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Dr. Knemeyer, Jens-Peter

Postdoc; Fak. 3 - Physik

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Projekte

Fak. 3 • Mathematik
Projekt-ID:865
Entwicklungsvorhaben
abgeschlossen

Akronym: KI-Lehramt Entwicklung und Evaluation eines KI-Camus-Kurses (online) zur Implementierung des Themas „Ku?nstliche Intelligenz“ in die Lehramtsausbildung der MINT-Fächer
Acronym: AI teacher training Development and evaluation of a KI-Camus course (online) for the implementation of the topic “Artificial Intelligence” in teacher training for the MINT subjects
Projekt-ID:864
Transferprojekt
abgeschlossen

,Girls' Digital Camps" Transfer in den Wirtschaftsregionen Rhein-Neckar, Heilbronn­Franken und fünf weiteren Wirtschaftsregionen
,Girls' Digital Camps" Transfer
Projekt-ID:866
Forschungsprojekt
abgeschlossen

Fit for Future - Zukunftslabor MINT
Fit for Future - Lab
Projekt-ID:850
Forschungsprojekt
abgeschlossen

„Entwicklung und Evaluation eines KI-Campus-Kurses (online) zur Implementierung des Themas „Künstliche Intelligenz“ in die Lehramtsausbildung der MINT-Fächer“
„Entwicklung und Evaluation eines KI-Campus-Kurses (online) zur Implementierung des Themas „Künstliche Intelligenz“ in die Lehramtsausbildung der MINT-Fächer“
Projekt-ID:867
Entwicklungsvorhaben
abgeschlossen

IT-Berufsorientierungs-Akademien für Schülerinnen
IT career orientation academies for school girls
Projekt-ID:634
Entwicklungsvorhaben
abgeschlossen

Girls´ Digital Camps
Girls´ Digital Camps
Projekt-ID:635
Forschungsprojekt
abgeschlossen

Foresight4Youth! Arbeitswelten von morgen aus Sicht der Jugend von heute.
Foresight4Youth! Working worlds of tomorrow from the perspective of today's youth.
Projekt-ID:633
Entwicklungsvorhaben
abgeschlossen

helpING – mit MINT-Kompetenz und sozialem Engagement gesellschaftlichen Herausforderungen von morgen begegnen
Fak. 3 • Physik
Projekt-ID:865
Entwicklungsvorhaben
abgeschlossen

Akronym: KI-Lehramt Entwicklung und Evaluation eines KI-Camus-Kurses (online) zur Implementierung des Themas „Ku?nstliche Intelligenz“ in die Lehramtsausbildung der MINT-Fächer
Acronym: AI teacher training Development and evaluation of a KI-Camus course (online) for the implementation of the topic “Artificial Intelligence” in teacher training for the MINT subjects
Projekt-ID:864
Transferprojekt
abgeschlossen

,Girls' Digital Camps" Transfer in den Wirtschaftsregionen Rhein-Neckar, Heilbronn­Franken und fünf weiteren Wirtschaftsregionen
,Girls' Digital Camps" Transfer
Projekt-ID:866
Forschungsprojekt
abgeschlossen

Fit for Future - Zukunftslabor MINT
Fit for Future - Lab
Projekt-ID:850
Forschungsprojekt
abgeschlossen

„Entwicklung und Evaluation eines KI-Campus-Kurses (online) zur Implementierung des Themas „Künstliche Intelligenz“ in die Lehramtsausbildung der MINT-Fächer“
„Entwicklung und Evaluation eines KI-Campus-Kurses (online) zur Implementierung des Themas „Künstliche Intelligenz“ in die Lehramtsausbildung der MINT-Fächer“
Projekt-ID:867
Entwicklungsvorhaben
abgeschlossen

IT-Berufsorientierungs-Akademien für Schülerinnen
IT career orientation academies for school girls
Projekt-ID:634
Entwicklungsvorhaben
abgeschlossen

Girls´ Digital Camps
Girls´ Digital Camps
Projekt-ID:635
Forschungsprojekt
abgeschlossen

Foresight4Youth! Arbeitswelten von morgen aus Sicht der Jugend von heute.
Foresight4Youth! Working worlds of tomorrow from the perspective of today's youth.
Projekt-ID:633
Entwicklungsvorhaben
abgeschlossen

helpING – mit MINT-Kompetenz und sozialem Engagement gesellschaftlichen Herausforderungen von morgen begegnen

Publikationen

Alle2019201820172016201520142011201020082007200620052004200320022000
ArtikelDeutsch

Bewegung im naturwissenschaftlichen Unterricht

Knemeyer, J.-P., Dold, C., Rupp, R. & Marmé, N. (2019). Bewegung im naturwissenschaftlichen Unterricht. Didaktik aktuell, 1-4.

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helpING! Zukunfts-Orientierungs-Akademie für Schülerinnen in Heidelberg

Bickmann, I., Knemeyer, J.-P., Marmé, N. & Wehrspohn, R. (2018). helpING! Zukunfts-Orientierungs-Akademie für Schülerinnen in Heidelberg. MINT Zirkel 2018, 03.

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Einsatz von forschungsnahen Methoden im Schulunterricht-Ergebnisse einer Lehrkräftebefragung

Jannack, V., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2018). Einsatz von forschungsnahen Methoden im Schulunterricht-Ergebnisse einer Lehrkräftebefragung. In: Forschendes Lernen - the wider view: Eine Tagung des Zentrums für Lehrerbildung der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster vom 25. bis 27.09.2017 (S. 367-370). Münster: WTM-Verlag.

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Entwicklung eines Kompetenzrasters zur Beurteilung wissenschaftlicher Schreibkompetenz im naturwissenschaftlichen Unterricht

Flechsig, A., Jannack, V., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2018). Entwicklung eines Kompetenzrasters zur Beurteilung wissenschaftlicher Schreibkompetenz im naturwissenschaftlichen Unterricht. In: Qualitätsvoller Chemie - und Physikunterricht - normative und empirische Dimensionen. Didaktik der Chemie und Physik Jahrestagung in Regensburg 2017 (S. 154-158). Regensburg: Universität Regensburg.

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Lucycity-eine Konzeption für den forschenden Unterricht am Beispiel Nanotechnologie

Marmé, N. & Knemeyer, J.-P. (2018). Lucycity-eine Konzeption für den forschenden Unterricht am Beispiel Nanotechnologie. In: Forschendes Lernen - the wider view: Eine Tagung des Zentrums für Lehrerbildung der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster vom 25. bis 27.09.2017 (S. 261-264). Münster: WTM-Verlag.

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Studie zur Förderung von wissenschaftlichem Schreiben im naturwissenschaftlichen Unterricht

Flechsig, A., Marmé, N. & Knemeyer, J.-P. (2018). Studie zur Förderung von wissenschaftlichem Schreiben im naturwissenschaftlichen Unterricht. In: Forschendes Lernen - the wider view: Eine Tagung des Zentrums für Lehrerbildung der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster vom 25. bis 27.09.2017 (S. 425-428). Münster: WTM-Verlag.

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Von der Schule in die Hochschule - Physik-Vorbildung angehender Studierender der Ingenieurswissenschaften und Entwicklung eines Vorkurses

Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2018). Von der Schule in die Hochschule - Physik-Vorbildung angehender Studierender der Ingenieurswissenschaften und Entwicklung eines Vorkurses. In: Qualitätsvoller Chemie - und Physikunterricht - normative und empirische Dimensionen. Didaktik der Chemie und Physik Jahrestagung in Regensburg 2017 (S. 476-479). Regensburg: Universität Regensburg.

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Crazy Rides – Physikaufgaben am Beispiel der Achterbahn „Silver Star“

Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2017). Crazy Rides – Physikaufgaben am Beispiel der Achterbahn „Silver Star“. Heidelberg, didaktik-aktuell-Verlag.

Abstract
DOI: 10.13140/RG.2.2.35560.37124
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Experimente mit Eiern (Kopiervorlagen)

Marmé, N. & Knemeyer, J.-P. (2017). Experimente mit Eiern (Kopiervorlagen). Heidelberg, didaktik-aktuell-Verlag.

Abstract
DOI: 10.13140/RG.2.2.17599.51360
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Kompetenzraster für die Bewertung wissenschaftlicher Schülertexte

Flechsig, A., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2017). Kompetenzraster für die Bewertung wissenschaftlicher Schülertexte. Heidelberg, didaktik-aktuell-Verlag.

Abstract
DOI: 10.13140/RG.2.2.19339.39207
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Problembasiertes Lernen in Mechanik und Thermodynamik – Der PBL-Fall „Crazy Rides“

Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2017). Problembasiertes Lernen in Mechanik und Thermodynamik – Der PBL-Fall „Crazy Rides“. Heidelberg, didaktik-aktuell-Verlag.

Abstract
DOI: 10.13140/RG.2.2.31293.15840
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Schreibtraining – Wissenschaftliches Schreiben im naturwissenschaftlichen Unterricht

Flechsig, A., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2017). Schreibtraining – Wissenschaftliches Schreiben im naturwissenschaftlichen Unterricht. Heidelberg, didaktik-aktuell-Verlag.

Abstract
DOI: 10.13140/RG.2.2.22283.69923
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Wissenstest zur Überprüfung von Kenntnissen im wissenschaftlichen Schreiben

Flechsig, A., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2017). Wissenstest zur Überprüfung von Kenntnissen im wissenschaftlichen Schreiben. Heidelberg, didaktik-aktuell-Verlag.

Abstract
DOI: 10.13140/RG.2.2.35705.47203
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Ein Assessment-Center zur Kompetenzbewertung im Physikunterricht

Knemeyer, J.-P., Lutz, M., Wehrspohn, R., Bickmann, I. & Marmé, N. (2017). Ein Assessment-Center zur Kompetenzbewertung im Physikunterricht. In: Implementation fachdidaktischer Innovation im Spiegel von Forschung und Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik Jahrestagung in Zürich 2016 (S. 272-275). Regensburg: Universität Regensburg.

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Kompetenzentwicklung im naturwissenschaftlichen Unterricht

Jannack, V., Flechsig, A., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2017). Kompetenzentwicklung im naturwissenschaftlichen Unterricht. In: Implementation fachdidaktischer Innovation im Spiegel von Forschung und Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik Jahrestagung in Zürich 2016 (S. 268-271). Regensburg: Universität Regensburg.

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Wissenschaftliches Schreiben im naturwissenschaftlichen Unterricht

Flechsig, A., Knemeyer, J.-P., Glaser, J., Jannack, V. & Marmé, N. (2017). Wissenschaftliches Schreiben im naturwissenschaftlichen Unterricht. In: Implementation fachdidaktischer Innovation im Spiegel von Forschung und Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik Jahrestagung in Zürich 2016 (S. 440-443). Regensburg: Universität Regensburg.

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Wissenschaftliches Schreiben - Konzeption eines Schreibtrainings für den naturwissenschaftlichen Unterricht

Flechsig, A., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2017). Wissenschaftliches Schreiben - Konzeption eines Schreibtrainings für den naturwissenschaftlichen Unterricht. MNU Journal, 2017(6), 417-422.

Abstract
Im Beitrag wird ein für den naturwissenschaftlichen Unterricht konzipiertes Schreibtraining vorgestellt, dass der Förderung von wissenschaftlichem Schreiben in der Schule dienen soll. Ein neu entwickelter Wissenstest ermöglicht es, die erworbenen Kompetenzen zu testen.
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Kompetenzförderung im Naturwissenschaft- und Technik-Unterricht durch den Bau von Aufwindkraftwerksmodellen

Jannack, V., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2016). Kompetenzförderung im Naturwissenschaft- und Technik-Unterricht durch den Bau von Aufwindkraftwerksmodellen. Journal of Technical Education (JOTED), 2016(4), 55-71.

  • Stichwortehttps://www.researchgate.net/publication/316240487_Kompetenzforderung_im_Naturwissenschaft-und_Technik-Unterricht_durch_den_Bau_von_Kompetenzforderung_im_Naturwissenschaft-und_Technik-Unterricht_durch_den_Bau_von_Aufwindkraftwerksmodellen
Abstract
Zusammenfassung Naturwissenschaftlich-technische Grundbildung und Kompetenzförderung sind zwei Ziele des Naturwissenschaft-und Technik-Unterrichts. Um diese zu erreichen, integriert das Unterrichts-konzept Lucycity Problembasiertes Lernen in den Unterricht. Neben dem Konzept wird eine Unterrichtseinheit vorgestellt, bei der die Schülerinnen und Schüler die Aufgabe erhalten ein funktionierendes Modell eines Aufwindkraftwerks zu bauen, eine Versuchsreihe zur Opti-mierung durchzuf&uu
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Problembasiertes Lernen in der Lehrerfortbildung

Jannack, V., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2016). Problembasiertes Lernen in der Lehrerfortbildung. Zeitschrift für Hochschulentwicklung, 2016(11), 39-52.

Abstract
Der Wandel der Gesellschaft verstarkt die Bedeutung von Kompetenzen fur lebenslanges Lernen. Um diese Basiskompetenzen zu fordern, wird der Unterricht zunehmend vom konstruktivistischen Lernverstandnis und seinen Methoden gepragt und die Lehrkrafte mussen dementsprechend aus- oder fortgebildet werden. Die Integration von Problembasiertem Lernen in die vorgestellte Lehrkraftefortbildung stellt eine gute Moglichkeit zum Erwerb entsprechender Kompetenzen dar und steigert gleichzeitig die Verwendung
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Electronic Design – Physik im Kunstunterricht

Knemeyer, J.-P., Hörner, L. & Marmé, N. (2015). Electronic Design – Physik im Kunstunterricht. In: Heterogenität und Diversität - Vielfalt der Voraussetzungen im naturwissenschaftlichen Unterricht (S. 250-252). Kiel: IPN - Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik.

Abstract
Mit dem Projekt Electronic Design sollen physikalische Inhalte, insbesondere aus der Elektrizitätslehre, in den Kunstunterricht integriert werden. Die SchülerInnen erhalten den Auftrag ein leuchtendes Kunstwerk zu erschaffen, wobei ihnen verschiedene LEDs, Spannungsquellen und Widerstände zu Verfügung stehen. Es konnte gezeigt werden, dass es prinzipiell möglich ist, dass sich SchülerInnen auch im Kunstunterricht mit phy
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Kosmetikprojekt Marmétics verbindet außerschulisches Lernen mit dem regulären Schulunterricht

Marmé, N. & Knemeyer, J.-P. (2015). Kosmetikprojekt Marmétics verbindet außerschulisches Lernen mit dem regulären Schulunterricht. Naturwissenschaften im Unterricht. Chemie, 2015(26), 42-43.

Abstract
n diesem Magazinbeitrag wird das Kosmetikprojekt Marmétics vorgestellt, Teil der virtuellen Lernstadt Lucycity. Auf der Webseite werden verschiedene Informationen und Materialien bereitgestellt, die beispielsweise genutzt werden können, um Cremes im außerschulischen Lernlabor selbst herzustellen und Forschungsansätze zur Verlängerung der Haltbarkeit zu entwickeln
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Problemlösen im naturwissenschaftlichen Unterricht

Jannack, V., Knemeyer, J.-P., Schallies, M. & Marmé, N. (2015). Problemlösen im naturwissenschaftlichen Unterricht. Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterrich (MNU), 2015(68), 363-368.

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Electronic Design - Physik und Kunst vernetzen sich

Marmé, N. & Knemeyer, J.-P. (2014). Electronic Design - Physik und Kunst vernetzen sich. MINT Zirkel, 11/12, 8-9.

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Wer forschen will, muss schreiben können

Marmé, N., Flechsig, A., Glaser, J. & Knemeyer, J.-P. (2014). Wer forschen will, muss schreiben können. MINT Zirkel, 9/10, 11.

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Förderung von wissenschaftlichem Schreiben im naturwissenschaftlichen Unterricht

Flechsig, A., Jannack, V., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2014). Förderung von wissenschaftlichem Schreiben im naturwissenschaftlichen Unterricht. In: Naturwissenschaftliche Bildung zwischen Science- und Fachunterricht (S. 462-464). Kiel: IPN.

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Problembasiertes Lernen im naturwissenschaftlichen Unterricht ‑ Fortbildungsverhalten und Fortbildungsbedarf von Lehrkräften

Jannack, V., Flechsig, A., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2014). Problembasiertes Lernen im naturwissenschaftlichen Unterricht ‑ Fortbildungsverhalten und Fortbildungsbedarf von Lehrkräften. In: Naturwissenschaftliche Bildung zwischen Science- und Fachunterricht (S. 459-461). Kiel: IPN.

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Zwerge aus dem Minilabor - Synthese von metallischen Nanopartikeln

Marmé, N., Aupperle-Pauls, A., Pauls, F. & Knemeyer, J.-P. (2014). Zwerge aus dem Minilabor - Synthese von metallischen Nanopartikeln. Chemkon, 2014(21), 181-187.

Abstract
Die Nanotechnologie in all ihren Facetten wird für die moderne Gesellschaft immer wichtiger und gilt als eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts. In diesem Artikel werden schulgerechte Synthesen von Gold- und Silber-Nanopartikeln mit Hilfe eines Minilabors vorgestellt, die im außerschulischen Lernort, im Schülerpraktikum oder auch im Rahmen größerer Projekte eigenständig durchgeführt werden können. Außerdem wird ein schülerzen
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Die virtuelle Lernstadt Lucycity im naturwissenschaftlichen Unterricht

Knemeyer, J.-P., Kneißl, I. & Marmé, N. (2011). Die virtuelle Lernstadt Lucycity im naturwissenschaftlichen Unterricht. In: Naturwissenschaftliche Bildung als Beitrag zur Gestaltung partizipativer Demokratie (S. 303-305). Münster: LIT-Veröag.

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Lucy´s Diner - Naturwissenschaft und Technik des Kochens

Knemeyer, J.-P., Keller, C. & Marmé, N. (2011). Lucy´s Diner - Naturwissenschaft und Technik des Kochens. In: Naturwissenschaftliche Bildung als Beitrag zur Gestaltung partizipativer Demokratie (S. 309-311). Münster: LIT-Verlag.

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Lucycity - eine virtuelle Lernstadt“ GDCP

Marmé, N. & Knemeyer, J.-P. (2011). Lucycity - eine virtuelle Lernstadt“ GDCP. In: Naturwissenschaftliche Bildung als Beitrag zur Gestaltung partizipativer Demokratie (S. 300-302). Münster: LIT-Verlag.

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Marmétics - ein interdisziplinäres Kosmetikprojekt in der virtuellen Lernstadt Lucycity

Seeberg, S., Jannack, V., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2011). Marmétics - ein interdisziplinäres Kosmetikprojekt in der virtuellen Lernstadt Lucycity. In: Naturwissenschaftliche Bildung als Beitrag zur Gestaltung partizipativer Demokratie (S. 306-308). Münster: LIT-Verlag.

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Windhösel Kraftwerke - ein Unterrichtsprojekt zum Thema Regenerative Energien

Jannack, V., Seeberg, S., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2011). Windhösel Kraftwerke - ein Unterrichtsprojekt zum Thema Regenerative Energien. In: Naturwissenschaftliche Bildung als Beitrag zur Gestaltung partizipativer Demokratie (S. 312-314). Münster: LIT-Verlag.

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ArtikelOnlinePeer ReviewPrintEnglish

A Universal Method for Generating Stoichiometrically 1:1 Labeled Functional Proteins

Friedrich, A., Hoheisel, J. D., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2011). A Universal Method for Generating Stoichiometrically 1:1 Labeled Functional Proteins. Proteomics, 2011(11), 3757-3760.

Abstract
A universally applicable labelling and purification process was established to prepare biologically active proteins with a stoichiometric 1:1 ratio of attached dye-label. The dye-label is linked to a specific DNA sequence, which acts as a barcode-like tag for affinity purification. The DNA-dye tag is covalently bound to the target protein, which is present in excess to assure the binding of not more than one dye per molecule. Affinity purification occurs at magnetic beads that are functionalized
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Single-molecule detection on a protein-array assay platform for detection of a tuberculosis antigen 2011, 10(3), 1316-1322

Schmidt, R., Jacac, J., Schierwitz, C., Stadler, V., Michel, G., Marmé, N., Schütz, G., Hoheisel, J. D. & Knemeyer, J.-P. (2011). Single-molecule detection on a protein-array assay platform for detection of a tuberculosis antigen 2011, 10(3), 1316-1322. J. Proteome Res., 2011(10), 1316-1322.

Abstract
Based on a single-molecule sensitive fluorescence-linked immunosorbent assay, an analytical platform for the detection of lipoarabinomannan (LAM), a lipopolysaccharide marker of tuberculosis, was established that is about 3 orders of magnitude more sensitive than comparable current ELISA assays. No amplification step was required. Also, no particular sample preparation had to be done. Since individual binding events are detected, true quantification was possible simply by counting individual sig
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Teamorganisiertes Problemlösen (TOP) im Naturwissenschaft und Technik-Unterricht- Lucy´s Diner (Ein Unterrichtsprojekt für die Klassen 8 - 10)

Knemeyer, J.-P., Keller, C. & Marmé, N. (2010). Teamorganisiertes Problemlösen (TOP) im Naturwissenschaft und Technik-Unterricht- Lucy´s Diner (Ein Unterrichtsprojekt für die Klassen 8 - 10). Heidelberg: didaktik-aktuell-Verlag.

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Problembasiertes Lernen - eine geeignete Methode zur Förderung von Schlüsselkompetenzen bei Schülern

Knemeyer, J.-P., Illert, S. & Marmé, N. (2008). Problembasiertes Lernen - eine geeignete Methode zur Förderung von Schlüsselkompetenzen bei Schülern. In: Kompetenzen, Kompetenzmodelle, Kompetenzentwicklung (S. 386-388). Münster: LIT-Verlag.

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Highly specific identification of single nucleic polymorphism in M. tuberculosis using smart probes and single-molecule fluorescence spectroscopy in combination with blocking oligonucleotides

Friedrich, A., Müller, M., Nolte, O., Wolfrum, J., Sauer, M., Hoheisel, J. D., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2008). Highly specific identification of single nucleic polymorphism in M. tuberculosis using smart probes and single-molecule fluorescence spectroscopy in combination with blocking oligonucleotides. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2008(6867), 15-22.

Abstract
In this article we present a method for the highly specific identification of single nucleotide polymorphism (SNP) responsible for rifampicin resistance of Mycobacterium tuberculosis. This approach applies fluorescently labeled hairpin-structured oligonucleotides (smart probes) and confocal single-molecule fluorescence spectroscopy. Smart probes are fluorescently labeled at the 5'-end. The dye's fluorescence is quenched in the closed hairpin conformation due to close proximity of the g
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Suppressing nonspecific adsorption of proteins on the single-molecular level

Marmé, N., Lee, H., Friedrich, A., Park, C.-W., Fiore, J., Nesbitt, D. & Knemeyer, J.-P. (2008). Suppressing nonspecific adsorption of proteins on the single-molecular level. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2008(6862), 111-117.

Abstract
Avoiding nonspecific surface adsorption is a crucial and often challenging issue in many single-molecule studies and analytical applications. In this work, we investigated glass surfaces coated with cross-linking star-shaped polyethylene glycol (4-arm PEG) and demonstrated that this coating can be used for effective suppression of nonspecific protein binding, such as streptavidin. Single-molecule fluorescence images show that only a few molecules remain nonspecifically bound to surfaces treated
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DNA-probes for the highly sensitive identification of single nucleotide polymorphism using single-molecule spectroscopy

Friedrich, A., Hoheisel, J. D., Marmé, N. & Knemeyer, J.-P. (2007). DNA-probes for the highly sensitive identification of single nucleotide polymorphism using single-molecule spectroscopy. FEBS Letters, 2007(581), 1644-1648.

Abstract
This article presents a new, highly sensitive method for the identification of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in homogeneous solutions using fluorescently labeled hairpin-structured oligonucleotides (smart probes) and fluorescence single-molecule spectroscopy. While the hairpin probe is closed, fluorescence intensity is quenched due to close contact between the chromophore and several guanosine residues. Upon hybridization to the respective target SNP sequence, contact is lost and the fl
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New hairpin-structured DNA probes: Alternatives to classical molecular beacons

Friedrich, A., Habl, G., Sauer, M., Wolfrum, J., Hoheisel, J. D., Marmé, N. & Knemeyer, J.-P. (2007). New hairpin-structured DNA probes: Alternatives to classical molecular beacons. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2007(6444), 111-117.

Abstract
In this article we report on two different classes of self-quenching hairpin-structured DNA probes that can be used as alternatives to Molecular Beacons. Compared to other hairpin-structured DNA probes, the so-called smart probes are labeled with only one extrinsic dye. The fluorescence of this dye is efficiently quenched by intrinsic guanine bases via a photo-induced electron transfer reaction in the closed hairpin. After hybridization to a target DNA, the distance between dye and the guanines
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New HIV-protease assays applying self-quenching peptide substrates in combination with time-resolved fluorescence single-molecule spectroscopy

Staudt, T., Kräusslich, H.-G., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2007). New HIV-protease assays applying self-quenching peptide substrates in combination with time-resolved fluorescence single-molecule spectroscopy. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 2007(87), 731-743.

Abstract
This work describes the optimization and adoption of an assay system for the Human Immunodeficiency Virus (HIV)-protease, whose inhibition plays a central role in HIV therapy. The HIV-protease, which is an essential enzyme during viral maturation, has a specific cleavage site of eight amino acid residues (SQNY*PIV). Adding two amino acid residues at the N-terminus and enclosing the resulting sequence by a dye-labelled lysine residue and a tryptophan residue leads to the substrate (K(dye)CGSQNY*P
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Recent Patents on Self-Quenching DNA Probes

Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2007). Recent Patents on Self-Quenching DNA Probes. Recent Patents on DNA & Gene Sequences, 2007(1), 145-157.

Abstract
In this review, we report on patents concerning self-quenching DNA probes for assaying DNA during or after amplification as well as for direct assaying DNA or RNA, for example in living cells. Usually the probes consist of fluorescently labeled oligonucleotides whose fluorescence is quenched in the absence of the matching target DNA. Thereby the fluorescence quenching is based on fluorescence resonance energy transfer (FRET), photoinduced electron transfer (PET), or
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Sensitive bioanalysis—combining single-molecule spectroscopy with mono-labeled self-quenching probes

Marmé, N. & Knemeyer, J.-P. (2007). Sensitive bioanalysis—combining single-molecule spectroscopy with mono-labeled self-quenching probes. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2007(388), 1075-1085.

Abstract
Fluorescence single-molecule spectroscopy is an appropriate tool for modern bioanalysis. This technique enables the development of ultra sensitive assays, especially when combined with self-quenching probes. In this review we report novel DNA, enzyme, and antibody assays based on mono-labeled fluorescent probes that are quenched by photoinduced electron transfer (PET).
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Spectrally resolved fluorescence lifetime imaging microscopy (SFLIM) - An appropriate method for imaging single molecules in living cells

Knemeyer, J.-P., Marmé, N. & Hoheisel, J. D. (2007). Spectrally resolved fluorescence lifetime imaging microscopy (SFLIM) - An appropriate method for imaging single molecules in living cells. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2007(387), 37-40.

Abstract
Spectrally Resolved Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (SFLIM), that uses a standard confocal microscope for imaging single molecules in living cells was presented. The fluorescence lifetime images were generated by recording the signals from two avalanche photodiodes by time-correlated single-photon counting interface card. The image signal data to determine monoexponential fluorescence lifetimes from a low photon statistics, was analyzed by applying a maximum likelihood estimator (MLE) a
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ArtikelOpen AccessPeer ReviewEnglish

Identification of single-point mutations in mycobacterial 16S rRNA sequences by confocal single-molecule fluorescence spectroscopy

Marmé, N., Friedrich, A., Müller, M., Nolte, O., Wolfrum, J., Hoheisel, J. D., Sauer, M. & Knemeyer, J.-P. (2006). Identification of single-point mutations in mycobacterial 16S rRNA sequences by confocal single-molecule fluorescence spectroscopy. Nucleic Acids Research, 2006(34), 90-100.

Abstract
We demonstrate the specific identification of single nucleotide polymorphism (SNP) responsible for rifampicin resistance of Mycobacterium tuberculosis applying fluorescently labeled DNA-hairpin structures (smart probes) in combination with single-molecule fluorescence spectroscopy. Smart probes are singly labeled hairpin-shaped oligonucleotides bearing a fluorescent dye at the 5′ end that is quenched by guanosine residues in the complementary stem. Upon hybridization to target sequences, a
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Single nucleotide polymorphism analysis using different colored dye dimer probes

Marmé, N., Friedrich, A., Denapaite, D., Hakenbeck, R. & Knemeyer, J.-P. (2006). Single nucleotide polymorphism analysis using different colored dye dimer probes. Chemical Physics Letters, 2006(428), 440-445.

Abstract
Fluorescence quenching by dye dimer formation has been utilized to develop hairpin-structured DNA probes for the detection of a single nucleotide polymorphism (SNP) in the penicillin target gene pbp2x, which is implicated in the penicillin resistance of Streptococcus pneumoniae. We designed two specific DNA probes for the identification of the pbp2x genes from a penicillin susceptible strain R6 and a resistant strain Streptococcus mitis 661 using green-fluorescent tetramethylrhodamine (TMR) and
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ArtikelOnlinePeer ReviewPrintEnglish

A fluorescence-based assay for exopeptidases using self-quenching peptide probes with single-molecule sensitivity

Marmé, N., Weston, K. D., Staudt, T., Spatz, J. & Knemeyer, J.-P. (2005). A fluorescence-based assay for exopeptidases using self-quenching peptide probes with single-molecule sensitivity. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 2005(85), 741-751.

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  • StichworteIn recent years, the interest in assaying exopeptidases has become increasingly important because they are significantly involved in many diseases like cancer. To date, no generally applicable fluorescence-based detection method has been developed because
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A new assay for single nucleotide polymorphism analysis based on displacement reactions in PNA–DNA double helices

Habl, G., Böhm, H., Marmé, N. & Knemeyer, J.-P. (2005). A new assay for single nucleotide polymorphism analysis based on displacement reactions in PNA–DNA double helices. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 2005(85), 613-623.

Abstract
In this article, we describe a new method for single nucleotide polymorphism analysis using the displacement reaction of the DNA in a PNA–DNA double helix by the target DNA. Thereby, the probe consists of a TMR-labeled PNA and a Cy5-labeled DNA forming a FRET system. Due to the displacement of the labeled DNA strand by the target DNA, the FRET is invalidated and the fluorescence of the donor dye (TMR) increases. Investigations of the exchange reaction show that increasing salt concentratio
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Aggregation behavior of the red-absorbing oxazine derivative MR 121: A new method for determination of pure dimer spectra

Marmé, N., Habl, G. & Knemeyer, J.-P. (2005). Aggregation behavior of the red-absorbing oxazine derivative MR 121: A new method for determination of pure dimer spectra. Chemical Physics Letters, 2005(408), 221-225.

Abstract
In this Letter, we investigated the dimerization behavior of the red-absorbing oxazine derivative MR121. Thereby a new method to determine absorption spectra of pure non-fluorescent H-type dye dimers is presented. Therefore, the amino acid lysine is doubly labeled with the fluorescent dye in order to obtain an absorption spectrum mainly caused by dimers. By subtracting the fraction arising from monomeric dye, the dimer spectrum is generated. The extinction coefficient at absorption maximum (608n
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Novel fluorescently labeled enzyme substrates for the sensitive detection of HIV-protease

Staudt, T., Knemeyer, L., Kräusslich, H.-G., Knemeyer, J.-P. & Marmé, N. (2005). Novel fluorescently labeled enzyme substrates for the sensitive detection of HIV-protease. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2005(5704), 112-119.

Abstract
In this paper we applied the efficient fluorescence quenching of the red-absorbing oxazine derivative MR121 by the amino acid tryptophan to develop a new fluorescence based enzyme assay that can be used for detection of exopeptidases and endopeptidases. Therefore, we developed peptide substrates labeled with only one chromophore, which is quenched by a neighbored tryptophan residue via photoinduced electron transfer. The specific cleavage site for the target enzyme is located between the chromop
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Self-quenching DNA probes based on aggregation of fluorescent dyes

Schäfer, G., Müller, M., Häfner, B., Habl, G., Nolte, O., Marmé, N. & Knemeyer, J.-P. (2005). Self-quenching DNA probes based on aggregation of fluorescent dyes. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2005(5704), 30-39.

Abstract
Here we present a novel class of self-quenching, double-labeled DNA probes based on the formation of non fluorescent H-type dye dimers. We therefore investigated the aggregation behavior of the red-absorbing oxazine derivative MR121 and found a dimerization constant of about 3000 M-1. This dye was successfully used to develop hairpin-structured as well as linear self-quenching DNA probes that report the presence of the target DNA by an increase of the fluorescence intensity by a factor of 3 to 1
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Self-quenching DNA probes based on dye dimerization for identification of mycobacteria

Knemeyer, J.-P., Marmé, N., Häfner, B., Habl, G., Schäfer, G., Müller, M., Nolte, O., Sauer, M. & Wolfrum, J. (2005). Self-quenching DNA probes based on dye dimerization for identification of mycobacteria. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 2005(85), 625-637.

Abstract
This paper presents new self-quenching DNA probes that exploit the efficient fluorescence quenching by the formation of dye dimers. The probes consist of a hairpin-structured oligonucleotide that is labeled with two identical fluorescence dyes that are able to form non-fluorescent H-type dimers while the hairpin is closed. We used the oxazine derivative MR 121 that has a sufficient dimerization tendency and can be excited by a pulsed diode laser emitting at 635 nm. Upon hybridization to t
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Accurate delivery of single biomolecules by polyethylene glycol coated submicrometer pipettes

Park, C.-W., Knemeyer, J.-P., Marmé, N., Möller, M., Spatz, J., Wolfrum, J. & Sauer, M. (2004). Accurate delivery of single biomolecules by polyethylene glycol coated submicrometer pipettes. Chemical Physics, 2004(1), 105-110.

Abstract
There is a great interest to quantitatively manipulate, separate, and deliver low concentrations or even single biomolecules in submicrometer-sized channels. We report the use of cross-linked four-star polyethylene glycol (PEG) as a new coating technique for microchannels. PEG-coating efficiently reduces the electroosmotic flow (EOF) and non-specific adsorption to the glass walls. Our results demonstrate that individual fluorescently labeled hydrophobic cell adhesion proteins (fibronectin molecu
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Ein hochempfindliches Nachweisverfahren für Proteasen basierend auf Fluoreszenzlöschung von Peptidsonden durch photoinduzierten Elektronentransfer

Marmé, N., Knemeyer, J.-P., Wolfrum, J. & Sauer, M. (2004). Ein hochempfindliches Nachweisverfahren für Proteasen basierend auf Fluoreszenzlöschung von Peptidsonden durch photoinduzierten Elektronentransfer. Angewandte Chemie, 2004(116), 3886-3890.

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Highly Sensitive Protease Assay Using Fluorescence Quenching of Peptide Probes Based on Photoinduced Electron Transfer

Marmé, N., Knemeyer, J.-P., Wolfrum, J. & Sauer, M. (2004). Highly Sensitive Protease Assay Using Fluorescence Quenching of Peptide Probes Based on Photoinduced Electron Transfer. Angewandte Chemie International Edition, 2004(43), 798-801.

Abstract
Making the cut and then detecting it: Short fluorophore-labeled peptide substrates (see scheme) show strong fluorescence quenching due to electron transfer from a tryptophan residue (blue) to the dye (gray, red). Upon specific cleavage of the peptide by proteolytic enzymes, quenching is prevented and the fluorescence intensity increases. The method can be used to assay proteolytic enzymes with detection limits in the picomolar range.
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Probing conformational dynamics by photoinduced electron transfer

Neuweiler, H., Herten, D.-P., Marmé, N., Knemeyer, J.-P., Piestert, O., Tinnefeld, P. & Sauer, M. (2004). Probing conformational dynamics by photoinduced electron transfer. Proceedings of SPIE, 2004(5322), 8-19.

Abstract
We demonstrate how photoinduced electron transfer (PET) reactions can be successfully applied to monitor conformational dynamics in individual biopolymers. Single-pair fluorescence resonance energy transfer (FRET) experiments are ideally suited to study conformational dynamics occurring on the nanometer scale, e.g. during protein folding or unfolding. In contrast, conformational dynamics with functional significance, for example occurring in enzymes at work, often appear on much smaller spatial
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Inter-and intramolecular fluorescence quenching of organic dyes by tryptophan

Marmé, N., Knemeyer, J.-P., Sauer, M. & Wolfrum, J. (2003). Inter-and intramolecular fluorescence quenching of organic dyes by tryptophan. Bioconjugate chemistry, 2003(14), 1133-1139.

Abstract
Steady-state and time-resolved fluorescence measurements were performed to elucidate the fluorescence quenching of oxazine, rhodamine, carbocyanine, and bora-diaza-indacene dyes by amino acids. Among the natural amino acids, tryptophan exhibits the most pronounced quenching efficiency. Especially, the red-absorbing dyes ATTO 655, ATTO 680, and the oxazine derivative MR 121 are strongly quenched almost exclusively by tryptophan due to the formation of weak or nonfluorescent ground-state complexes
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Specific detection of proteolytic enzymes

Marmé, N., Knemeyer, J.-P., Sauer, M. & Wolfrum, J. (2002). Specific detection of proteolytic enzymes. Patent: US 7329505 B2.

Abstract
Specific detection of proteolytic enzymes is achieved by extinguishing dye fluorescence by the amino acid tryptophan. Ttyptophan is disposed on one side of the cutting site of a proteolytic enzyme while an amino acid marked with a dye is arranged on the other side. Extinction of fluorescence occurs prior to enzyme cutting. Spatial separation of the tryptophan and the dye takes place after cutting, whereby fluorescence extinction does not occur. The dye can then fluoresce and a signal increase oc
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Spezifischer Nachweis von proteolytischen Enzymen

Marmé, N., Knemeyer, J.-P., Sauer, M. & Wolfrum, J. (2002). Spezifischer Nachweis von proteolytischen Enzymen. Deutsches Patent- und Markenamt 2002.

Abstract
Der spezifische Nachweis von proteolytischen Enzymen wird dadurch erreicht, dass die Löschung der Fluoreszenz von Farbstoffen durch die Aminosäure Tryptophan ausgenutzt wird. Zu einer Seite einer Schnittstelle eines proteolytischen Enzyms wird Tryptophan angeordnet, zur anderen eine farbstoffmarkierte Aminosäure. Vor dem Schnitt durch das Enzym ist die Fluoreszenz gelöscht. Nach dem Schnitt kommt es zu einer räumlichen Trennung zwischen Tryptophan und dem Farbstoff, wodu
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Probes for detection of specific DNA Sequences at the single-molecule level

Knemeyer, J.-P., Marmé, N. & Sauer, M. (2000). Probes for detection of specific DNA Sequences at the single-molecule level. Analytical chemistry, 2000(72), 3717-3724.

Abstract
A method has been developed for highly sensitive detection of specific DNA sequences in a homogeneous assay using labeled oligonucleotide molecules in combination with single-molecule photon burst counting and identification. The fluorescently labeled oligonucleotides are called smart probes because they report the presence of complementary target sequences by a strong increase in fluorescence intensity. The smart probes consist of a fluorescent dye attached at the terminus of a hairpin oligonuc
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