Estudo da eficiência de deteção de um monitor portátil de contaminação de superfícies em função da distância e do débito de emissão da fonte

Introdução – No caso de uma eventual contaminação radioativa esta deve ser quantificada, pelo que é necessário garantir que as condições de funcionamento de um monitor de contaminação de superfícies se encontrem adequadamente caracterizadas, através da determinação da sua eficiência de deteção. Este estudo tem como objetivo determinar a eficiência de deteção de um monitor de contaminação e analisar a influência da distância e da atividade. Metodologia – O monitor de contaminação Thermo Mini 900E e as fontes radioativas planas de referência de Carbono – 14 (C-14), Césio – 137 (Cs-137), Estrôncio – 90 (Sr-90), Cloro – 36 (Cl-36) e Amerício – 241 (Am-241) com débito de emissão superficial rastreável ao Physikalish Technischen Bundesanstalt (PTB) foram utilizadas. Fontes de Sr-90 e C-14 com dois débitos de emissão distintos para cada e distâncias de 1 a 20mm foram usados para estudar a sua influência na eficiência de deteção. Resultados – Verificou-se que as fontes radioativas emissoras de partículas de maior energia apresentam uma maior eficiência de deteção e que esta diminui com o aumento da distância do detetor à fonte, sendo que os radioisótopos de maior energia apresentam um decréscimo na eficiência de 15% ao longo de 20mm, enquanto os radioisótopos de menor energia apresentam um decréscimo de 10%. Não se verificou uma influência expressiva do débito de emissão na eficiência de deteção deste monitor de contaminação. Conclusão – A eficiência de deteção de um monitor de contaminação portátil é dependente da distância deste à contaminação bem como do tipo de radiação emitida e energia dos radioisótopos presentes na contaminação. - ABSTRACT - Introduction – A radioactive contamination needs to be quantified in case it eventually occurs. Therefore it is necessary to ensure that the operating conditions of a surface contamination monitor are characterized by determining its detection efficiency. This experimental study aims to determine the detection efficiency of a contamination monitor and evaluate the distance and surface emission rate influence on the detection efficiency. Methodology – A contamination monitor Thermo Mini 900E was tested with reference radiation sources of Carbon – 14 (C-14), Cesium – 137 (Cs-137), Strontium – 90 (Sr-90), Chlorine – 36 (Cl-36) and Americium – 241 (Am-241) with its emission rate traced to the Physikalish Technischen Bundesanstalt (PTB). Sources of Sr-90 and C-14 with two different emission rates for each one and distances of 1 to 20mm were used to study its influence in the detection efficiency. Results – With the increasing of distance, the detection efficiency decreases. The most energetic radiation sources have higher detection efficiency, boasting a 15% decrease over 20mm whereas the sources bearing a smaller efficiency decrease 10%. No influence of the surface emission rate in the detection efficiency was verified. Conclusion – Thus, it is concluded that the detection efficiency of a contamination monitor is dependent of the distance between it and the contamination as well as the type and energy of the radioisotopes present in the contamination.

OPTIMAX research summer school: um projeto pedagógico para a promoção da investigação em radiologia

Porquê este projeto? Conhecimentos, aptidões, competências; desenvolvimento de competências (instrumentais, interpessoais, sistémicas); contributo para uma concepção de carácter multidimensional do estudante, preparando-o para apreender a importância da investigação, preparando-o para uma profissão de saúde; as novas soluções tecnológicas, a par da inovação e a mudança nos cuidados de saúde e dos processos de trabalho, constituem hoje os desafios do presente e do futuro para os profissionais de saúde [o desenvolvimento da tecnologia e da informática, a educação e a prática baseada na evidência (investigação), as mudanças nos processos de trabalho, o trabalho em equipa, a dimensão internacional]; a investigação e o seu impacto na profissão (desenvolvimento de conhecimentos próprios das profissões, autonomia, impacto positivo nas práticas profissionais, benefício do doente); a investigação auxilia no processo de definição dos parâmetros de uma profissão (nenhuma profissão terá um desenvolvimento sustentado sem o contributo da investigação; é através da investigação que se constitui um domínio de conhecimentos baseados na evidência que permitam as boas práticas); apostar num projeto associado à investigação, com uma base científica que contribua para uma melhor educação e prática profissional visando assegurar a credibilidade da profissão; aprendizagem centrada no estudante; adopção de metodologias de ensino que promovam a autonomia, o raciocínio, a capacidade crítica e a resolução de problemas.

In Situ Near-Infrared (NIR) Versus High-Throughput Mid- Infrared (MIR) Spectroscopy to Monitor Biopharmaceutical Production

The development of biopharmaceutical manufacturing processes presents critical constraints, with the major constraint being that living cells synthesize these molecules, presenting inherent behavior variability due to their high sensitivity to small fluctuations in the cultivation environment. To speed up the development process and to control this critical manufacturing step, it is relevant to develop high-throughput and in situ monitoring techniques, respectively. Here, high-throughput mid-infrared (MIR) spectral analysis of dehydrated cell pellets and in situ near-infrared (NIR) spectral analysis of the whole culture broth were compared to monitor plasmid production in recombinant Escherichia coil cultures. Good partial least squares (PLS) regression models were built, either based on MIR or NIR spectral data, yielding high coefficients of determination (R-2) and low predictive errors (root mean square error, or RMSE) to estimate host cell growth, plasmid production, carbon source consumption (glucose and glycerol), and by-product acetate production and consumption. The predictive errors for biomass, plasmid, glucose, glycerol, and acetate based on MIR data were 0.7 g/L, 9 mg/L, 0.3 g/L, 0.4 g/L, and 0.4 g/L, respectively, whereas for NIR data the predictive errors obtained were 0.4 g/L, 8 mg/L, 0.3 g/L, 0.2 g/L, and 0.4 g/L, respectively. The models obtained are robust as they are valid for cultivations conducted with different media compositions and with different cultivation strategies (batch and fed-batch). Besides being conducted in situ with a sterilized fiber optic probe, NIR spectroscopy allows building PLS models for estimating plasmid, glucose, and acetate that are as accurate as those obtained from the high-throughput MIR setup, and better models for estimating biomass and glycerol, yielding a decrease in 57 and 50% of the RMSE, respectively, compared to the MIR setup. However, MIR spectroscopy could be a valid alternative in the case of optimization protocols, due to possible space constraints or high costs associated with the use of multi-fiber optic probes for multi-bioreactors. In this case, MIR could be conducted in a high-throughput manner, analyzing hundreds of culture samples in a rapid and automatic mode.

Comparative analysis of near and mid-infrared spectroscopy to monitor recombinant cyprosin production

Infrared spectroscopy, either in the near and mid (NIR/MIR) region of the spectra, has gained great acceptance in the industry for bioprocess monitoring according to Process Analytical Technology, due to its rapid, economic, high sensitivity mode of application and versatility. Due to the relevance of cyprosin (mostly for dairy industry), and as NIR and MIR spectroscopy presents specific characteristics that ultimately may complement each other, in the present work these techniques were compared to monitor and characterize by in situ and by at-line high-throughput analysis, respectively, recombinant cyprosin production by Saccharomyces cerevisiae. Partial least-square regression models, relating NIR and MIR-spectral features with biomass, cyprosin activity, specific activity, glucose, galactose, ethanol and acetate concentration were developed, all presenting, in general, high regression coefficients and low prediction errors. In the case of biomass and glucose slight better models were achieved by in situ NIR spectroscopic analysis, while for cyprosin activity and specific activity slight better models were achieved by at-line MIR spectroscopic analysis. Therefore both techniques enabled to monitor the highly dynamic cyprosin production bioprocess, promoting by this way more efficient platforms for the bioprocess optimization and control.