Optical nebulosities associated with IRAS sources in dense cloud cores

I, H¿ and [SII] CCD images of the regions around 4 young IRAS sources embedded in the dense molecular cloud cores CB 6, CB 39, AFGL 5142, and L 1251 are presented. Reflection nebulosities are found in all 4 regions. Herbig-Haro objects are detected in AFGL 5142 and L 1251. In both cases, the HH objects are new discoveries.

Holographic optical tweezers combined with back-focal-plane displacement detection

A major problem with holographic optical tweezers (HOTs) is their incompatibility with laser-based position detection methods, such as back-focal-plane interferometry (BFPI). The alternatives generally used with HOTs, like high-speed video tracking, do not offer the same spatial and temporal bandwidths. This has limited the use of this technique in precise quantitative experiments. In this paper, we present an optical trap design that combines digital holography and back-focal-plane displacement detection. We show that, with a particularly simple setup, it is possible to generate a set of multiple holographic traps and an additional static non-holographic trap with orthogonal polarizations and that they can be, therefore, easily separated for measuring positions and forces with the high positional and temporal resolutions of laser-based detection. We prove that measurements from both polarizations contain less than 1% crosstalk and that traps in our setup are harmonic within the typical range. We further tested the instrument in a DNA stretching experiment and we discuss an interesting property of this configuration: the small drift of the differential signal between traps.

Phase-only filters codified with Burckhardt's method

We show that Burckhardt's method is available to codify phase-only filters with amplitude-only variations. Correlation experimental results are given.

Evidence of chemical reactions in the hydroxyapatite laser ablation plume with a water atmosphere

The expansion dynamics of the ablation plume generated by KrF laser irradiation of hydroxyapatite targets in a 0.1 mbar water atmosphere has been studied by fast intensified charge coupled device imaging with the aid of optical bandpass filters. The aim of the filters is to isolate the emission of a single species, which allows separate analysis of its expansion. Images obtained without a filter revealed two emissive components in the plume, which expand at different velocities for delay times of up to 1.1 ¿s. The dynamics of the first component is similar to that of a spherical shock wave, whereas the second component, smaller than the first, expands at constant velocity. Images obtained through a 520 nm filter show that the luminous intensity distribution and evolution of emissive atomic calcium is almost identical to those of the first component of the total emission and that there is no contribution from this species to the emission from the second component of the plume. The analysis through a 780 nm filter reveals that atomic oxygen partially diffuses into the water atmosphere and that there is a contribution from this species to the emission from the second component. The last species studied here, calcium oxide, was analyzed by means of a 600 nm filter. The images revealed an intensity pattern more complex than those from the atomic species. Calcium oxide also contributes to the emission from the second component. Finally, all the experiments were repeated in a Ne atmosphere. Comparison of the images revealed chemical reactions between the first component of the plume and the water atmosphere.

Krein's strings whose spectral functions are of polynomial growth

In case Krein's strings with spectral functions of polynomial growth a necessary and su fficient condition for the Krein's correspondence to be continuous is given.

Gap probabilities for the cardinal sine

We study the zero set of random analytic functions generated by a sum of the cardinal sine functions which form an orthogonal basis for the Paley-Wiener space. As a model case, we consider real-valued Gaussian coefficients. It is shown that the asymptotic probability that there is no zero in a bounded interval decays exponentially as a function of the length.

Line search multilevel optimization as computational methods for dense optical flow

We evaluate the performance of different optimization techniques developed in the context of optical flow computation with different variational models. In particular, based on truncated Newton methods (TN) that have been an effective approach for large-scale unconstrained optimization, we de- velop the use of efficient multilevel schemes for computing the optical flow. More precisely, we evaluate the performance of a standard unidirectional mul- tilevel algorithm - called multiresolution optimization (MR/OPT), to a bidrec- tional multilevel algorithm - called full multigrid optimization (FMG/OPT). The FMG/OPT algorithm treats the coarse grid correction as an optimiza- tion search direction and eventually scales it using a line search. Experimental results on different image sequences using four models of optical flow com- putation show that the FMG/OPT algorithm outperforms both the TN and MR/OPT algorithms in terms of the computational work and the quality of the optical flow estimation.

Protein interaction studies point to new functions for Escherichia coli glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase

Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) is considered a multifunctional protein with defined functions in numerous mammalian cellular processes. GAPDH functional diversity depends on various factors such as covalent modifications, subcellular localization, oligomeric state and intracellular concentration of substrates or ligands, as well as protein-protein interactions. In bacteria, alternative GAPDH functions have been associated with its extracellular location in pathogens or probiotics. In this study, new intracellular functions of E. coli GAPDH were investigated following a proteomic approach aimed at identifying interacting partners using in vivo formaldehyde cross-linking followed by mass spectrometry. The identified proteins were involved in metabolic processes, protein synthesis and folding or DNA repair. Some interacting proteins were also identified in immunopurification experiments in the absence of cross-linking. Pull-down experiments and overlay immunoblotting were performed to further characterize the interaction with phosphoglycolate phosphatase (Gph). This enzyme is involved in the metabolism of 2-phosphoglycolate formed in the DNA repair of 3"-phosphoglycolate ends generated by bleomycin damage. We show that interaction between Gph and GAPDH increases in cells challenged with bleomycin, suggesting involvement of GAPDH in cellular processes linked to DNA repair mechanisms.

Análisis y diseño de filtros apilados basados en resonadores acústicos

Durant els últims anys la demanda de filtres pas banda de ràdio freqüència, de reduïdes dimensions, lleugers i d'elevades prestacions destinats a sistemes de comunicacions inalàmbriques s'ha incrementat de forma significativa. Aquests sistemes principalment són els sistemes de telefonia mòbil de tercera generació UMTS y el sistema de navegació GPS. Els filtres actuals, basats en ressonadors SAW (Surface Acoustic Wave), tenen unes dimensions reduïdes però estan limitats en freqüència (3 GHz) i la seva tecnologia no és compatible amb les tecnologies estàndards de circuits integrats. Per aquestes raons s'espera que els filtres basats en ressonadors BAW (Bulk Acoustic Wave) substitueixin als SAW. Els dos tenen dimensions similars, però els filtres BAW poden funcionar a freqüències superiors a 3 GHz, poden treballar amb nivells de potència majors, i és important destacar el fet que la seva tecnologia és compatible amb les tecnologies estàndards de circuits integrats. La investigació en l'àmbit dels filtres BAW s'ha centrat en millorar els processos tecnològics i la qualitat dels materials, però s'ha treballat poc en l'adaptació de les tècniques sistemàtiques de disseny de filtres a les particularitats d'aquesta tecnologia, per tant el principal objectiu d'aquest treball és presentar mètodes sistemàtics per al disseny de filtres BAW, centrant-se en l'estudi d’estructures apilades.

Producció de material docent per a ciència de materials mitjançant microscòpia electrònica de rastreig i làser confocal

Aquest projecte s'ha realitzat al Servei de Microscòpia de la Universitat Autònoma de Barcelona, i ha tingut una durada de dos anys (2006-2008). La finalitat d’aquest projecte ha estat l’elaboració de material didàctic basat en la captació d’imatges i l’edició de recursos pedagògics de suport digital aplicats a la ciència de materials. Es pretén millorar així la qualitat docent de les pràctiques de diverses assignatures dels ensenyaments de Física i d’Enginyeria de Materials utilitzant tècniques d’anàlisi actuals com són la Microscòpia Electrònica de Rastreig (MER) i la Microscòpia Optica (MO). Amb aquest projecte es vol fomentar també el treball interdisciplinari en equip entre professionals (docents i tècnics superiors de recerca) i acostar la teoria de les assignatures a la realització pràctica, facilitant el suport digital necessari per aconseguir un màxim aprofitament a les aules. Les imatges de MER i MO ajudaran als alumnes a familiaritzar-se amb el món de la recerca i la indústria.

Estudio y diseño de filtros pasobanda y en banda dual basados en resonadores microstrip open-loop acoplados

El proyecto está dedicado al estudio y diseño de filtros paso-banda y en banda dual con tecnología microstrip mediante estructuras resonantes de tipo open-loop. Se ha llevado a cabo el diseño de un filtro paso-banda con respuesta Chebyshev, un filtro pasobanda con ceros de transmisión y un filtro de banda dual para WCDMA y WiFi, empleado el método de diseño para filtros basados en resonadores inter-acoplados. Se presentan los modelos eléctricos de los filtros de RF simulados junto con sus respectivos layouts y se comparan las respuestas obtenidas de los dispositivos con las respuestas ideales. En el proyecto se realiza un estudio del comportamiento de los diferentes tipos de acoplamiento entre resonadores open-loop en función de la geometría de la estructura. Las tendencias de comportamiento de los acoplamientos permiten el diseño y colocación de los resonadores para satisfacer las especificaciones del filtro.

Estimates of electronic coupling for excess electron transfer in DNA

Electronic coupling Vda is one of the key parameters that determine the rate of charge transfer through DNA. While there have been several computational studies of Vda for hole transfer, estimates of electronic couplings for excess electron transfer (ET) in DNA remain unavailable. In the paper, an efficient strategy is established for calculating the ET matrix elements between base pairs in a π stack. Two approaches are considered. First, we employ the diabatic-state (DS) method in which donor and acceptor are represented with radical anions of the canonical base pairs adenine-thymine (AT) and guanine-cytosine (GC). In this approach, similar values of Vda are obtained with the standard 6-31 G* and extended 6-31++ G* basis sets. Second, the electronic couplings are derived from lowest unoccupied molecular orbitals (LUMOs) of neutral systems by using the generalized Mulliken-Hush or fragment charge methods. Because the radical-anion states of AT and GC are well reproduced by LUMOs of the neutral base pairs calculated without diffuse functions, the estimated values of Vda are in good agreement with the couplings obtained for radical-anion states using the DS method. However, when the calculation of a neutral stack is carried out with diffuse functions, LUMOs of the system exhibit the dipole-bound character and cannot be used for estimating electronic couplings. Our calculations suggest that the ET matrix elements Vda for models containing intrastrand thymine and cytosine bases are essentially larger than the couplings in complexes with interstrand pyrimidine bases. The matrix elements for excess electron transfer are found to be considerably smaller than the corresponding values for hole transfer and to be very responsive to structural changes in a DNA stack

Esfingolipids i senyal•lització cel.lular: l'(E)-2-hexadecenal com a possible lípid bioactiu

L’esfingosina-1-fosfat (S1P) és un lípid bioactiu amb funcions crucials en la biologia cel•lular. Entre aquestes, la seva activitat mitogènica i citoprotectora són les més estudiades. L’S1P és catabolitzada intracel•lularment mitjançant l’esfingosina-1-fosfat liasa (SGPL1) per generar (E)-2-hexadecenal i fosforiletanolamina. L’objectiu d’aquest projecte és explorar si l’(E)-2-hexadecenal és realment un catabòlit innocu o bé si, pel seu caràcter acceptor de Michael, és capaç de reaccionar amb pèptids o proteïnes específics. Aquesta interacció podria traduïr-se en funcions biològiques determinades, algunes de les quals són possiblement atribuïdes a l’esfingosina-1-fosfat com a tal. Per poder explorar el potencials adductes proteïcs amb l’aldehid, s’han emprat, sobre cèl•lules HeLa que sobreexpressen SGPL1, sondes anàlegs a esfingosina i esfinganina (i els seus derivats fosforil•lats) que presenten una funció azida en la posició omega de la cadena esfingoide. Aquestes, mitjançant química click sense coure, s’han fet reaccionar amb una molècula que presenta un dibenzociclooctí unit a biotina DBCObiotina). Després d’aïllar les proteïnes així biotinilades amb una reïna d’estreptavidina, aquestes es van separar per electroforesi. Les bandes proteïques observades es van extreure del gel i es van digerir amb tripsina, per posteriorment analitzar els pèptids per MALDI-TOF, el que permetria l’identificació de proteïnes a partir de “peptide mass fingerprinting”. Lamentablement, a la fi d’aquest contracte, encara no s’ha pogut identificar cap proteïna que s’uneixi a l’aldehid alliberat per la reacció de l’esfingosina-1- fosfat liasa. No obstant, durant aquest temps s’ha millorat el mètode per detectar aquests adductes proteïcs. Per això, si la recerca continua en aquesta línia, properament es podria saber amb certesa si existeixen o no aquestes interaccions covalents entre determinades proteïnes i l’(E)-2-hexadecenal.

Modelització de les propietats òptiques de partícules metàl•liques en matriu dielèctrica

En el marc del projecte "Modelització de les propietats òptiques de partícules metàl•liques en matriu dielèctrica" s'han desenvolupat un conjunt d'eines numèriques que permeten avançar en l'ús de l'espectroscòpia òptica per a l'obtenció d'informació morfològica de materials compostos consistents en partícules metàl•liques en matriu dielèctrica. S'han implementat esquemes numèrics per a calcular les propietats òptiques de materials compostos on les partícules poden presentar una distribució de mides i formes i diferent graus d'ordenament espacial. Les simulacions s'han realitzat a dos nivells: i) amb l’aproximació quasi-estàtica, que permet descriure el comportament d'aquests materials en termes de constants òptiques efectives i ii) amb càlculs electrodinàmics exactes, que han servit per avaluar la validesa de l’aproximació anterior i que han permès d'estudiar la interacció de partícules amb feixos de llum focalitzats o amb polarització no homogènia. A través de l’anàlisi d'aquestes simulacions, s'han desenvolupat models senzills que permeten parametritzar la influència de diferents quantitats físiques en el comportament òptic del material. Aquests models s'han implementat en un programari de càlcul que permeten trobar el valor òptim dels paràmetres físics d'interès mitjançant l'ajust d'espectres òptics. Els models s'han avaluat amb l'anàlisi de dades experimentals subministrades per altres laboratoris.

Design and evaluation of a panel os single-nucleotide polymorphisms in microRNA genomic regions for association studies in human disease

MicroRNAs (miRNA) are recognized posttranscriptional gene repressors involved in the control of almost every biological process. Allelic variants in these regions may be an important source of phenotypic diversity and contribute to disease susceptibility. We analyzed the genomic organization of 325 human miRNAs (release 7.1, miRBase) to construct a panel of 768 single-nucleotide polymorphisms (SNPs) covering approximately 1 Mb of genomic DNA, including 131 isolated miRNAs (40%) and 194 miRNAs arranged in 48 miRNA clusters, as well as their 5-kb flanking regions. Of these miRNAs, 37% were inside known protein-coding genes, which were significantly associated with biological functions regarding neurological, psychological or nutritional disorders. SNP coverage analysis revealed a lower SNP density in miRNAs compared with the average of the genome, with only 24 SNPs located in the 325 miRNAs studied. Further genotyping of 340 unrelated Spanish individuals showed that more than half of the SNPs in miRNAs were either rare or monomorphic, in agreement with the reported selective constraint on human miRNAs. A comparison of the minor allele frequencies between Spanish and HapMap population samples confirmed the applicability of this SNP panel to the study of complex disorders among the Spanish population, and revealed two miRNA regions, hsa-mir-26a-2 in the CTDSP2 gene and hsa-mir-128-1 in the R3HDM1 gene, showing geographical allelic frequency variation among the four HapMap populations, probably because of differences in natural selection. The designed miRNA SNP panel could help to identify still hidden links between miRNAs and human disease.