug 177 8.8 EU System for Processing Changes 177 8.8.1 Extension Applications 178 8.8.2 Major Variation (Type II) 178 8.8.3 Minor Variation (Type IA or IB) 179 8.9 Processing Changes in the US 179 8.9.1 Manufacturing Change Supplements 180 8.9.2 Major Changes 180 8.9.3 Moderate Changes 180 8.9.4 Minor Changes 181 8.10 Authorisation of Generic Drugs 181 8.10.1 EU Regulations 181 8.10.2 US Regulations 182 8.11 Biosimilars 183 8.11.1 EU Regulations 184 8.11.2 US Regulations 185 8.12 Reference Drug Exclusivity 189 8.13 Other Authorisation Procedures 191 8.13.1 Well-Established Medical Use Products 191 8.13.2 Combination Products 191 8.13.3 Homeopathic Medicines 192 8.13.4 Traditional Herbal Medicines 192 8.13.5 US Regulation of OTC Drugs 193 8.14 Chapter Review 193 8.15 Further Reading 194 9 Medical Devices 195 9.1 Chapter Introduction 195 9.2 Regulatory Strategy for Medical Devices in the EU 195 9.2.1 Use of Standards to Establish Conformity 200 9.2.2 Classification of Devices 201 9.3 Regulatory Strategy for Medical Devices in the US 210 9.3.1 Classification of Devices 210 9.3.1.1 Class I 211 9.3.1.2 Class II 211 9.3.1.3 Class III 211 9.3.2 Classification of New Devices 212 9.4 Development of Devices 212 9.4.1 Design Controls 213 9.4.2 Design and Development Planning 214 9.4.3 Design Input 214 9.4.4 Design Output 216 9.4.5 Design Verification and Design Validation 216 9.4.6 Design Review 217 9.4.7 Risk Analysis 218 9.4.8 Design Changes 218 9.5 Chapter Review 218 9.6 Further Reading 219 10 Authorisation of Medical Devices 221 10.1 Chapter Introduction 221 10.2 Evaluation of Medical Devices in Europe 221 10.2.1 Clinical Evaluation 221 10.2.2 Clinical Investigations 222 10.2.3 Performance Evaluation of IVDs 225 10.2.4 Performance Studies of IVDs 225 10.3 Evaluation of Medical Devices in the US 226 10.3.1 Exempted Investigations 227 10.3.2 Abbreviated Requirement Investigations 227 10.3.3 IDE Investigations 227 10.3.4 Labelling of Devices for Investigational Use 229 10.4 Placing of Devices on the Market in the EU 230 10.4.1 Designation of Notified Bodies 230 10.4.2 Conformity Assessment Procedures 232 10.4.2.1 Conformity Assessment Based on a Quality Management System and Assessment of Technical Documentation 233 10.4.2.2 EU Type-Examination 235 10.4.2.3 Production Quality Assurance 235 10.4.2.4 EU Verification 235 10.4.2.5 EU (Self) Declaration of Conformity 236 10.4.3 Technical Documentation 236 10.4.4 Labelling Requirements 236 10.4.5 Registration of Economic Operators and Devices 238 10.5 Placing of Devices on the Market in the US 238 10.5.1 510(k) Pre-market Notification 239 10.5.2 Traditional 510(k) 239 10.5.3 Abbreviated 510(k) 239 10.5.4 Special 510(k) 239 10.5.5 De Novo 510(k) 240 10.5.6 Notification and Review Procedures 240 10.5.7 Pre-market Approval (PMA) 240 10.5.8 Changes to a PMA-Approved Device 241 10.5.9 Humanitarian Use Devices (HUDs) 243 10.5.10 Labelling of Devices 243 10.6 Chapter Review 243 10.7 Further Reading 244 11 Good Manufacturing Practice (GMP) 245 11.1 Chapter Introduction 245 11.2 Drug GMP Regulations and Guidance 245 11.3 Essential GMP Requirements 248 11.3.1 Quality Assurance System 248 11.3.2 Personnel 248 11.3.3 Premises and Equipment 249 11.3.4 Documentation 257 11.3.5 Production 257 11.3.6 Quality Control 258 11.3.7 Work Contracted Out 259 11.3.8 Complaints, Product Recall and Emergency Un-blinding 259 11.3.9 Self-inspection 259 11.4 Validation 260 11.4.1 Facilities and Equipment Validation 261 11.4.2 Process Validation 262 11.4.3 Computer Systems Validation 262 11.4.4 Methods Validation 265 11.4.5 Cleaning Validation 266 11.4.6 Validation of Sterilisation Procedures 267 11.4.7 Water Purification System Validation 268 11.5 GMP Requirements for Devices 268 11.6 Chapter Review 273 11.7 Further Reading 273 12 Oversight and Vigilance 275 12.1 Chapter Introduction 275 12.2 Registration of Manufacturers and Other Entities 275 12.3 Manufacturing Authorisation of Medicinal Products in the EU 275 12.3.1 Wholesale Distribution of Medicinal Products 276 12.3.2 Registration of Economic Operators for Medical Devices on the EU market 278 12.4 Registration of Producers of Drugs and Devices in the US 278 12.5 Additional Licensing Requirements 279 12.6 Inspections 279 12.6.1 Inspection Techniques 280 12.6.2 Audit Findings and Consequences 286 12.7 Market Vigilance and Oversight of Drugs 289 12.7.1 Pharmacovigilance in the EU 289 12.7.2 Pharmacovigilance Risk Assessment Committee (PRAC) and the EudraVigilance System 290 12.7.3 Pharmacovigilance and Marketing Authorisation Holders 293 12.7.4 Pharmacovigilance Inspections and Audits 294 12.7.5 Renewal of Marketing Authorisations 295 12.7.6 Pharmacovigilance and Reporting in the US 295 12.7.7 Periodic Reports 296 12.8 Advertising and Promotion 297 12.9 Market Vigilance and Oversight of Devices 298 12.9.1 Market Vigilance in the EU 298 12.9.2 Medical Device Vigilance in the US 299 12.9.3 Medical Device Reporting 299 12.9.4 Reports of Corrections and Removals 300 12.9.5 Post-market Surveillance 302 12.10 Chapter Review 303 12.11 Further Reading 303 Index 305

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Book SynopsisEndlich keine schlaflosen Nächte mehr für alle Studenten der Bio- und Umweltwissenschaften, die genau wissen, dass ihr Studium ohne fundierte Statistikkenntnisse undenkbar ist. Als hilfreiches Mittel gegen das "Angstfach" Statistik ist der internationale Bestseller "Statistics for Terrified Biologists" endlich ins Deutsche übersetzt worden. Der Autoren Helmut van Emden gelingt es, eine leicht verdauliche und doch fundierte Grundlage der Statistik für die Biowissenschaften zu kreieren. Michael Knorrenschild, ein Mathematiker mit viel Lehrerfahrung übersetzte und adaptierte das Buch für die deutsche Studienrealität.Trade Review"Sehr sorgfältig und schrittweise werden die Voraussetzungen für parametrische Tests und Varianzanalyse diskutiert, ebenso wie die Wahl geeigneter Verfahren für die Versuchsplanung. Die realitätsnahen Übungsaufgaben sind mit ausführlichen Lösungen versehen." Ekz (KW11, 2015)Table of ContentsVorwort XI 1 Zum Gebrauch dieses Buches 1 1.1 Einführung 1 1.2 Der Text in den Kapiteln 1 1.3 Was Sie bei auftretenden Problemen tun sollten 2 1.4 Wichtig zu wissen 3 1.5 Zahlenbeispiele im Text 3 1.6 Die Kästen 3 1.7 Wissen testen 4 1.8 Noch einmal in Kürze 4 1.9 Warum überhaupt das Ganze? 4 1.10 Mehr zumThema 6 2 Einführung 7 2.1 Was ist Statistik? 7 2.2 Schreibweisen 8 2.3 Schreibweisen für die Mittelwertberechnung 10 3 Streuung zusammengefasst 11 3.1 Einführung 11 3.2 Verschiedene Größen für Streuung 12 3.2.1 Wertebereich 12 3.2.2 Gesamtabweichung 12 3.2.3 Mittlere Abweichung 13 3.2.4 Varianz 14 3.3 Warum n − 1? 15 3.4 Warum quadrierte Abweichungen? 16 3.5 Die Standardabweichung 17 3.6 Das nächste Kapitel 19 3.7 Wissen testen 19 4 Summen von verschiedenen Quadraten 21 4.1 Einführung 21 4.2 Mit Rechenmaschinen geht die Berechnung der Summen von Quadraten schneller 22 4.2.1 Addierte Quadrate 22 4.2.2 Der Korrekturfaktor 22 4.3 Vorsicht vor Verwirrung mit dem Ausdruck „Summe der Quadrate“ 23 4.4 Wissen testen 24 5 Die Normalverteilung 25 5.1 Einführung 25 5.2 Häufigkeitsverteilungen 25 5.3 Die Normalverteilung 26 5.4 Wie viel Prozent entsprechen einer Standardabweichungseinheit? 28 5.5 Sind die Prozentwerte immer die gleichen? 28 5.6 Andere vergleichbare Skalen aus dem Alltag 30 5.7 Die Standardabweichung als Schätzung der Häufigkeit des Auftretens einer Zahl in einer Stichprobe 30 5.8 Von Prozenten zuWahrscheinlichkeiten 31 6 Die Relevanz der Normalverteilung bei biologischen Daten 35 6.1 Wiederholung 35 6.2 Ist unsere beobachtete Verteilung normal? 36 6.3 Was kann man tun, wenn die Verteilung zweifellos nicht normal ist? 38 6.3.1 Transformation 38 6.3.2 Gruppieren von Stichproben 40 6.3.3 Einfach nichts tun! 40 6.4 Wie viele Stichproben brauchen wir? 40 6.4.1 Faktoren, die die Anzahl der nötigen Stichproben beeinflussen 41 6.4.2 Die Berechnung der nötigen Stichprobenanzahl 41 7 Weitere Berechnungen zur Normalverteilung 43 7.1 Einführung 43 7.2 Ist „A“ größer als „B“? 44 7.3 Die Messlatte für die Entscheidung 44 7.4 Herleitung des Standardfehlers einer Differenz zweier Mittelwerte 46 7.4.1 Schritt 1: Von der Varianz der Einzelwerte zur Varianz der Mittelwerte 47 7.4.2 Schritt 2: Von der Varianz der Einzelwerte zur Varianz der Differenzen 49 7.4.3 Schritt 3: Kombination von Schritt 1 und Schritt 2; der Standardfehler der Differenz der Mittelwerte (SFDM) 51 Helmut F. van Emden: Statistik ohne Albträume — 2014/10/8 — page VII — le-tex 7.4.4 Zusammenfassung der Berechnung des SFDM aus der Varianz der Einzelwerte 52 7.5 Die Bedeutung des Standardfehlers der Differenz zweier Mittelwerte 53 7.6 Zusammenfassung 53 7.7 Wissen testen 57 8 Dert-Test 59 8.1 Einführung 59 8.2 Das Prinzip des t-Tests 60 8.3 Der t-Test in statistischen Begriffen 61 8.4 Warum t? 61 8.5 Tabellen für die t-Verteilung 62 8.6 Der Standard-t-Test 65 8.7 Der t-Test für Mittelwerte bei ungleichen Varianzen 70 8.8 Der gepaarte t-Test 76 8.9 Wissen testen 82 9 Einseitig oder zweiseitig? 83 9.1 Einführung 83 9.2 Warum ist die Varianzanalyse mit dem F-Test zweiseitig? 83 9.3 Der zweiseitige F-Test 84 9.4 Wievielseitig ist nun der t-Test? 85 9.5 Fazit zur Frage einseitig oder zweiseitig 86 10 Varianzanalyse –Was ist das?Wie geht das? 87 10.1 Einführung 87 10.2 Summen derAbweichungsquadrate in derVarianzanalyse 88 10.3 Ein fiktives Zahlenbeispiel zur Analyse mit Anova 88 10.4 Die Tabelle für die Summe der Abweichungsquadrate 90 10.5 Die Aufteilung der Streuung in Tabelle C mit Anova 90 10.6 Die Beziehung zwischen t undF 99 10.7 Einschränkungen bei der Varianzanalyse 101 10.8 Vergleich zwischen Gruppenmittelwerten in der Varianzanalyse 104 10.9 Der kleinste signifikante Unterschied (LSD) 106 10.10 EineWarnung zum Gebrauch des kleinsten signifikanten Unterschieds 108 11 Versuchsplanung zur Varianzanalyse 113 11.1 Einführung 113 11.2 Volle Randomisierung 114 11.3 Randomisierte Blöcke 118 11.4 Unvollständige Blöcke 124 11.5 Lateinische Quadrate 126 11.6 Split-Plot-Pläne 135 11.7 Wissen testen 136 12 Einführung in die faktorielle Versuchsplanung 139 12.1 Was ist ein faktorieller Versuch? 139 12.2 Interaktion 141 12.3 Wie verändert ein faktorieller Versuch die Form der Varianzanalyse? 145 12.4 Summen der Abweichungsquadrate für Interaktionen 147 13 Zweifaktorielle Versuche 149 13.1 Einführung 149 13.2 Ein Beispiel für einen 2-Faktor-Versuch 149 13.3 Analyse des 2-Faktor-Versuchs 150 13.4 Zwei wichtige Punkte zur Erinnerung, bevor es ans nächste Kapitel geht 157 13.5 Analyse von faktoriellen Versuchen mit uneinheitlicher Anzahl Wiederholungen 157 13.6 Wissen testen 161 14 Faktorielle Versuche mitmehr als zwei Faktoren (kann bei Bedarf übersprungenwerden) 163 14.1 Einführung 163 14.2 Verschiedene „Ordnungen“ von Interaktion 164 14.3 Beispiel für einen 4-Faktor-Versuch 165 14.4 Wissen testen 184 15 Faktorielle Versuchemit Split-Plots 187 15.1 Einführung 187 15.2 Herleitung des Split-Plot-Plans aus dem randomisierten Versuchsplan 188 15.3 Freiheitsgrade in der Split-Plot-Analyse 191 15.4 Ein Zahlenbeispiel für einen Split-Plot-Versuch mitsamt Analyse 194 15.5 Vergleich von Split-Plot- und randomisierten Block-Plan 199 15.6 Anwendungen von Split-Plot-Plänen 202 15.7 Wissen testen 204 16 Der t-Test in der Varianzanalyse 205 16.1 Einführung 205 16.2 KurzeWiederholung aus relevanten früheren Abschnitten 206 16.3 Test auf kleinsten signifikanten Unterschied 207 16.4 Mehrfachreihentests 208 16.5 Das Testen von Differenzen zwischen Mittelwerten 213 16.6 Darstellung der Testergebnisse auf Unterschiede zwischen Mittelwerten 215 16.7 Die Analyse der Versuchsergebnisse mit Varianzanalyse in den Kapiteln 11 bis 15 216 16.8 Wissen testen 226 17 Lineare Regression und Korrelation 229 17.1 Einführung 229 17.2 Ursache undWirkung 230 17.3 Weitere Fallstricke, die nur auf Sie warten 230 17.4 Regression 235 17.5 Unabhängige und abhängige Variablen 236 17.6 Der Regressionskoeffizient b 236 17.7 Berechnung des Regressionskoeffizienten b 238 17.8 Die Regressionsgleichung 244 17.9 Ein durchgerechnetes Beispiel mit realen Daten 245 17.10 Korrelation 253 17.11 Verallgemeinerungen der Regressionsanalyse 256 17.11.1 Nichtlineare Regression 258 17.11.2 Mehrfache lineare Regression 260 17.11.3 Mehrfache nichtlineare Regression 261 17.11.4 Kovarianzanalyse 262 17.12 Wissen testen 265 18 Chi-Quadrat-Tests 267 18.1 Einführung 267 18.2 Wann χ2 und wann nicht 268 18.3 Das Problem niedriger Häufigkeiten 269 18.4 Yates’ Kontinuitätskorrektur 269 18.5 Der χ2-Anpassungstest 270 18.6 Der χ2-Unabhängigkeitstest 279 18.7 Wissen testen 284 19 Nichtparametrische Methoden – was ist das? 287 19.1 Klarstellung 287 19.2 Einführung 288 19.3 Vor- und Nachteile der beiden Varianten 289 19.4 Einige Beispiele für die Datenorganisation in nichtparametrischen Tests 291 19.5 Die wesentlichen verfügbaren nichtparametrischen Methoden 294 Anhang A Wie vieleWiederholungen? 297 A.1 In diesem Kapitel 297 A.2 Die Konzepte dahinter 297 A.3 „Simple“ Berechnung der Anzahl der notwendigen Wiederholungen 301 A.4 Genauere Berechnung der Anzahl der notwendigen Wiederholungen 302 A.5 Wie man das Gegenteil beweist 304 Anhang B Statistische Tabellen 305 Richtig gelöst 315 Mehr zum Thema 333 Stichwortverzeichnis 335

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Book SynopsisDer Taschenatlas der Biotechnologie und Gentechnik hat seit dem ersten Erscheinen 2001 bereits etliche Jahrgänge von Studenten und Schülern und interessierte Quereinsteiger in die Grundlagen diese wegweisenden Zukunftstechnologien eingeführt und sich als anschaulicher und unersetzlicher Begleiter etabliert. Biotechnologie und Gentechnik gelten als Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts. Sie sind Motor für die Erforschung und Entwicklung neuer Arzneimittel und Therapieformen, von Nutzpflanzen und Lebensmittel sowie von modernen Umwelttechnologien und innovativen industriellen Verfahren. Diese neue Auflage wurde grundlegend aktualisiert sowie um die Themen Tissue Engineering, Protein Design und Proteomics erweitert. Der neue Atlas wird damit weiterhin seiner Rolle als reichhaltige und aktuelle Quelle zu den spannendsten Themen innerhalb dieses wichtigen Forschungszweiges gerecht. aus einer Rezension der 1. Auflage: "... Der Atlas ist Studenten der Naturwissenschaften und der Medizin ebenso zu empfehlen wie allen, die einen Überblick über Produkte, Methoden, Anwendungen sowie wirtschaftliche und rechtliche Rahmenbedingungen der Bio- und Gentechnologie suchen." Chemie in unserer ZeitTrade Review"Das handliche Buch beeindruckt durch seine Datenfülle und die didaktisch überwiegend professionellen Illustrationen." Krankenhauspharmazie (04/2018) "Zu jedem Eintrag gehört eine allgemeine Einführung, die in den meisten Fällen sehr hilfreich zum Verständnis der nachfolgenden Ausführungen ist. Die Texte werden hervorragend ergänzt durch sehr anschauliche und gut ausgewählte Abbildungen. Natürlich kann das Buch viele Themen aufgrund des Umfangs des Gebietes und der begrenzten Kapazität nur anreißen. (...) Ein hervorragender Einstieg für alle, die sich für zukünftige Entwicklungen in den Bereichen Lebensmittelchemie, Lebensmitteltechnologie und Ernährungswissenschaften interessieren." DLR (07.03.2017) "Der Autor bietet mit seinem Buch einen sehr guten Überblick über verschiedenste Bereiche der zellulären und molekularen Biologie, von dem selbst erfahrene Biologen profitieren können. Jedes Thema bezieht sich dabei auf die wesentlichen Sachen, wobei der Leser bei jedem Thema einen super Überblick über das Thema bekommt. Ich empfehle das Buch ausnahmslos für alle Studenten der Biologie und der Medizin, sowie für alle an der Molekularbiologie interessierten Personen." Fachschaft Biowissenschaften LMU München (29.12.2016) "Das empfehlenswerte Kompendium und Nachschlagewerk ist für Studium und Praxis gedacht; Interessierten mit entsprechender Vorbildung kann das anspruchsvolle Taschenbuch einen aktuellen Einblick in die Thematik ermöglichen." ekz.Bibliotheksservice (12/2016) "Mit seinem ansprechenden Layout mit Farbabbildungen und erklärendem Text ist das Buch (...) die ideale Kombination aus schnellem visuellem Lernen gepaart mit detaillierter Textinformation." GIT Labor (11/2016) "Eigentlich gedacht als Begleiter für Studium und Prüfungsvorbereitung bietet das Buch (...) auch im Beruf Gelegenheit, sich einzelne Aspekte anzulesen, ohne sich durch große Lehrbücher kämpfen zu müssen." (Arzneimitteltherapie (10/2016) "Dieser Taschenatlas wendet sich in erster Linie an Studierende der Biologie, der Biochemie und der Bioverfahrenstechnik. Aufgrund der großen Vielfalt an Eintragungen und der einprägsamen Strukturierung ist dieser empfehlenswerten Neuauflage weite Verbreitung zu wünschen." Chemie in Labor und Biotechnik (16.09.2016) "Der Aufbau des Buches ist sehr übersichtlich. (...) Die einzelnen Themen bauen nicht aufeinander auf, sodass sich das Buch gut zum Nachschlagen eignet. Das ansprechende Design lädt aber auch zum Stöbern ein und man kann Einblicke in unterschiedlichsten Themen gewinnen." Fachschaft Medizin Münster (15.08.2016) "Das Buch ist (...) ein wertvolles, weil ausführliches Nachschlagewerk zu definierten Fragen rund um biotechnologische Anwendungen." Pharmakon (12.08.2016) "Der Taschenatlas ist der ideale Einstieg ins Thema und vielgenutztes Nachschlage- und Lernwerk für Informationen auf einen Blick. Dass an einer übersichtlicheren Struktur gearbeitet wurde, die den modernen Entwicklungen in der Biotechnologie und Gentechnik entspricht, macht das Werk schneller zugänglich und präziser." Lebensmittel Industrie (Juli 2016) "Die Einführung in die Biotechnologie von Rolf D. Schmid gehört zu den erfolgreichsten Werken dieser Art." LVT - Lebensmittel Industrie/LVT-Web.de (29.05.2016) "Der Taschenatlas ist für Studierende und Praktiker der Biologie, Biochemie, Pharmazie und Medizin, Technische Assistenten oder Ingenieure für Verfahrenstechnik der ideale Einstieg ins Thema und das viel genutzte Nachschlage- und Lehrwerk für Informationen auf einen Blick." CHEManager (25.05.2016) "Der Taschenatlas ist für alle der ideale Einstieg ins Thema und das viel genutzte Nachschlage- und Lehrwerk für das Studium, Prüfungsvorbereitungen und den Berufsalltag." Laborpraxis (Mail 2016) "Übersichtlich und anschaulich stellt dieser Taschenatlas in präzisen Texten und Grafiken den aktuellen Stand der Biotechnologie und Gentechnik dar." BioRegioN-Newsletter "Die knappen und präzisen Texte werden durch ausgezeichnet gestaltete, klare Farbtafeln veranschaulicht. Komplettiert wird das Buch durch ein sorgfältiges Sachverzeichnis und eine aktuelle, gut gegliederte Literaturübersicht samt einschlägigen Internetadressen, die einen Einstieg in vertieftes Studium ermöglicht. Was mir besonders gut gefallen hat, ist die Diskussion von Fragen der Ökoeffizienz, wo Prozesse unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit betrachtet werden." labmed "Handliches Nachschlagewerk, das für Schüler, Studenten und alle an der Biotechnologie interessierten konzipiert ist." transkript "Auch der neue Taschenatlas ist rundherum gelungen und absolut empfehlenswert!" Pharmazie in unserer Zeit "Neue Forschungsgebiete wie Proteomik und Metabolik waren Anlässe für eine Neuauflage dieses kompakten Nachschlagewerks. Zur roten und grünen ist die weiße Biotechnologie hinzugekommen, die sich als Fachbegriff für die Anwendung biotechnologischer Verfahren in den Umweltwissenschaften durchgesetzt hat. Das Buch des an der Universität Stuttgart lehrenden Autors überzeugt neben Aktualität durch viele Grafiken und ein schönes Layout." Die P.T.ATable of ContentsAbkürzungen U2 Einführung 1 Einleitung Frühe Entwicklungen 2 Biotechnologie heute 4 Mikrobiologie Viren 6 Bakteriophagen 8 Mikroorganismen 10 Bakterien 12 Hefen 14 Pilze 16 Algen 18 Einige biotechnologisch wichtige Bakterien 20 Mikroorganismen: Isolierung, Stammhaltung, Sicherheit 22 Stammverbesserung von Mikroorganismen 24 Biochemie Biochemie 26 Aminosäuren, Peptide, Proteine 28 Enzyme: Aufbau, Funktion, Kinetik 30 Zucker, Glykoside, Polysaccharide 32 Lipide, Membranen, Membran-Proteine 34 Stoffwechsel 36 Gentechnik DNA: Aufbau und Struktur 38 DNA: Funktion 40 RNA 42 Gentechnik: Allgemeine Arbeitsschritte 44 Präparation von DNA 46 Weitere Enzyme zur Bearbeitung von DNA 48 PCR: allgemeine Methode und praktische Anwendungen 50 PCR: Labormethoden 52 DNA: Synthese und Größenbestimmung 54 DNA: Sequenzierung 56 Einführung von DNA in lebende Zellen (Transformation) 58 Klonierung und Identifizierung von Genen 60 Genexpression 62 Abschalten von Genen 64 Epigenetik 66 Genbanken und Genkartierung 68 Genome von Prokaryoten 70 Genome von Eukaryoten 72 Metagenom 74 Zellbiologie Zellbiologie 76 Stammzellen 78 Blutzellen und Immunsystem 80 Antikörper 82 Reporter-Gruppen 84 Oberflächen-Fermentation 86 Mikroorganismen: Anzucht 88 Wachstumskinetik und Produktbildung 90 Zulauf-, kontinuierliche und Hochzelldichte-Fermentationen 92 Fermentationstechnik 94 Fermentationstechnik: Maßstabsvergrößerung 96 Kultivierung tierischer Zellen 98 Kultivierung tierischer Zellen im größeren Maßstab 100 Enzym- und Zellreaktoren 102 Aufarbeitung von Bioprodukten 104 Aufarbeitung von Bioprodukten: Chromatographie 106 Ökonomische Gesichtspunkte bei industriellen Verfahren 108 Alkoholische Getränke 110 Bier 112 Fermentierte Lebensmittel 114 Lebensmittel und Milchsäure-Gärung 116 Präbiotika und Probiotika 118 Backhefe und Futterhefen 120 Futterhefen aus Chemie-Rohstoffen, Einzelleröl 122 Aminosäuren 124 L-Glutaminsäure 126 d,L-Methionin, L-Lysin und L-Threonin 128 Aspartam™, L-Phenyl-alanin und L-Asparaginsäure 130 L- und D-Aminosäuren durch enzymatische Transformation 132 Vitamine 134 Nucleoside und Nucleotide 136 Industrieprodukte Bio-Ethanol 138 Butanol 140 Höhere Alkohole und Alkene 142 Essigsäure 144 Citronensäure 146 Milchsäure, 3-Hydroxy-Propionsäure 148 Gluconsäure und andere „grüne“ Zucker-Bausteine 150 Dicarbonsäuren 152 Biopolymere: Polyester 154 Biopolymere: Polyamide 156 Polysaccharide 158 Biotenside 160 Fettsäuren und Ester 162 Enzymtechnologie Biotransformation 164 Enzyme in der Technik 166 Angewandte Enzymkatalyse 168 Regio- und enantioselektive enzymatische Synthesen 170 Enzyme als Verarbeitungs- Hilfsmittel 172 Enzyme und Waschmittel 174 Enzyme zum Stärkeabbau 176 Enzymatische Stärkehydrolyse 178 Enzyme und Süßkraft 180 Enzyme zum Abbau von Cellulose und Polyosen 182 Enzymatische Verfahren bei der Zellstoff- und Papierherstellung 184 Pektinasen 186 Enzyme und Milchprodukte 188 Enzyme zur Bearbeitung von Backwaren und Fleisch. 190 Neue Enzyme für Lebensmittel und Tierfutter 192 Enzyme zur Leder- und Textilbehandlung 194 Neue Wege zu technischen Enzymen 196 Protein Design 198 Antibiotika Antibiotika: Vorkommen und Anwendungen 200 Antibiotika: Screening, Herstellung und Wirkungs mechanismus 202 Antibiotika-Resistenz 204 β-Lactam-Antibiotika: Struktur, Biosynthese und Wirkungsmechanismus 206 β-Lactam-Antibiotika: Herstellung 208 Aminosäure- und Peptid-Antibiotika 210 Glykopeptid-, Lipopeptid-, Polyether- und Nucleosid-Antibiotika 212 Aminoglykosid-Antibiotika 214 Tetracycline, Fluorochinolone, andere aromatische Antibiotika 216 Polyketid-Antibiotika 218 Neue Wege zu 220 Medikamente und Medizintechnik Insulin 222 Wachstumshormon und andere Hormone 224 Hämoglobin, Serumalbumin, Lactoferrin 226 Gerinnungsfaktoren 228 Antikoagulanzien und Thrombolytika 230 Enzym-Inhibitoren 232 Interferone 234 Interleukine 236 Erythropoietin und andere Wachstumsfaktoren 238 Andere therapeutische Proteine 240 Monoklonale Antikörper 242 Rekombinante Antikörper 244 Therapeutische Antikörper 246 Vakzine 248 Rekombinante Vakzine 250 Steroid-Biotransformationen 252 Enzyme für die Analytik 254 Enzym-Tests 256 Biosensoren 258 Immunanalytik 260 Glykobiologie 262 Landwirtschaft und Umwelt Tierzucht 264 Embryotransfer, geklonte Tiere 266 Genkartierung 268 Transgene Tiere 270 Züchtung, gene pharming und Xenotransplantation 272 Pflanzenzucht 274 Pflanzliche Zellkulturen: Oberflächen-Kulturen 276 Pflanzliche Zellkulturen: Suspensionskulturen 278 Transgene Pflanzen: Methoden 280 Transgene Pflanzen: Resistenz 282 Transgene Pflanzen: Wertstoffe 284 Aerobe Abwasserbehandlung 286 Anaerobe Abwasser- und Schlammbehandlung 288 Biologische Reinigung von Abluft 290 Biologische Reinigung von Böden 292 Mikrobielle Erzlaugung (Biolaugung) und Biokorrosion 294 Megatrends Human-Genom 296 Funktionsanalyse des Humangenoms 298 Pharmakogenomik, Nutrigenomics 300 DNA-Analytik 302 Gentherapie 304 Induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) 306 Tissue Engineering 308 Wirkstoff-Screening 310 Hochdurchsatz-Sequenzierung 312 Proteomics 314 DNA- und Protein-Arrays 316 Metabolomics und Metabolic Engineering 318 Synthetische Biologie 320 Systembiologie 322 Bioinformatik: Sequenz- und Struktur-Datenbanken 324 Bioinformatik: Funktionsanalysen 326 C-Quellen 328 Bioraffinerien 330 Sicherheit und Ethik Sicherheit in der Gentechnik 332 Zulassung bio- und gentechnischer Produkte 334 Ethik und Akzeptanz 336 Patente in der Biotechnologie 338 Biotechnologie im internationalen Leistungsvergleich 340 Literatur 343 Sachverzeichnis 376 Bildquellen 405

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Book SynopsisHans Bisswanger präsentiert eine zugängliche Einführung in ein Gebiet, das zu den traditionellen Angstfächern der Studenten der Naturwissenschaften gehört. Kein anderes Buch bietet eine leichter verständliche Einführung in die Enzymkinetik und die verschiedenen Enzymfamilien.Trade Review"Das umfassende und leicht verständliche Werk erklärt das komplexe Gebiet fundiert. (...) Das interaktive Zusatzmaterial kann ideal in Vorlesungen oder Seminare integriert werden." Allgemeines Ministerialblatt (9/2016) "Wie dem Werk H. Bisswanger Practical Enzymology (...) ist auch dieser empfehlenswerten Neuerscheinung weite Verbreitung als Lehrbuch, insbesondere für Studenten im Bereich der Lebenswissenschaften, zu wünschen." CLB - Chemie in Labor und Biotechnik (Heft 05-06/2016) "Zusammenfassend gibt dieses Buch eine hervorragende Einführung in die Enzymologie für Praktiker, die Grundwissen über biologische Katalysatoren suchen." BIOSpektrum (Mai 2016) "Zu empfehlen ist dieses Buch für alle Studenten, die sich mit der Molekularbiologie beschäftigen, unabhängig ob Genetik, Humanbiologie, Mikrobiologie, Biochemie, Medizin etc. Selbst für Studienanfänger sind die meisten Kapitel gut verständlich und liefern einen sehr guten Überblick über die Welt der Enzyme. Mit einem Anschaffungspreis von 49,90 Euro ist es nicht gerade das billigste Buch, aber eines, dass seinen Preis wert ist." fsi.bio.Imu.de (01.02.2016) "Also schlussendlich ist das Buch inhaltlich wirklich top (...) Das Buch ist nun keine Pflichtlektüre fürs Studium, man wird sicherlich auch ohne gut durch Studium kommen - aber jeder, der etwas über den Tellerrand schauen möchte und mehr über Enzyme erfahren will - sollte sich wirklich dieses Buch anschauen." Amazon.de (Kundenrezension) (08.11.2015) "Professor Hans Bisswangers Werk liefert Studierenden aus naturwissenschaftlichen Disziplinen einen leicht zugänglichen und sprachlich einfach gehaltenen Überblick über die Struktur, Funktionsweise und Kinetik von Enzymen." Pharmazeutische Zeitung (29.10.2015) "Der renommierte Autor Hans Bisswanger schafft es, gerade auch für Studienanfänger, komplexe Welt der Enzyme leicht verständlich und dennoch fundiert zu erklären (...) Ein Standartwerk für Biochemiker, Pharmakologen, Molekular- und Systembiologen sowie für alle Chemiker mit Bezug zur Biokatalyse (...)." LaborPraxis (01.09.2015)Table of ContentsVorwort XI Zusatzmaterial: Power-Point Animationen XIII Abkürzungen XV 1 Einleitung 1 1.1 Historische Entwicklung und Bedeutung der Enzyme, ein Überblick 1 1.2 Wie sind Enzyme entstanden? 4 1.3 Ribozyme 5 1.4 Weiterführende Literatur über Enzyme 7 1.5 Literatur 8 2 Struktur der Enzyme 13 2.1 Primärstruktur 13 2.2 Sekundärstruktur 15 2.3 Tertiärstruktur 18 2.4 Quartärstruktur 21 2.5 Verlauf der Proteinfaltung 25 2.6 Katalytisches Zentrum und Coenzyme 27 2.6.1 Biotin 29 2.6.2 Liponsäure 30 2.6.3 Thiamindiphosphat 32 2.6.4 Coenzym A 33 2.6.5 Pyridoxalphosphat 33 2.6.6 Tetrahydrofolat 34 2.6.7 Cobalamin 35 2.6.8 Nicotinamid-Coenzyme 37 2.6.9 Flavin-Coenzyme 38 2.6.10 Coenzym Q 39 2.6.11 Porphyrin-Coenzyme 39 2.6.12 Metallionen als Cofaktoren 42 2.7 Literatur 45 3 Enzymklassen, Enzymnomenklatur 47 3.1 Klasse 1: Oxidoreduktasen 48 3.2 Klasse 2: Transferasen 55 3.3 Klasse 3: Hydrolasen 66 3.4 Klasse 4: Lyasen 72 3.5 Klasse 5: Isomerasen 75 3.6 Klasse 6: Ligasen 77 3.7 Literatur 79 4 Allgemeine Eigenschaften von Enzymen, Enzymtests 81 4.1 Woran erkennt man ein Enzym? 81 4.2 Wie werden Enzyme getestet und was ist dabei zu berücksichtigen? 81 4.3 pH-Abhängigkeit der Enzymaktivität 83 4.4 Temperaturabhängigkeit der Enzymaktivität 84 4.5 Abhängigkeit der Enzymaktivität von der Ionenstärke 88 4.6 Allgemeine Regeln für Enzymtests 89 4.7 Aufbewahrung von Enzymen 91 4.8 Sicherheitsvorkehrungen beim Arbeiten mit Enzymen 92 4.9 Vorgehensweise beim Enzymtest 92 4.10 Auswertung von Enzymtests, Enzymeinheiten 95 4.11 Wie bestimmt man die Umsatzgeschwindigkeit von Enzymen? 97 4.12 Vom Einzelnachweis zum Massentest 98 4.12.1 Aspekte für Einfach- und Mehrfachtests 98 4.12.2 Tests auf Mikrotiterplatten 99 4.12.3 Microarray-Verfahren 100 4.13 Statistische Behandlung von Daten aus Enzymuntersuchungen 101 4.14 Literatur 105 5 Methoden für Enzymuntersuchungen 107 5.1 OptischeMethoden 107 5.1.1 Absorptionsfotometrie 107 5.1.2 Fluoreszenzspektroskopie 117 5.1.3 Polarisationsspektrokopie, optische Rotationsdispersion, Circulardichroismus 123 5.2 ElektrochemischeMethoden 124 5.2.1 pH-Bestimmung, Glaselektrode 124 5.2.2 pH-Stat 126 5.3 Methoden zur Messung schneller Reaktionen 126 5.3.1 Flussmethoden 126 5.3.2 Relaxationsmethoden 129 5.4 Literatur 132 Inhaltsverzeichnis VII 6 Enzymisolierung 135 6.1 Wie gewinnt man Enzyme? 135 6.2 Wie reinigt man Enzyme? 137 6.3 Fällungsmethoden 140 6.4 Ultrafiltration und Dialyse 141 6.5 Zentrifugation 142 6.6 SäulenchromatografischeMethoden 144 6.6.1 Ionenaustauschchromatografie 145 6.6.2 Gelfiltration 147 6.6.3 Adsorptionschromatografie 148 6.6.4 Hydrophobe Chromatografie 149 6.6.5 Affinitätschromatografie 149 6.7 ElektrophoretischeMethoden 150 6.8 Literatur 152 7 Ligandenbindung 155 7.1 Wie findet das Substrat sein Enzym? 155 7.2 Worauf beruht die Stärke einer Bindung und wie kann man sie quantifizieren? 160 7.3 Formulierung der Bindungsgleichung 162 7.4 Wie misst man die Ligandenbindung? 168 7.4.1 Gleichgewichtsdialyse 168 7.4.2 Ultrafiltration und Ultrazentrifugation 170 7.4.3 Oberflächen-Plasmon-Resonanz 171 7.5 Literatur 172 8 Kinetische Behandlung von Enzymreaktionen 173 8.1 Reaktionsordnung 173 8.1.1 Reaktionen erster Ordnung 173 8.1.2 Reaktionen zweiter Ordnung 175 8.1.3 Reaktionen nullter Ordnung 176 8.2 Michaelis-Menten-Gleichung 177 8.2.1 Theorie der Michaelis-Menten-Gleichung 177 8.2.2 Anwendung der Michaelis-Menten-Gleichung 182 8.2.3 Auswertung enzymkinetischer Daten 186 8.2.4 Ein Schritt zurück – wie bestimmt man die Reaktionsgeschwindigkeit? 189 8.3 Rückreaktion 193 8.4 Literatur 196 9 Enzymhemmung 199 9.1 Kategorien der Enzymhemmung 199 9.2 Reversible Enzymhemmung 201 9.2.1 Kompetitive Hemmung 201 9.2.2 Nicht-kompetitive Hemmung 207 VIII Inhaltsverzeichnis 9.2.3 Unkompetitive Hemmung, Substrathemmung 213 9.2.4 Andere Hemmarten 218 9.3 Literatur 221 10 Mehrsubstratreaktionen 223 10.1 Darstellungsweise vonMehrsubstratreaktionen 223 10.2 Die verschiedenenMechanismen derMehrsubstratreaktionen 225 10.3 Analyse vonMehrsubstratreaktionen 227 10.4 Literatur 231 11 Allosterische Enzyme 233 11.1 Grundlagen der Kooperativität 233 11.2 Symmetrie-Modell und allgemeine Betrachtungen zu allosterischen Enzymen 235 11.3 Sequenz-Modell und negative Kooperativität 243 11.4 Kinetische Kooperativität, das Slow-Transition-Modell 246 11.5 Literatur 248 12 Passgerechte Enzyme: Immobilisierung, Enzymreaktoren und künstliche Enzyme 251 12.1 Immobilisierung von Enzymen 251 12.1.1 Allgemeine Aspekte der Immobilisierung 251 12.1.2 Nicht-kovalente Fixierung 253 12.1.3 Kovalente Fixierung 253 12.1.4 Quervernetzung 254 12.1.5 Mikroverkapselung 255 12.1.6 Entrapment 255 12.2 Enzymreaktoren 256 12.2.1 Rührkesselreaktoren 257 12.2.2 Festbettreaktoren 258 12.3 Künstliche Enzyme 258 12.3.1 Katalytische Antikörper 260 12.3.2 Synzyme 261 12.4 Literatur 262 13 Enzyme im praktischen Gebrauch 265 13.1 Enzyme in der Industrie 265 13.1.1 Allgemeine Aspekte 265 13.1.2 Proteinspaltende Enzyme 267 13.1.3 Enzyme des Kohlenhydratstoffwechsels 269 13.1.4 Oxidierende Enzyme 271 13.1.5 Lipasen 272 13.1.6 Aminosäuresynthesen 273 13.1.7 Weitere Enzyme in industrieller Anwendung 273 Inhaltsverzeichnis IX 13.2 Enzyme in Medizin und Therapie 274 13.3 Literatur 278 14 Ausblick 281 14.1 Literatur 282 Sachverzeichnis 283

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Book SynopsisZeitgemäßes Wissen in Lektüre- und in Lehrbuchform. Gerhard Gottschalk vermittelt die Mikrobiologie in ihrer ganzen Breite.In 12 Teilen mit jeweils mehreren Kapiteln wird die Mikrobiologie dem Leser auf sehr verständliche Weise nähergebracht. Jedes Kapitel besteht aus einer leicht zu lesenden Beschreibung und darauf abgestimmter Lerneinheit samt Fragenkatalog. Darüber hinaus enthalten die meisten Kapitel Beiträge berühmter Wissenschaftler auf dem entsprechenden Gebiet. Historische Durchbrüche werden beschrieben und so den Studierenden Einblicke in Denk- und Planungsstrukturen von wissenschaftlichem Arbeiten vermittelt. So beschreibt beispielsweise Stefan Hell seine 2014 mit dem Nobelpreis gekrönte STED-Mikroskopie.Alle wichtigen Gebiete der Mikrobiologie, von der Evolution über den mikrobiellen Stoffwechsel und die technischen Anwendungen bis hin zum Gentransfer, zu den Endosymbionten und den Pathogenen werden abgedeckt. Auch wird den Archaea und den Viren entsprechend ihrer enormen Bedeutung ein eigener Teilgewidmet. Das Buch ist ein perfekter Begleiter für die einführende Vorlesung „Allgemeine Mikrobiologie“ sowie ein hervorragender Studienbegleiter für alle Naturwissenschaftler und Ingenieure, die Mikrobiologie als Nebenfach belegen.Trade Review"Der Aufbau des Buches ist interessant gestaltet. Jedes Kapitel beginnt mit einer Art Interview, das verständlich geschrieben ist und sich liest wie ein spannender Roman. (...) In diesem Buch werden alle wesentlichen Gebiete der Mikrobiologie zusammengefasst. (...) Interessante und aktuelle Themen (...) werden übersichtlich und flüssig dargestellt. Gelungen sind in diesem Buch die vielen praxisbezogenen Fallbeispiele. Dieses Buch eignet sich nicht nur für Universitätsstudenten, sondern auch für Lehrer, um einen auflockernden Unterricht zu manchmal sehr trockenen Themengebieten zu gestalten." Chemie und Schule (08.05.2017) "Das verständliche Buch bietet eine fundierte Einführung in die Mikrobiologie. Es deckt alle wichtigen Gebiete des Themas, von der bakteriellen Genetik über technische Anwendungen bis zur medizinischen Mikrobiologie ab." Allgemeines Ministerialblatt (9/2016) "Mit seiner Themenauswahl, um die Grundkenntnisse zu vermitteln, wendet sich dieses Buch dabei besonders an Naturwissenschaftler und Ingenieure. Das ein Lehrbuch solch ein Lesevergnügen bereitet, liegt am Autor und an seinem Konzept." Metall (01.04.2016) "Gottschalk präsentiert mit dem Band ein außergewöhnliches Lehrbuch, das einen spannenden Einblick in die Welt der Mikroben gewährt. Es empfiehlt sich dringend als Begleitwerk zu einführenden Mikrobiologie-Vorlesungen, lässt sich aber auch von interessierten Laien mit Gewinn lesen." Spektrum.de (05.02.2016) "In Welt der Bakterien, Archaeen und Viren gibt Gerhard Gottschalk einen abwechslungsreichen Überblick über die wichtigsten Themengebiete der Mikrobiologie. Dabei zeichnet sich dieses Lehrbuch besonders durch seinen gut strukturierten und übersichtlichen Aufbau aus." Fachschaft Biowissenschaften der TUM (04.02.2016) "Das Buch erreicht sein Ziel, einen allgemeinen Überblick über die Vielfalt der mikrobiellen Welt zu verschaffen und das Interesse an dieser oft verkannten Wissenschaft zu wecken. (...) Von der Lektüre profitieren können zudem interessierte Laien, denen es auf wissenschaftliche Genauigkeit nicht so sehr ankommt, sowie Leser, die das wissenschaftliche Rüstzeug bereits besitzen und Spaß daran haben, die Mikrobiologie in ihrer ganzen Bandbreite zu entdecken." Naturwissenschaftliche Rundschau (Dezember 2015) "Insgesamt empfehle ich das Buch Welt der Bakterien, Archaeen und Viren uneingeschränkt für alle Personen, die sich mit der Mikrobiologie beschäftigen möchten als guten Einstieg und als Nachschlagewerk für das Grundverständnis. Mit 30 Euro Anschaffungskosten sprengt es auch nicht den Geldbeutel eines Studierenden." fsi-bio.de (15.12.2015) "Gerhard Gottschalk schafft es, sein durchaus kompliziertes Thema auch allgemeinverständlich darzustellen." Küs.de (30.08.2015)Table of ContentsVorwort XI Teil I Leben in einem Kubikmikrometer 1 Lektüre I 2 Kapitel 1 Winzig klein, aber von sagenhafter Aktivitat 3 Kapitel 2 Bakterien sind Lebewesen wie Du und ich 7 Studium I 14 S1 MikrobiellesWachstum 14 a)FormundGrosevonMikroben 14 b)Wachstumsbedingungen 15 c) Statische und kontinuierliche Kultur 16 S2 Chemie der Zellbestandteile 17 d) Informative Makromolekule und ihre Bausteine 17 e)ZellmembranundZellwand 24 f) DieRollevonATP 26 Fragen zu StudiumI 27 Teil II Mikrobielle Evolution 29 Lektüre II 30 Kapitel 3 Mein Name ist LUCA 31 Kapitel 4 Vom Urknall bis zu LUCA 37 Kapitel 5 O2 45 Studium II 49 S3–S5 Evolution 49 a)DieRNA-Welt 49 b)Mog liche Eigenschaften von LUCA 50 c) Die O2-Revolution 50 d) Zwei der drei Domanen des Stammbaums des Lebens sind prokaryotisch 51 Fragen zu StudiumII 52 Teil III Bakterien 53 Lektüre III 54 Kapitel 6 Bakterien und Archaeen sind alluberall 55 Kapitel 7 Photosynthese, auch bei ziemlicher Dunkelheit 66 Kapitel 8 Ohne Bakterien kein Eiweis 71 Kapitel 9 Napoleons Siegesgarten 77 Studium III 81 S6–S7 Bakterien 82 a) Der phylogenetische Stammbaum der Bakterien 82 b) Lebens- und Uberlebensstrategien der Bakterien 84 c) Sporulation, ein faszinierender Prozess 86 d) Prinzip des aeroben Stoffwechsels 87 e)DerphototropheStoffwechsel 91 f ) CO2-Fixierung 92 g)DerKohlenstoffkreislauf 94 S8–S9 Stickstoff 95 h)Stickstofffixierung 95 i) Der chemolithotrophe Stoffwechsel 95 j) DerStickstoffkreislauf 96 Fragen zu Studium III 97 Teil IV Archaeen 99 Lektüre IV 100 Kapitel 10 Leben in kochendem Wasser 101 Kapitel 11 LebenimTotenMeer 105 Kapitel 12 Alessandro Voltas und George Washingtons brennbareLuft 111 Studium IV 117 S10–S12 Archaea 118 a) Der phylogenetische Stammbaum der Archaeen 118 b)Habitate 119 c)ArchaeellerStoffwechsel 120 d)Methanogenese 121 e)Biosynthesestoffwechsel 123 Fragen zu Studium IV 124 Teil V Klima und Energie 125 Lektüre V 126 Kapitel 13 MikrobenalsKlimamacher 127 Kapitel 14 Energiegewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen 133 Kapitel 15 Eine Staatsgrundung unter Beteiligung von Clostridium acetobutylicum 137 Kapitel 16 Pulque und Biosprit 141 Studium V 145 S13 Die Klimagase 146 a)Der Kohlenstoffkreislauf en detail 146 b)Der Methankreislauf 147 c)Distickstoffmonoxid(Lachgas)149 S14–S16 Bioenergiegewinnung 149 d)Biogas 149 e)Aceton-Butanol 150 f) Bioalkohol 151 g)Biowasserstoff 154 Fragen zu Studium V 154 Teil VI Nützliches und Metallisches 155 Lektüre VI 156 Kapitel 17 Alles Kase, alles Essig 157 Kapitel 18 Das periodische System der Bioelemente 163 Studium VI 169 S17 Nützliches 169 a) Milchsauregarung 169 b) Unvollstandige Oxidation 170 c) Der Acetatkreislauf 172 S18 Metallisches 175 d) Funktionen von B12 175 e) Metallionen als Substrate 176 f) Selenocystein, die21.Aminosaure 179 Fragen zu Studium VI 179 Teil VII Stoffwechsel 181 Lektüre VII 182 Kapitel 19 Dermikrobielle Stoffwechsel und seine Regulation, eine nie endende Geschichte 183 Studium VII 193 S19 Stoffwechselregulation 193 a) Regulation auf der Ebene der DNA 193 b) Regulation auf der Ebene der Transkription 194 c) Regulation auf der Ebene der Translation 198 d) Regulationder Enzymaktivitat 199 Fragen zu Studium VII 203 Teil VIII Gene im Fokus 205 Lektüre VIII 206 Kapitel 20 Bakteriensex 207 Kapitel 21 Bakterien mit grippalem Infekt 217 Kapitel 22 Plasmide, Speer spitzender Bakterien 221 Kapitel 23 Agrobacterium tumefaciens, ein Gen-Ingenieur par excellence 225 Kapitel 24 Uber Eco R1 und PCR 229 Studium VIII 237 S20–S22 Gentransfer 237 a) Mutation und Selektion 237 b) Horizontaler Gentransfer 240 c) Plasmide 243 S23–S24 Gentechnik 245 d) DiegruneGentechnik 245 e) Plasmide und die Entwicklung der Gentechnologie 246 Fragen zu Studium VIII 248 Teil IX Bakterien als Syntheseexperten 249 Lektüre IX 250 Kapitel 25 Aus Mikroorganismen gegen Mikroorganismen 251 Kapitel 26 Bakterien als Produktionsanlagen 259 Studium IX 269 S25 Antibiotika 270 a) Antibiotika und ihre Angriffspunkte 70 b)Resistenz und Multiresistenz 272 S26 Produktgewinnung mit Bakterien 274 c) Produktion niedermolekularer Verbindungen 274 d)Proteine 279 Fragen zu Studium IX 280 Teil X Partnerschaften 281 Lektüre X 282 Kapitel 27 Zwischenbakterielle Beziehungen 283 Kapitel 28 Vom Nomadenleben zum Dasein als Endosymbiont 289 Kapitel 29 Das System Mensch-Mikrobe 293 Studium X 299 S27 Vom Single zum Biofilm 300 a)Chemotaxis 300 b)Quorumsensing 302 S28 DerWeg zu Mitochondrien und Chloroplasten 303 c) Symbionten und Endosymbionten 303 S29 Unser zweites Genom 304 d)Das humane Mikrobiom 304 Fragen zu Studium X 306 Teil XI Was uns krank macht 307 Lektüre XI 308 Kapitel 30 Pflanzen, Tiere und Menschen als Nahrstoffressourcen der Bakterien 309 Kapitel 31 Viren, infektiose Chemikalien oder mehr? 321 Studium XI 333 S30 Pathogene Bakterien 335 a) HumanpathogeneBakterien 335 b) Pathogene Stamme von Escherichia coli 335 c) Phytopathogene Bakterien 338 S31 Viren 340 d) Humane Viren im Uberblick 340 e) Viren sind uberall 341 Fragen zu StudiumXI 341 Teil XII Faszination Mikrobiologie 343 Lektüre XII 344 Kapitel 32 Im Zeitalter der„-omics“ 345 Kapitel 33 Unglaubliche Mikroben 357 Studium XII 367 S32 Die Zukunft der Mikrobiologie hat begonnen 368 a) Sturmische Entwicklungen bei den „-omics“-Technologien 368 b) Mikrobiologie nach der genomischen Revolution 368 S33 Unglaubliche sind keine Laune der Natur 371 c) Unglaubliche Mikroben als Bindeglied im Kohlenstoffkreislauf 371 Fragen zu Studium XII 372 Epilog 373 Glossar 375 Literaturverzeichnis 387 Nachweise 393 Sachverzeichnis 395

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Book SynopsisDie zweite Auflage der "zuckersüßen Chemie" - auch sie bietet wieder eine Fülle von Informationen, Rezepten und chemischen Experimenten rund um Zucker. Dieses wichtige, aber wegen der komplexen chemischen Strukturen der Verbindungen bei Lernenden oft eher unbeliebte Gebiet, bereitet der sehr erfahrende Bestsellerautor Georg Schwedt ganz anschaulich auf. Geschichte und Geschichten sowie einfach durchführbare Experimente schlagen eine Brücke vom chemischen Verständnis bis zur Kulturgeschichte des Zuckers.Trade Review"Der Titel lässt sich sowohl für Lehrer gut nutzen, die ergänzende Materialien für den Unterricht benötigen, wie auch für Schüler, die das Thema Zucker als Referatsthema behandeln müssen. Übersichtliche Gliederung und gut einsetzbar." EKZ (KW 11, 2015)Table of ContentsVorwort zur 2. Auflage VII 1 Einführung 1 2 Vor dem Zucker süßte man mit Honig 3 2.1 Honig in der Bibel und in vorgeschichtlicher Zeit 3 2.2 Der Honig im Kochbuch des Römers Apicius (mit Rezepten) 7 2.3 Met, der Honigwein der Germanen 12 2.4 Das Honigangebot heute 16 2.5 Vom Nektar zum Honig 20 2.6 Die Inhaltsstoffe des Honigs (mit Experimenten) 21 3 Zucker – eine historische Warenkunde 29 3.1 Zucker im Materialien-Lexikon von 1721 34 3.2 Sala und Marggraf – die Wegbereiter des Rübenzuckers 45 3.3 Über die Beta-Rübe und Achard als Begründer der Rüben zucker - industrie 51 3.4 Zucker im Volks-Brockhaus von 1841 56 3.5 Aus der Warenkunde der Drogisten im 19. Jahrhundert 58 3.6 Zu Besuch im Zucker-Museum in Berlin 62 3.7 Das Zucker-Sortiment im Supermarkt (mit Experimenten) 66 4 Zucker aus der Fabrik 71 4.1 Ein Zuckerfabrik-Abwasserprozess in Wilhelm Raabes Erzählung »Pfisters Mühle« 71 4.2 Zuckertechnologie – gestern und heute (mit Experimenten) 77 4.3 Zuckerhandel im 21. Jahrhundert 88 4.4 Die Zuckerrüben-Kampagne 90 5 Zucker – Kohlenhydrate als Mono- und Disaccharide 93 5.1 Die ersten Zuckerchemiker (mit Experimenten) 93 5.2 Monosaccharide (mit Experimenten) 99 5.3 Di- und Oligosaccharide (mit Experimenten) 108 5.4 Gelierzucker – zum Gelieren oder Verdicken 113 5.5 Krankheiten durch Zucker – zur Physiologie der Kohlenhydrate 115 6 Aus Stärke wird Zucker, aus Zucker Alkohol 119 6.1 Stärkeverzuckerung (mit Experimenten) 119 6.2 Stärkesirupe (mit Experiment) 121 6.3 Andere Sirupe und Karamell, der gebrannte Zucker (mit Experimenten) 124 6.4 Vom Zucker zum Alkohol (mit Experiment) 129 7 Zuckeralkohole und synthetische Süßstoffe 133 7.1 Zuckeralkohole (mit Experimenten) 133 7.2 Süßstoffe und ihre Süßkraft (mit Experimenten) 137 8 Zuckerwaren – von A bis Z (mit Experiment und Rezepten) 147 9 Das Kohlenhydrat Cellulose – vom Papier bis zum Lebensmittel zusatzstoff (mit Experimenten) 153 Literatur 167 Anhang 169 Liste der Experimente 177 Liste der Rezepte 180 Register 181

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Book SynopsisIn seinem Buch zur pharmazeutischen Mikrobiologie geht Michael Rieth, promovierter Mikrobiologe mit langjähriger Erfahrung in mikrobiologischer Qualitätsprüfung in der pharmazeutischen Industrie, auf alle Aspekte dieses für die Pharmaproduktion unentbehrlichen Gebietes ein. Schwerpunkte sind Methoden der Qualitätskontrolle, das Umgebungsmonitoring in der Pharma- und Chemieproduktion sowie die Betriebshygiene. Der Fokus liegt auf bakteriologischen Verfahren einschließlich der mikrobiologischen Schnellmethoden; daneben werden aber auch Zellkulturmethoden und Tiermodelle behandelt. Für die zweite Auflage wurden unter anderem die Themen "Low Endotoxin Recovery" und Maskierung / Demaskierung von Endotoxinen neu aufgenommen. Wo immer möglich, werden die Bezüge zu den neuesten Ausgaben der europäischen und US-amerikanischen Arzneibücher hergestellt.Trade Review?Das Handbuch ?Pharmazeutische Mikrobiologie. Qualitätssicherung, Monitoring, Betriebshygiene? bietet alles, was man für eine kontaminationsfreie Arzneimittelproduktion wissen muss.? Phpro ? Pharma Produktion Verpackung Management (02/2018) "Dieses Handbuch bietet alles, was man für eine kontaminationsfreie Arzneimittelproduktion wissen muss." LABORPRAXIS (01.12.2017) "Die Neuauflage berücksichtigt alle relevanten Änderungen in den nationalen und internationalen Vorschriften sowie Methoden des Fachgebiets." CHEManager (23.10.2018) "In dem Buch wird auf alle Aspekte des für die Pharmaproduktion unentbehrlichen Gebietes der Qualitätssicherung eingegangen." Allgemeines Ministerialblatt der Staatsregierung Bayern (22.12.2017) Table of ContentsVorwort zur zweiten Auflage xiii Vorwort zur ersten Auflage xv Abkürzungen xvii 1 Einführung in die Mikrobiologie 1 1.1 Historisches 2 1.2 Bedeutung 3 1.3 Mikroorganismengruppen 4 1.4 Die Bakterienzelle 11 1.4.1 Bakterienmorphologie 12 1.4.2 Bakterienphysiologie 13 1.5 Taxonomie der Mikroorganismen 18 1.5.1 Klassifikation 18 1.5.2 Nomenklatur 23 1.6 Medizinische Mikrobiologie 23 1.6.1 Infektionsrouten 23 Literatur 27 2 Rahmenbedingungen für den Betrieb mikrobiologischer Laboratorien 31 2.1 Gesetze und technische Regelwerke 31 2.2 Medizinische Betreuung der Mitarbeiter 36 2.3 Betriebsbeschreibung für mikrobiologische Laboratorien 39 2.4 Einrichtung mikrobiologischer Laboratorien 41 2.4.1 Benötigte Geräte/Ausrüstung 41 2.5 Nährmedien 43 2.5.1 Flüssige Nährmedien (Bouillons) 43 2.5.2 Feste Nährböden 44 2.5.3 Selektive Nährmedien 47 2.5.4 Nährmedien mit chromogenen Substraten 47 2.6 Rezepturen 52 2.6.1 Eigene Herstellung 78 2.6.2 Einkauf 78 Literatur 79 3 Kalibrierung und Qualifizierung der Geräte 81 3.1 Waage 84 3.2 pH-Meter 85 3.3 Kolbenhubpipetten 85 3.4 Stoppuhr 85 3.5 Geräte zur Erreichung bestimmter Temperaturen 86 3.5.1 Thermometer 86 3.5.2 Brutschrank 87 3.5.3 Kühlschrank/Kühltruhe 89 3.5.4 Heißluftsterilisator 89 3.5.5 Autoklav 90 3.6 Clean Bench 91 3.7 Air Sampler 92 3.8 Partikelzähler 93 3.9 Messgerät zur Bestimmung der Wasseraktivität 96 3.10 Fotometer/Reader 97 3.11 Tube Reader für Endotoxinbestimmungen 97 3.12 Fluoreszenzreader für Endotoxinbestimmungen 99 Literatur 99 4 Stammhaltung 101 4.1 Bezug 101 4.2 Versand 105 4.3 Lagerung 106 4.4 Kultivierung 106 Literatur 108 5 Betriebshygiene 109 5.1 Hygiene 109 5.1.1 Arzneimittel- und Wirkstoffherstellungsverordnung (AMWHV) 110 5.1.2 Was ist das Ziel der Betriebshygiene? 111 5.1.3 Personalhygiene 111 5.1.4 Aufnahme eines Hygienekatasters 111 5.2 Mikrobiologische Grundlagen zur Hygiene 112 5.2.1 Kontaminationsquellen während der Herstellung 113 5.2.2 Einflussfaktoren der mikrobiellen Reinheit 115 5.3 Hygienemaßnahmen 115 5.4 Sterilisation, Desinfektion und aseptische Herstellung 127 5.4.1 Sterilisation 127 5.4.2 Desinfektion 128 5.4.3 Asepsis 134 5.4.4 Entwesung 135 5.4.5 Pasteurisierung 135 5.4.6 Konservierung 135 5.5 Hygieneplan für mikrobiologische Laboratorien 135 5.6 Schädlingsbekämpfung (Pest Control) 138 5.7 Hygienebeauftragte 141 5.8 Durchführung von Hygieneschulungen 141 Literatur 145 6 Umgebungsmonitoring 147 6.1 Methoden 147 6.1.1 Prüfung der Raumluft 148 6.1.2 Prüfung von Oberflächen 149 6.1.3 Prüfung der Mitarbeiter 150 6.2 Mikrobiologisches Monitoring im Sterilitätstest-Isolator 152 6.2.1 Beispiel für einen Isolator 153 6.3 Physikalisches Monitoring in der Sterilproduktion 156 6.4 Physikalischer Betrieb 159 6.5 Auswertung der Mikroorganismen 161 6.6 Register der Mikroorganismen 162 6.6.1 Gram(+)-Bakterien 162 6.6.2 Gram(–)-Bakterien 166 6.6.3 Partiell säurefeste Stäbchen 171 6.6.4 Hefen 171 6.6.5 Pilze 172 Literatur 173 7 Qualitätskontrolle 175 7.1 Arzneibuchmethoden (Compendial Methods) 175 7.1.1 Bestimmung von TAMC/TYMC und von spezifizierten Mikroorganismen 177 7.1.2 Prüfung auf Sterilität 180 7.1.3 Nachweis von fiebererzeugenden Substanzen 182 7.1.4 Prüfung auf ausreichende Konservierung 205 7.1.5 Bestimmung von Antibiotikaaktivitäten 210 7.1.6 Bestimmung von Mykoplasmen 211 7.1.7 Prüfung auf Mykobakterien 214 7.1.8 Auswertung von Bioindikatoren 215 7.2 Nichtarzneibuchmethoden (Non-compendial Methods) 218 7.2.1 Bestimmung von Vitaminkonzentrationen 218 7.2.2 Bestimmung von 1,3-β-d-Glucanen 224 7.2.3 Prüfung von Packmitteln 226 7.2.4 Nachweis probiotischer Bakterien 229 7.2.5 Mikroskopische Zellgrößenmessung 231 7.2.6 Bioburden-Bestimmung von Reinigungs- und Desinfektionsmitteln 232 7.2.7 Inokulationsversuche 233 7.3 Tests unter Verwendung von Tiermodellen 235 7.3.1 Kaninchen: Prüfung auf Pyrogene – Ph. Eur. 2.6.8 236 7.3.2 Ratte: Allen-Doisy-Test 237 7.3.3 Maus (Mus musculus): Prüfung auf anomale Toxizität – Ph. Eur. 2.6.9 238 7.3.4 Meerschweinchen (Cavia aperea): Prüfung auf Histamin – Ph. Eur. 2.6.10 238 7.4 Zellkulturmethoden 239 7.4.1 Betriebsbeschreibung eines Zellkulturlabors 240 7.4.2 Passagierung von Zellen 242 7.4.3 Bestimmung der Gesamtzellzahl und der Lebendzellzahl in der Zählkammer 243 7.5 Validierung der Arzneibuchmethoden 244 7.5.1 Prüfung auf Sterilität 244 7.5.2 Prüfung auf TAMC/TYMC und spezifizierte Mikroorganismen 247 7.5.3 Prüfung auf Endotoxine 256 7.5.4 Bestimmung von Antibiotikakonzentrationen 268 Literatur 274 8 Prozessvalidierungen 277 8.1 Nährmedienabfüllung (Media Fill) 278 8.1.1 Media Fill Fail 283 8.1.2 Neue Entwicklungen bei den Media-fill-Bouillons 284 8.2 Entpyrogenisierung 285 8.2.1 Entpyrogenisierungstunnel 287 8.3 Validierung der Sterilisation mit trockener Hitze 288 8.4 Validierung der Sterilisation mittels feuchter Hitze (Autoklav) 290 8.5 Validierung der Sterilfiltration 291 8.5.1 Validierung des Filtertyps 292 8.5.2 Validierung des Filtrationssystems 292 8.5.3 Integritätsprüfung von Membranfiltern 293 8.6 Container-Closure-Integrity-Test 294 8.7 Reinigungsvalidierung 298 8.7.1 Mikrobiologische Methoden in der Reinigungsvalidierung 300 Literatur 301 9 Mikrobiologische Untersuchung von Wasser 303 9.1 Probennahme 305 9.2 Probentransport 306 9.3 Verwendung der verschiedenen Wasserqualitäten 311 9.4 Gereinigtes Wasser (Aqua purificata, AP) 311 9.5 Hochgereinigtes Wasser (HPW) 312 9.6 Wasser für Injektionszwecke (WfI) 313 9.6.1 Rouging/Blacking 313 9.7 Wasser zum Verdünnen konzentrierter Hämodialyselösungen 314 9.8 Wasser zur Herstellung von Extrakten 314 9.9 Trinkwasser 316 9.10 Legionellen 318 Literatur 321 10 Mikrobiologische Schnellmethoden (Rapid Microbiological Methods) 323 10.1 Bestimmung über den ATP-Gehalt 324 10.2 Bestimmung über den Einbau von Fluoreszenzmarkern 327 10.2.1 Scan RDI™ (AES-Chemunex-bioMerieux) 327 10.2.2 Milliflex® Quantum (Merck) 328 10.3 Durchflusszytometrie 329 Literatur 331 11 Automation im mikrobiologischen Labor 333 11.1 Färbeautomaten 333 11.2 Geräte zur Zählung der Kolonien (KBE) 334 11.3 Nährmedienabfüllautomat 334 11.4 Automation des Endotoxintests 335 Literatur 335 12 Qualitätssicherung 337 12.1 Aufbau eines SOP-Systems 337 12.2 Schulungen 339 12.3 Audits und Inspektionen 340 12.3.1 Verhalten bei Audits 341 12.3.2 Selbstinspektionen 342 12.3.3 Behörden-Audits 343 12.3.4 Kunden-Audits 344 12.3.5 Lieferanten-Audits 344 12.3.6 Weitere Audits 344 12.4 Vorgehensweise bei OOS- und OOE-Ergebnissen 346 12.4.1 Prüfung auf Endotoxine 349 12.4.2 Prüfung auf TAMC und TYMC 350 12.4.3 Prüfung auf Sterilität 351 12.4.4 Prüfung auf Pyrogene 352 Literatur 353 13 Identifizierung von Mikroorganismen 355 13.1 Wachstumskurve 355 13.2 Generationszeit 356 13.3 Herstellung von Reinkulturen 356 13.4 Sensorische und makroskopische Merkmale 357 13.5 Mikroskopische Untersuchung 357 13.5.1 Mikroskope 357 13.5.2 Mikroskopische Präparate 360 13.6 Färbungen 361 13.6.1 Farblösungen 362 13.7 Prinzip der „bunten Reihe“ 364 13.8 Immunologische Verfahren 366 13.9 Pcr 367 13.10 Gaschromatografie (FAME) 368 13.11 FT-IR-Spektroskopie 368 13.12 Maldi-tof 369 Literatur 370 14 Reinigung, Sterilisation, Dekontamination und Entsorgung 371 14.1 Reinigung 371 14.2 Sterilisation 372 14.2.1 Trockene Hitze (Heißluftsterilisator) 372 14.2.2 Feuchte Hitze (Autoklav) 372 14.2.3 Strahlung 372 14.2.4 Gase 373 14.2.5 Kinetik der Keimtötung 373 14.2.6 Bowie-Dick-Test 374 14.2.7 Risikoanalyse für Autoklaven 374 14.3 Laborreinigung und -desinfektion 377 14.3.1 Qualifizierung einer Laborspülmaschine 379 14.3.2 Validierung 379 14.4 Entsorgung infektiösen Abfalls 380 14.5 Desinfektionsmaßnahmen bei Havarien 380 Literatur 381 15 Prüfungen im Lohnauftrag (Outsourcing) 383 Literatur 384 Mikrobiologische Netzwerke 385 Literatur 387 Adressen 389 Fachliteratur 397 Glossar 409 Stichwortverzeichnis 411

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Book SynopsisDas Arbeitsbuch zum neuen "großen Atkins"! Der "große Atkins" ist und bleibt ein Muss für alle Studierenden, die sich ernsthaft mit der Physikalischen Chemie auseinandersetzen. In unverwechselbarem Stil deckt Peter Atkins mit seinen Koautoren Julio de Paula und James Keeler die gesamte Bandbreite dieses faszinierenden und herausfordernden Fachs ab. Das darauf abgestimmte Arbeitsbuch bietet die vollständigen Lösungen der leichteren "a"-Aufgaben und der schwereren Aufgaben sowie Musterantworten zu den ungeraden Diskussionsfragen.Table of ContentsVorwort ix 1 Die Eigenschaften der Gase 1 1.1 Das ideale Gas 1 1.2 Die kinetische Gastheorie 12 1.3 Reale Gase 22 2 Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik 39 2.1 Grundbegriffe 39 2.2 Die Enthalpie 45 2.3 Thermochemie 47 2.4 Zustandsfunktionen und totale Differenziale 56 2.5 Adiabatische Änderungen 62 3 Der Zweite und der Dritte Hauptsatz der Thermodynamik 69 3.1 Die Entropie 69 3.2 Entropieänderungen bei speziellen Prozessen 75 3.3 Die Messung der Entropie 85 3.4 Die Beschränkung auf das System 93 3.5 Die Verbindung von Erstem und Zweitem Hauptsatz 98 4 Physikalische Umwandlungen reiner Stoffe 109 4.1 Phasendiagramme 109 4.2 Thermodynamische Betrachtung von Phasenübergängen 111 5 Die Eigenschaften einfacher Mischungen 125 5.1 Die thermodynamische Beschreibung von Mischungen 125 5.2 Die Eigenschaften von Lösungen 136 5.3 Phasendiagramme flüssiger Zweikomponentensysteme 150 5.4 Phasendiagramme fester Zweikomponentensysteme 157 5.5 Phasendiagramme ternärer Systeme 162 5.6 Aktivitäten 167 6 Das chemische Gleichgewicht 181 6.1 Die Gleichgewichtskonstante 181 6.2 Die Verschiebung des Gleichgewichts bei Änderung der Reaktionsbedingungen 189 6.3 Elektrochemische Zellen 201 6.4 Standard-Elektrodenpotenziale 207 7 Quantentheorie 221 7.1 Die Anfänge der Quantenmechanik 221 7.2 Wellenfunktionen 227 7.3 Operatoren und Observablen 232 7.4 Translation 240 7.5 Schwingung 254 7.6 Rotation 263 8 Atomstruktur und Atomspektren 273 8.1 Wasserstoffähnliche Atome 273 8.2 Mehrelektronenatome 282 8.3 Atomspektren 285 9 Molekülstruktur 293 9.1 Valence-Bond (VB)-Theorie 293 9.2 Molekülorbital (MO)-Theorie: Das Wasserstoff-Molekülion 296 9.3 Molekülorbital (MO)-Theorie: homoatomare zweiatomige Moleküle 300 9.4 Molekülorbital (MO)-Theorie: heteroatomare zweiatomige Moleküle 305 9.5 Molekülorbital (MO)-Theorie: mehratomige Moleküle 309 10 Molekülsymmetrie 323 10.1 Die Symmetrieelemente von Molekülen 323 10.2 Gruppentheorie 331 10.3 Anwendungen der Molekülsymmetrie 341 11 Molekulare Spektroskopie 349 11.1 Allgemeine Merkmale spektroskopischer Methoden 349 11.2 Rotationsspektren 358 11.3 Schwingungsspektren zweiatomiger Moleküle 369 11.4 Schwingungsspektren mehratomiger Moleküle 381 11.5 Symmetrieanalyse von Schwingungsspektren 383 11.6 Elektronenspektren 385 11.7 Die Desaktivierung angeregter Zustände 396 12 Magnetische Resonanz 403 12.1 Grundlagen der magnetischen Resonanz 403 12.2 Eigenschaften von NMR-Spektren 406 12.3 Pulstechniken in der NMR 414 12.4 Elektronenspinresonanz (ESR) 422 13 Statistische Thermodynamik 427 13.1 Die Boltzmann-Verteilung 427 13.2 Die molekulare Zustandssumme 431 13.3 Die Energie von Molekülen 439 13.4 Das kanonische Ensemble 447 13.5 Innere Energie und Entropie 448 13.6 Abgeleitete Funktionen 461 14 Wechselwirkungen zwischen Molekülen 469 14.1 Elektrische Eigenschaften 469 14.2 Wechselwirkungen zwischen Molekülen 479 14.3 Flüssigkeiten 485 14.4 Makromoleküle 487 14.5 Aggregation und Selbstorganisation 498 15 Festkörper 505 15.1 Kristallstrukturen 505 15.2 Beugungstechniken zur Strukturanalyse 508 15.3 Bindungen in Festkörpern 514 15.4 Mechanische Eigenschaften von Festkörpern 519 15.5 Elektrische Eigenschaften von Festkörpern 521 15.6 Magnetische Eigenschaften von Festkörpern 522 15.7 Optische Eigenschaften von Festkörpern 525 16 Die Bewegung von Molekülen 529 16.1 Transporteigenschaften idealer Gase 529 16.2 Bewegung von Molekülen in Flüssigkeiten 535 16.3 Diffusion 540 17 Chemische Kinetik 549 17.1 Die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen 549 17.2 Integrierte Geschwindigkeitsgesetze 555 17.3 Reaktionen in der Nähe des Gleichgewichts 569 17.4 Die Arrhenius-Gleichung 573 17.5 Geschwindigkeitsgesetze 577 17.6 Reaktionsmechanismen 583 17.7 Photochemie 587 18 Reaktionsdynamik 603 18.1 Die Stoßtheorie 603 18.2 Diffusionskontrollierte Reaktionen 608 18.3 Die Theorie des Übergangszustands 611 18.4 Die Dynamik molekularer Stöße 621 18.5 Elektronentransfer in homogenen Systemen 622 19 Oberflächenprozesse 629 19.1 Eigenschaften der Oberflächen von Festkörpern 629 19.2 Adsorption und Desorption 633 19.3 Heterogene Katalyse 644 19.4 Elektronentransferprozesse an Elektroden 646

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Book SynopsisDas unverzichtbare, umfassende Lehrbuch der Physikalischen Chemie! Der "große Atkins" ist und bleibt ein Muss für alle Studierenden, die sich ernsthaft mit der Physikalischen Chemie auseinandersetzen. In unverwechselbarem Stil deckt Peter Atkins mit seinen Koautoren Julio de Paula und James Keeler die gesamte Bandbreite dieses faszinierenden und herausfordernden Fachs ab. In der neuen, sechsten Auflage ist der Inhalt modular aufbereitet, um so das Lernen noch strukturierter und zielgerichteter gestalten zu können. Wie immer beim "Atkins" gehen Anschaulichkeit und mathematische Durchdringung des Stoffes Hand in Hand. Und natürlich kommt der Bezug zu den Anwendungen der Physikalischen Chemie und ihrer Bedeutung für andere Fachgebiete nie zu kurz. * Jeder Abschnitt stellt explizit Motivation, Schlüsselideen und Voraussetzungen heraus * Durchgerechnete Beispiele, Selbsttests und Zusammenfassungen der Schlüsselkonzepte erleichtern Lernen und Wiederholen * Kästen mit Hinweisen zur korrekten Verwendung von Fachsprache und chemischer Konzepte helfen dabei, typische Fehler und Fehlvorstellungen zu vermeiden * Herleitungen von Gleichungen erfolgen in separaten Toolkits, um das Nachschlagen und Nachvollziehen zu erleichtern * Diskussionsfragen, leichte Aufgaben, schwerere Aufgaben, und abschnittsübergreifende Aufgaben in umfangreichen Übungsteilen an den Abschnittsenden * Set aus Lehrbuch und Arbeitsbuch: Das Arbeitsbuch bietet die vollständigen Lösungen der leichteren "a"-Aufgaben und der schwereren Aufgaben sowie Musterantworten zu den ungeraden Diskussionsfragen. Zusatzmaterial für Dozentinnen und Dozenten erhältlich unter www.wiley-vch.de/textbooksTable of ContentsEigenschaften von Gasen Der erste Hauptsatz der Thermodynamik Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik Phasenübergänge Mischungen Chemisches Gleichgewicht Quantentheorie Atomstruktur und Spektren Molekülstruktur Molekülsymmetrie Molekülspektroskopie Magnetresonanz Statistische Thermodynamik Molekulare Wechselwirkungen Festkörper Moleküle in Bewegung Chemische Kinetik Reaktionsdynamik Prozesse an Oberflächen

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Book SynopsisPrinciples of Biomedical Sciences and Industry Improve your product development skills to bring new ideas to biomedicine The development of innovative healthcare products, such as biodegradable implants, biopharmaceuticals, or companion diagnostics, requires a multi-disciplinary approach that incorporates scientific evidence with novel and innovative ideas to create new and improved products and treatments. Indeed, product development and the integration of science with commercial aspects have become key challenges for scientists working in the pharmaceutical, biotech, and medtech industries. Using a multi-pronged approach to development, Principles of Biomedical Sciences and Industry combines ideas and methodologies from four of the central areas of focus in the biomedical arena: pharmaceuticals, diagnostics, biomaterials, and medical devices. In doing so, the book covers the entire product lifecycle, from translating a scientific idea into a prototype to product development, launch, and management. Principles of Biomedical Sciences and Industry readers will also find: Several case studies from the most important product categories (pharmaceuticals, diagnostics, medical devices, combination products) Chapters dealing with toxicology and safety risks in development, as well as regulatory approval Key business aspects including how to secure funding, managing intellectual property, and price regulation in the market An ideal resource for teachers and students that conveys the information in an easily-digestible format Ideal for advanced students and young professionals pursuing a career in the biomedical and healthcare industries, Principles of Biomedical Sciences and Industry is an essential reference for those in pharmaceutical industry, biotechnologists, medicinal chemists, bio-engineers, pharma engineers, and management consultants.Table of ContentsTHE BIOMEDICAL INDUSTRY Material science industry Diagnostics industry Medical technology industry Pharmaceutical industry THE LONG WAY TO LAUNCH A NEW PRODUCT The standardized R&D process Drug Discovery: From idea to candidate Drug Development: From prototype to product The Impact of translational science Market launch and product LCM Impact of quality management The regulatory framework Case-in-point: The R&D process in medical devices and technology Case-in-point: The R&D process in (mobile) diagnostics STRATEGIC R&D MANAGEMENT The what and how of the industry Portfolio assessment Portfolio management and decision making Technology Management Project management IP management REAL LIFE IN THE INDUSTRY - APPLICATIONS IN LIFE SCIENCE Studies of success and failure Today's challenges and future trends

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Book SynopsisBiomedical Photonic Technologies A state-of-the-art examination of biomedical photonic research, technologies, and applications In Biomedical Photonic Technologies, a team of distinguished researchers delivers a methodical inquiry and evaluation of the latest developments in the field of biomedical photonics, with a focus on novel technologies, including optical microscopy, optical coherence tomography, fluorescence imaging-guided surgery, photodynamic therapy dosimetry, and optical theranostic technologies. Each discussion of individual technologies includes examples of their contemporary application in areas like cancer therapy and drug delivery. Readers will discover the major research advancements in biomedical photonics from the last 20 years, ascertaining the basic principles of formation, development, and derivation of biomedical photonics phenomena at a variety of scales. Readers will also find: A thorough introduction to advanced wide-field fluorescent microscopy for biomedicine Comprehensive explorations of fluorescence resonance energy transfer and optical coherence tomography for structural and functional imaging Practical exploration of coherent Raman scattering microscopy and biomedical applications, as well as fluorescence image-guided surgery Complete analyses of enhanced photodynamic therapy, optogenetics, and optical theranostics employing gold nanoparticles Perfect for biophysicists and applied physicists, Biomedical Photonic Technologies will also benefit bioengineers and biotechnologists in academia and in industry.Table of ContentsOPTICAL MICROSCOPY Optical Section Super-Resolution Microscope FLUORESCENCE RESONANCE ENERGY TRANSFER (FRET) Process of Fluorescence Emission Process and Properties of FRET The Donors-Acceptors Couple (D-A Couple) Theory of FRET Types of FRET Process Common Fluorescent Groups of FRET Optical Properties of D-A Couple in FRET System Qualitative FRET Detection Quantitative FRET Detection Common Instruments of FRET Signal Detection and Analysis Applications of FRET in Biomedicine OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY (OCT) Imaging Mechanism of OCT OCT Functional Imaging Applications for OCT COHERENT RAMAN SCATTERING MICROSCOPY Introduction Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microscopy Stimulated Raman Scattering Microscopy Biomedical and Biological Applications of CRS Microscopy Prospects and Challenges FLUORESCENCE IMAGING GUIDED SURGERY Introduction Fluorescence Probes for Imaging Guided Surgeries Imaging Systems Typical Fluorescence Imaging Guide Surgeries Limitations and Challenges PHOTODYNAMIC THERAPY DOSIMETRY Introduction Implicit Dosimetry Explicit Dosimetry Biological Response Singlet Oxygen Luminescence Dosimetry Challenges and Perspectives OPTICAL TISSUE PHANTOMS FOR IMAGING AND SPECTROSCOPY Introduction Absorption, Scatter and Fluorescence Phantom Composition Typical Tissue Phantoms Methods for Measuring Optical Properties of the Phantoms Applications of Tissue Phantoms Future Prospects OPTICAL THERANOSTIC TECHNOLOGIES BASED ON PRECIOUS METAL NANOPARTICLES Optical Properties of Gold Nanoparticles (GNPs) GNPs-Mediated Optical Diagnostic Technology GNPs-Mediated Phototherapy for Cancer GNPs-Mediated Precision Treatment

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Book SynopsisBasic Electrochemistry for Biotechnology Understand the basics of a thriving interdisciplinary research field Microbial electrochemistry is a subfield of bioelectrochemistry which concerns interactions between microbial organisms and electrically active surfaces such as electrodes. Its growth as a subject of research has been rapid in recent years, and its technological applications are many, particularly as the race to find sustainable organic energy sources accelerates. Basic Electrochemistry for Biotechnology offers an accessible overview of this interdisciplinary subject and its potential applications. Moving smoothly from the general to the specific, it offers both fundamental principles and some of the most relevant specific examples, such as biofilm electrodes, microbial fuel cells or microbial electrosynthesis cells, making it the ideal choice for building a working knowledge of this exciting new field. Its solid foundation of microbial electrochemical technologies also serves as a starting point for a wide range of applied research areas. Basic Electrochemistry for Biotechnology readers will also find: Carefully designed artistic illustrations Hands-on exercises throughout to facilitate entry into laboratory work Numerous illustrative examples and calculations designed to demonstrate and reinforce key principles Basic Electrochemistry for Biotechnology is the perfect point of entry into this growing field for both students and researchers.Table of ContentsList of Figures ix List of Boxes xxi Preface xxiii 1 A Reader’s Guide to Basic Electrochemistry for Biotechnology 1 2 A Basic Introduction to Microbial Electrochemical Technologies 3 2.1 Introduction to Microbial Energy Conversion and Microbial Electrochemical Technologies 3 2.1.1 Microbial Conversions 3 2.1.2 Microbial Fuel Cells and Microbial Electrolysis Cells 5 2.2 Electroactive Microorganisms and Mechanisms of Extracellular Electron Transfer 7 2.2.1 Extracellular Electron Transfer Mechanisms: The Role Models of Electroactive Microorganisms 7 2.2.2 A Snapshot on Electroactive Microorganisms 8 2.3 Energetics: The Redox Tower and a Water Analogy 9 2.4 Wastewater Characteristics 13 2.4.1 Physical Wastewater Characteristics 14 2.4.2 Chemical Wastewater Characteristics 14 2.4.3 Organic Constituents in Wastewater 15 2.4.4 Biological Wastewater Characteristics 16 2.5 Microbial Electrochemical Technologies: Systems and Design 17 2.5.1 Main Components and Design 17 2.5.2 Operational Modes 18 2.5.3 Electrodes and Current Collectors 19 2.5.4 Ionic Charge Transport and Membranes 21 2.5.5 Lab Measurements and Criteria for Normalization 22 2.6 Short Alert on Terminology 23 Questions 24 References 25 3 Electrochemical Potential, Electrode Potential, and the Need for Reference Electrodes 27 3.1 Introduction to Electrochemical Potentials 27 3.1.1 A Physical-Chemical Approach Toward Electrochemical Potentials 28 3.2 Electrodes and Electrode Reactions 36 3.2.1 Definition of Electrodes and Electrochemical Half-Cells 36 3.2.2 Scientific Notation of Electrochemical Cells 37 3.2.3 Types of Electrodes 38 3.3 The Relative Electrode Potential and the Need for Reference Electrodes 40 3.3.1 Point of Reference for Electrode Potentials 42 3.3.2 Reference Electrodes Explained via the Water Analogy 45 Questions 46 References 47 4 Reaction Equations and Thermodynamics of Electrochemical Reactions 49 4.1 Introduction to Oxidation and Reduction Reactions and Thermodynamic Limits 49 4.2 How to Write and Balance Reaction Equations of (Bio)electrochemical Reactions 50 4.2.1 Reaction Equations for the Hydrogen Fuel Cell 51 4.2.2 Reaction Equations for a Microbial Electrolysis Cell 53 4.3 Thermodynamics of Electrochemical Conversions 57 4.3.1 Calculations Assuming Standard Conditions 57 4.3.2 The Effect of Actual Concentrations on Gibbs Free Energy Change 62 4.3.3 The Effect of Temperature on Gibbs Free Energy Change 65 Questions 68 References 68 5 Static Electrochemical Methods 69 5.1 Introduction to Static Electrochemical Methods 69 5.2 What Is a Three-Electrode Arrangement, a Potentiostat or Power Supply, and for What Are They Needed? 70 5.3 The Electrochemical Double Layer and Capacitive Current 74 5.4 Potentiometry, Amperometry, Coulometry, and Constant Current Measurements 78 5.5 Chronoamperometry 82 Questions 87 References 88 6 Electrochemical Kinetics 89 6.1 Introduction to Electrochemical Kinetics 89 6.2 Basics of Electrochemical Kinetics 90 6.3 Electrochemical Reversibility 91 6.4 Overpotentials 94 6.5 The Overpotential Due to Mass Transfer 98 6.6 Potential-Current Plots and Electrode Kinetics 101 6.7 The Butler–Volmer Equation 103 6.8 Tafel Equation and Tafel Plots 106 6.9 Electrocatalysis 108 Questions 113 References 114 7 Dynamic Electrochemical Methods 115 7.1 Introduction to Electrochemical Methods with Changing Electrode Potential 115 7.2 Voltammetry 117 7.3 Performing Dynamic Electrochemical Methods Using Potentiostats: Discriminating Capacitive and Faradaic Current 117 7.3.1 The Principles of Linear Sweep Voltammetry 120 7.4 Cyclic Voltammetry 123 7.4.1 General Considerations and Basic Data Analysis 123 7.4.2 Studying Biofilm Electrodes Using Cyclic Voltammetry 131 7.4.3 Experimental Design and Limits of Information from Data 134 7.5 Redox-Active Components in Microorganisms 136 7.6 Acquisition of Polarization and Power Curves Using Stepwise Chronoamperometry and Chronopotentiometry 139 7.7 Acquisition of Polarization Curves Using External Resistance 145 7.8 Electrochemical Impedance Spectroscopy 147 Questions 152 References 152 8 Electrochemical Analysis of Reactors 155 8.1 Introduction to Characterization of Microbial Electrochemical Cells 155 8.2 Mass and Electron Balances and Efficiency of Conversions 157 8.2.1 Establishing Balances for Mass and Electrons 157 8.2.2 Removal Efficiency 158 8.2.3 Coulombic Efficiency 159 8.3 Polarization and Power Curves: Analysis of Measured Data 161 8.4 Internal Resistance and Potential Losses 168 8.5 Energy Efficiency and Voltage Efficiency 174 8.6 Ionic Current and Transport Numbers 176 8.6.1 Ionic Current for the Specific Removal and Recovery of Ions 176 8.6.2 Ionic Current and pH Gradients 177 Questions 178 References 179 9 Seizing the Beauty and Acknowledging the Complexity of Basic Electrochemistry for Biotechnology 181 Appendix A Abbreviations 185 Appendix B Symbols with Definition and Unit 187 Appendix C Solutions to Exercises 193 Appendix D Tabulated Values 217 Index 219

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Book SynopsisOpen Access Databases and Datasets for Drug Discovery Timely resource discussing the future of data-driven drug discovery and the growing number of open-source databases With an overview of 90 freely accessible databases and datasets on all aspects of drug design, development, and discovery, Open Access Databases and Datasets for Drug Discovery is a comprehensive guide to the vast amount of “free data” available to today’s pharmaceutical researchers. The applicability of open-source data for drug discovery and development is analyzed, and their usefulness in comparison with commercially available tools is evaluated. The most relevant databases for small molecules, drugs and druglike substances, ligand design, protein 3D structures (both experimental and calculated), and human drug targets are described in depth, including practical examples of how to access and work with the data. The first part is focused on databases for small molecules, followed by databases for macromolecular targets and diseases. The final part shows how to integrate various open-source tools into the academic and industrial drug discovery and development process. Contributed to and edited by experts with long-time experience in the field, Open Access Databases and Datasets for Drug Discovery includes information on: An extensive listing of open access databases and datasets for computer-aided drug design PubChem as a chemical database for drug discovery, DrugBank Online, and bioisosteric replacement for drug discovery supported by the SwissBioisostere database The Protein Data Bank (PDB) and macromolecular structure data supporting computer-aided drug design, and the SWISS-MODEL repository of 3D protein structures and models PDB-REDO in computational aided drug design (CADD), and using Pharos/TCRD for discovering druggable targets Unmatched in scope and thoroughly reviewing small and large open data sources relevant for rational drug design, Open Access Databases and Datasets for Drug Discovery is an essential reference for medicinal and pharmaceutical chemists, and any scientists involved in the drug discovery and drug development.Table of ContentsSeries Editors Preface xiii Raimund Mannhold – A Personal Obituary from the Series Editors xvii A Personal Foreword xxi 1 Open Access Databases and Datasets for Computer-Aided Drug Design. A Short List Used in the Molecular Modelling Group of the SIB 1 Antoine Daina, María José Ojeda-Montes, Maiia E. Bragina, Alessandro Cuozzo, Ute F. Röhrig, Marta A.S. Perez, and Vincent Zoete References 30 Part I Small Molecules 39 2 PubChem: A Large-Scale Public Chemical Database for Drug Discovery 41 Sunghwan Kim and Evan E. Bolton 2.1 Introduction 41 2.2 Data Content and Organization 42 2.3 Tools and Services 45 2.3.1 PubChem Search 45 2.3.2 Summary Pages 48 2.3.3 Literature Knowledge Panel 49 2.3.4 2D and 3D Neighbors 50 2.3.5 Classification Browser 51 2.3.6 Identifier Exchange Service 52 2.3.7 Programmatic Access 52 2.3.8 PubChem FTP Site and PubChemRDF 53 2.4 Drug- and Lead-Likeness of PubChem Compounds 54 2.5 Bioactivity Data in PubChem 56 2.6 Comparison with Other Databases 57 2.7 Use of PubChem Data for Drug Discovery 58 2.8 Summary 59 Acknowledgments 60 References 60 3 DrugBank Online: A How-to Guide 67 Christen M. Klinger, Jordan Cox, Denise So, Teira Stauth, Michael Wilson, Alex Wilson, and Craig Knox 3.1 Introduction 67 3.2 DrugBank 68 3.2.1 Overview of DrugBank 68 3.2.2 DrugBank Datasets 69 3.2.2.1 Drug Cards: An Overview and Navigation Guide 70 3.2.2.2 Identification 70 3.2.2.3 Pharmacology 71 3.2.2.4 Categories 73 3.2.2.5 Properties 73 3.2.2.6 Targets, Enzymes, Carriers, and Transporters 73 3.2.2.7 References 77 3.3 Protocols 77 3.3.1 General Workflows 77 3.3.1.1 Using DrugBank Online’s Search Functionality 77 3.3.1.2 Using DrugBank Online’s Advanced Search Functionality 80 3.3.1.3 Browsing Drugs Using DrugBank Online’s Drug Categories 83 3.3.2 Identifying Chemicals and Relevant Sequences 86 3.3.2.1 Searching Using Chemical Structure Search 86 3.3.2.2 Using Sequence Search to Find Similar Targets 89 3.3.3 Extracting DrugBank Datasets for ml 93 3.4 Research Using DrugBank 94 3.5 Discussion and Conclusions 95 References 96 4 Bioisosteric Replacement for Drug Discovery Supported by the SwissBioisostere Database 101 Antoine Daina, Alessandro Cuozzo, Marta A.S. Perez, and Vincent Zoete 4.1 Introduction 101 4.1.1 Concept of Isosterism and Bioisosterism 101 4.1.2 Classical vs. Non-classical Bioisostere and Further Molecular Replacements 102 4.1.3 Bioisosteric Replacement in Drug Discovery 105 4.2 Construction and Dissemination of SwissBioisostere 106 4.2.1 Intention and Requirements 106 4.2.2 Bioactivity Data 107 4.2.3 Nonsupervised Matched Molecular Pair Analysis 108 4.2.4 Database 108 4.2.5 Web Interface 109 4.3 Content of SwissBioisostere 111 4.3.1 Global Content 111 4.3.2 Biological and Chemical Contexts 112 4.3.3 Fragment Shape Diversity 113 4.4 Usage of SwissBioisostere 115 4.4.1 Website Usage 115 4.4.2 Most Frequent Requests 117 4.4.3 Examples Related to Drug Discovery 117 4.4.3.1 Use Cases 117 4.4.3.2 Replacing Unwanted Chemical Groups 118 4.4.3.3 Optimization of Passive Absorption and Blood–Brain Barrier Diffusion 122 4.4.3.4 Reduction of Flexibility 124 4.4.3.5 Reduction of Aromaticity/Escape from Flatland 128 4.5 Conclusive Remarks 133 Acknowledgment 133 References 133 Part II Macromolecular Targets and Diseases 139 5 The Protein Data Bank (PDB) and Macromolecular Structure Data Supporting Computer-Aided Drug Design 141 David Armstrong, John Berrisford, Preeti Choudhary, Lukas Pravda, James Tolchard, Mihaly Varadi, and Sameer Velankar 5.1 Introduction 141 5.2 Small Molecule Data in Protein Data Bank (PDB) Entries 142 5.2.1 What Data are in the PDB Archive? 142 5.2.2 Definition of Small Molecules in OneDep 145 5.3 Small Molecule Dictionaries 146 5.3.1 wwPDB Chemical Component Dictionary (CCD) 146 5.3.2 The Peptide Reference Dictionary 147 5.4 Additional Ligand Annotations in the PDB Archive 148 5.4.1 Linkage Information 148 5.4.2 Carbohydrates 149 5.5 Validation of Ligands in the Worldwide Protein Data Bank (wwPDB) 150 5.5.1 Various Criteria and Software Used for Validating Ligand in Validation Reports 150 5.5.2 Identification of Ligand of Interest (LOI) 151 5.5.3 Geometric and Conformational Validation 152 5.5.4 Ligand Fit to Experimental Electron Density Validation 152 5.5.5 Accessing wwPDB Validation Reports from PDBe Entry Pages 154 5.5.6 Other Planned Improvements to Enhance Ligand Validation 154 5.6 PDBe Tools for Ligand Analysis 155 5.6.1 Ligand Interactions 155 5.6.1.1 Classifying Ligand Interactions 155 5.6.1.2 Data Availability 156 5.6.2 Ligand Environment Component 156 5.6.3 Chemistry Process and FTP 158 5.6.4 PDBeChem Pages 158 5.7 Ligand-Related Annotations in the PDBe-KB 158 5.7.1 Introduction to PDBe-KB 158 5.7.2 Data Access Mechanisms for Ligand-Related Annotations 160 5.7.3 Ligand-Related Annotations on the Aggregated Views of Proteins 162 5.8 Case Study: Using PDB Data to Support Drug Discovery 164 5.9 Conclusions and Outlook 165 5.9.1 Upcoming Features and Improvements 166 References 167 6 The SWISS-MODEL Repository of 3D Protein Structures and Models 175 Xavier Robin, Andrew Mark Waterhouse, Stefan Bienert, Gabriel Studer, Leila T. Alexander, Gerardo Tauriello, Torsten Schwede, and Joana Pereira 6.1 Introduction 175 6.2 SMR Database Content and Model Providers 176 6.2.1 PDB 177 6.2.2 Swiss-model 177 6.2.3 AlphaFold Database 179 6.2.4 ModelArchive 180 6.3 Protein Feature Annotation and Cross-References to Computational Resources 181 6.3.1 Structural Features, Ligands, and Oligomers 181 6.3.2 SWISS-MODEL associated tools 182 6.3.3 Web and API Access 183 6.4 Quality Estimates and Benchmarking 188 6.5 Binding Site Conformational States 189 6.6 SMR and Computer-Aided Structure-based Drug Design 190 6.7 Conclusion and Outlook 191 References 193 7 PDB-REDO in Computational-Aided Drug Design (CADD) 201 Ida de Vries, Anastassis Perrakis, and Robbie P. Joosten 7.1 History and Concepts 201 7.1.1 X-ray Structure Models 201 7.1.2 PDB-REDO Development 202 7.1.2.1 First Uniformity 203 7.1.2.2 Automatic Rebuilding of Protein Backbone and Side Chains 203 7.1.2.3 Automated Model Completion Approaches 204 7.1.2.4 Systematic Integration of Structural Knowledge 205 7.1.2.5 Overview of PDB-REDO Pipeline 205 7.2 Structure Improvements by PDB-REDO 206 7.2.1 Parametrization and Rebuilding Effects on Small Molecule Ligands 206 7.2.1.1 Re-refinement Improves Ligand Conformation 206 7.2.1.2 Side Chain Rebuilding Improves Ligand Binding Sites 207 7.2.1.3 Histidine Flip and Improved Ligand Parameterization 208 7.2.2 Building of Protein Loops and Ligands into Protein Structure Models 210 7.2.2.1 Loop Building Completes a Binding Site Region 210 7.2.2.2 Loop Building Results in Improved Binding Sites 211 7.2.2.3 Building new Compounds into Density 212 7.2.3 Nucleic Acid Improvements by PDB-REDO 213 7.2.4 Glycoprotein Structure Model Rebuilding 214 7.2.5 Metal Binding Sites 214 7.2.6 Limitations of the PDB-REDO Databank 216 7.3 Access the PDB-REDO Databank and Metadata 218 7.3.1 Downloading and Inspecting Individual PDB-REDO Entries 218 7.3.2 Data Available in PDB-REDO Entries 220 7.3.3 Usage of the Uniform and FAIR Validation Data 220 7.3.4 Creating Datasets from the PDB-REDO Databank 222 7.3.5 Submitting Structure Models to the PDB-REDO Pipeline 223 7.4 Conclusions 223 Acknowledgments and Funding 224 List of Abbreviations and Symbols 224 References 225 8 Pharos and TCRD: Informatics Tools for Illuminating Dark Targets 231 Keith J. Kelleher, Timothy K. Sheils, Stephen L. Mathias, Dac-Trung Nguyen, Vishal Siramshetty, Ajay Pillai, Jeremy J. Yang, Cristian G. Bologa, Jeremy S. Edwards, Tudor I. Oprea, and Ewy Mathé 8.1 Introduction 231 8.2 Methods 233 8.2.1 Data Organization 233 8.2.1.1 Target Alignment 234 8.2.1.2 Disease Alignment 234 8.2.1.3 Ligand Alignment 234 8.2.1.4 Data and UI Updates 235 8.2.2 Programmatic Access and Data Download 235 8.2.3 UI Organization 235 8.2.3.1 List Pages 236 8.2.3.2 Details Pages 236 8.2.3.3 Search 238 8.2.3.4 Tutorials 240 8.2.4 Analysis Methods Within Pharos 240 8.2.4.1 Searching for Ligands 240 8.2.4.2 Finding Targets by Amino Acid Sequence 241 8.2.4.3 Finding Targets with Similar Annotations 241 8.2.4.4 Finding Targets with Predicted Activity 241 8.2.4.5 Enrichment Scores for Filter Values 241 8.3 Use Cases 242 8.3.1 Hypothesizing the Role of a Dark Target 242 8.3.1.1 Primary Documentation 242 8.3.1.2 List Analysis 247 8.3.1.3 Downloading Data 251 8.3.1.4 Variations on this Use Case 251 8.3.2 Characterizing a Novel Chemical Compound 251 8.3.2.1 Finding Predicted Targets 252 8.3.2.2 Analyzing Similar Ligands 254 8.3.2.3 Ligand Details Pages 256 8.3.2.4 Variations on this Use Case 257 8.3.3 Investigating Diseases 260 8.4 Discussion 262 Funding 264 References 264 Part III Users’ Points of View 269 9 Mining for Bioactive Molecules in Open Databases 271 Guillem Macip, Júlia Mestres-Truyol, Pol Garcia-Segura, Bryan Saldivar-Espinoza, Santiago Garcia-Vallvé, and Gerard Pujadas 9.1 Introduction 271 9.2 Main Tools for Virtual Screening 272 9.2.1 ADMET and PAINS Filtering 272 9.2.2 Protein–Ligand Docking 274 9.2.3 Pharmacophore Search 275 9.2.4 Shape/Electrostatic Similarity 276 9.2.5 Protein-Structure Databases 277 9.2.6 The Protein Data Bank 278 9.2.7 The PDB-REDO Databank 278 9.2.8 The SWISS-MODEL Repository 279 9.2.9 The AlphaFold Protein Structure Database 279 9.3 Validating Binding Site and Ligand Coordinates in Three-Dimensional Protein Complexes 280 9.4 Databases for Searching New Drugs 281 9.4.1 Coconut 281 9.4.2 GDBs 282 9.4.3 Zinc 20 282 9.5 Databases of Bioactive Molecules 282 9.5.1 The BindingDB Database 283 9.5.2 PubChem 283 9.5.3 ChEMBL 284 9.6 Databases of Inactive/Decoy Molecules 285 9.6.1 Collecting Experimentally Inactive Compounds from PubChem 285 9.6.2 Collecting Presumed Inactive Compounds from Decoy Databases 285 9.6.3 Building Custom-Based Decoy Sets 286 9.7 Main Metrics for Evaluating the Success of a Virtual Screening 286 9.8 Concluding Remarks 288 References 289 10 Open Access Databases – An Industrial View 299 Michael Przewosny 10.1 Academic vs. Industrial Research 299 10.2 Scaffold-Hopping 310 10.3 Virtual-Screening 311 Abbreviations 312 References 313 Index 317

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Book SynopsisSuper Resolution Optical Imaging and Microscopy Extremely comprehensive resource containing cutting-edge and practical knowledge of super-resolution optical imaging This book covers both the basic principles and specific technical details of super-resolution microscopy techniques. It covers the criteria to choose different fluorophores for various SRM methods and critically assesses the nitty-gritty of associated problems that are often encountered in practical applications. A progressive guide to designing the next generation of advanced fluorophores to meet the goal of advanced SR imaging studies is also put forward. Written by two well-qualified authors, the book contains exclusive content to enhance readers’ understanding on innovation of newer SRM technologies. Sample topics covered in the book include: Optical techniques, fluorescent probe design, and algorithm development Recent highlight and breakthroughs in biology using SRM methods The overall success of SRM in biological inventions The future direction and scope of the field This book is an invaluable resource for chemists and researchers/scientists involved in designing newer fluorescent materials for SRM studies. It can also assist biologists engaged in advanced biological studies using SRM by guiding them through sample preparation, image processing, and precautions to be taken in practical imaging studies.Table of ContentsPreface xi 1 Super-Resolution Microscopy (SRM): Brief Introduction 1 Zhigang Yang, Soham Samanta, and Yingchao Liu 1.1 Optical Microscopy 1 1.1.1 History and Background 1 1.2 Specialized Optical Microscopes 3 1.2.1 Inverted Microscopes 4 1.2.2 Confocal Microscopes 4 1.3 Optical Diffraction Limit 5 1.4 Super-Resolution Microscopy: Overcoming the Diffraction Limit 6 1.5 Near-Field Scanning Optical Microscopy 7 1.6 Far-Field Super-Resolution Microscopy 8 1.7 Fluorescent Probes for Super-Resolution Microscopy 9 1.8 Image Analysis Algorithms 10 1.9 Applications 11 1.10 Outline of the Content of Succeeding Chapters 11 Acknowledgment 11 References 12 2 Point Spread Function Engineering SRM 15 Wei Yan, Luwei Wang, Yinru Zhu, Jialin Wang, and Ruijie Xiang 2.1 Stimulated Emission Depletion Microscopy (STED) 15 2.1.1 Principles of STED 15 2.1.2 Three-Dimensional STED 16 2.1.3 Multi-Color and Multi-Photon STED 18 2.1.4 Strategies to Reduce STED Power 20 2.1.4.1 Time-Gated STED Technology 21 2.1.4.2 Offline Gated STED Technology 22 2.1.4.3 Phasor-Plot Analysis of STED-FLIM 23 2.1.4.4 STED Super-Resolution Imaging with Quantum Dots 24 2.1.4.5 Temporal and Spatial Modulation STED 26 2.1.4.6 STED Super-Resolution Imaging Based on Adaptive Optics 27 2.1.5 Live Cell Imaging 29 2.2 Ground State Depletion (GSD) Microscopy 32 2.2.1 Principles of GSD 32 2.2.2 Advantages and Disadvantages of GSD 33 2.2.3 Applications of GSD 34 2.3 Reversible Saturable Optical Fluorescence Transition Microscopy 34 2.3.1 Improvement in the RESOLFT System 36 2.3.1.1 Parallelized RESOLFT Microscopy 36 2.3.1.2 Two-Photon RESOLFT 37 2.3.1.3 Dual-Channel RESOLFT Imaging 37 2.3.1.4 Three-Dimensional Imaging 37 2.3.2 Fluorescent Probe for RESOLFT Microscopy 38 2.3.2.1 Early-Stage: Fluorescent Protein 38 2.3.2.2 Improvement Based on Fluorescence Dynamics 39 2.3.2.3 Improvement in Other Properties 39 2.3.2.4 Organic Fluorophores 41 2.3.3 Advances in RESOLFT Application 42 2.3.3.1 Application in Life Science 42 2.3.3.2 Application in Writing and Manufacturing at the Nanoscale 43 2.4 Conclusion 44 Acknowledgment 44 References 45 3 Single-Molecule Localization Microscopy (SMLM) 51 Danying Lin, Yingying Jing, Pengfa Chen, Zekai Wu, Zhenquan Gong, Jiao Zhang, Arup Tarai, and Xuehua Wang 3.1 Main Idea of SMLM 51 3.2 Stochastic Optical Reconstruction Microscopy (STORM) 53 3.2.1 Implementation of STORM 53 3.2.1.1 Typical Optical Setup 53 3.2.1.2 Two Key Steps 54 3.2.1.3 Derivative Forms 56 3.2.2 Key Consideration in STORM 57 3.2.3 Multi-Color STORM 59 3.2.4 Three-Dimensional STORM 61 3.2.4.1 PSF Engineering 63 3.2.4.2 Multi-Focal Plane Imaging 67 3.2.4.3 Other Methods 68 3.2.5 Live Cell STORM Imaging 69 3.3 Photo-Activated Localization Microscopy (PALM) 72 3.3.1 Basic Principle of PALM and Differences with STORM 72 3.3.2 Single-Particle Tracking PALM (sptPALM) 73 3.4 Point Accumulation for Imaging in Nanoscale Topography (paint) 75 3.4.1 Basic Principle, Advantages, and Disadvantages of PAINT 75 3.4.2 Modifications of PAINT 76 3.4.2.1 uPAINT 76 3.4.2.2 DNA-PAINT and Exchange-PAINT 76 3.5 Single-Molecule Localization Algorithms 78 3.5.1 Algebraic Algorithms 78 3.5.2 Single-Emitter Fitting Algorithms 79 3.5.3 Multi-Emitter Fitting Algorithms 80 3.5.4 CS Algorithms 82 3.5.5 Other Methods 83 3.6 Minflux 84 3.7 Conclusion 84 Acknowledgment 85 References 85 4 Fluorescence Fluctuation-Based Super-Resolution Imaging 93 Xuehua Wang and Bin Yu 4.1 Stochastic Optical Fluctuation Imaging (SOFI) 94 4.1.1 XC-SOFI 95 4.1.2 bSOFI 96 4.1.3 fSOFI 96 4.1.4 Speckle SOFI 97 4.2 Other Techniques 99 4.2.1 VISion 99 4.2.2 Bayesian Analysis of Blinking and Bleaching (3B) 99 4.2.3 Super-resolution Radial Fluctuations (SRRF) 100 4.2.4 Entropy-Based Super-Resolution Imaging (ESI) 101 4.2.5 Multiple Signal Classification Algorithm for Super-resolution Fluorescence Microscopy (MUSICAL) 102 4.3 Applications of Fluorescence Fluctuation-Based SRM Methods 102 4.4 Conclusion 103 Acknowledgment 104 References 104 5 Structured Illumination Microscopy 107 Bin Yu, Siwei Li, Faiz Wali, and Rong Xu 5.1 Introduction 107 5.2 Wide-field SIM 107 5.2.1 Basics of SIM 108 5.2.2 SR-SIM 110 5.2.2.1 Conventional Grating-Based SIM 111 5.2.2.2 Blind SIM 113 5.2.2.3 Grazing Incidence SIM (GI–SIM) 116 5.2.2.4 Hessian-SIM 117 5.2.3 Summary 118 5.3 Point-Scanning SIM 118 5.3.1 Principle of PS-SIM 119 5.3.2 PS-SIM Based on the Digital Method 121 5.3.3 PS-SIM Based on the Optical Method 123 5.3.4 Special PS-SIM 126 5.3.5 Summary 127 5.4 Conclusions and Future Prospects 128 Acknowledgement 129 References 129 6 Deep Learning-Based SR Microscopy 135 Jia Li and Jianhui Liao 6.1 Introduction 135 6.2 Fundamentals of Deep Networks 135 6.2.1 Neural Networks 136 6.2.2 Activation Function and Layers 137 6.2.2.1 Sigmoid 138 6.2.2.2 Softmax 139 6.2.2.3 Rectified Linear Unit (ReLU) 139 6.2.2.4 Leaky ReLU 140 6.2.3 Training and Data 141 6.2.3.1 Gradient Descent 141 6.2.3.2 Backpropagation 142 6.2.3.3 Data 143 6.2.4 Loss Functions 144 6.3 Deep Learning for SR Image Reconstruction 144 6.3.1 2D Reconstruction Methods 145 6.3.1.1 Convolutional Neural Networks (CNNs) 145 6.3.1.2 Convolutional Layer 146 6.3.1.3 Pooling Layer 147 6.3.1.4 Properties 147 6.3.1.5 SR Image Reconstruction with CNN 148 6.3.1.6 Generative Adversarial Networks (GANs) 149 6.3.1.7 Game Theory 150 6.3.1.8 Architecture 150 6.3.1.9 Training 150 6.3.1.10 SR Image Reconstruction with GAN 151 6.3.2 3D Reconstruction Methods 153 6.4 Challenges of Deep Learning-Based Methods 153 6.4.1 Data Limitations 154 6.4.2 Training Obstacles 154 6.4.3 Result Reliability 155 6.5 Conclusion 156 References 158 7 Fluorescent Materials for Super-Resolution Imaging 163 Zhigang Yang and Soham Samanta 7.1 Fluorescent Probes for Super-Resolution Imaging 163 7.2 Fluorescent Proteins 164 7.2.1 FPs for STED and RESOLFT Nanoscopy 164 7.2.2 FPs for SMLM-Based SRM 169 7.2.3 FPs for SIM and Other New SRM Techniques 176 7.3 Small-Molecule Fluorescent Probes 176 7.3.1 Organic Fluorescent Probes for STED 176 7.3.1.1 Rhodamine-Based Fluorescent Probes for STED Imaging 177 7.3.1.2 Diverse Fluorescent Probes for STED Imaging 179 7.3.1.3 Phosphole-Based Fluorescent Probes for STED Imaging 183 7.3.2 Organic Fluorescent Probes for SMLM 185 7.3.2.1 Xanthene/Rhodamine Dyes 185 7.3.2.2 Cyanine Dyes 191 7.3.2.3 BODIPY and Oxazine/Spiropyran Dyes 194 7.3.2.4 Other Dyes (2-dithienylethenes and Cicyanodihydrofurans) 198 7.3.3 Organic Fluorescent Probes for SIM 199 7.4 Fluorescent Metal Complexes for SRM 202 7.4.1 Fluorescent Metal Complexes for STED 202 7.4.2 Fluorescent Metal Complexes for SMLM 203 7.4.3 Fluorescent Metal Complexes for SIM 204 7.5 Fluorescent Nanomaterials (Nanoparticles/Quantum Dots/Carbon Nanotubes/Carbon Dots (CDs)/Polymers Dots) for SRM 204 7.5.1 Fluorescent Nanomaterials for STED 205 7.5.2 Organic Nanoparticles 205 7.5.3 Inorganic Nanoparticles 211 7.5.4 Fluorescent Nanomaterials for SMLM 213 7.5.5 Fluorescent Nanomaterials for SIM 216 Acknowledgment 218 References 219 8 Conclusion and Future Perspectives 229 Zhigang Yang, Soham Samanta, and Junle Qu Index 235

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Book SynopsisCell-Penetrating Peptides The definitive reference on the rational design of cell-penetrating peptides enables readers to develop tailor-made peptides for their specific needs. In recent years, cell-penetrating peptides (CPPs) have become valuable tools for the cellular delivery of proteins, nucleic acids, and drugs. These small peptide sequences can be artificially designed and synthesized with custom-made characteristics to mediate the efficient and non-toxic transport of biomolecules, drugs, or nanoparticles into the cell. Cell-Penetrating Peptides: Design, Development, and Applications provides an up-to-date account of the development and use of CPPs for delivering membrane-impermeable bioactive molecules into cells. Bringing together contributions from leading researchers from around the world, this comprehensive volume describes the characteristics and mechanisms of CPPs as well as their application in both medicine, biotechnology and agriculture. Covers rational design and development of cell-penetrating peptides for use in cellular delivery of small molecule drugs, proteins, nucleic acids, and nanoparticles Presents the chemical and biological characteristics of CPP action in vitro and in vivo Describes the structure and design principles of both synthetic and naturally occurring CPPs Discusses key medical applications of CPPs such as oral delivery, intranasal delivery, and clinical trials Cell-Penetrating Peptides: Design, Development, and Applications is an essential resource for biochemists, medicinal chemists, molecular biologists, biotechnologists, and researchers studying CPPs in both academia and industry.Table of ContentsIntroduction PART 1: DESGIN OF CPPS Classification Tat Penetration Guanidino transporter Arg-rich peptides Transportan Hydrophobic peptides Foldamers PART 2: MECHANISM OF CPPS Peptide structure Cellular uptake Endosomal escape Pharmacokinetics PART 3: DELIVERY TOOLS Drug delivery Peptide & protein delivery Nucleic acid delivery Polymeric micelles Lipid-based nanoparticles PART 4: APPLICATIONS Oral delivery Intranasal delivery Clinical trials CPPs in Plants

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