Fluorescence-based imaging of cellular defect in lysinuric protein intolerance (LPI)

Fluoresenssiperusteiset kuvantamismenetelmät lysinurisen proteiini-intoleranssin (LPI) soluhäiriön tutkimuksessa Lysinurinen proteiini-intoleranssi on suomalaiseen tautiperintöön kuuluva autosomaalisesti peit¬tyvästi periytyvä sairaus, jonka aiheuttaa kationisten aminohappojen kuljetushäiriö munuaisten ja ohutsuolen epiteelisolujen basolateraalikalvolla. Aminohappojen kuljetushäiriö johtaa moniin oirei¬siin, kuten kasvuhäiriöön, osteoporoosiin, immuunijärjestelmän häiriöihin, oksenteluun ja runsaspro¬teiinisen ravinnon nauttimisen jälkeiseen hyperammonemiaan. LPI-geeni SLC7A7 (solute carrier family 7 member 7) koodaa y+LAT1 proteiinia, joka on basolateraali¬nen kationisten ja neutraalien aminohappojen kuljettimen kevyt ketju, joka muodostaa heterodimee¬rin raskaan alayksikön 4F2hc:n kanssa. Tällä hetkellä SLC7A7-geenistä tunnetaan yli 50 LPI:n aiheut¬tavaa mutaatiota. Tässä tutkimuksessa erityyppisiä y+LAT1:n LPI-mutaatiota sekä yhdeksän C-terminaalista polypep¬tidiä lyhentävää deleetiota kuvannettiin nisäkässoluissa y+LAT1:n GFP (green fluorescent protein) -fuusioproteiineina. Tulokset vahvistivat muissa soluissa tehdyt havainnot siitä, että 4F2hc on edel¬lytyksenä y+LAT1:n solukalvokuljetukselle, G54V-pistemutantti sijaitsee solukalvolla samoin kuin vil¬lityyppinen proteiini, mutta lukukehystä muuttavia ja proteiinia lyhentäviä mutantteja ei kuljeteta solukalvoon. Lisäksi havaittiin, että poikkeuksena tästä säännöstä ovat y+LAT1-deleetioproteiinit, joista puuttui korkeintaan 50 C-terminaalista aminohappoa. Nämä lyhentyneet kuljettimet sijaitsevat solukalvolla kuten villityyppiset ja LPI-pistemutanttiproteiinit. Dimerisaation osuutta kuljetushäiriön synnyssä tutkittiin käyttämällä fluorescence resonance energy transfer (FRET) menetelmää. Heterodimeerin alayksiköistä kloonattiin ECFP (cyan) ja EYFP (yellow) fuusioproteiinit, joita ilmennettiin nisäkässoluissa, ja FRET mitattiin virtaussytometri-FRET -menetel¬mällä (FACS-FRET). Tutkimuksissa kaikkien mutanttien havaittiin dimerisoituvan yhtä tehokkaasti. Kul¬jetushäiriön syynä ei siten ole alayksiköiden dimerisaation estyminen mutaation seurauksena. Tutkimuksessa havaittiin, että kaikki mutantti-y+LAT1-transfektiot tuottavat vähemmän transfektoi¬tuneita soluja kuin villityyppisen y+LAT1:n transfektiot. Solupopulaatioissa, joihin oli tranfektoitu lu¬kukehystä muuttava tai stop-kodonin tuottava mutaatio havaittiin suurempi kuolleisuus kuin saman näytteen transfektoitumattomissa soluissa, kun taas villityyppistä tai G54V-pistemutanttia tuottavas¬sa solupopulaatiossa oli pienempi kuolleisuus kuin saman näytteen fuusioproteiinia ilmentämättö¬missä soluissa. Tulos osoittaa mutanttiproteiinien erilaiset vaikutukset niitä ilmentäviin soluihin, joko suoraan y+LAT1:n tai 4F2hc:n kautta aiheutuneina. LPIFin SLC7A7 lähetti-RNA:n määrä ei merkittävästi poikennut villityyppisen määrästä fibroblasteissa ja lymfoblasteissa. SLC7A7:n promoottorianalyysissä oli osoitettavissa säätelyalueita geenin 5’ ei-koo¬daavalla alueella sekä ensimmäisten kahden intronin alueella. LPI-taudin tautimekanismin kannalta keskeisin tekijä on kuitenkin aminohappokuljetuksen häiriö, jonka vaikutuksesta näistä aminohapoista riippuvaiset prosessit elimistössä eivät toimi normaalisti. Havaittu virheellinen y+LAT1/4F2hc kuljetuskompleksin sijainti edellyttää lisätutkimuksia sen mahdol¬lisen kliinisen merkityksen selvittämiseksi.

The Use of Data Envelopment Analysis as Equity Portfolio Selection Criterion in the Finnish Stock Market

This thesis examines the application of data envelopment analysis as an equity portfolio selection criterion in the Finnish stock market during period 2001-2011. A sample of publicly traded firms in the Helsinki Stock Exchange is examined in this thesis. The sample covers the majority of the publicly traded firms in the Helsinki Stock Exchange. Data envelopment analysis is used to determine the efficiency of firms using a set of input and output financial parameters. The set of financial parameters consist of asset utilization, liquidity, capital structure, growth, valuation and profitability measures. The firms are divided into artificial industry categories, because of the industry-specific nature of the input and output parameters. Comparable portfolios are formed inside the industry category according to the efficiency scores given by the DEA and the performance of the portfolios is evaluated with several measures. The empirical evidence of this thesis suggests that with certain limitations, data envelopment analysis can successfully be used as portfolio selection criterion in the Finnish stock market when the portfolios are rebalanced at annual frequency according to the efficiency scores given by the data envelopment analysis. However, when the portfolios were rebalanced every two or three years, the results are mixed and inconclusive.

Tiedolla johtaminen henkilöstöhallinnossa - Empiirinen tutkimus

Yritysten syvällinen ymmärrys työntekijöistä vaatii yrityksiltä monipuolista panostusta tiedonhallintaan. Tämän yhdistäminen ennakoivaan analytiikkaan ja tiedonlouhintaan mahdollistaa yrityksille uudenlaisen ulottuvuuden kehittää henkilöstöhallinnon toimintoja niin työntekijöiden kuin yrityksen etujen mukaisesti. Tutkielman tavoitteena oli selvittää tiedonlouhinnan hyödyntämistä henkilöstöhallinnossa. Tutkielma toteutettiin konstruktiivistä menetelmää hyödyntäen. Teoreettinen viitekehys keskittyi ennakoivan analytiikan ja tiedonlouhinnan konseptin ymmärtämiseen. Tutkielman empiriaosuus rakentui kvalitatiiviseen ja kvantitatiiviseen osiin. Kvalitatiivinen osa koostui tutkielman esitutkimuksesta, jossa käsiteltiin ennakoivan analytiikan ja tiedonlouhinnan hyödyntämistä. Kvantitatiivinen osa rakentui tiedonlouhintaprojektiin, joka toteutettiin henkilöstöhallintoon tutkien henkilöstövaihtuvuutta. Esitutkimuksen tuloksena tiedonlouhinnan hyödyntämisen haasteiksi ilmeni muun muassa tiedon omistajuus, osaaminen ja ymmärrys mahdollisuuksista. Tiedonlouhintaprojektin tuloksena voidaan todeta, että tutkimuksessa sovelletuista korrelaatioiden tutkimisista ja logistisesta regressioanalyysistä oli havaittavissa tilastollisia riippuvuuksia vapaaehtoisesti poistuvien työntekijöiden osalta.

Chromatoid body mediated RNA regulation in mouse male germline

Male germ cell differentiation, spermatogenesis is an exceptional developmental process that produces a massive amount of genetically unique spermatozoa. The complexity of this process along with the technical limitations in the germline research has left many aspects of spermatogenesis poorly understood. Post-meiotic haploid round spermatids possess the most complex transcriptomes of the whole body. Correspondingly, efficient and accurate control mechanisms are necessary to deal with the huge diversity of transcribed RNAs in these cells. The high transcriptional activity in round spermatids is accompanied by the presence of an uncommonly large cytoplasmic ribonucleoprotein granule, called the chromatoid body (CB) that is conjectured to participate in the RNA post-transcriptional regulation. However, very little is known about the possible mechanisms of the CB function. The development of a procedure to isolate CBs from mouse testes was this study’s objective. Anti-MVH immunoprecipitation of cross-linked CBs from a fractionated testicular cell lysate was optimized to yield considerable quantities of pure and intact CBs from mice testes. This protocol produced reliable and reproducible data from the subsequent analysis of CB’s protein and RNA components. We found that the majority of the CB’s proteome consists of RNA-binding proteins that associate functionally with different pathways. We also demonstrated notable localization patterns of one of the CB transient components, SAM68 and showed that its ablation does not change the general composition or structure of the CB. CB-associated RNA analysis revealed a strong accumulation of PIWI-interacting RNAs (piRNAs), mRNAs and long non-coding RNAs (lncRNAs) in the CB. When the CB transcriptome and proteome analysis results were combined, the most pronounced molecular functions in the CB were related to piRNA pathway, RNA post-transcriptional processing and CB structural scaffolding. In addition, we demonstrated that the CB is a target for the main RNA flux from the nucleus throughout all steps of round spermatid development. Moreover, we provided preliminary evidence that those isolated CBs slice target RNAs in vitro in an ATPdependent manner. Altogether, these results make a strong suggestion that the CB functions involve RNA-related and RNA-mediated mechanisms. All the existing data supports the hypothesis that the CB coordinates the highly complex haploid transcriptome during the preparation of the male gametes for fertilization. Thereby, this study provides a fundamental basis for the future functional analyses of ribonucleoprotein granules and offers also important insights into the mechanisms governing male fertility.

Kone- ja laitesuunnittelupalvelun nykytilanteen kartoitus ja kehittämisen lähtökohdat muuttuvassa asiakasympäristössä

Haastattelututkimus on menetelmä, jolla voidaan kerätä yrityksen asiakaskunnalta asiakas-palaute ja tulokseksi saadaan yrityksen laatujohtamiseen kuuluva tieto asiakastyytyväisyy-destä. Asiakastyytyväisyystutkimus on yrityksen päätöksentekoa tukeva työkalu. Rejlers Oy:n tavoitteena oli selvittää mahdollisuus yritystoiminnan tehostamiseen yrityksen Itä-Suomen kone- ja laitesuunnittelun osastolla. Työssä tavoite pyrittiin saavuttamaan haastattelun kysymyksenasettelujen kohdistuessa niin yrityksen nykyiseen toimintaan kuin asiakaskunnassa mahdollisesti tapahtuviin muutoksiin. Kirjallisuuden perusteella selvitettiin asiakastyytyväisyystutkimuksen peruskäsitteitä, joita käytettiin työn suorittamisessa. Työn haastattelut suoritettiin Rejlers Oy:n asiakaskunnasta suunnittelupalvelujen volyymiin perustuen valittujen asiakkaiden luona. Haastatteluvastausten tietokoneavusteisesta analyysistä muodostettiin työssä tutkimuksen tulos. Tutkimustuloksesta todetaan, että Rejlers Oy:n nykyiseen toimintaan ei asiakaskunnassa nähdä tarvetta muutoksiin. Palvelutarpeiden mahdollisesti muuttuessa, nousi tutkimustu-loksessa merkittävimmäksi asiakaskuntaa kiinnostavaksi kehitettäväksi palveluksi cleantech-teknologian laaja-alainen osaaminen. Työssä on luotu lähtökohta Rejlers Oy:n käyttöön soveltuvalle asiakastyytyväisyystutki-mukselle. Haastattelututkimuksena suoritettavan asiakastyytyväisyystutkimuksen kehittä-misellä pyritään tehostamaan Rejlers Oy:n yritystoimintaa.

Methods of genetic diversity creation and functional display for directed evolution experiments

Protein engineering aims to improve the properties of enzymes and affinity reagents by genetic changes. Typical engineered properties are affinity, specificity, stability, expression, and solubility. Because proteins are complex biomolecules, the effects of specific genetic changes are seldom predictable. Consequently, a popular strategy in protein engineering is to create a library of genetic variants of the target molecule, and render the population in a selection process to sort the variants by the desired property. This technique, called directed evolution, is a central tool for trimming protein-based products used in a wide range of applications from laundry detergents to anti-cancer drugs. New methods are continuously needed to generate larger gene repertoires and compatible selection platforms to shorten the development timeline for new biochemicals. In the first study of this thesis, primer extension mutagenesis was revisited to establish higher quality gene variant libraries in Escherichia coli cells. In the second study, recombination was explored as a method to expand the number of screenable enzyme variants. A selection platform was developed to improve antigen binding fragment (Fab) display on filamentous phages in the third article and, in the fourth study, novel design concepts were tested by two differentially randomized recombinant antibody libraries. Finally, in the last study, the performance of the same antibody repertoire was compared in phage display selections as a genetic fusion to different phage capsid proteins and in different antibody formats, Fab vs. single chain variable fragment (ScFv), in order to find out the most suitable display platform for the library at hand. As a result of the studies, a novel gene library construction method, termed selective rolling circle amplification (sRCA), was developed. The method increases mutagenesis frequency close to 100% in the final library and the number of transformants over 100-fold compared to traditional primer extension mutagenesis. In the second study, Cre/loxP recombination was found to be an appropriate tool to resolve the DNA concatemer resulting from error-prone RCA (epRCA) mutagenesis into monomeric circular DNA units for higher efficiency transformation into E. coli. Library selections against antigens of various size in the fourth study demonstrated that diversity placed closer to the antigen binding site of antibodies supports generation of antibodies against haptens and peptides, whereas diversity at more peripheral locations is better suited for targeting proteins. The conclusion from a comparison of the display formats was that truncated capsid protein three (p3Δ) of filamentous phage was superior to the full-length p3 and protein nine (p9) in obtaining a high number of uniquely specific clones. Especially for digoxigenin, a difficult hapten target, the antibody repertoire as ScFv-p3Δ provided the clones with the highest affinity for binding. This thesis on the construction, design, and selection of gene variant libraries contributes to the practical know-how in directed evolution and contains useful information for scientists in the field to support their undertakings.

Diffusion Tensor Imaging as a Diagnostic and Research Tool: A Study on Preterm Infants

Diffusion tensor imaging (DTI) is an advanced magnetic resonance imaging (MRI) technique. DTI is based on free thermal motion (diffusion) of water molecules. The properties of diffusion can be represented using parameters such as fractional anisotropy, mean diffusivity, axial diffusivity, and radial diffusivity, which are calculated from DTI data. These parameters can be used to study the microstructure in fibrous structure such as brain white matter. The aim of this study was to investigate the reproducibility of region-of-interest (ROI) analysis and determine associations between white matter integrity and antenatal and early postnatal growth at term age using DTI. Antenatal growth was studied using both the ROI and tract-based spatial statistics (TBSS) method and postnatal growth using only the TBSS method. The infants included to this study were born below 32 gestational weeks or birth weight less than 1,501 g and imaged with a 1.5 T MRI system at term age. Total number of 132 infants met the inclusion criteria between June 2004 and December 2006. Due to exclusion criteria, a total of 76 preterm infants (ROI) and 36 preterm infants (TBSS) were accepted to this study. The ROI analysis was quite reproducible at term age. Reproducibility varied between white matter structures and diffusion parameters. Normal antenatal growth was positively associated with white matter maturation at term age. The ROI analysis showed associations only in the corpus callosum. Whereas, TBSS revealed associations in several brain white matter areas. Infants with normal antenatal growth showed more mature white matter compared to small for gestational age infants. The gestational age at birth had no significant association with white matter maturation at term age. It was observed that good early postnatal growth associated negatively with white matter maturation at term age. Growth-restricted infants seemed to have delayed brain maturation that was not fully compensated at term, despite catchup growth.

Permuurahaishapon valmistaminen mikroreaktorissa

Kandidaatintyön teoriaosassa perehdytään mikroreaktoreihin sekä niiden etuihin ja haasteisiin. Lisäksi esitellään lyhyesti, kuinka sekoitus näissä reaktoreissa voidaan järjestää erilaisten sekoituselementtien avulla sekä uusien ainetta lisäävien valmistusmenetelmien tarjoamat mahdollisuudet reaktorien valmistukselle. Mikroreaktorien edut liittyvät pääasiassa prosessin helpompaan hallittavuuteen, mikä johtaa mm. turvallisuuden lisääntymiseen ja energiasäästöihin. Lisäksi esitellään kokeellisessa osassa lähtöaineina käytettävät vetyperoksidi ja muurahaishappo, sekä tuotteena syntyvä permuurahaishappo ja sen käyttökohteita. Permuurahaishappoa käytetään mm. desinfiointiaineiden yhtenä komponenttina. Sitä voidaan käyttää myös paperikoneen vesikierron bakteerien tappamiseen. Epästabiiliutensa vuoksi permuurahaishappo voi räjähtää jopa huoneenlämmössä, mikä aiheuttaa merkittävän riskin sen varastoinnille ja kuljetukselle. Tästä syystä työssä tutkittu menetelmä permuurahaishapon valmistamiseksi mikroreaktorissa tarjoaa hyvän vaihtoehdon permuurahaishapon tuottamiseksi suoraan tarpeeseen. Kokeellisessa osassa permuurahaishappoa valmistettiin muurahaishaposta ja vetyperoksidista käyttäen rikkihappoa katalyyttinä reaktion nopeuttamiseksi. Lämpötilan ja viipymäajan vaikutusta tutkittiin permuurahaishapon muodostumiseen. Molempien nosto vaikutti edullisesti permuurahaishapon saantoon, mutta lämpötilan nosto lisää samalla räjähdysriskiä. Mikroreaktorissa lämpötilan nosto on kuitenkin suhteessa turvallisempaa makroreaktoriin verrattuna.

Lääkeaineiden vesiliukoisuuden parantaminen

Monien potentiaalisten lääkeainekandidaattien vesiliukoisuus on huono. Tämä on merkittävä ongelma pyrittäessä kehittämään niistä valmiita lääkkeitä. Lääkeainekandidaattien vesiliukoisuus riippuu niiden kemiallisesta rakenteesta. Tutkielmassa esitetään erilaisia menetelmiä kiinteiden lääkeaineiden vesiliukoisuuden parantamiseksi. Kemiallisia menetelmiä ovat suolanmuodostus, pH:n muuttaminen ja aihiolääkkeen (engl. prodrug) valmistaminen. Aihiolääke on farmakologisesti inaktiivinen yhdiste, joka metaboloituu elimistössä aktiiviseksi lääkeaineeksi. Aihiolääkettä valmistettaessa muokataan lääkeaineen kemiallista rakennetta liittämällä siihen vesiliukoisuutta lisäävä rakenne. Vesiliukoisuutta lisäävänä rakenteena voi toimia fosfaatti tai sokeri, ionisoituva orgaaninen happo tai emäs tai neutraali ryhmä. Yksi yleisimmistä menetelmistä aihiolääkkeen valmistamiseksi on käyttää aihio-osana fosforihapon estereitä tai amideja. Fysikaalisia ja muita menetelmiä ovat esimerkiksi kiinteiden dispersioiden,nanopartikkeleiden tai nanosuspensioiden valmistaminen, kiderakenteen muokkaaminen ja syklodekstriinien hyödyntäminen inkluusiokompleksien muodostamiseksi. Tutkielman kokeellisessa osassa tutkittiin lääkeainekandidaatti DPMBA:n (N-(4,6- dimetyylipyrimidin-2-yyli)-4-[(2-metyylibentsyyli)amino]bentseenisulfonamidi) fosfaattimonoesterin valmistusta. DPMBA on selektiivinen alpha2-antagonisti eli adrenoseptorien salpaaja. Kyseistä lääkeainekandidaattia voisi mahdollisesti hyödyntää sydän- ja verenkiertoelimistön sairauksien hoidossa. DPMBA:n ongelmana on sen huono vesiliukoisuus fysiologisessa pH:ssa, joten sen farmakologiset ominaisuudet ovat huonot. Kokeellisen osan tavoitteena oli parantaa DPMBA:n vesiliukoisuutta valmistamalla siitä aihiolääke. Aihiolääkkeen valmistus sisälsi DPMBA:n synteesin kehitystä ja aihiolääkkeen valmistuksessa tarvittavien kloorimetyylifosfaattien synteesit. Aihio-osien liittämistä DPMBA:han kokeiltiin erilaisin menetelmin. Lisäksi tutkittiin kloorimetyylifosfaattien liittämistä DPMBA:n lähtöaineisiin sekä muihin samankaltaisiin primaarisiin ja sekundaarisiin amiineihin. DPMBA:n kemiallinen rakenne on haastava, eikä kokeiltuja fosfaattiaihio-osia saatu liitettyä siihen. DPMBA:n rakenteessa oleva sulfonyyliryhmä, elektroneja puoleensavetävänä ryhmänä, heikentää rakenteessa olevien sekundaaristen typpiatomien nukleofiilisyyttä. Aihiolääkkeen valmistamisen sijaan kyseeseen voisi tulla jokin fysikaalinen menetelmä DPMBA:n vesiliukoisuuden parantamiseksi.

Neurobiological Correlates of Personality Traits: A Study on Harm Avoidance and Neuroticism

Harm Avoidance and Neuroticism are traits that predispose to mental illnesses. Studying them provides a unique way to study predisposition of mental illnesses. Understanding the biological mechanisms that mediate vulnerability could lead to improvement in treatment and ultimately to pre-emptive psychiatry. These personality traits describe a tendency to feel negative emotions such as fear, shyness and worry. Previous studies suggest these traits are regulated by serotonin and opiate pathways. The aim of this thesis was to test the following hypotheses using personality trait measures and positron emission tomography (PET): 1) Brain serotonin transporter density in vivo is associated with Harm Avoidance and Neuroticism traits. 2) μ-opioid receptor binding is associated with Harm Avoidance. In addition, we developed a methodology for studying neurotransmitter interactions in the brain using the opiate and serotonin pathways. 32 healthy subjects who were consistently in either the highest or lowest quartile of the Harm Avoidance trait were recruited from a population-based cohort. Each subject underwent two PET scans, serotonin transporter binding was measured with [11C] MADAM and μ-opioid receptor binding with [11C]carfentanil. We found that the serotonin transporter is not associated with anxious personality traits. However, Harm Avoidance positively correlated with μ-opioid receptor availability. Particularly the tendency to feel shy and the inability to cope with stress were associated μ-opioid receptor availability. We also demonstrated that serotonin transporter binding correlates with μ-opioid receptor binding, suggesting interplay between the two systems. These findings shed light on the neurobiological correlates of personality and have an impact on etiological considerations of affective disorders.

Fate of fuel-bound nitrogen and sulfur in biomass-fired Industrial boilers

Användning av biomassa som energikälla för produktion av el och värme är ett sätt att minska beroendet av fossila bränslen och höja självförsörjningen av energi. Fossila bränslen är den främsta källan till koldioxid utsläpp förorsakad av människan. Biomassa, å andra sidan, betraktas som en koldioxidneutral energikälla. Svavlet och kvävet i biomassan bildar dock föroreningar såsom kväveoxider (NOX) och svaveldioxid (SO2), som bidrar till försurning av mark och sjöar. Svavlet i bränslet kan även både förorsaka och förhindra korrosion i en förbränningsanläggning, beroende på förbränningen och bränslet. Huvudsyftet med detta arbete var att få en bättre förståelse om hur utsläppen av NOX och SO2 bildas från bränslebundet kväve och svavel vid förbränning av olika biobränslen. Mätkampanjer i fullskaliga förbränningsanläggningar utfördes, där gassammansättningen mättes i eldstaden och rökgasen. Förståelsen om gaskemin i eldstaden är viktig, för att möjliggöra utvecklandet av renare och effektivare förbränningsanläggningar. Ett annat syfte med arbetet var att klargöra om sulfatering av askkomponenter vid förbränning av biobränslen med olika askegenskaper. Alkaliklorider som bildas vid biomassaförbränning kan orsaka korrosion av värmeöverföringsytor. Svavlet i bränslet visade sig ha en viktig roll i att sulfatera alkaliklorider till mindre korrosiva alkalisulfater. Närvaron av gasformig svavelsyra i rökgaskanalen av förbränningsanläggningar studerades även. Kondensering av svavelsyra leder till korrosion av rökgaskanalen och dess delar. Om svavelsyrakoncentrationen i rökgasen är känd, kan daggpunktstemperaturen beräknas och kondensering av svavelsyra förhindras. I arbetet utvecklades en mätmetod för att mäta låga koncentrationer av gasformig svavelsyra i rökgaser. Denna metod användes för att undersöka risken av lågtemperaturkorrosion orsakad av svavelsyra i förbränningsanläggningar. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Käyttämällä biomassaa energianlähteenä voidaan vähentää sähkön- ja lämmöntuotannon riippuvuutta fossiilisiin polttoaineisiin. Biomassan käytöllä voidaan myös lisätä energiantuotannon omavaraisuutta. Fossiiliset polttoaineet ovat pääasiallinen syy ihmisen aiheuttamiin hiilidioksidipäästöihin. Biomassa sen sijaan luetaan hiilidioksidineutraaleihin energianlähteisiin. Biopolttoaineiden käytössä tosin vapautuu typpi- ja rikkioksideja, jotka edesauttavat maaperän ja merien happamoitumista. Lisäksi biopolttoaineen rikki voi sekä vähentää että aiheuttaa laitteiden korroosiota energiantuotannossa riippuen biopolttoaineesta ja palamisesta. Tämän työn päätavoitteena oli selvittää mitä biopolttoaineeseen sitoutuneelle typelle ja rikille tapahtuu teollisissa polttolaitoksissa. Kyseisten oksidien muodostumista tutkittiin polttamalla eri biomassoja polttolaitoksissa. Tutkimukset toteutettiin mittauskampanjoilla useissa polttolaitoksissa. Kaasujen koostumusta mitattiin sekä tulipesässä, että savukaasuista. Kaasujen koostumus varsinkin tulipesässä on tärkeää, jotta tulevaisuudessa voidaan rakentaa puhtaampia ja tehokkaampia polttolaitoksia. Työn toisena tavoitteena oli selvittää biomassan polton yhteydessä tapahtuvaa tuhkan sulfatoitumista. Alkalikloridit, joita muodostuu biomassan poltossa, voivat aiheuttaa lämmönsiirtopintojen korroosiota. Rikki osoittautui tärkeäksi osaksi prosessia, jossa korroosiota aiheuttavat alkalikloridit sulfatoituivat vähemmän korrosoiviksi alkalisulfaateiksi. Myös kaasumaisen rikkihapon läsnäoloa savukaasuissa tutkittiin. On todettu, että kaasumuotoinen rikkihappo johtaa korroosioon savukaasukanavan kylmässä päässä ja sen eri osissa rikkihapon tiivistyessä lämpötilan laskiessa. Mikäli rikkihapon pitoisuus savukaasussa tiedetään, sen kastepiste voidaan laskea ja tiivistyminen estää. Tässä työssä kehitettiin mittausmenetelmä rikkihapon alhaisten pitoisuuksien mittaamiseen. Menetelmää hyödynnettiin polttolaitoksissa, joissa tutkittiin rikkihapon tiivistymisestä johtuvaa korroosiota.

Mineraalisen rakennusjätteen hyötykäyttö maarakentamisessa

Työn tavoitteena on osoittaa betonimurskeen ympäristökelpoisuus maarakennuskäytössä sekä vertailla betonimurskeen ja luonnonmateriaalien elinkaaren aikaisia ympäristövaikutuksia maarakentamisessa. Teoriaosassa käsitellään betonimurskeen maarakennuskäyttöön vaikuttavaa lainsäädäntöä ja sen mahdollisia ympäristövaikutuksia. Lisäksi käydään läpi neitseellisten maarakennusmate-riaalien otosta aiheutuvia ympäristövaikutuksia. Työn kokeellinen osa koostuu kahdesta osasta: materiaalien haitallisten aineiden liukoisuuden mää-rityksistä ja elinkaariarvioinnista. Liukoisuuden määritykset tehtiin kenttäkokeina luonnonolosuhteissa Lahden tiede- ja yrityspuisto Oy:n Jokimaan pilot-luokan maaperätutkimuskeskuksessa. Lisäksi liukoisuudet määritettiin laboratoriossa valtioneuvoston asetuksen eräiden jätteiden hyödyntämisestä maarakentamisessa vaatimusten mukaisesti. Elinkaariarvioinnissa vertailtiin betonimursketta neitseellisiin maarakennusmateriaaleihin skenaarioissa, jotka sisälsivät materiaalin valmistuksen ja kuljetuksen käyttökohteeseen. Neitseellisiä materiaaleja käytettäessä oletettiin, että betoni loppusijoitetaan kaatopaikalle. Elinkaariarvioinnissa käytettiin Gabi-elinkaarimallinnusohjelmaa ja skenaarioita vertailtiin hiilidioksidiekvivalenttipäästöihin. Lisäksi elinkaariarviointiin otettiin mukaan vielä kehitysvaiheessa oleva menetelmä maankäytön indikaattoreiden määrittämiseen. Menetelmällä tutkittiin soranoton vaikutusta soraharjun maaperän laadulle ennen ja jälkeen soranoton. Tulokseksi liukoisuuden määrityksistä saatiin, että betonimurskekerroksen läpi suotautuneen sade-veden pH nousee hyvin emäksiseksi. pH:n nousu vaikuttaisi korreloivan positiivisesti tiettyjen metallien liukoisuuteen. Huomattavaa on, että kenttäkokeiden liukoisuudet ja laboratoriossa määritetyt liukoisuudet poikkesivat joltain osin toisistaan. Elinkaaritarkastelussa hiilidioksidiekvivalentti päästöjen suhteen suurin päästö aiheutuu, jos betoni loppusijoitetaan kaatopaikalle hyötykäytön sijaan. Maaperän laadun muutoksien määrittämisen menetelmä ei vielä ole käyttökelpoinen lähtötietojen yksinkertaistuksien ja puutteiden takia. Betonimurskeen hyötykäyttö maarakentamisessa ei aiheuta merkittäviä ympäristövaikutuksia, kun altistus vedelle minimoidaan. Lisäksi hyötykäyttö on suositeltava vaihtoehto loppusijoitukselle kaatopaikan rakentamisen ja käytön aiheuttamien ympäristövaikutusten takia.

Modelling of hydrogen stratification and gas mixing in containment using the APROS code

Hydrogen stratification and atmosphere mixing is a very important phenomenon in nuclear reactor containments when severe accidents are studied and simulated. Hydrogen generation, distribution and accumulation in certain parts of containment may pose a great risk to pressure increase induced by hydrogen combustion, and thus, challenge the integrity of NPP containment. The accurate prediction of hydrogen distribution is important with respect to the safety design of a NPP. Modelling methods typically used for containment analyses include both lumped parameter and field codes. The lumped parameter method is universally used in the containment codes, because its versatility, flexibility and simplicity. The lumped parameter method allows fast, full-scale simulations, where different containment geometries with relevant engineering safety features can be modelled. Lumped parameter gas stratification and mixing modelling methods are presented and discussed in this master’s thesis. Experimental research is widely used in containment analyses. The HM-2 experiment related to hydrogen stratification and mixing conducted at the THAI facility in Germany is calculated with the APROS lump parameter containment package and the APROS 6-equation thermal hydraulic model. The main purpose was to study, whether the convection term included in the momentum conservation equation of the 6-equation modelling gives some remarkable advantages compared to the simplified lumped parameter approach. Finally, a simple containment test case (high steam release to a narrow steam generator room inside a large dry containment) was calculated with both APROS models. In this case, the aim was to determine the extreme containment conditions, where the effect of convection term was supposed to be possibly high. Calculation results showed that both the APROS containment and the 6-equation model could model the hydrogen stratification in the THAI test well, if the vertical nodalisation was dense enough. However, in more complicated cases, the numerical diffusion may distort the results. Calculation of light gas stratification could be probably improved by applying the second order discretisation scheme for the modelling of gas flows. If the gas flows are relatively high, the convection term of the momentum equation is necessary to model the pressure differences between the adjacent nodes reasonably.

Ekspatriaattien sopeutuminen ja kulttuuriulottuvuuksien merkitys ulkomaankomennuksen onnistumiseen

Ekspatriaattien merkitystä ei voida aliarvioida alati kansainvälistyvässä maailmassa. Yhä suurempi määrä työntekijöitä toimii kansainvälisissä tehtävissä ympäri maailmaa. Ekspatriaattien voidaan sanoa toimivan yritysten keulakuvina, yritysten lähtiessä uusille markkina-alueille. Yritysjohdossa on ymmärretty ekspatriaattien tärkeys yrityksen menestymisen kannalta ja samalla on keskitytty entistä enemmän varmistamaan ekspatriaattien sopeutuminen ja onnistunut ulkomaankomennus. Ekspatriaatteja valittaessa halutaan varmistaa, että heillä on oikeat ominaispiirteet tukemaan sopeutumisprosessia. Ekspatriaattien valmennukseen ennen komennusta ja komennuksen aikana on keskitetty entistä enemmän huomiota. Ulkomaankomennuksen ollessa monimutkainen prosessi, kaikki mahdolliset tekijät tulee ottaa huomioon ulkomaankomennusta suunniteltaessa. Kulttuuriulottuvuuksien ja kulttuurierojen vaikutus sopeutumiseen on olennainen osa tätä tutkimusta. Aiheena ekspatriaatit ja kulttuurierot herättivät mielenkiintoa, koska tutkijalla itsellään on kokemuksia työskentelystä eri kulttuuriympäristöissä ja tähtäimessä on kansainvälinen ura. Tässä tutkimuksessa on tarkoitus tutkia, miten ekspatriaattien sopeutumista uuteen multikulttuuriseen ympäristöön ja sen kulttuuriulottuvuuksiin voidaan edesauttaa, ja mitkä ovat suurimmat siihen vaikuttavat tekijät. Tutkimusmenetelmäksi valikoitui laadullinen menetelmä ja tutkimus tehtiin tapaustutkimuksena, hyödyntäen teemahaastatteluja. Empiria osuutta varten tehtiin teemahaastattelu kymmenelle ulkomaankomennuksella olleelle ekspatriaatille, liitteestä 2 näkee heidän koti- ja kohdemaansa. Päätutkimuskysymykseksi nousi, miten ekspatriaattien sopeutumista eri kulttuuriulottuvuuksiin voidaan edesauttaa. Kirjallisuustutkimus kohdistui ekspatriaatteihin, kulttuurivalmennukseen, sopeutumiseen ja kulttuuritekijöihin. Teoria pohjautuu suomalaisiin ja kansainvälisiin artikkeleihin ja kirjallisuuteen. Haastattelujen pohjalta ilmeni, että kulttuurivalmennuksella on positiivinen vaikutus ekspatriaattien sopeutumiseen ja samalla nousi esiin tarve koko perheen valmentamiseen. Kulttuuritekijöitä tutkittaessa korostui se, miten valmennus oli entistä tärkeämpää suurien kulttuurierojen kohteissa. Aikaisempia ulkomaankomennuksia pidettiin selkeästi positiivisesti sopeutumiseen vaikuttavana tekijänä. Kielitaidot, kommunikaatiokyky, motivaatio, ominaispiirteet ja avoimuus nousivat esiin sopeutumisen kannalta tärkeinä tekijöinä. Samalla korostui myös tuen merkitys, niin perheen kuin organisaation taholta. Kokonaisuuden pitää toimia, jotta ulkomaankomennuksen onnistumisprosentti saadaan mahdollisimman korkeaksi.