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Botulinum neurotoxins (BoNT) are among the deadliest known toxins, are relatively easy to produce and have been incorporated into military weapons. Therefore they have been ranked as an agent with highest priority concerning threats of bioterrorism. In addition to the potential deliberate misuse of BoNT, natural outbreaks in farming and food manufacturing also constitute a typical point-of-care (POC) scenario for BoNT detection. In such a scenario fast (< 1 h), portable and automated, on-site detection of unknown BoNT types and forms is required. Existing POC systems for BoNT detection are suitable in specific fields of applications but are of limited use in such a scenario for several reasons. Possible disadvantages include: (i) the assay format does not allow for detection of a broad range of BoNT type and forms; (ii) the stage of developments are proof of concepts rather than thoroughly developed platforms; (iii) they are non-automated or (iv) have been developed on immobile laboratory devices; (v) important engineering aspects such as the reagent pre-storage or fabrication methods are neglected. In this thesis all these limitations are addressed, starting with the long-term storage and fabrication method: Reagent storage presents a major challenge, not only for BoNT detection but for POC detection in general. On-chip pre-storage and automated release of reagents would circumvent on-site pipetting steps which are otherwise necessary. This challenge is first addressed in this thesis with an ultrasonic welding parameter-study that allows for sealing reagents in aluminium / polyethylene (PE) composite film. These seals can be designed to open at defined burst pressures to release the reagents. The sealing time, pressure and amplitude were varied within the range of 100 – 400 ms, 50 – 250 kPa, and 12 – 24 µm, respectively. T-peel tests and electron micrographs revealed four different peel regimes, depending on the parameter combination: (I) Interlaminar peeling at low peel strength with uniform peeling along a weakly bonded PE lamination layer; (II) transition tearing at intermediate peel strength showing areas of interlaminar peeling and translaminar tearing; (III) translaminar tearing at high peel strength showing tears through the entire film; and, (IV) undefined tearing at varying tear strength occurring when vibration effects during welding lead to insufficient contact of the films or high pressures lead to a displacement of PE. This study allows the systematic adjustment of ultrasonic welding parameters for PE films. The parameter study was subsequently applied to tubular-shaped foil pouches called stick-packs. Stick-packaging has become a popular technology for food and drug packaging. In this study this technology has been miniaturized for use in lab-on-a-chip (LOAC) systems to pre-store and release liquid and dry reagents on-demand in a volume range of 80 – 500 µl. An integrated frangible seal enables the pressure-controlled release of reagents and simplifies the layout of LOAC systems, thereby making the package a functional microfluidic release unit. The frangible seal is adjusted to defined burst pressures ranging from 20 to 140 kPa. The applied ultrasonic welding process allows the packaging of temperature sensitive reagents. Stick-packs have been successfully tested applying recovery tests (where 99 % (STDV = 1 %) of 250 µl pre-stored liquid is released), long-term storage tests (where there is loss of < 0.5 % for simulated 2 years) and air transport simulation tests. The developed technology also enables the storage of a combination of liquid and dry reagents. It is a scalable technology suitable for rapid prototyping and low-cost mass production. In the final development a POC platform is presented that detects BoNT type A and E and all their subtypes and forms. A highly sensitive luciferase reporter assay has been automated by the centrifugal microfluidic LabDisk platform. The assay is based on the detection of BoNT's proteolytic activity and generation of a bioluminescent signal. This signal is caused by the release of luciferase which is pre-bound to microbeads via a peptide linker cleaved by BoNT. It detected purified BoNT holotoxin, BoNT in complex with neurotoxin associated proteins, and the recombinant enzymatic BoNT light chain in buffer and whole milk in the concentration range of 8 pM – 6 nM with a limit of detection of 6 – 14 pM. The intra-disk, intra-day and inter-day variability were in the range of 1 – 13 %, 1 – 7 % and 10 – 13 %, respectively. The developed LabDisk assay correlated well with the conventional microwell plate assay. It is superior to the conventional BoNT assays in terms of portability, lesser sample requirement, lesser number of working steps and detection of broad spectrum of BoNT types and forms. It takes only 30 minutes for 7 tests in parallel, which is ideal for POC detection of BoNT in case of security threats and food monitoring. The developed microfluidic chip has further potential to perform more tests in parallel or even to incorporate additional sample pre-treatment. With the cleavable linker that is sensitive to serotypes A, E and all their subtypes and forms, the LabDisk already detects a broad range of the most common types causing human botulism. An additional cleavable linker for further serotypes could enable the detection of the entire BoNT spectrum. This would not require changing the fluidic design or handling of the LabDisk. Furthermore the platform developed in this study is not only a proof of concept but has been validated under conditions that reflect real POC requirements. ; Botulinum Neurotoxine (BoNT) gehören zu den stärksten bekannten Toxinen, sind relativ einfach herstellbar und wurden bereits in militärischen Waffen integriert. Daher finden sich BoNT in der Kategorie von Toxinen, von denen die größte Bedrohung durch Bioterrorismus ausgeht. Neben der möglichen vorsätzlichen Freisetzung von BoNT treten auch natürliche Ausbrüche in der Tierhaltung und Lebensmittelherstellung auf, in denen Vor-Ort-Analysen benötigt werden. In solchen Szenarien werden schnelle (< 1 Stunde), tragbare und automatisierte Analysen von unbekannten BoNT-Typen und -Formen verlangt. Bereits entwickelte Vor-Ort-Systeme für die BoNT-Detektion haben zwar ihre Berechtigung in spezifischen Anwendungsgebieten, sie sind aber in einem der beschriebenen Notfallszenarien nur bedingt brauchbar: (I) Entweder erlaubt der Assay nicht die Detektion eines breiten BoNT-Spektrums, (II) das System wurde lediglich als Konzeptstudie beschrieben und liegt nicht als umfänglich entwickelte Plattform vor, (III) es sind nicht automatisierte Systeme, (IV) sie basieren auf stationären Laborgeräten oder (V) wichtige technische Aspekte, wie die Reagenzienvorlagerung und Fabrikationsprozesse wurden nicht berücksichtigt. Im praktischen Teil dieser Arbeit werden diese erwähnten Beschränkungen ausgearbeitet, beginnend mit der Reaganzienvorlagerung: Eine große Herausforderung in der Entwicklung von Vor-Ort-Analysen ist die langzeitstabile Vorlagerung von Reagenzien und deren automatisierte Freisetzung in Lab-on-a-Chip (LOAC) Systemen. Eine in dieser Arbeit durchgeführte Parameterstudie für das Ultraschallschweißen erlaubt die Verpackung von Reagenzien in Aluminium/Polyethylen-Verbundfolie. Die Siegelnähte der verschweißten Verpackung können so ausgelegt werden, dass sie bei einem definierten Druck delaminieren und die Reagenzien freisetzen. Die Siegezeit, der Schweißdruck und die Ultraschall-Amplitude wurden im Bereich 100 – 400 ms, 50 – 250 kPa und 12 – 24 µm variiert und deren Einfluss auf die Siegelstärke untersucht. Mit T-Peeltests und elektronenmikroskopischen Aufnahmen konnten vier Delaminationsbereiche in Abhängigkeit der Siegelparameter identifiziert werden: (I) Interlaminares Delaminieren bei tiefer Peelstärke mit einheitlicher Rissfläche entlang der Polyethylen-Schichten; (II) der Übergangsbereich mit mittlerer Peelstärke, in dem teilweise interlaminares und translaminares Delaminieren auftritt; (III) translaminares Delaminieren bei hoher Peelstärke, wobei sich die Risse nicht mehr entlang der beiden Folienschichten, sondern durch das ganze Polyethylen ausbreiten; (IV) undefiniertes Delaminieren wenn Vibrationseffekte während des Schweißvorganges zu ungenügendem Kontakt der Folien führen oder zu hohe Drücke das Polyethylen während des Schweißvorganges verdrängen, was zu unterschiedlichen Peelstäken führt. Die durchgeführte Studie erlaubt eine systematische Anpassung der Ultraschall-Parameter für Polyethylen-Folien, um definierte Peelstärken zu erhalten. Die Parameterstudie fand ihre Anwendung im Verschweißen von Folienbeuteln, sogenannten Stickpacks, in denen Reagenzien vorgelagert werden. Die Stickpack-Technologie wird bereits im Bereich der Lebensmittelverpackung und der Pharmazie vielseitig eingesetzt. In dieser Studie wurde die Verpackungstechnologie für den Einsatz in LOAC Systemen miniaturisiert. Dies erlaubt die Vorlagerung und definierte Freisetzung von Flüssig- und Trockenreagenzien in einem Volumenbereich von 80 – 500 µl. Die integrierte peelbare Siegelnaht ermöglicht eine druckgesteuerte Freisetzung der Reagenzien. Somit ist in die eigentliche Verpackung ein zusätzlicher Freisetz-Mechanismus integriert. Der geringe Wärmeeintrag des Ultraschall-Prozesses erlaubt dazu, auch temperaturempfindliche Reagenzien zu verpacken. Die Siegelnaht wurde für Delaminationsdrücke im Bereich 20 – 140 kPa eingestellt und untersucht. Die Stickpacks entleeren sich nahezu vollständig (99 % ± 1 % STDV bei 250 µl), besitzen eine hohe Barriereeigenschaft (Verlust < 0.5 % bei simulierter 2-jähriger Lagerung) und widerstehen standardisierte Flugtransport-Tests. Die Verpackung erlaubt zudem auch die kombinierte Vorlagerung von Flüssig- und Trockenreagenzien. Die Technologie wurde bereits auf einer industriellen Verpackungsanlage entwickelt, was einen direkten und kostengünstigen Transfer in die Massenproduktion erlaubt. Abschließend wurde eine Vor-Ort-Plattform entwickelt, die alle Subtypen und Formen von BoNT/A und E detektiert. Ein hochsensitiver Luciferase Reporter Assay wurde in einen mikrofluidischen Chip integriert und mit einem zentrifugalen System, der LabDisk Plattform, automatisiert. Der Assay detektierte die enzymatische Aktivität von BoNT über ein an Mikrobeads gebundenes spaltbares Polypeptid, welches Luciferase freisetzt und ein Biolumineszenzsignal generiert. Der Assay reagierte auf das isolierte BoNT Holotoxin, die mit assoziierten Proteinen komplexierte Form (BoNT complex) und die rekombinante enzymatische leichte Kette von BoNT (BoNT-LC) im Konzentrationsbereich von 8 pM – 6 nM mit einer Nachweisgrenze von 6 – 14 pM. Die Intra-Disk-, Intra- und Inter-Tages-Variabilitäten lagen im Bereich 1 – 13 %, 1 – 7 % und 10 – 13 %. Der entwickelte LabDisk Assay liefert vergleichbare Daten zu dem laborbasierten Mikrotiterplatten-Assay und übertrifft konventionelle Systeme für BoNT hinsichtlich Portabilität, kleinerer Probenmenge, geringere Anzahl an Arbeitsschritte und der Detektion eines breiten Spektrums an BoNT Subtypen und Formen. Eine LabDisk prozessiert sieben individuelle Tests parallel in 30 Minuten. Diese Leistungsdaten machen die LabDisk Plattform ideal für die Vor-Ort-Detektion im Sicherheitsbereich oder in der Lebensmittelüberwachung. Die mikrofluidische LabDisk bietet weiteres Potenzial, noch mehr Tests parallel zu integrieren oder eine zusätzliche Probenaufarbeitung vorzuschalten. Mit dem spaltbaren Polypeptid, welches auf die Serotypen A, E und alle entsprechenden Subtypen und Formen reagiert, detektiert die LabDisk bereits ein breites Spektrum der meist verbreiteten Typen, die den humanen Botulismus verursachen. Mit einem zusätzlichen Peptid, welches auf weitere Serotypen reagiert, kann die Detektion des gesamten BoNT Spektrums ermöglicht werden. Diese Änderung hätte jedoch keinen Einfluss auf die bereits entwickelte Fluidik der LabDisk oder deren Handhabung. Eine solche LabDisk kann direkt angewandt werden, da das entwickelte System keinesfalls eine bloße Machbarkeitsstudie darstellt sondern bereits unter Bedingungen validiert wurde, die den Anforderungen einer Vor-Ort-Detektion entsprechen.

Bedside handover is one of nursing care activities which involve patient during nurse-patient interaction a side of patient's bed between change shift. Patient may inquire all they want to know about their health condition, complaining and request for nursing care. However, the bedside handover often ineffectively run when a group of nurse hand in the nursing care plan for the following nurses shift. This study aimed to describe bedside handover activities based on patient's perspective in inpatient ward at one military hospital at Jember. This research used a quantitative approach with a descriptive survey design. There were 100 respondents recruited in this study using purposive sampling technique with criteria the patients had received nursing care at least two days in the inpatient ward. Data were collected using bedside report item survey questionnaire to measure bedside handover based on patient perception. The results showed the median of bedside handover was 33 (min-max = 10-40), indicated that the bedside handover from patient's point of view was in good category. Basically, the nurses have implemented the bedside handover, however there are problems occurred during its' implementation such as, high burden of nurse's work, limited time, lack of understanding and awareness regarding bedside handover. Patients have right to receive holistic nursing care, and it is the responsibility of nurses to provide excellent service including the action of bedside handover. Nursing manager should evaluate and supervise the bedside handover for all nurses routinely.