In Situ Near-Infrared (NIR) Versus High-Throughput Mid- Infrared (MIR) Spectroscopy to Monitor Biopharmaceutical Production

The development of biopharmaceutical manufacturing processes presents critical constraints, with the major constraint being that living cells synthesize these molecules, presenting inherent behavior variability due to their high sensitivity to small fluctuations in the cultivation environment. To speed up the development process and to control this critical manufacturing step, it is relevant to develop high-throughput and in situ monitoring techniques, respectively. Here, high-throughput mid-infrared (MIR) spectral analysis of dehydrated cell pellets and in situ near-infrared (NIR) spectral analysis of the whole culture broth were compared to monitor plasmid production in recombinant Escherichia coil cultures. Good partial least squares (PLS) regression models were built, either based on MIR or NIR spectral data, yielding high coefficients of determination (R-2) and low predictive errors (root mean square error, or RMSE) to estimate host cell growth, plasmid production, carbon source consumption (glucose and glycerol), and by-product acetate production and consumption. The predictive errors for biomass, plasmid, glucose, glycerol, and acetate based on MIR data were 0.7 g/L, 9 mg/L, 0.3 g/L, 0.4 g/L, and 0.4 g/L, respectively, whereas for NIR data the predictive errors obtained were 0.4 g/L, 8 mg/L, 0.3 g/L, 0.2 g/L, and 0.4 g/L, respectively. The models obtained are robust as they are valid for cultivations conducted with different media compositions and with different cultivation strategies (batch and fed-batch). Besides being conducted in situ with a sterilized fiber optic probe, NIR spectroscopy allows building PLS models for estimating plasmid, glucose, and acetate that are as accurate as those obtained from the high-throughput MIR setup, and better models for estimating biomass and glycerol, yielding a decrease in 57 and 50% of the RMSE, respectively, compared to the MIR setup. However, MIR spectroscopy could be a valid alternative in the case of optimization protocols, due to possible space constraints or high costs associated with the use of multi-fiber optic probes for multi-bioreactors. In this case, MIR could be conducted in a high-throughput manner, analyzing hundreds of culture samples in a rapid and automatic mode.

Comparative analysis of near and mid-infrared spectroscopy to monitor recombinant cyprosin production

Infrared spectroscopy, either in the near and mid (NIR/MIR) region of the spectra, has gained great acceptance in the industry for bioprocess monitoring according to Process Analytical Technology, due to its rapid, economic, high sensitivity mode of application and versatility. Due to the relevance of cyprosin (mostly for dairy industry), and as NIR and MIR spectroscopy presents specific characteristics that ultimately may complement each other, in the present work these techniques were compared to monitor and characterize by in situ and by at-line high-throughput analysis, respectively, recombinant cyprosin production by Saccharomyces cerevisiae. Partial least-square regression models, relating NIR and MIR-spectral features with biomass, cyprosin activity, specific activity, glucose, galactose, ethanol and acetate concentration were developed, all presenting, in general, high regression coefficients and low prediction errors. In the case of biomass and glucose slight better models were achieved by in situ NIR spectroscopic analysis, while for cyprosin activity and specific activity slight better models were achieved by at-line MIR spectroscopic analysis. Therefore both techniques enabled to monitor the highly dynamic cyprosin production bioprocess, promoting by this way more efficient platforms for the bioprocess optimization and control.

Development of a system to monitor surfer’s balance and plantar pressure and surfboard’s movement

O uso da tecnologia tem crescido nas últimas décadas nas mais diversas áreas, seja na indústria ou no dia-a-dia, e é cada vez mais evidente os benefícios que traz. No desporto não é diferente. Cada dia surgem novos desenvolvimentos objetivando a melhoria do desempenho dos praticantes de atividades físicas, possibilitando atingir resultados nunca antes pensados. Além disto, a utilização da tecnologia no desporto permite a obtenção de dados biomecânicos que podem ser utilizados tanto no treinamento quando na melhoria da qualidade de vida dos atletas auxiliando na prevenção de lesões, por exemplo. Deste modo, o presente projeto se aplica na área do desporto, nomeadamente, na modalidade do surfe, onde a ausência de trabalhos científicos ainda é elevada, aliando a tecnologia eletrônica ao desporto para quantificar informações até então desconhecidas. Três fatores básicos de desempenho foram levantados, sendo eles: equilíbrio, posicionamento dos pés e movimentação da prancha de surfe. Estes fatores levaram ao desenvolvimento de um sistema capaz de medi-los dinamicamente através da medição das forças plantares e da rotação da prancha de surfe. Além da medição dos fatores, o sistema é capaz de armazenar os dados adquiridos localmente através de um cartão de memória, para posterior análise; e também enviá-los através de uma comunicação sem fio, permitindo a visualização do centro de pressões plantares; dos ângulos de rotação da prancha de surfe; e da ativação dos sensores; em tempo real. O dispositivo consiste em um sistema eletrônico embarcado composto por um microcontrolador ATMEGA1280; um circuito de aquisição e condicionamento de sinal analógico; uma central inercial; um módulo de comunicação sem fio RN131; e um conjunto de sensores de força Flexiforce. O firmware embarcado foi desenvolvido em linguagem C. O software Matlab foi utilizado para receção de dados e visualização em tempo real. Os testes realizados demostraram que o funcionamento do sistema atende aos requisitos propostos, fornecendo informação acerca do equilíbrio, através do centro de pressões; do posicionamento dos pés, através da distribuição das pressões plantares; e do movimento da prancha nos eixos pitch e roll, através da central inercial. O erro médio de medição de força verificado foi de -0.0012 ± 0.0064 N, enquanto a mínima distância alcançada na transmissão sem fios foi de 100 m. A potência medida do sistema foi de 330 mW.

Environmental Decision-making utilizing a Web GIS to Monitor Hazardous Industrial Emissions in the Valencian community of Spain

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Is Intrauterine Growth Appropriate to Monitor Postnatal Growth of Preterm Neonates?

When using the useful 2013 Fenton Chart, data should be interpreted with caution taking into account two aspects: the physiologic loss of body water after birth for the weight curves, and the questionable accuracy of the birth length curves considering the heterogeneity and reliability of the methods used in the original measurements.

Starburst accelerator and incubator construction & energy: How to monitor the activities of an incubator and give strategic advice to startups

This work project takes the format of a problem-solving approach suggested by “Impulse Partners”, a French consulting firm. It recommends a way to measure the success of ten startups in the incubators “Starburst” and “Incubator Construction & Energy” and give them strategic guidance. A Balanced Scorecard is elaborated to help incubated startups building up and implementing their strategy. The Scorecard suggests possible initiatives for the startups that are ideally realized with the help of the consulting firm that is steering the incubator. Special attention is drawn to what the startups need to succeed, which typically concerns financing, networking and managing skills.

How to monitor and improve Unilever JM Supply Chain processes to become the best of Portugal’s sector in 2015?

Unilever Jerónimo Martins is a Portuguese joint-venture leading firm in what concerns the supply chain industry of fast-moving consumer goods in Portugal. The scope of analysis of this Work Project is focusing on Unilever-JM operations and services in the Portuguese market regarding quality, efficiency and effectiveness over B2B customers. It will be analysed the possibility of development and implementation of a performance measurement system, Tableau de Bord, which will be crucial for the identification of potential opportunities of improvement with impact in the supply chain processes. This will be completed through the establishment of KPI’s to monitor and manage periodically logistics, planning and customer service processes’ performance, which are the ones where the bottlenecks are impacting more in the supply chain. In this work project the nexus causality for the problems will also be discussed and some recommendations will be prepared to tackle the inefficiencies found through the monitoring of the previous core processes, in order to improve efficacy and quality service of the supply chain.

Child abuse monitor system model: a health care critical knowledge monitor system

The Childhood protection is a subject with high value for the society, but, the Child Abuse cases are difficult to identify. The process from suspicious to accusation is very difficult to achieve. It must configure very strong evidences. Typically, Health Care services deal with these cases from the beginning where there are evidences based on the diagnosis, but they aren’t enough to promote the accusation. Besides that, this subject it’s highly sensitive because there are legal aspects to deal with such as: the patient privacy, paternity issues, medical confidentiality, among others. We propose a Child Abuses critical knowledge monitor system model that addresses this problem. This decision support system is implemented with a multiple scientific domains: to capture of tokens from clinical documents from multiple sources; a topic model approach to identify the topics of the documents; knowledge management through the use of ontologies to support the critical knowledge sensibility concepts and relations such as: symptoms, behaviors, among other evidences in order to match with the topics inferred from the clinical documents and then alert and log when clinical evidences are present. Based on these alerts clinical personnel could analyze the situation and take the appropriate procedures.

The diagnostic and prognostic role of liquid-based cytology: are we ready to monitor therapy and resistance?

Here, we evaluate the diagnostic and prognostic role of liquid-based cytology (LBC) in different body lesions, including thyroid, lung, effusions and malignant breast lesions. LBC has gained consensus after being applied to both non-gynecologic and fine-needle aspiration cytology. Although some remain sceptical regarding the diagnostic efficacy of LBC, mainly when used alone, in recent years, good results have been obtained as long as it showed a high diagnostic accuracy. Here, we discuss the additional possibility of storing material for the application of ancillary techniques (immunocytochemistry–molecular analysis) with several diagnostic and prognostic advantages, which may pave the way for the challenging evaluation of both monitoring responses to treatment and resistance to targeted therapies in thyroid, lung, breast carcinoma or malignant effusions. Furthermore, it provides the use of several molecular spots as specific targets for personalized therapy.

Contribuição do monitor de eventos no diagnóstico de sintomas

OBJETIVO: Avaliar o poder de contribuição do monitor de eventos sintomáticos no esclarecimento de sintomas. MÉTODOS: Foram estudados 64 pacientes encaminhados para esclarecimento de sintomas e que já haviam sido submetidos à gravação com Holter. Foram monitorizados, durante 15 dias, com gravador com memória circular com capacidade de registrar uma derivação do ECG (CM5), antes e após ativado pelo paciente. Na vigência de sintomas, o paciente acionava um comando do gravador que provocava a retenção do sinal do ECG, que era, posteriormente, transmitido a uma central via telefone. RESULTADOS: Em dois pacientes não foi possível a realização completa da monitorização, nos restantes, sintomas que motivaram a indicação do exame foram: palpitações (67,7%), tonturas (32,3%), síncopes (29%) e outros (30,6%). Em 85,5% dos pacientes houve relato de sintomas, sendo que em 62,2% houve registro de alterações eletrocardiográficas, relacionadas aos sintomas: taquicardia sinusal, 45,5%; extra-sístoles, 30,3%; taquiarritmia supraventricular, 21,2%; taquicardia ventricular, 3% e bloqueio atrioventricular, 3%. A 1ª transmissão motivada por sintoma ocorreu: 35,5% no 1º dia, 33,9% do 2° ao 5º, 12,9% do 6º ao 10º e 3,2% do 11º ao 15º. Nos pacientes onde a gravação com Holter não permitiu esclarecimento, o gravador de eventos registrou sintomas em 35,5%. CONCLUSÃO: Trata-se de método bem aceito pelos pacientes e capaz de produzir aumento significativo no esclarecimento de sintomas em relação ao Holter.

Validation study of an automated wrist monitor, omron model HEM-608, compared with the standard methods for blood pressure measurement

OBJECTIVE - The aim of our study was to assess the profile of a wrist monitor, the Omron Model HEM-608, compared with the indirect method for blood pressure measurement. METHODS - Our study population consisted of 100 subjects, 29 being normotensive and 71 being hypertensive. Participants had their blood pressure checked 8 times with alternate techniques, 4 by the indirect method and 4 with the Omron wrist monitor. The validation criteria used to test this device were based on the internationally recognized protocols. RESULTS - Our data showed that the Omron HEM-608 reached a classification B for systolic and A for diastolic blood pressure, according to the one protocol. The mean differences between blood pressure values obtained with each of the methods were -2.3 +7.9mmHg for systolic and 0.97+5.5mmHg for diastolic blood pressure. Therefore, we considered this type of device approved according to the criteria selected. CONCLUSION - Our study leads us to conclude that this wrist monitor is not only easy to use, but also produces results very similar to those obtained by the standard indirect method.

Avaliação do monitor de medida de pressão arterial 0mron 705-CP para uso em adolescentes e adultos jovens

OBJETIVO: Avaliar o monitor OMRON 705-CP de medida de pressão arterial em adolescentes e adultos jovens. MÉTODOS: De acordo com o protocolo da British Hypertension Society e da Association for the Advancement of Medical Instrumentation, realizamos a validação do aparelho em 60 adolescentes. O monitor foi conectado em Y com a coluna de mercúrio e foram realizadas 4 medidas consecutivas e simultâneas, analisadas as independentes e calculadas as diferenças médias entre as pressões e o desvio padrão dessas diferenças. Os resultados foram analisados de acordo com o sistema de grau do protocolo utilizado. RESULTADOS: Foram avaliadas 240 medidas. A idade média dos pacientes foi 16,3 anos. Quando comparada a medida realizada pela coluna de mercúrio com o aparelho houve uma diferença < 15 mmHg em 97,9% das medidas sistólicas e 98,8% das diastólicas; uma diferença < 10 mmHg em 86,3% das medidas sistólicas e 90,4% das diastólicas, classificada como grau A; uma diferença < 5 mmHg em 59,1% das medidas sistólicas e 67% das medidas diastólicas, considerada pela classificação entre A/B. A diferença média e o desvio padrão dessa diferença na pressão sistólica foi de 2,91±6,42 mmHg e para a diastólica de 1,16±5,79 mmHg. CONCLUSÃO: O monitor OMRON 705-CP mostrou-se válido para medidas de pressão arterial de adolescentes segundo o protocolo empregado.

Fisiología de pre y post-cosecha en ajo (Allium sativum L.) en cv. Rosado, Blanco y Colorado

En base a los trabajos realizados a nivel de fisiología de pre-cosecha, se continúa con los objetivos específicos referentes a las relaciones nutricionales en lo que respecta a fertilización nitrogenada y condición del nitrógeno en el suelo. Todo ello a fin de relacionar los períodos críticos en el ciclo del cultivo sometido a diferentes tratamientos de fertilización. Se continuará con el desarrollo del Modelo de pronóstico de crecimiento y rendimiento del cultivo de ajo, extendiendo a futuro datos del cultivo a productores. Los estudios de post-cosecha han avanzado en la determinación de distintos índices de carácter bioquímico y fisiológico a fin de tomar decisiones en relación a la calidad del ajo que se consume y se exporta. El objetivo de este trabajo es: - Determinar que el período crítico para la fertilización nitrogenada es el comprendido entre el inicio del crecimiento aéreo y llenado del bulbo y depende principalmente de las condiciones edáficas.

Validação do monitor de medida de pressão arterial Omron HEM 742 em adolescentes

FUNDAMENTO: A medida precisa da pressão arterial é fundamental para a investigação científica ou decisão clínica. Nesse sentido, é importante verificar valores fornecidos por equipamentos eletrônicos. OBJETIVO: Validar o monitor Omron HEM 742 de medida de pressão arterial em adolescentes, segundo os critérios sugeridos pela British Hypertension Society. MÉTODOS: Participaram do estudo 150 adolescentes com idades entre 10 e 16 anos. O monitor automático Omron HEM 742 foi conectado em Y com equipamento auscultatório de coluna de mercúrio, e realizaram-se três avaliações simultâneas, calculando-se as diferenças entre os dois equipamentos. Para verificar a relação entre ambos, utilizaram-se o coeficiente de correlação intraclasse e a plotagem de Bland-Altman (concordância). A especificidade e a sensibilidade do aparelho foram determinadas pela curva ROC. RESULTADOS: A comparação entre as medidas acusou uma diferença menor ou igual a 5 mmHg em 67,3% dos valores sistólicos e 69,3% dos valores diastólicos; uma diferença menor ou igual a 10 mmHg ocorreu em 87,3% e 90,6% dos valores sistólicos e diastólicos, respectivamente; e uma diferença menor ou igual a 15 mmHg em 96,6% dos valores sistólicos e 97,3% dos diastólicos. Esses resultados indicam grau A segundo o protocolo da British Hypertension Society. Observou-se ainda elevada concordância nos valores obtidos por meio do monitor automático, e verificou-se que esse equipamento é capaz de identificar a presença ou a ausência da pressão arterial elevada. CONCLUSÃO: O monitor Omron HEM 742 mostrou-se válido para medidas de pressão arterial em adolescentes, conforme os critérios sugeridos pela British Hypertension Society.