Theoretische und experimentelle Studie der Gradienten-Gegenstromchromatographie unter linearen Bedingungen

Simulated Moving Bed (SMB)-Chromatography, solvent gradients, mathematical modelling for linear isotherms

Electrokinetic flow and transport in porous media : experimental methods, numerical analysis, and applications

Electrokinetic transport, electrochromatography, electroosmotic flow, electrophoresis, concentration polarization, fixed beds, monoliths, dynamic NMR microscopy, quantitative confocal laser scanning microscopy, mathematical modelling, numerical analysis

Clinical review: practical recommendations on the management of perioperative heart failure in cardiac surgery.

Acute cardiovascular dysfunction occurs perioperatively in more than 20% of cardiosurgical patients, yet current acute heart failure (HF) classification is not applicable to this period. Indicators of major perioperative risk include unstable coronary syndromes, decompensated HF, significant arrhythmias and valvular disease. Clinical risk factors include history of heart disease, compensated HF, cerebrovascular disease, presence of diabetes mellitus, renal insufficiency and high-risk surgery. EuroSCORE reliably predicts perioperative cardiovascular alteration in patients aged less than 80 years. Preoperative B-type natriuretic peptide level is an additional risk stratification factor. Aggressively preserving heart function during cardiosurgery is a major goal. Volatile anaesthetics and levosimendan seem to be promising cardioprotective agents, but large trials are still needed to assess the best cardioprotective agent(s) and optimal protocol(s). The aim of monitoring is early detection and assessment of mechanisms of perioperative cardiovascular dysfunction. Ideally, volume status should be assessed by 'dynamic' measurement of haemodynamic parameters. Assess heart function first by echocardiography, then using a pulmonary artery catheter (especially in right heart dysfunction). If volaemia and heart function are in the normal range, cardiovascular dysfunction is very likely related to vascular dysfunction. In treating myocardial dysfunction, consider the following options, either alone or in combination: low-to-moderate doses of dobutamine and epinephrine, milrinone or levosimendan. In vasoplegia-induced hypotension, use norepinephrine to maintain adequate perfusion pressure. Exclude hypovolaemia in patients under vasopressors, through repeated volume assessments. Optimal perioperative use of inotropes/vasopressors in cardiosurgery remains controversial, and further large multinational studies are needed. Cardiosurgical perioperative classification of cardiac impairment should be based on time of occurrence (precardiotomy, failure to wean, postcardiotomy) and haemodynamic severity of the patient's condition (crash and burn, deteriorating fast, stable but inotrope dependent). In heart dysfunction with suspected coronary hypoperfusion, an intra-aortic balloon pump is highly recommended. A ventricular assist device should be considered before end organ dysfunction becomes evident. Extra-corporeal membrane oxygenation is an elegant solution as a bridge to recovery and/or decision making. This paper offers practical recommendations for management of perioperative HF in cardiosurgery based on European experts' opinion. It also emphasizes the need for large surveys and studies to assess the optimal way to manage perioperative HF in cardiac surgery.

Les TIC a l'ensenyament de la modelització matemàtica en Ciències Econòmiques i en Ciències Experimentals

Aquest projecte proposa materials didàctics per a un nou plantejament de les assignatures de Matemàtiques dels primers cursos de Ciències Empresarials i d'Enginyeria Tècnica, més acord amb el procés de convergència europea, basat en la realització de projectes que anomenem “Tallers de Modelització Matemàtica” (TMM) en els quals: (1) Els alumnes parteixen de situacions i problemes reals per als quals han de construir per sí mateixos els models matemàtics més adients i, a partir de la manipulació adequada d’aquests models, poden obtenir la informació necessària per donar-los resposta. (2) El treball de construcció, experimentació i avaluació dels models es realitza amb el suport de la calculadora simbòlica Wiris i del full de càlcul Excel com a instruments “normalitzats” del treball matemàtic d’estudiants i professors. (3) S’adapten els programes de les assignatures de matemàtiques de primer curs per tal de poder-les associar a un petit nombre de Tallers que parteixen de situacions adaptades a cada titulació. L’assignatura de Matemàtiques per a les Ciències Empresarials s’articula entorn de dos tallers independents: “Matrius de transició” pel que fa a l’àlgebra lineal i “Previsió de vendes” per a la modelització funcional en una variable. L’assignatura de Matemàtiques per a l’Enginyeria s’articula entorn d’un únic taller, “Models de poblacions”, que abasta la majoria de continguts del curs: successions i models funcionals en una variable, àlgebra lineal i equacions diferencials. Un conjunt d’exercicis interactius basats en la calculadora simbòlica WIRIS (Wiris-player) serveix de suport per al treball tècnic imprescindible per al desenvolupament de les dues assignatures. L’experimentació d’aquests tallers durant 2 cursos consecutius (2006/07 i 2007/08) en dues universitats catalanes (URL i UAB) ha posat en evidència tant els innegables avantatges del nou dispositiu docent per a l’aprenentatge dels estudiants, així com les restriccions institucionals que actualment dificulten la seva gestió i difusió.

Sample preparation for two-dimensional gel electrophoresis.

The choice of sample preparation protocol is a critical influential factor for isoelectric focusing which in turn affects the two-dimensional gel result in terms of quality and protein species distribution. The optimal protocol varies depending on the nature of the sample for analysis and the properties of the constituent protein species (hydrophobicity, tendency to form aggregates, copy number) intended for resolution. This review explains the standard sample buffer constituents and illustrates a series of protocols for processing diverse samples for two-dimensional gel electrophoresis, including hydrophobic membrane proteins. Current methods for concentrating lower abundance proteins, by removal of high abundance proteins, are also outlined. Finally, since protein staining is becoming increasingly incorporated into the sample preparation procedure, we describe the principles and applications of current (and future) pre-electrophoretic labelling methods.

Getting ready for malaria elimination: a check list of critical issues to consider

In recent years, a renewed interest in malaria elimination and eradication has emerged and seems to be rooting in the minds of the scientific community, public health specialists, funding bodies, policy makers and politicians. Malaria eradication will certainly benefit from improved and innovative tools; notwithstanding novel knowledge in fields ranging from basic science to mathematical modelling and health systems research. However, the elimination of malaria also encompasses a broad range of essential aspects that countries and other actors need to consider when thinking of embarking on such an adventure, including the implementation of innovative strategies, the ability to incorporate the most up-to-date evidence into policy, the integration of malaria into the broader health agenda, the strengthening of surveillance and health systems, capacity building, funding, advocacy and, very importantly, research. While in some cases this enthusiasm is clearly justified, some countries are still a long way from realistically advancing towards elimination. This paper attempts to provide guidance on all the necessary issues that should be considered when initiating a malaria elimination program.

Factors de creixement autòlegs aplicats a les ferides cròniques amb evolució tòrpida

Les ferides cròniques, especialment les de lenta curació, suposen una carga important pels pacients i pels sistemes de salut. És imprescindible investigar en nous tractaments que redueixin el temps de curació d‟aquestes ferides. L‟objectiu d‟aquest projecte, és avaluar l‟eficàcia dels factors de creixement, obtinguts de plasma ric en plaquetes, en la curació o millora de les ferides cròniques. El projecte s‟ha dissenyat com un estudi d‟una sèrie de casos que compara el tractament convencional amb el tractament amb factors de creixement. La variable resultats és la curació o la disminució del àrea de l‟úlcera. El projecte pretén avaluar uns quants pacients consecutius atesos en l‟ unitat de ferides cròniques del nostre hospital. Els subjectes del estudi han de presentar una ferida de més de 3 mesos d‟evolució nul·la o escassa resposta als tractaments habituals. La tècnica de obtenció dels factors de creixement plaquetar no és complexa i es pot realitzar en l‟entorn d‟un hospital de dia. No s‟han comunicat en la literatura efectes secundaris majors de l‟aplicació dels factors de creixement en ferides cròniques.

Non invasive transcutaneous blood carboxyhemoglobine level: reliability in victims of carbon monoxide poisoning

Introduction: Carbon monoxide (CO) poisoning is one of the mostcommon causes of fatal poisoning. Symptoms of CO poisoning arenonspecific and the documentation of elevated carboxyhemoglobin(HbCO) levels in arterial blood sample is the only standard ofconfirming suspected exposure. The treatment of CO poisoning requiresnormobaric or hyperbaric oxygen therapy, according to the symptomsand HbCO levels. A new device, the Rad-57 pulse CO-oximeter allowsnoninvasive transcutaneous measurement of blood carboxyhemoglobinlevel (SpCO) by measurement of light wavelength absorptions.Methods: Prospective cohort study with a sample of patients, admittedbetween October 2008 - March 2009 and October 2009 - March 2010,in the emergency services (ES) of a Swiss regional hospital and aSwiss university hospital (Burn Center). In case of suspected COpoisoning, three successive noninvasive measurements wereperformed, simultaneously with one arterial blood HbCO test. A controlgroup includes patients admitted in the ES for other complaints (cardiacinsufficiency, respiratory distress, acute renal failure), but necessitatingarterial blood testing. Informed consent was obtained from all patients.The primary endpoint was to assess the agreement of themeasurements made by the Rad-57 (SpCO) and the blood levels(HbCO).Results: 50 patients were enrolled, among whom 32 were admittedfor suspected CO poisoning. Baseline demographic and clinicalcharacteristics of patients are presented in table 1. The median age was37.7 ans ± 11.8, 56% being male. Median laboratory carboxyhemoglobinlevels (HbCO) were 4.25% (95% IC 0.6-28.5) for intoxicated patientsand 1.8% (95% IC 1.0-5.3) for control patients. Only five patientspresented with HbCO levels >= 15%. The results disclose relatively faircorrelations between the SpCO levels obtained by the Rad-57 and thestandard HbCO, without any false negative results. However, theRad-57 tend to under-estimate the value of SpCO for patientsintoxicated HbCO levels >10% (fig. 1).Conclusion: Noninvasive transcutaneous measurement of bloodcarboxyhemoglobin level is easy to use. The correlation seems to becorrect for low to moderate levels (<15%). For higher values, weobserve a trend of the Rad-57 to under-estimate the HbCO levels. Apartfrom this potential limitation and a few cases of false-negative resultsdescribed in the literature, the Rad-57 may be useful for initial triageand diagnosis of CO.

Osteoradionecrosis: an update.

Osteoradionecrosis (ORN) of the mandible is the most serious and severe side effect of combined treatment of head and neck tumors. A new theory for the pathogenesis of ORN has been proposed relating it to a fibro-atrophic mechanism including free radical formation, endothelial dysfunction, inflammation, microvascular thrombosis leading to bone and tissue necrosis. Risk factors mainly include radiation related risk factors, surgery and, tobacco and alcohol abuse. Removing of diseased teeth after and even probably after radiotherapy is generally considered the main risk factor in ORN. Conversely, steroid use before or after radiation may have a protective effect related to the inhibition of the initial inflammatory phase of ORN. Prevention of ORN is still based on the preventive extractions of decayed or periodontally compromised teeth before radiotherapy. Based on the current understanding of ORN pathophysiology, new preventive and therapeutic protocols have been suggested for mild to moderate stages. Free tissue surgical transfers is the treatment of choice of severe, extensive and long established ORN.

Pathway databases and tools for their exploitation: benefits, current limitations and challenges

In past years, comprehensive representations of cell signalling pathways have been developed by manual curation from literature, which requires huge effort and would benefit from information stored in databases and from automatic retrieval and integration methods. Once a reconstruction of the network of interactions is achieved, analysis of its structural features and its dynamic behaviour can take place. Mathematical modelling techniques are used to simulate the complex behaviour of cell signalling networks, which ultimately sheds light on the mechanisms leading to complex diseases or helps in the identification of drug targets. A variety of databases containing information on cell signalling pathways have been developed in conjunction with methodologies to access and analyse the data. In principle, the scenario is prepared to make the most of this information for the analysis of the dynamics of signalling pathways. However, are the knowledge repositories of signalling pathways ready to realize the systems biology promise? In this article we aim to initiate this discussion and to provide some insights on this issue.

Reduction of ARNT in myeloid cells causes immune suppression and delayed wound healing.

Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator (ARNT) is a transcription factor that binds to partners to mediate responses to environmental signals. To investigate its role in the innate immune system, floxed ARNT mice were bred with lysozyme M-Cre recombinase animals to generate lysozyme M-ARNT (LAR) mice with reduced ARNT expression. Myeloid cells of LAR mice had altered mRNA expression and delayed wound healing. Interestingly, when the animals were rendered diabetic, the difference in wound healing between the LAR mice and their littermate controls was no longer present, suggesting that decreased myeloid cell ARNT function may be an important factor in impaired wound healing in diabetes. Deferoxamine (DFO) improves wound healing by increasing hypoxia-inducible factors, which require ARNT for function. DFO was not effective in wounds of LAR mice, again suggesting that myeloid cells are important for normal wound healing and for the full benefit of DFO. These findings suggest that myeloid ARNT is important for immune function and wound healing. Increasing ARNT and, more specifically, myeloid ARNT may be a therapeutic strategy to improve wound healing.

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.

Rasvaisten ja öljyisten jätevesien biologisen puhdistuksen mallinnus

Työn kirjallisuusosassa on tarkasteltu rasvaistenjätevesien puhdistuksessa käytettyjä perinteisiä käsittelymenetelmiä ja ultrasuodatusta. Perinteisiä rasvaisten jätevesien käsittelymenetelmiä ovat muun muassalaskeutus, flotaatio, hydrosykloni, pisarakoon kasvattaminen suodatus sekä biologinen käsittely. Lisäksi happohydrolyysia voidaan soveltaa edellä mainittujen menetelmien esikäsittelynä. Perinteisten puhdistusmenetelmien käyttöä rajoittavatniiden tehottomuus emulgoituneen ja liukoisen öljyn poistossa. Tämä sekä kiristyneet päästövaatimukset ja kalvotekniikan nopea kehittyminen ovat lisänneet kiinnostusta kalvotekniikkaan. Työn soveltavassa osassa on tarkasteltu rasvojen mahdollisesti aiheuttamia ongelmia Porvoon jalostamon kemiallisessa ja biologisessa puhdistuksessa. Rasvaisia jätevesiä muodostuu biodieselin valmistuksessa, jossa rasvoja käytetään syöttöaineena. Vertailtaessa jalostamon vesilaitoksen nykyisiä olosuhteita ja rasvojen käsittelyn vaatimia olosuhteita havaitaan, että optimiolosuhteet ovat melko lähellä toisiaan ja rasvaisten jätevesien mukana tulevat fosfori-, typpi- ja COD-kuormat melko pieniä. Suurimmat mahdolliset rasvojen aiheuttamat ongelmat syntyvät aktiivilietelaitoksella, jossa kevyt pinnalle nouseva rasva nostaa mukanaan lietettä. Rasvat ja rasvahapot myös lisäävät rihmamaisten bakteerien kasvua, joiden runsas esiintyminen aiheuttaa huonosti laskeutuvaa lietettä, eli paisuntalietettä. Rasvaisten vesien aiheuttamaa kuormitusta aktiivilieteprosessiin on tarkasteltu Activated sludge Model No. 3:n ja bio-P fosforin poisto moduuliin pohjautuvan Excel-taulukkolaskentamallin avulla. Pohjana työssä on käytetty Tuomo Hillin vuonna 2002 diplomityönä tekemää taulukkolaskentamallia. Työssä on esitelty kaikki mallin kannalta oleelliset yhtälöt ja parametrit. Tämän tutkimuksen perusteella mallin käytettävyyttä rajoittaa se, että sitä ei ole kalibroitu Porvoon jalostamolle. Kalibroimattomalla mallilla voidaan saada vain suuntaa antavia tuloksia.

Sähkönjakeluverkon komponenttien pitoajat

Suomessa sähkönjakeluverkkoyhtiöt toimivat verkkovastuualueillaan yksinoikeudella. Verkkovastuualuiden ominaispiirteet voivat olla hyvin erilaiset. Energiamarkkinavirasto valvoo sähkömarkkinalainsäädännön noudattamista jakeluverkkotoiminnassa. Jakeluverkonhaltijat on velvoitettu Energiamarkkinaviraston valvontamallin kautta määrittämään tiettyjen rajoitusten mukaisesti verkkokomponenteillensa sopivimmat teknistaloudelliset pitoajat. Nämä pitoajat vaikuttavat varsinkin verkkoyhtiön tuottomahdollisuuksiin ja asiakkaiden siirtohintoihin. Lisäksi huomioon on otettava jaettavan sähkön laatu, verkon käyttövarmuus sekä vaikutukset ympäristöön ja turvallisuuteen. Pitoaikojen matemaattinen mallintaminen on usein monimutkaista. Teknistaloudellinen pitoaika valitaankin monesti kokemuksen ja harkinnan perusteella. Tärkeimmät reunaehdot jakeluverkkokomponenttien teknistaloudellisten pitoaikojen valinnalle muodostavat verkkovastuualueen sähkönkulutuksen kasvun sekä infrastruktuurin muutoksen nopeudet. Hitaan muutoksen alueilla verkkokomponenttien teknistaloudelliset pitoajat lähenevät teknisiä pitoaikoja, joihin vaikuttavat voimakkaasti verkkovastuualueen maantieteelliset ja ilmastolliset ominaispiirteet. Yhtiöittäin vaihtelevat verkon rakennus- ja ylläpitomenetelmät tulee myös huomioida. Tässä diplomityössä keskitytään pääosin sähkönjakeluverkon komponenttien teknistaloudelliseen pitoaikaan verkon ja verkkovastuualueen ominaispiirteiden kautta. Aluksi määritellään jakeluverkon pitoaika usealla eri tavalla, sekä selvitetään pitoajan merkitystä nykytilanteessa. Lisäksi työn alkuosassa esitellään Energiamarkkinaviraston vuoden 2005 alusta käyttöönotettu jakeluverkkotoiminnan hinnoittelun kohtuullisuuden valvontamalli ja käydään läpi teknistaloudellisen pitoajan merkitys siinä. Sen jälkeen tarkastellaan jakeluverkkokomponenttien ja niiden osien tekniseen pitoaikaan vaikuttavia tekijöitä. Erityisesti puupylväisiin ja niihin liittyviin ajankohtaisiin asioihin kiinnitetään huomiota, koska puupylväät määräävät monesti koko ilmajohtorakenteen uusimisajankohdan. Lisäksi suolakyllästeiselle puupylväälle esitetään yleinen rappeutumismalli ja jakelumuuntajan rappeutumistapahtumaa tutkitaan. Lopuksi tarkastellaan Graninge Kainuu Oy:tä jakeluverkonhaltijana sekä määritetään sen verkkovastuualueelle ominaisia komponenttien teknisiä ja teknistaloudellisia pitoaikoja haastattelujen, tuoreimpien lähteiden, tutkimustulosten, vertailun ja harkinnan avulla.

Polttoaineen reaktiivisuuden määrittäminen kiertoleijupoltossa

Kehitettäessä leijupolttotekniikkaa entistä ympäristöystävällisemmäksi ja tehokkaammaksi tarvitaan lisää tietoa polttoaineen käyttäytymisestä tulipesässä. Polttoaineen palamisprofiili ja reaktiivisuus vaikuttavat oleellisesti esimerkiksi voimalaitoskattilan lämmönsiirtopintojen sijoitteluun ja suunnitteluun sekä ohjausjärjestelmän toteutukseen. Varsinkin monipolttoainekattiloilla ohjausjärjestelmän toimivuus joutuu koetukselle esimerkiksi kuormanmuutostilanteissa ja äkillisissä polttoaineen syöttöhäiriöissä. Tässä työssä on aluksi tutustuttu kiertoleijupolton ilmiöihin ja niiden matemaattiseen mallintamiseen. Lisäksi esitetään katsaus eri prosessiolosuhteiden vaikutuksesta palamiseen kiertoleijuolosuhteissa. Työn tutkimusosassa kehitettiin menetelmä polttoaineen reaktiivisuuden määrittämiseksi kiertoleijupoltossa. Kehitetty menetelmä koostuu koesarjasta ja matemaattisesta simulointimallista. Koetoiminta suoritettiin VTT Energian laboratoriokokoluokan kiertoleijukoelaitteella. Koesarja polttoaineen reaktiivisuuden määrittämiseksi sisältää eri kaasukomponenttien profiilimittauksia ja dynaamisia muutoskokeita. Menetelmän avulla voidaan tutkia eri polttoaineiden reaktiivisuuksia sekä polttoaineen reaktiivisuuden ja tietyn prosessiolosuhteen välistä riippuvuutta. Suorittamalla koeajomatriisin mukaiset kokeet tietyissä prosessiolosuhteissa voidaan polttoaineen reaktiivisuus selvittää koetulosten ja simulointimallin perusteella.