Differential protein labeling with thiol-reactive infrared DY-680 and DY-780 maleimides and analysis by two-dimensional gel electrophoresis.

Differential protein labeling with 2-DE separation is an effective method for distinguishing differences in the protein composition of two or more protein samples. Here, we report on a sensitive infrared-based labeling procedure, adding a novel tool to the many labeling possibilities. Defined amounts of newborn and adult mouse brain proteins and tubulin were exposed to maleimide-conjugated infrared dyes DY-680 and DY-780 followed by 1- and 2-DE. The procedure allows amounts of less than 5 microg of cysteine-labeled protein mixtures to be detected (together with unlabeled proteins) in a single 2-DE step with an LOD of individual proteins in the femtogram range; however, co-migration of unlabeled proteins and subsequent general protein stains are necessary for a precise comparison. Nevertheless, the most abundant thiol-labeled proteins, such as tubulin, were identified by MS, with cysteine-containing peptides influencing the accuracy of the identification score. Unfortunately, some infrared-labeled proteins were no longer detectable by Western blots. In conclusion, differential thiol labeling with infrared dyes provides an additional tool for detection of low-abundant cysteine-containing proteins and for rapid identification of differences in the protein composition of two sets of protein samples.

Detection of Concrete Delamination by Infrared Thermography, HR-244, 1986

Iowa has approximately 1000 bridges that have been overlaid with a nominal 2" of portland cement concrete. A Delamtect survey of a sampling of the older overlaid bridges indicated delaminations in several of them. Eventually these bridges as well as those that have not received an overlay must be programmed for rehabilitation. Prior to rehabilitation the areas which are delaminated must be identified. There are currently two standard methods of determining delaminated areas in bridge decks; sounding with a metal object or a chain drag and sounding with an electro-mechanical sounding system (Delamtect). Sounding with a metal object or chain drag is time consuming and the accuracy is dependent on the ear of the operator and may be affected by traffic noise. The Delamtect requires less field time but the graphical traces require that data reduction be done in the office. A recently developed method of detecting delamination is infrared thermography. This method is based on the temperature difference between sound and delaminated concrete. A contract was negotiated with Donohue and Associates, Inc. of Sheboygan, Wisconsin, to survey 18 p.c. concrete overlaid bridge decks in Iowa using the infrared thermography method of detecting delaminations.

Water-filtered infrared-A radiation (wIRA) is not implicated in cellular degeneration of human skin.

BACKGROUND: Excessive exposure to solar ultraviolet radiation is involved in the complex biologic process of cutaneous aging. Wavelengths in the ultraviolet-A and -B range (UV-A and UV-B) have been shown to be responsible for the induction of proteases, e. g. the collagenase matrix metalloproteinase 1 (MMP-1), which are related to cell aging. As devices emitting longer wavelengths are widely used in therapeutic and cosmetic interventions and as the induction of MMP-1 by water-filtered infrared-A (wIRA) had been discussed, it was of interest to assess effects of wIRA on the cellular and molecular level known to be possibly involved in cutaneous degeneration. OBJECTIVES: Investigation of the biological implications of widely used water-filtered infrared-A (wIRA) radiators for clinical use on human skin fibroblasts assessed by MMP-1 gene expression (MMP-1 messenger ribonucleic acid (mRNA) expression).Methods: Human skin fibroblasts were irradiated with approximately 88% wIRA (780-1400 nm) and 12% red light (RL, 665-780 nm) with 380 mW/cm(2) wIRA(+RL) (333 mW/cm(2) wIRA) on the one hand and for comparison with UV-A (330-400 nm, mainly UV-A1) and a small amount of blue light (BL, 400-450 nm) with 28 mW/cm(2) UV-A(+BL) on the other hand. Survival curves were established by colony forming ability after single exposures between 15 minutes and 8 hours to wIRA(+RL) (340-10880 J/cm(2) wIRA(+RL), 300-9600 J/cm(2) wIRA) or 15-45 minutes to UV-A(+BL) (25-75 J/cm(2) UV-A(+BL)). Both conventional Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) and quantitative real-time RT-PCR techniques were used to determine the induction of MMP-1 mRNA at two physiologic temperatures for skin fibroblasts (30 degrees C and 37 degrees C) in single exposure regimens (15-60 minutes wIRA(+RL), 340-1360 J/cm(2) wIRA(+RL), 300-1200 J/cm(2) wIRA; 30 minutes UV-A(+BL), 50 J/cm(2) UV-A(+BL)) and in addition at 30 degrees C in a repeated exposure protocol (up to 10 times 15 minutes wIRA(+RL) with 340 J/cm(2) wIRA(+RL), 300 J/cm(2) wIRA at each time). RESULTS: Single exposure of cultured human dermal fibroblasts to UV-A(+BL) radiation yielded a very high increase in MMP-1 mRNA expression (11 +/-1 fold expression for RT-PCR and 76 +/-2 fold expression for real-time RT-PCR both at 30 degrees C, 75 +/-1 fold expression for real-time RT-PCR at 37 degrees C) and a dose-dependent decrease in cell survival. In contrast, wIRA(+RL) did not produce cell death and did not induce a systematic increase in MMP-1 mRNA expression (less than twofold expression, within the laboratory range of fluctuation) detectable with the sensitive methods applied. Additionally, repeated exposure of human skin fibroblasts to wIRA(+RL) did not induce MMP-1 mRNA expression systematically (less than twofold expression by up to 10 consecutive wIRA(+RL) exposures and analysis with real-time RT-PCR). CONCLUSIONS: wIRA(+RL) even at the investigated disproportionally high irradiances does not induce cell death or a systematic increase of MMP-1 mRNA expression, both of which can be easily induced by UV-A radiation. Furthermore, these results support previous findings of in vivo investigations on collagenase induction by UV-A but not wIRA and show that infrared-A with appropriate irradiances does not seem to be involved in MMP-1 mediated photoaging of the skin. As suggested by previously published studies wIRA could even be implicated in a protective manner.

Report of the Workshop on Intelligent Construction for Earthworks: April 14-16, 2009

The objectives of this workshop were to update the strategies identified during the 2008 workshop; provide a collaborative exchange of ideas and experiences; share research results; increase participants' knowledge; develop research, education, and implementation initiatives for intelligent compaction (IC) and automated machine guidance (AMG) technologies; and develop strategies to move forward. The 2 1/2 day workshop was organized as follows: Day 1: Review of 2008 workshop proceedings, technical presentations on IC and AMG technologies, and participating state department of transportation (DOT) briefings. Day 2: Industry/equipment manufacturer presentations and breakout interactive sessions on three topic areas. Day 3: Breakout session summary reporting and panel discussion involving state DOT, contractor, and industry representatives. The results of the breakout sessions on day 2 were analyzed to identify the priorities for advancement in each of the three topic areas. Key issues for each topic were prioritized by reviewing the recorder's notes in detail, finding common topics among sessions, and summarizing the participant votes.

Report of the 4th Workshop for Technology Transfer for Intelligent Compaction Consortium, TPF-5(233), 2015

This document summarizes the discussion and findings of the 4th workshop held on October 27–28, 2015 in Frankfort, Kentucky as part of the Technology Transfer Intelligent Compaction Consortium (TTICC) Transportation Pooled Fund (TPF-5(233)) study. The TTICC project is led by the Iowa Department of Transportation (DOT) and partnered by the following state DOTs: California, Georgia, Iowa, Kentucky, Missouri, Ohio, Pennsylvania, Virginia, and Wisconsin. The workshop was hosted by the Kentucky Transportation Cabinet and was organized by the Center for Earthworks Engineering Research (CEER) at Iowa State University of Science and Technology. The objective of the workshop was to generate a focused discussion to identify the research, education, and implementation goals necessary for advancing intelligent compaction for earthworks and asphalt. The workshop consisted of a review of the TTICC goals, state DOT briefings on intelligent compaction implementation activities in their state, voting and brainstorming sessions on intelligent compaction road map research and implementation needs, and identification of action items for TTICC, industry, and Federal Highway Administration (FHWA) on each of the road map elements to help accelerate implementation of the technology. Twenty-three attendees representing the state DOTs participating in this pooled fund study, the FHWA, Iowa State University, University of Kentucky, and industry participated in this workshop.

Predicting rapeseed oil content with near-infrared spectroscopy

The objective of this work was to establish a calibration equation and to estimate the efficiency of near-infrared reflectance (NIR) spectroscopy for evaluating rapeseed oil content in Southern Brazil. Spectral data from 124 half-sib families were correlated with oil contents determined by the chemical method. The accuracy of the equation was verified by coefficient of determination (R²) of 0.92, error of calibration (SEC) of 0.78, and error of performance (SEP) of 1.22. The oil content of ten genotypes, which were not included in the calibration with NIR, was similar to the one obtained by the standard chemical method. NIR spectroscopy is adequate to differentiate oil content of rapeseed genotypes.

Utilisation of Statistics in Intelligent Web Applications

Web-portaalien aiheenmukaista luokittelua voidaan hyödyntää tunnistamaan käyttäjän kiinnostuksen kohteet keräämällä tilastotietoa hänen selaustottumuksistaan eri kategorioissa. Tämä diplomityö käsittelee web-sovelluksien osa-alueita, joissa kerättyä tilastotietoa voidaan hyödyntää personalisoinnissa. Yleisperiaatteet sisällön personalisoinnista, Internet-mainostamisesta ja tiedonhausta selitetään matemaattisia malleja käyttäen. Lisäksi työssä kuvaillaan yleisluontoiset ominaisuudet web-portaaleista sekä tilastotiedon keräämiseen liittyvät seikat.

Development of Paperboard Forming Tools with a Focus on Intelligent Manufacturing

Tämä diplomityö käsittelee kartonginmuovaukseen käytettävien puristintyökalujen kehittämistä. Työntavoitteina oli kehittää työkalutekniikan suunnittelua ja valmistusta edullisemmaksi, nopeammaksi ja työkaluja toiminnoiltaan tehokkaammiksi. Työn tuli sisältää myös ohjeet työkalujen suunnittelemiseksi ja valmistamiseksi jatkoa ajatellen. Työn aikana selvitettiin mahdollisia työkalurakennevaihtoehtoja, valmistusmateriaaleja sekä niiden käsittelymenetelmiä ja lastuamista sekä sen tarjoamia mahdollisuuksia valmistusmenetelmänä. Työkalupari suunniteltiin modulaariseksi siten, että uusia työkaluja varten vain osa komponenteista täytyy valmistaa uudelleen, samalla työkalun osien lukumäärää pienennettiin merkittävästi. Valmistusmateriaaliksi valittiin hyvin lastuttava työkaluteräs ja sen koneistaminen tapahtui vaakakaraisessa koneistuskeskuksessa. Työn loppuvaiheessa työkalukokonaisuudelle tehtiin kustannuslaskelma jaoteltuna eri työvaiheille sekä komponenteittain. Työkalu asennettiin puristimeen ja sille suoritettiin käyttötestaus. Työn aikana karttuneen kokemuksen sekä koekäytön perusteella tehtiin jatkokehitysehdotuksia.

Monitoring of crystallization processes by using infrared spectroscopy and multivariate methods

Väitöstutkimuksessa on tarkasteltuinfrapunaspektroskopian ja monimuuttujaisten aineistonkäsittelymenetelmien soveltamista kiteytysprosessin monitoroinnissa ja kidemäisen tuotteen analysoinnissa. Parhaillaan kiteytysprosessitutkimuksessa maailmanlaajuisesti tutkitaan intensiivisesti erilaisten mittausmenetelmien soveltamista kiteytysprosessin ilmiöidenjatkuvaan mittaamiseen niin nestefaasista kuin syntyvistä kiteistäkin. Lisäksi tuotteen karakterisointi on välttämätöntä tuotteen laadun varmistamiseksi. Erityisesti lääkeaineiden valmistuksessa kiinnostusta tämäntyyppiseen tutkimukseen edistää Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkeaineviraston (FDA) prosessianalyyttisiintekniikoihin (PAT) liittyvä ohjeistus, jossa määritellään laajasti vaatimukset lääkeaineiden valmistuksessa ja tuotteen karakterisoinnissa tarvittaville mittauksille turvallisten valmistusprosessien takaamiseksi. Jäähdytyskiteytyson erityisesti lääketeollisuudessa paljon käytetty erotusmenetelmä kiinteän raakatuotteen puhdistuksessa. Menetelmässä puhdistettava kiinteä raaka-aine liuotetaan sopivaan liuottimeen suhteellisen korkeassa lämpötilassa. Puhdistettavan aineen liukoisuus käytettävään liuottimeen laskee lämpötilan laskiessa, joten systeemiä jäähdytettäessä liuenneen aineen konsentraatio prosessissa ylittää liukoisuuskonsentraation. Tällaiseen ylikylläiseen systeemiin pyrkii muodostumaan uusia kiteitä tai olemassa olevat kiteet kasvavat. Ylikylläisyys on yksi tärkeimmistä kidetuotteen laatuun vaikuttavista tekijöistä. Jäähdytyskiteytyksessä syntyvän tuotteen ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa mm. liuottimen valinnalla, jäähdytyprofiililla ja sekoituksella. Lisäksi kiteytysprosessin käynnistymisvaihe eli ensimmäisten kiteiden muodostumishetki vaikuttaa tuotteen ominaisuuksiin. Kidemäisen tuotteen laatu määritellään kiteiden keskimääräisen koon, koko- ja muotojakaumansekä puhtauden perusteella. Lääketeollisuudessa on usein vaatimuksena, että tuote edustaa tiettyä polymorfimuotoa, mikä tarkoittaa molekyylien kykyä järjestäytyä kidehilassa usealla eri tavalla. Edellä mainitut ominaisuudet vaikuttavat tuotteen jatkokäsiteltävyyteen, kuten mm. suodattuvuuteen, jauhautuvuuteen ja tabletoitavuuteen. Lisäksi polymorfiamuodolla on vaikutusta moniin tuotteen käytettävyysominaisuuksiin, kuten esim. lääkeaineen liukenemisnopeuteen elimistössä. Väitöstyössä on tutkittu sulfatiatsolin jäähdytyskiteytystä käyttäen useita eri liuotinseoksia ja jäähdytysprofiileja sekä tarkasteltu näiden tekijöiden vaikutustatuotteen laatuominaisuuksiin. Infrapunaspektroskopia on laajalti kemian alan tutkimuksissa sovellettava menetelmä. Siinä mitataan tutkittavan näytteenmolekyylien värähtelyjen aiheuttamia spektrimuutoksia IR alueella. Tutkimuksessa prosessinaikaiset mittaukset toteutettiin in-situ reaktoriin sijoitettavalla uppoanturilla käyttäen vaimennettuun kokonaisheijastukseen (ATR) perustuvaa Fourier muunnettua infrapuna (FTIR) spektroskopiaa. Jauhemaiset näytteet mitattiin off-line diffuusioheijastukseen (DRIFT) perustuvalla FTIR spektroskopialla. Monimuuttujamenetelmillä (kemometria) voidaan useita satoja, jopa tuhansia muuttujia käsittävä spektridata jalostaa kvalitatiiviseksi (laadulliseksi) tai kvantitatiiviseksi (määrälliseksi) prosessia kuvaavaksi informaatioksi. Väitöstyössä tarkasteltiin laajasti erilaisten monimuuttujamenetelmien soveltamista mahdollisimman monipuolisen prosessia kuvaavan informaation saamiseksi mitatusta spektriaineistosta. Väitöstyön tuloksena on ehdotettu kalibrointirutiini liuenneen aineen konsentraation ja edelleen ylikylläisyystason mittaamiseksi kiteytysprosessin aikana. Kalibrointirutiinin kehittämiseen kuuluivat aineiston hyvyyden tarkastelumenetelmät, aineiston esikäsittelymenetelmät, varsinainen kalibrointimallinnus sekä mallin validointi. Näin saadaan reaaliaikaista informaatiota kiteytysprosessin ajavasta voimasta, mikä edelleen parantaa kyseisen prosessin tuntemusta ja hallittavuutta. Ylikylläisyystason vaikutuksia syntyvän kidetuotteen laatuun seurattiin usein kiteytyskokein. Työssä on esitetty myös monimuuttujaiseen tilastolliseen prosessinseurantaan perustuva menetelmä, jolla voidaan ennustaa spontaania primääristä ytimenmuodostumishetkeä mitatusta spektriaineistosta sekä mahdollisesti päätellä ydintymisessä syntyvä polymorfimuoto. Ehdotettua menetelmää hyödyntäen voidaan paitsi ennakoida kideytimien muodostumista myös havaita mahdolliset häiriötilanteet kiteytysprosessin alkuhetkillä. Syntyvää polymorfimuotoa ennustamalla voidaan havaita ei-toivotun polymorfin ydintyminen,ja mahdollisesti muuttaa kiteytyksen ohjausta halutun polymorfimuodon saavuttamiseksi. Monimuuttujamenetelmiä sovellettiin myös kiteytyspanosten välisen vaihtelun määrittämiseen mitatusta spektriaineistosta. Tämäntyyppisestä analyysistä saatua informaatiota voidaan hyödyntää kiteytysprosessien suunnittelussa ja optimoinnissa. Väitöstyössä testattiin IR spektroskopian ja erilaisten monimuuttujamenetelmien soveltuvuutta kidetuotteen polymorfikoostumuksen nopeaan määritykseen. Jauhemaisten näytteiden luokittelu eri polymorfeja sisältäviin näytteisiin voitiin tehdä käyttäen tarkoitukseen soveltuvia monimuuttujaisia luokittelumenetelmiä. Tämä tarjoaa nopean menetelmän jauhemaisen näytteen polymorfikoostumuksen karkeaan arviointiin, eli siihen mitä yksittäistä polymorfia kyseinen näyte pääasiassa sisältää. Varsinainen kvantitatiivinen analyysi, eli sen selvittäminen paljonko esim. painoprosentteina näyte sisältää eri polymorfeja, vaatii kaikki polymorfit kattavan fysikaalisen kalibrointisarjan, mikä voi olla puhtaiden polymorfien huonon saatavuuden takia hankalaa.

Artificially Intelligent and Adaptive Methods for Prediction and Analysis of Superheater Fireside Corrosion in Fluidized Bed Boilers

Superheater corrosion causes vast annual losses for the power companies. With a reliable corrosion prediction method, the plants can be designed accordingly, and knowledge of fuel selection and determination of process conditions may be utilized to minimize superheater corrosion. Growing interest to use recycled fuels creates additional demands for the prediction of corrosion potential. Models depending on corrosion theories will fail, if relations between the inputs and the output are poorly known. A prediction model based on fuzzy logic and an artificial neural network is able to improve its performance as the amount of data increases. The corrosion rate of a superheater material can most reliably be detected with a test done in a test combustor or in a commercial boiler. The steel samples can be located in a special, temperature-controlled probe, and exposed to the corrosive environment for a desired time. These tests give information about the average corrosion potential in that environment. Samples may also be cut from superheaters during shutdowns. The analysis ofsamples taken from probes or superheaters after exposure to corrosive environment is a demanding task: if the corrosive contaminants can be reliably analyzed, the corrosion chemistry can be determined, and an estimate of the material lifetime can be given. In cases where the reason for corrosion is not clear, the determination of the corrosion chemistry and the lifetime estimation is more demanding. In order to provide a laboratory tool for the analysis and prediction, a newapproach was chosen. During this study, the following tools were generated: · Amodel for the prediction of superheater fireside corrosion, based on fuzzy logic and an artificial neural network, build upon a corrosion database developed offuel and bed material analyses, and measured corrosion data. The developed model predicts superheater corrosion with high accuracy at the early stages of a project. · An adaptive corrosion analysis tool based on image analysis, constructedas an expert system. This system utilizes implementation of user-defined algorithms, which allows the development of an artificially intelligent system for thetask. According to the results of the analyses, several new rules were developed for the determination of the degree and type of corrosion. By combining these two tools, a user-friendly expert system for the prediction and analyses of superheater fireside corrosion was developed. This tool may also be used for the minimization of corrosion risks by the design of fluidized bed boilers.

An infrared spectral signature of human lymphocyte subpopulations from peripheral blood.

Metastatic melanomas are frequently refractory to most adjuvant therapies such as chemotherapies and radiotherapies. Recently, immunotherapies have shown good results in the treatment of some metastatic melanomas. Immune cell infiltration in the tumor has been associated with successful immunotherapy. More generally, tumor infiltrating lymphocytes (TILs) in the primary tumor and in metastases of melanoma patients have been demonstrated to correlate positively with favorable clinical outcomes. Altogether, these findings suggest the importance of being able to identify, quantify and characterize immune infiltration at the tumor site for a better diagnostic and treatment choice. In this paper, we used Fourier Transform Infrared (FTIR) imaging to identify and quantify different subpopulations of T cells: the cytotoxic T cells (CD8+), the helper T cells (CD4+) and the regulatory T cells (T reg). As a proof of concept, we investigated pure populations isolated from human peripheral blood from 6 healthy donors. These subpopulations were isolated from blood samples by magnetic labeling and purities were assessed by Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS). The results presented here show that Fourier Transform Infrared (FTIR) imaging followed by supervised Partial Least Square Discriminant Analysis (PLS-DA) allows an accurate identification of CD4+ T cells and CD8+ T cells (>86%). We then developed a PLS regression allowing the quantification of T reg in a different mix of immune cells (e.g. Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs)). Altogether, these results demonstrate the sensitivity of infrared imaging to detect the low biological variability observed in T cell subpopulations.

Smart List : Llistat intel·ligent de compres

Treball de final de carrera que consisteix en una aplicació per a mòbils que connecta el servei REST amb un servidor.