Developments in the production of biological and synthetic binders for immunoassay and sensor-based detection of small molecules

The need for chemical and biological entities of predetermined selectivity and affinity towards target analytes is greater than ever, in applications such as environmental monitoring, bioterrorism detection and analysis of natural toxin contaminants in the food chain.

A Critical Review of Screening Methods for the Detection of Chloramphenicol, Thiamphenicol, and Florfenicol Residues in Foodstuffs

This article gives an extensive overview of the wide range of analytical procedures developed for the detection of amphenicol antibiotic residues (chloramphenicol, thiamphenicol, and florfenicol) in many different types of foodstuffs (milk, meat, eggs, honey, seafood). Screening methods such as microbial inhibition methods, antibody-based immunoassays using conventional and biosensor-based detection systems, and some methods based on alternative recognition systems are described. The relative advantages and disadvantages of these methods are discussed and compared. The current status and future trends and developments in the need for accurate and rapid detection of this group of antimicrobials are also discussed.

Development and comparison of a Primer-Probe Energy Transfer based assay and a 5 ' conjugated Minor Groove Binder assay for sensitive real-time PCR detection of infectious laryngotracheitis virus

In this study the design and development of two real-time PCR assays for the rapid, sensitive and specific detection of infectious laryngotracheitis virus (ILTV) DNA is described. A Primer-Probe Energy Transfer (PriProET) assay and 5' conjugated Minor Groove Binder (MGB) method are compared and contrasted. Both have been designed to target the thymidine kinase gene of the ILTV genome. Both PriProET and MGB assays are capable of detecting 20 copies of a DNA standard per reaction and are linear from 2 x 10(8) to 2 x 10(2) copies/mu l. Neither PriProET, nor MGB reacted with heterologous herpesviruses, indicating a high specificity of the two methods as novel tools for virus detection and identification. This study demonstrates the suitability of PriProET and 5' conjugated MGB probes as real-time PCR chemistries for the diagnosis of respiratory diseases caused by ILTV. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Multi-detection of Paralytic, Diarrheic and Amnesic Shellfish Toxins by an Inhibition Immunoassay Using a Microsphere-Flow Cytometry System

The presence of paralytic shellfish poisoning (PSP), diarrheic shellfish poisoning (DSP) and amnesic shellfish poisoning (ASP) toxins in seafood is a severe and growing threat to human health. In order to minimize the risks of human exposure, the maximum content of these toxins in seafood has been limited by legal regulations worldwide. The regulated limits are established in equivalents of the main representatives of the groups: saxitoxin (STX), okadaic acid (OA) and domoic acid (DA), for PSP, DSP and ASP, respectively. In this study a multi-detection method to screen shellfish samples for the presence of these toxins simultaneously was developed. Multiplexing was achieved using a solid-phase microsphere assay coupled to flow-fluorimetry detection, based on the Luminex xMap technology. The multi-detection method consists of three simultaneous competition immunoassays. Free toxins in solution compete with STX, OA or DA immobilized on the surface of three different classes of microspheres for binding to specific monoclonal antibodies. The IC50 obtained in buffer was similar in single- and multi-detection: 5.6 ± 1.1 ng/mL for STX, 1.1 ± 0.03 ng/mL for OA and 1.9 ± 0.1 ng/mL for DA. The sample preparation protocol was optimized for the simultaneous extraction of STX, OA and DA with a mixture of methanol and acetate buffer. The three immunoassays performed well with mussel and scallop matrixes displaying adequate dynamic ranges and recovery rates (around 90 % for STX, 80 % for OA and 100 % for DA). This microsphere-based multi-detection immunoassay provides an easy and rapid screening method capable of detecting simultaneously in the same sample three regulated groups of marine toxins.

Improved line/edge detection and visual reconstruction

Lines and edges provide important information for object categorization and recognition. In addition, one brightness model is based on a symbolic interpretation of the cortical multi-scale line/edge representation. In this paper we present an improved scheme for line/edge extraction from simple and complex cells and we illustrate the multi-scale representation. This representation can be used for visual reconstruction, but also for nonphotorealistic rendering. Together with keypoints and a new model of disparity estimation, a 3D wireframe representation of e.g. faces can be obtained in the future.

Oriented Tailoring of Plastic Antibodies for Prostate Specific Antigen and Application of the Imprinted Material as Ionophore in Potentiometric Detection

Prostate Specific Antigen (PSA) is the biomarker of choice for screening prostate cancer throughout the population, with PSA values above 10 ng/mL pointing out a high probability of associated cancer1. According to the most recent World Health Organization (WHO) data, prostate cancer is the commonest form of cancer in men in Europe2. Early detection of prostate cancer is thus very important and is currently made by screening PSA in men over 45 years old, combined with other alterations in serum and urine parameters. PSA is a glycoprotein with a molecular mass of approximately 32 kDa consisting of one polypeptide chain, which is produced by the secretory epithelium of human prostate. Currently, the standard methods available for PSA screening are immunoassays like Enzyme-Linked Immunoabsorbent Assay (ELISA). These methods are highly sensitive and specific for the detection of PSA, but they require expensive laboratory facilities and high qualify personal resources. Other highly sensitive and specific methods for the detection of PSA have also become available and are in its majority immunobiosensors1,3-5, relying on antibodies. Less expensive methods producing quicker responses are thus needed, which may be achieved by synthesizing artificial antibodies by means of molecular imprinting techniques. These should also be coupled to simple and low cost devices, such as those of the potentiometric kind, one approach that has been proven successful6. Potentiometric sensors offer the advantage of selectivity and portability for use in point-of-care and have been widely recognized as potential analytical tools in this field. The inherent method is simple, precise, accurate and inexpensive regarding reagent consumption and equipment involved. Thus, this work proposes a new plastic antibody for PSA, designed over the surface of graphene layers extracted from graphite. Charged monomers were used to enable an oriented tailoring of the PSA rebinding sites. Uncharged monomers were used as control. These materials were used as ionophores in conventional solid-contact graphite electrodes. The obtained results showed that the imprinted materials displayed a selective response to PSA. The electrodes with charged monomers showed a more stable and sensitive response, with an average slope of -44.2 mV/decade and a detection limit of 5.8X10-11 mol/L (2 ng/mL). The corresponding non-imprinted sensors showed smaller sensitivity, with average slopes of -24.8 mV/decade. The best sensors were successfully applied to the analysis of serum samples, with percentage recoveries of 106.5% and relatives errors of 6.5%.

Impacts and Detection of Design Smells

Les changements sont faits de façon continue dans le code source des logiciels pour prendre en compte les besoins des clients et corriger les fautes. Les changements continus peuvent conduire aux défauts de code et de conception. Les défauts de conception sont des mauvaises solutions à des problèmes récurrents de conception ou d’implémentation, généralement dans le développement orienté objet. Au cours des activités de compréhension et de changement et en raison du temps d’accès au marché, du manque de compréhension, et de leur expérience, les développeurs ne peuvent pas toujours suivre les normes de conception et les techniques de codage comme les patrons de conception. Par conséquent, ils introduisent des défauts de conception dans leurs systèmes. Dans la littérature, plusieurs auteurs ont fait valoir que les défauts de conception rendent les systèmes orientés objet plus difficile à comprendre, plus sujets aux fautes, et plus difficiles à changer que les systèmes sans les défauts de conception. Pourtant, seulement quelques-uns de ces auteurs ont fait une étude empirique sur l’impact des défauts de conception sur la compréhension et aucun d’entre eux n’a étudié l’impact des défauts de conception sur l’effort des développeurs pour corriger les fautes. Dans cette thèse, nous proposons trois principales contributions. La première contribution est une étude empirique pour apporter des preuves de l’impact des défauts de conception sur la compréhension et le changement. Nous concevons et effectuons deux expériences avec 59 sujets, afin d’évaluer l’impact de la composition de deux occurrences de Blob ou deux occurrences de spaghetti code sur la performance des développeurs effectuant des tâches de compréhension et de changement. Nous mesurons la performance des développeurs en utilisant: (1) l’indice de charge de travail de la NASA pour leurs efforts, (2) le temps qu’ils ont passé dans l’accomplissement de leurs tâches, et (3) les pourcentages de bonnes réponses. Les résultats des deux expériences ont montré que deux occurrences de Blob ou de spaghetti code sont un obstacle significatif pour la performance des développeurs lors de tâches de compréhension et de changement. Les résultats obtenus justifient les recherches antérieures sur la spécification et la détection des défauts de conception. Les équipes de développement de logiciels doivent mettre en garde les développeurs contre le nombre élevé d’occurrences de défauts de conception et recommander des refactorisations à chaque étape du processus de développement pour supprimer ces défauts de conception quand c’est possible. Dans la deuxième contribution, nous étudions la relation entre les défauts de conception et les fautes. Nous étudions l’impact de la présence des défauts de conception sur l’effort nécessaire pour corriger les fautes. Nous mesurons l’effort pour corriger les fautes à l’aide de trois indicateurs: (1) la durée de la période de correction, (2) le nombre de champs et méthodes touchés par la correction des fautes et (3) l’entropie des corrections de fautes dans le code-source. Nous menons une étude empirique avec 12 défauts de conception détectés dans 54 versions de quatre systèmes: ArgoUML, Eclipse, Mylyn, et Rhino. Nos résultats ont montré que la durée de la période de correction est plus longue pour les fautes impliquant des classes avec des défauts de conception. En outre, la correction des fautes dans les classes avec des défauts de conception fait changer plus de fichiers, plus les champs et des méthodes. Nous avons également observé que, après la correction d’une faute, le nombre d’occurrences de défauts de conception dans les classes impliquées dans la correction de la faute diminue. Comprendre l’impact des défauts de conception sur l’effort des développeurs pour corriger les fautes est important afin d’aider les équipes de développement pour mieux évaluer et prévoir l’impact de leurs décisions de conception et donc canaliser leurs efforts pour améliorer la qualité de leurs systèmes. Les équipes de développement doivent contrôler et supprimer les défauts de conception de leurs systèmes car ils sont susceptibles d’augmenter les efforts de changement. La troisième contribution concerne la détection des défauts de conception. Pendant les activités de maintenance, il est important de disposer d’un outil capable de détecter les défauts de conception de façon incrémentale et itérative. Ce processus de détection incrémentale et itérative pourrait réduire les coûts, les efforts et les ressources en permettant aux praticiens d’identifier et de prendre en compte les occurrences de défauts de conception comme ils les trouvent lors de la compréhension et des changements. Les chercheurs ont proposé des approches pour détecter les occurrences de défauts de conception, mais ces approches ont actuellement quatre limites: (1) elles nécessitent une connaissance approfondie des défauts de conception, (2) elles ont une précision et un rappel limités, (3) elles ne sont pas itératives et incrémentales et (4) elles ne peuvent pas être appliquées sur des sous-ensembles de systèmes. Pour surmonter ces limitations, nous introduisons SMURF, une nouvelle approche pour détecter les défauts de conception, basé sur une technique d’apprentissage automatique — machines à vecteur de support — et prenant en compte les retours des praticiens. Grâce à une étude empirique portant sur trois systèmes et quatre défauts de conception, nous avons montré que la précision et le rappel de SMURF sont supérieurs à ceux de DETEX et BDTEX lors de la détection des occurrences de défauts de conception. Nous avons également montré que SMURF peut être appliqué à la fois dans les configurations intra-système et inter-système. Enfin, nous avons montré que la précision et le rappel de SMURF sont améliorés quand on prend en compte les retours des praticiens.

Urban Detection From Hyperspectral Images Using Dimension-Reduction Model and Fusion of Multiple Segmentations Based on Stuctural and Textural Features

Ce mémoire de maîtrise présente une nouvelle approche non supervisée pour détecter et segmenter les régions urbaines dans les images hyperspectrales. La méthode proposée n ́ecessite trois étapes. Tout d’abord, afin de réduire le coût calculatoire de notre algorithme, une image couleur du contenu spectral est estimée. A cette fin, une étape de réduction de dimensionalité non-linéaire, basée sur deux critères complémentaires mais contradictoires de bonne visualisation; à savoir la précision et le contraste, est réalisée pour l’affichage couleur de chaque image hyperspectrale. Ensuite, pour discriminer les régions urbaines des régions non urbaines, la seconde étape consiste à extraire quelques caractéristiques discriminantes (et complémentaires) sur cette image hyperspectrale couleur. A cette fin, nous avons extrait une série de paramètres discriminants pour décrire les caractéristiques d’une zone urbaine, principalement composée d’objets manufacturés de formes simples g ́eométriques et régulières. Nous avons utilisé des caractéristiques texturales basées sur les niveaux de gris, la magnitude du gradient ou des paramètres issus de la matrice de co-occurrence combinés avec des caractéristiques structurelles basées sur l’orientation locale du gradient de l’image et la détection locale de segments de droites. Afin de réduire encore la complexité de calcul de notre approche et éviter le problème de la ”malédiction de la dimensionnalité” quand on décide de regrouper des données de dimensions élevées, nous avons décidé de classifier individuellement, dans la dernière étape, chaque caractéristique texturale ou structurelle avec une simple procédure de K-moyennes et ensuite de combiner ces segmentations grossières, obtenues à faible coût, avec un modèle efficace de fusion de cartes de segmentations. Les expérimentations données dans ce rapport montrent que cette stratégie est efficace visuellement et se compare favorablement aux autres méthodes de détection et segmentation de zones urbaines à partir d’images hyperspectrales.

A Copy detection Method for Malayalam Text Documents using N-grams Model

In this paper a method of copy detection in short Malayalam text passages is proposed. Given two passages one as the source text and another as the copied text it is determined whether the second passage is plagiarized version of the source text. An algorithm for plagiarism detection using the n-gram model for word retrieval is developed and found tri-grams as the best model for comparing the Malayalam text. Based on the probability and the resemblance measures calculated from the n-gram comparison , the text is categorized on a threshold. Texts are compared by variable length n-gram(n={2,3,4}) comparisons. The experiments show that trigram model gives the average acceptable performance with affordable cost in terms of complexity

Development of molecular-based techniques for the detection, identification and quantification of food-borne pathogens

La presencia de microorganismos patógenos en alimentos es uno de los problemas esenciales en salud pública, y las enfermedades producidas por los mismos es una de las causas más importantes de enfermedad. Por tanto, la aplicación de controles microbiológicos dentro de los programas de aseguramiento de la calidad es una premisa para minimizar el riesgo de infección de los consumidores. Los métodos microbiológicos clásicos requieren, en general, el uso de pre-enriquecimientos no-selectivos, enriquecimientos selectivos, aislamiento en medios selectivos y la confirmación posterior usando pruebas basadas en la morfología, bioquímica y serología propias de cada uno de los microorganismos objeto de estudio. Por lo tanto, estos métodos son laboriosos, requieren un largo proceso para obtener resultados definitivos y, además, no siempre pueden realizarse. Para solucionar estos inconvenientes se han desarrollado diversas metodologías alternativas para la detección identificación y cuantificación de microorganismos patógenos de origen alimentario, entre las que destacan los métodos inmunológicos y moleculares. En esta última categoría, la técnica basada en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se ha convertido en la técnica diagnóstica más popular en microbiología, y recientemente, la introducción de una mejora de ésta, la PCR a tiempo real, ha producido una segunda revolución en la metodología diagnóstica molecular, como pude observarse por el número creciente de publicaciones científicas y la aparición continua de nuevos kits comerciales. La PCR a tiempo real es una técnica altamente sensible -detección de hasta una molécula- que permite la cuantificación exacta de secuencias de ADN específicas de microorganismos patógenos de origen alimentario. Además, otras ventajas que favorecen su implantación potencial en laboratorios de análisis de alimentos son su rapidez, sencillez y el formato en tubo cerrado que puede evitar contaminaciones post-PCR y favorece la automatización y un alto rendimiento. En este trabajo se han desarrollado técnicas moleculares (PCR y NASBA) sensibles y fiables para la detección, identificación y cuantificación de bacterias patogénicas de origen alimentario (Listeria spp., Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis y Salmonella spp.). En concreto, se han diseñado y optimizado métodos basados en la técnica de PCR a tiempo real para cada uno de estos agentes: L. monocytogenes, L. innocua, Listeria spp. M. avium subsp. paratuberculosis, y también se ha optimizado y evaluado en diferentes centros un método previamente desarrollado para Salmonella spp. Además, se ha diseñado y optimizado un método basado en la técnica NASBA para la detección específica de M. avium subsp. paratuberculosis. También se evaluó la aplicación potencial de la técnica NASBA para la detección específica de formas viables de este microorganismo. Todos los métodos presentaron una especificidad del 100 % con una sensibilidad adecuada para su aplicación potencial a muestras reales de alimentos. Además, se han desarrollado y evaluado procedimientos de preparación de las muestras en productos cárnicos, productos pesqueros, leche y agua. De esta manera se han desarrollado métodos basados en la PCR a tiempo real totalmente específicos y altamente sensibles para la determinación cuantitativa de L. monocytogenes en productos cárnicos y en salmón y productos derivados como el salmón ahumado y de M. avium subsp. paratuberculosis en muestras de agua y leche. Además este último método ha sido también aplicado para evaluar la presencia de este microorganismo en el intestino de pacientes con la enfermedad de Crohn's, a partir de biopsias obtenidas de colonoscopia de voluntarios afectados. En conclusión, este estudio presenta ensayos moleculares selectivos y sensibles para la detección de patógenos en alimentos (Listeria spp., Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis) y para una rápida e inambigua identificación de Salmonella spp. La exactitud relativa de los ensayos ha sido excelente, si se comparan con los métodos microbiológicos de referencia y pueden serusados para la cuantificación de tanto ADN genómico como de suspensiones celulares. Por otro lado, la combinación con tratamientos de preamplificación ha resultado ser de gran eficiencia para el análisis de las bacterias objeto de estudio. Por tanto, pueden constituir una estrategia útil para la detección rápida y sensible de patógenos en alimentos y deberían ser una herramienta adicional al rango de herramientas diagnósticas disponibles para el estudio de patógenos de origen alimentario.

Design and evaluation of intelligent classifier based intrusion detection system

We have discovered a novel approach of intrusion detection system using an intelligent data classifier based on a self organizing map (SOM). We have surveyed all other unsupervised intrusion detection methods, different alternative SOM based techniques and KDD winner IDS methods. This paper provides a robust designed and implemented intelligent data classifier technique based on a single large size (30x30) self organizing map (SOM) having the capability to detect all types of attacks given in the DARPA Archive 1999 the lowest false positive rate being 0.04 % and higher detection rate being 99.73% tested using full KDD data sets and 89.54% comparable detection rate and 0.18% lowest false positive rate tested using corrected data sets.

Resting tremor classification and detection in Parkinson's disease patients

Parkinson is a neurodegenerative disease, in which tremor is the main symptom. This paper investigates the use of different classification methods to identify tremors experienced by Parkinsonian patients.Some previous research has focussed tremor analysis on external body signals (e.g., electromyography, accelerometer signals, etc.). Our advantage is that we have access to sub-cortical data, which facilitates the applicability of the obtained results into real medical devices since we are dealing with brain signals directly. Local field potentials (LFP) were recorded in the subthalamic nucleus of 7 Parkinsonian patients through the implanted electrodes of a deep brain stimulation (DBS) device prior to its internalization. Measured LFP signals were preprocessed by means of splinting, down sampling, filtering, normalization and rec-tification. Then, feature extraction was conducted through a multi-level decomposition via a wavelettrans form. Finally, artificial intelligence techniques were applied to feature selection, clustering of tremor types, and tremor detection.The key contribution of this paper is to present initial results which indicate, to a high degree of certainty, that there appear to be two distinct subgroups of patients within the group-1 of patients according to the Consensus Statement of the Movement Disorder Society on Tremor. Such results may well lead to different resultant treatments for the patients involved, depending on how their tremor has been classified. Moreover, we propose a new approach for demand driven stimulation, in which tremor detection is also based on the subtype of tremor the patient has. Applying this knowledge to the tremor detection problem, it can be concluded that the results improve when patient clustering is applied prior to detection.

Rapid and direct determination of glyphosate and aminomethylphosphonic acid in water using anion-exchange chromatography with coulometric detection

A simple, rapid, and low-cost coulometric method for direct detection of glyphosate and aminomethylphosphonic acid (AMPA) in water samples using anion-exchange chromatography and coulometric detection with copper electrode is presented. Under optimized conditions, the limits of detection (LODs) (S/N = 3) were 0.038 mu g ml(-1) for glyphosate and 0.24 mu g ml(-1) for AMPA, without any preconcentration method. The calibration curves were linear and presented an excellent correlation coefficient. The method was successfully applied to the determination of glyphosate and AMPA in water samples without any kind of extraction, clean-up, or preconcentration step. No interferent was found in the water, like this, the recovery was, practically, 100%. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

On Occurrence Of Plagiarism In Published Computer Science Thesis Reports At Swedish Universities

In recent years, it has been observed that software clones and plagiarism are becoming an increased threat for one?s creativity. Clones are the results of copying and using other?s work. According to the Merriam – Webster dictionary, “A clone is one that appears to be a copy of an original form”. It is synonym to duplicate. Clones lead to redundancy of codes, but not all redundant code is a clone.On basis of this background knowledge ,in order to safeguard one?s idea and to avoid intentional code duplication for pretending other?s work as if their owns, software clone detection should be emphasized more. The objective of this paper is to review the methods for clone detection and to apply those methods for finding the extent of plagiarism occurrence among the Swedish Universities in Master level computer science department and to analyze the results.The rest part of the paper, discuss about software plagiarism detection which employs data analysis technique and then statistical analysis of the results.Plagiarism is an act of stealing and passing off the idea?s and words of another person?s as one?s own. Using data analysis technique, samples(Master level computer Science thesis report) were taken from various Swedish universities and processed in Ephorus anti plagiarism software detection. Ephorus gives the percentage of plagiarism for each thesis document, from this results statistical analysis were carried out using Minitab Software.The results gives a very low percentage of Plagiarism extent among the Swedish universities, which concludes that Plagiarism is not a threat to Sweden?s standard of education in computer science.This paper is based on data analysis, intelligence techniques, EPHORUS software plagiarism detection tool and MINITAB statistical software analysis.

Face Detection and Facial Feature Localization for multi-pose faces and complex backgroundimages

The objective of this thesis work, is to propose an algorithm to detect the faces in a digital image with complex background. A lot of work has already been done in the area of face detection, but drawback of some face detection algorithms is the lack of ability to detect faces with closed eyes and open mouth. Thus facial features form an important basis for detection. The current thesis work focuses on detection of faces based on facial objects. The procedure is composed of three different phases: segmentation phase, filtering phase and localization phase. In segmentation phase, the algorithm utilizes color segmentation to isolate human skin color based on its chrominance properties. In filtering phase, Minkowski addition based object removal (Morphological operations) has been used to remove the non-skin regions. In the last phase, Image Processing and Computer Vision methods have been used to find the existence of facial components in the skin regions.This method is effective on detecting a face region with closed eyes, open mouth and a half profile face. The experiment’s results demonstrated that the detection accuracy is around 85.4% and the detection speed is faster when compared to neural network method and other techniques.