Production of polyesters in transgenic plants.

Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are bacterial polyesters having the properties of biodegradable thermoplastics and elastomers. Synthesis of PHAs has been demonstrated in transgenic plants. Both polyhydroxybutyrate and the co-polymer poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) have been synthesized in the plastids of Arabidopsis thaliana and Brassica napus. Furthermore, a range of medium-chain-length PHAs has also been produced in plant peroxisomes. Development of agricultural crops to produce PHA on a large scale and at low cost will be a challenging task requiring a coordinated and stable expression of several genes. Novel extraction methods designed to maximize the use of harvested plants for PHA, oil, carbohydrate, and feed production will be needed. In addition to their use as plastics, PHAs can also be used to modify fiber properties in plants such as cotton. Furthermore, PHA can be exploited as a novel tool to study the carbon flux through various metabolic pathways, such as the fatty acid beta-oxidation cycle.

Polymers of 3-hydroxyacids in plants

Polyhydroxyalkanoates (PHA) are polyesters of bacterial origin that have properties of biodegradable plastics and elastomers. Synthesis of PHA in crop plants would allow the large-scale production and use of these biodegradable and renewable polymers as substitutes for petroleum-derived plastics. Synthesis of a diversity of PHAs in plants, such as Arabidopsis thaliana, rapeseed, corn and cotton, has been demonstrated through the genetic engineering of metabolic pathways in the cytoplasm, plastid and peroxisome. PHA can also be used as a novel tool to study various aspects of plant metabolism, such as the regulation of carbon flux to the fatty acid biosynthetic and degradation pathways.

Metabolic engineering of plants for the synthesis of polyhydroxyalkanoates

Synthesis of polyhydroxyalkanoates (PHAs) in crop is viewed as an attractive approach for the production of this family of biodegradable plastics in large quantities and at low costs. Synthesisof PHAs containing various monomers has so far been demonstrated in the cytosol, plastids, and peroxisomes of plants. Several biochemical pathways have been modifies to achieve this, including the isoprenois pathway, the fatty acid biosynthetic pathway, and the fatty acid

Review on polyhydroxyalkanoate formation in the model plant Arabidopsis thaliana

In order to explore potential alternatives to the production of polyhydroxyalkanoates (PHAs) in bacteria, the enzymes of Alcaligenes eutrophus involved in the synthesis of polyhydroxybutyrate (PHB) have been expressed in the model plant Arabidopsis thaliana. Following the successful production of low amounts of high molecular weight PHB in plants expressing the acetoacetyl-CoA reductase and the PHB synthase in the cytoplasm of Arabidopsis cell, expression of the PHB pathway in the pastids was achieved by modifying the PHB enzymes with plastid targeting signals. This strategy resulted in a significant increase in the formation of PHB in Arabidopsis, with a maximum of 14% of the leaf dry weight . The increase in PHB production is most likely due to the higher flux in the plastids of acetyl-CoA, the precursor for PHB synthesis. A detailed study of metabolic fluxes in Arabidopsis plants producing high levels of PHB could help to determine the potential problems and limitations of PHB synthesis in Arabidopsis and could be useful for optimising strategies for the production of PHB in crop plants. The knowledge on PHB production could also be used for the production of PHAs other than PHB. Apart from PHB, no other PHAs have been produced in an eukaryotic system. Arabidopsis will therefore be used as a model system for the production in eukaryotes of more complex PHAs, such as poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvylerate) or medium-chain-lenght-PHAs.

Neurotoxicity of dibutyltin in aggregating brain cell cultures.

Dibutyltin (DBT) compounds are used primarily as stabilizers for polyvinyl chloride (PVC) plastics. Small quantities can be released from PVC containers into stored liquids. The neurotoxicological potential of DBT was tested in aggregating brain cell cultures after a 10-day treatment with concentrations ranging from 10(-10) to 10(-6)m, either during an early developmental period, or during a phase of advanced maturation. Changes in protein content, DNA labelling and cell type-specific enzyme activities were measured as end points. DBT caused general cytotoxicity at 10(-6)m in both immature and differentiated cultures. At 10(-7)m, it affected the myelin content and the cholinergic neurons in both states of maturation, while GABAergic neurons remained unchanged. Astrocyte and oligodendrocyte markers were diminished at 10(-7)m of DBT exclusively in immature cultures. DBT uptake by undifferentiated and differentiated cells was similar at this concentration. Whereas trimethyltin (TMT) is known to induce gliosis and triethyltin (TET) to cause demyelination and affect GABAergic neurons, DBT appeared to be more toxic than TMT, and to present a distinct toxicological pattern.

Release of vancomycin and teicoplanin from a plasticized and resorbable gelatin sponge: in vitro investigation of a new antibiotic delivery system with glycopeptides.

BACKGROUND: The aim of this study was to evaluate the efficacy of sustained release of vancomycin and teicoplanin from a resorbable gelatin glycerol sponge, in order to establish a new delivery system for local anti-infective therapy. MATERIALS AND METHODS: 60 plasticized glycerol gelatin sponges containing either 10 or 20% gelatin (w/v) were incubated in vancomycin or teicoplanin solution at 20 degrees C for either 1 or 24 h. In vitro release properties of the sponges were investigated over a period of 1 week by determining the levels of vancomycin and teicoplanin eluted in plasma using fluorescent polarization immunoassay. The rate constant and the half-life for the antibiotic release of each group were calculated by linear regression assuming first order kinetics. RESULTS: Presoaking for 24 h was associated with a significant increase in the total antibiotic release in all groups opposed to 1 h of incubation, except for the 10% sponges presoaked in teicoplanin. Doubling the gelatin content of the sponges from 10 to 20% significantly increased the total release of antibiotic load only in teicoplanin-containing sponges after 24 h incubation. In all corresponding groups investigated, release of vancomycin was more prolonged compared to teicoplanin, which allowed a gradual release beyond 5 days. The half-life (h +/- SEM) of both types of vancomycin-containing sponges was significantly prolonged by 24 h incubation in comparison to 1 h incubation (29.1 +/- 5.9 vs 5.9 +/- 1.0; p < 0.001, 30.0 +/- 2.1 vs 11.1 +/- 1.9; p < 0.001). However, neither doubling the gelatin content of the sponges nor a prolonged incubation was associated with a significantly prolonged delivery of teicoplanin. CONCLUSION: This study demonstrated a better diffusion-controlled release of vancomycin-impregnated glycerol gelatin sponges compared to those pretreated with teicoplanin. The plasticized glycerol gelatin sponge may be a promising carrier for the application of vancomycin to infected wounds for local anti-infective therapy.

Isotope ratio mass spectrometry as a tool for source inference in forensic science: a critical review

Isotope ratio mass spectrometry (IRMS) has been used in numerous fields of forensic science in a source inference perspective. This review compiles the studies published on the application of isotope ratio mass spectrometry (IRMS) to the traditional fields of forensic science so far. It completes the review of Benson et al. [1] and synthesises the extent of knowledge already gathered in the following fields: illicit drugs, flammable liquids, human provenancing, microtraces, explosives and other specific materials (packaging tapes, safety matches, plastics, etc.). For each field, a discussion assesses the state of science and highlights the relevance of the information in a forensic context. Through the different discussions which mark out the review, the potential and limitations of IRMS, as well as the needs and challenges of future studies are emphasized. The paper elicits the various dimensions of the source which can be obtained from the isotope information and demonstrates the transversal nature of IRMS as a tool for source inference.

Wollastoniittimarkkinat ja suomalaisen tuottajan asemoituminen markkinoilla

Työn tarkoituksena oli tehdä yleiskuvaus wollastoniittimarkkinoista, ja siten auttaa yritystä sisäisesti määrittämään asemansa kyseisillä markkinoillaWollastoniitin suurimmat kuluttajasektorit ovat keraaminen-, muovi-, maali- ja pinnoite-, sekä metallurginen teollisuus. Eniten mineraalin kulutuksen odotetaan kasvavan muoviteollisuudessa. Suurimmat wollastoniitin tuottajamaat ovat Kiina, Intia, Yhdysvallat, Meksiko ja Suomi. Kiinassa aktiivisia kaivoksia on tällä hetkellä noin 60 kappaletta, ja koko maan tuotanto kattaa noin puolet mineraalin kokonaistuotannosta. Kiinan ulkopuolella toimii yhteensä viisi suurta tuottajaa.Suurimmat wollastoniitin tuottajat ovat intialainen Wolkem India Ltd., kiinalaiset Dalian Huanqui Minerals Corp. ja Jilin Shanwei Wollastonite Mining Co. Ltd, yhdysvaltalaiset Nyco Minerals Inc. ja R.T. Vanderbilt Co., meksikolainen Nyco Minera S.A. de C.V. ja suomalainen Nordkalk Oyj Abp. Uusia tuotantolaitoksia suunnitellaan rakennettavaksi Venäjälle, Kanadaan ja Kazakstaniin.

Biochemical treatment of brown grade rejects in recycling process

Ruskeisiin kierrätysmassoihin kuuluu kulutuksen kannalta tärkeimpänä laatuna OCC (old corrugated containers). OCC sisältää noin 70-100% aaltopahvia eli pääasiassa se koostuu valkaisemattomasta kemiallisesta massasta. OCC uusiomassan ensisijainen käyttökohde on aaltopahvin valmistus. OCC:n kierrätyskuituprosessissa syntyy merkittäviä määriä rejektiä. Rejektin määrä riippuu paljolti kierrätettävän materiaalin laadusta ja puhtaudesta, mutta myös tulevan massan käyttötarkoituksesta sekä prosessiolosuhteista. OCC-prosessissa rejektoituvan aineksen määrä voi nousta korkeaksi, mikäli kierrätettävä materiaali sisältää märkälujaliimoja tai muuten raskaasti liimattuja komponentteja sekä runsaasti kontaminantteja, kuten muoveja, teippejä ja metalleja. Keskimäärin OCC-rejekti sisältää 30-60% kiinteää ainesta, 30-90% (kuivapaino) kuituja, 5-70% (kuivapaino) muoveja ja 1-10% (kuivapaino) tuhkaa. Syntynyt rejekti voidaan polttaa energiaksi tai käyttää maantäyttöaineena. Harvinaisempia sovelluksia rejektin käsittelyssä ovat rejektin kuitujen talteenotto uudelleenprosessointia varten tai alkoholin ja levuliinihapon tuottamiseen. Rejektin asianmukaisella käsittelyllä voidaan vähentää kaatopaikkakustannuksia, sekä parantaa kierrätysprosessin tuottavuutta. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia biokemiallisen käsittelyn mahdollisuudet OCC-rejektin hajotuksessa. Alustavissa laboratoriomittakaavan kokeissa etsittiin sopiva käsittelytapa, joka toteutettiin sitten pilot plant -mittakaavassa. Tulokset osoittavat, että biokemiallisen käsittelyn avulla rejekti voidaan hajottaa jolloin jätteenkäsittelykustannukset pienenevät ja kierrätyskuituprosessin taloudellisuus paranee.

Hermetic sealing of food packaging trays

Suojakaasupakkaaminen on lisääntynyt voimakkaasti viime vuosina elintarvikkeiden pakkaamisessa sillä pakkaamalla elintarvike suojakaasuun voidaan sen hyllyikää pidentää ilman säilöntäaineita. Tällainen pakkaaminen vaatii kuitenkin täysin kaasutiiviin pakkauksen, jonka kaasunläpäisevyys on myös alhainen. Yleisimmin käytetyt pakkausmateriaalit suojakaasupakkaamisessa ovat monikerroksiset muovimateriaalit, joissa yhdistyy monen eri muovin parhaimmat ominaisuudet. Yleisimmin käytettyjä muovilaatuja näissä monikerrosrakenteissa ovat PE, PET, PA ja EVOH polymeerit. Myös muita perinteisiä polymeerejä käytetään jonkin verran näissä rakenteissa. Uudemmat muovilaadut, kuten biohajoavat muovit, eivät ole vielä yleistyneet kaupallisessa käytössä pääasiallisesti niiden korkean hinnan vuoksi. Muovisten pakkausten korvaamista esimerkiksi muovipäällystetyillä kartonkipakkauksilla on viime vuosien aikana tutkittu enenevissä määrin. Muovipakkausten korvaamista helpommin kierrätettävillä ja mahdollisesti biohajoavilla materiaaleilla edistävät EU:n direktiivit, jotka käsittelevät pakkausjätteen käsittelyä. Kartonkivuokien saumaamista kaasutiiviisti tutkittiin myös tässä työssä. Tavoitteena oli löytää pakkaus, joka soveltuisi kanasuikaleiden pakkaamiseen suojakaasuun. Kana on herkkä mikrobiologiselle hajoamiselle, minkä johdosta se tulee pakata suojakaasuun jossa happipitoisuuden tulee olla alle 1 % pakkauspäivästä viimeiseen käyttöpäivään saakka. Suorittamalla erilaisia tiiveystutkimuksia voitiin osoittaa, että kartonkivuoka on mahdollista saumata kaasutiiviisti luotettavalla tavalla. Tämä vaatii kuitenkin kartonkivuokien valmistuksen optimoimista päällystemuovikerroksen ja kartongin paksuuden mukaan sekä kannen saumaamista optimoiduilla saumausparametreilla. Tiivein vuoka saavutettiin muovifilmikannella, jonka saumaus perustui samaan muoviin kuin vuoan saumaus. Polyeteenillä saavutettiin tiivein ja kestävin saumaustulos.

Paperirullan kannatushihnan kestoiän pidentäminen

Työn tavoitteena oli selvittää kannatushihnapituusleikkurissa paperin rullaukseen käytettävän kannatushihnan kestoikään vaikuttavia tekijöitä ja ratkaisuja liian lyhyeen kestoikään liittyviin ongelmiin. Työssä selvitettiin ensin kannatushihnatyyppisen pituusleikkurin toimintaa ja tarkemmin sen rullausosaa ja rullausprosessin parametreja. Kannatushihnan kestoikään vaikuttavia tekijöitä on käsitelty kirjallisuuden ja kohdeyrityksessä olevan materiaalin perusteella. Seuraavaksi esitettiin ideoita kannatushihnan rakenteesta ja materiaaleista sekä vertailtiin niitä keskenään ja nykyiseen hihnan rakenteeseen. Työssä tehtiin nykyistä kannatushihnaa simuloiva kaksiulotteinen elementtimalli. Tämän elementtimallin mukaan pituusleikkurin telojen suunnassa epätasainen hihnan kuluminen johtuu hihnan paksuussuuntaisten jännitysten eroista. Hihnan kulkua arvioitiin kokeellisesti kahdella erityyppisellä hihnalla. Hihnan kulkuun eniten vaikutti esikiristysvoima, jota pienennettäessä kehänopeusero paperirullaa simuloivan kuormittavan telan ja hihnatelan välillä pieneni. Työssä löydettiin mahdollinen yhteys rullauksessa tulostietona saatavan datan sekä hihnan geometrian välille. Polyeteenivaahtomuovit ovat kitkansa puolesta lupaavia hihnan kitkapinnoitteen materiaaliksi. Toisaalta polyeteenivaahtomuovien mekaanisia ominaisuuksia ei juuri tunneta, eikä niitä ole käytetty kulutuskestoa vaativissa sovelluksissa. Hihnan ulkopinnan kulumismekanismia ei täysin tunneta.

Prosessiparametrien vaikutus polymeerien diodilaserhitsaukseen

Diplomityössä tutkittiin polymeerien diodilaserhitsausta ja tavoitteena oli selvittää eri prosessiparametrien vaikutus hitsin laatuun. Kokeissa käytettyjä hitsausmenetelmiä olivat jatkuva hitsaus, puolisimultaanihitsaus ja Clearweld-menetelmä. Materiaaleina käytettiin polykarbonaattia ja ABS + PC -seosta. Kokeissa tarkasteltiin prosessiparametrien vaikutusta hitsin lujuuteen, leveyteen sekä hitsin tuhoutumiseen ja huokoisuuteen. Hitsin lujuus kasvoi hitsaustehoa nostettaessa tiettyyn pisteeseen asti, jonka jälkeen hitsi alkoi tuhoutumaan ja lujuus lähti laskuun. Hitsaustehon lisäksi hitsin lujuuteen vaikuttavia prosessiparametreja olivat hitsausnopeus ja ilmarako, joiden kasvaessa hitsin lujuus laski. Lisäksi puolisimultaanihitsauksessa pyyhkäisyjen määrä vaikutti hitsin lujuuteen; suuremmalla pyyhkäisyjen määrällä saatiin lujempi hitsi. Hitsin leveydellä ja lujuudella ei ollut vaikutusta toisiinsa, mutta hitsin tuhoutumisella ja huokosten määrällä hitsissä oli selkeä yhteys hitsin lujuuteen. Kun hitsissä alkoi esiintyä tuhoutumista, hitsin lujuus lähti laskuun. Clearweld-menetelmällä tarvittavat hitsaustehot olivat samaa suuruusluokkaa kuin jatkuvassa hitsauksessa. Hitsausparametrialueeseen, jolla saadaan aikaan laadukas hitsi, vaikuttavat hitsausteho, hitsausnopeus, ilmarako ja säteen tehotiheys sekä puolisimultaanihitsauksessa pyyhkäisyjen määrä. Hitsausnopeuden ja ilmaraon kasvaessa parametrialue kapenee. Paras liitos saadaan aikaiseksi, kun kappaleiden välillä ei ole ilmarakoa. Tällöin myös hitsausparametrialue on laajempi.

Oeil et environnement

Résumé L'oeil est exposé à de multiples facteurs environnementaux qui influent sur le développement visuel, le confort et la santé visuelle. Une exposition excessive à la lumière solaire peut causer des pathologies de la surface oculaire et de la rétine, mais une exposition insuffisante à la lumière du jour pourrait être incriminée dans l'apparition ou la progression de la myopie. Les lumières artificielles, LED en particulier, comportent un risque accru de phototoxicité rétinienne. L'augmentation importante de la prévalence des allergies oculaires pourrait être liée à la multiplication des polluants environnementaux, comme la fumée de tabac, les dérivés de combustion de carburants ou les phtalates. Enfin, certains compléments alimentaires peuvent jouer un rôle protecteur dans certains types d'atteintes oculaire, rétinienne en particulier. Abstract The eyes are exposed to multiple environmental factors, which affect visual development, comfort, and visual health. While overexposure to sunlight can cause ocular surface and retinal pathologies, insufficient exposure to daylight could significantly contribute to myopia progression. New artificial lights, namely LED, have a higher risk of retinal phototoxicity, and could alter ocular circadian rhythm. The significant increase of prevalence of ocular allergies could be caused by the proliferation of environmental polluting substances, like tobacco smoke, fuel combustion by-products, or phtalates, which are found in many types of plastics. Finally, some dietary supplements could play a protective role in certain types of ocular pathologies, namely retinal pathologies.