Small angle X-ray scattering of the colloidal crystal

The monodisperse polystyrene spheres are assembled into the colloidal crystal on the glass substrate by vertical deposition method, which is aimed at the so-called photonic crystal applications. The structural information of the bulk colloidal crystal is crucial for understanding the crystal growth mechanism and developing the various applications of colloidal crystal. Small-angle X-ray scattering (SAXS) technique was used to obtain the bulk structure of the colloidal crystal at Beamline 1W2A of BSRF. It is found that the SAXS pattern is sensitive to the relative orientation between the colloidal sample and the incident X-ray direction. The crystal lattice was well distinguished and determined by the SAXS data.

Theoretical and experimental investigations of the flocculation of charged particles in aqueous solutions by polyelectrolytes of opposite charge

An electrostatic mechanism for the flocculation of charged particles by polyelectrolytes of opposite charge is proposed. The difference between this and previous electrostatic coagulation mechanisms is the formation of charged polyion patches on the oppositely charged surfaces. The size of a patch is primarily a function of polymer molecular weight and the total patch area is a function of the amount of polymer adsorbed. The theoretical predictions of the model agree with the experimental dependence of the polymer dose required for flocculation on polymer molecular weight and solution ionic strength.

A theoretical analysis based on the Derjaguin-Landau, Verwey- Overbeek electrical double layer theory and statistical mechanical treatments of adsorbed polymer configurations indicates that flocculation of charged particles in aqueous solutions by polyelectrolytes of opposite charge does not occur by the commonly accepted polymerbridge mechanism.

A series of 1, 2-dimethyl-5 -vinylpyridinium bromide polymers with a molecular weight range of 6x10^3 to 5x10^6 was synthesized and used to flocculate dilute polystyrene latex and silica suspensions in solutions of various ionic strengths. It was found that with high molecular weight polymers and/or high ionic strengths the polymer dose required for flocculation is independent of molecular weight. With low molecular weights and/or low ionic strengths, the flocculation dose decreases with increasing molecular weight.

Numerical modeling of optical levitation and trapping of the "stuck" particles with a pulsed optical tweezers

We present the theoretical analysis and the numerical modeling of optical levitation and trapping of the stuck particles with a pulsed optical tweezers. In our model, a pulsed laser was used to generate a large gradient force within a short duration that overcame the adhesive interaction between the stuck particles and the surface; and then a low power continuous - wave (cw) laser was used to capture the levitated particle. We describe the gradient force generated by the pulsed optical tweezers and model the binding interaction between the stuck beads and glass surface by the dominative van der Waals force with a randomly distributed binding strength. We numerically calculate the single pulse levitation efficiency for polystyrene beads as the function of the pulse energy, the axial displacement from the surface to the pulsed laser focus and the pulse duration. The result of our numerical modeling is qualitatively consistent with the experimental result. (C) 2005 Optical Society of America.

Preparação de nanopartículas funcionalizadas do tipo casca-núcleo à base de poliestireno e poli(acrilato de butila) para processamento baroplástico

Copolímeros casca-núcleo de poli(acrilato de butila) (núcleo) e poliestireno (casca) foram sintetizados por meio de polimerização em emulsão, conduzida em duas etapas. A adição de ácido itacônico como monômero funcional na polimerização do núcleo foi realizada para verificar seu efeito sobre suas propriedades mecânicas e de processamento. Os copolímeros foram caracterizados por espalhamento dinâmico de luz (DLS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), espectrometria na região do infravermelho (FTIR) e calorimetria diferencial por varredura (DSC). A incorporação do monômero funcional foi confirmada por DSC e quantificada por titulação. A proporção de poli(acrilato de butila) e poliestireno influenciou diretamente o processamento e as propriedades mecânicas do polímero. Os copolímeros com teores de poliestireno acima de 50% foram processados por compressão e extrusão a temperatura ambiente, apresentando comportamento baroplástico. A presença do monômero funcional não alterou o processamento do polímero e melhorou significativamente sua resistência à tração, aumentando sua tenacidade

激光尘埃粒子计数器微型光学传感器的研究

研制成功便携式激光尘埃粒子计数器的核心部件——微型光学传感器。该传感器采用直角散射光收集形式。以高功率半导体激光器作为光源，同时采用高性能的PIN型光电二极管作为光电探测器。散射光收集系统为单一大数值孔径的球面反射镜，其对粒子散射光的收集角范围从20°到160°。粒子散射光信号是脉冲信号，其频谱成份主要在高频段，所以在PIN型光电二极管后用一个带通式前置放大器来消除外界的低频噪声．根据米氏散射理论计算了该光学传感器的光散射响应特性，并用聚苯乙烯标准粒子实测了该光学传感器的性能。结果表明，该系统具有高的信噪

Direct detection of Yersinia pestis from the infected animal specimens by a fiber optic biosensor

The FOB-3, anew type fiber optic biosensor, is designed to rapidly detect a variety of biological agents or analytes with better stability, sensitivity and specificity. In order to detect Y. Pestis, a sandwich immunoassay was developed by using the purified antibody against antigen FI immobilized on polystyrene probes as the capture antibody and the monoclonal antibody-Cy5 conjugate as the detector. After a series of optimization for the stability, sensitivity and specificity of the FOB-3, 50-1000 ng/ml of antigen FI and 6 x 10(1)-6 x 10(7) CFU/ml Y. pestis could be detected constantly in about 20 min, and Y pestis could be detected specifically from Y. pseudotuberculosis, Y. enterocolitica, B. anthracis and E. coli. Then, 39 blind samples, including 27 tissues of mice infected with Y pestis and 12 tissues of healthy mice as negative control, were detected with the FOB-3. 92.6% infected tissues were identified from the tissues of healthy mice and the tissues containing more than 100 CFU/ml bacteria could be detected by the biosensor. The results demonstrated the feasibility of the FOB-3 as an effective method to detect Y. pestis rapidly and directly from the infected animal specimens with the advantage of portability, simple-operation as well as high sensitivity and specificity. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Resposta adaptativa e efeitos das substâncias oxidantes - K2TeO3, H2O2 e paraquate - na produção de biofilme de amostras de Corynebacterium diphtheriae isolados de origens diversas

A difteria é uma doença imunoprevinível que permanece endêmica em diversas regiões do mundo. Além dos casos de difteria clássica, doenças invasivas como endocardite, osteomielite, pneumonia e infecções relacionadas à cateter, tem acometido indivíduos adultos parcialmente imunizados. A natureza multifatorial dos fatores de virulência que favorecem a formação de biofilme e sobrevivência em macrófagos tem sido evidenciada para o Corynebacterium diphtheriae. Entretanto, escassos são os trabalhos que investigaram a influência de condições ambientais na virulência do patógeno. Uma vez que agentes oxidantes são capazes de gerar radicais livres e levar ao estresse oxidativo que, consequentemente, podem resultar em resposta adaptativa e influenciar na formação do biofilme e na virulência bacteriana, o presente trabalho teve como objetivo geral avaliar os efeitos do peróxido de hidrogênio (H2O2), paraquate e telurito de potássio (K2TeO3) em propriedades biológicas de cepas de C. diphtheriae de origens diversas. Os resultados demonstraram que as amostras de C. diphtheriae apresentaram níveis de resistência ao K2TeO3, H2O2 e paraquate, porém em intensidades variadas e independentes da capacidade de produção da toxina diftérica. Algumas amostras, toxinogênicas ou não, isoladas do trato respiratório superior demonstraram resposta adaptativa para H2O2 passando, portanto, a expressar resistência aumentada após uma prévia exposição ao referido agente oxidante. C. diphtheriae não exibiu respostas adaptativas para o K2TeO3 e paraquate. C. diphtheriae foi capaz de produzir biofilme na superfície de substratos abióticos de natureza hidrofílica (vidro) e hidrofóbica (poliestireno) na presença de agentes oxidantes K2TeO3, H2O2 e paraquate. A presença dos agentes oxidantes influenciou na formação de biofilme de algumas amostras. O paraquate inibiu a produção de biofilme de todas amostras. A amostra TR241 teve a produçao de biofilme inibida na presença dos três agentes oxidantes analisados. Por outro lado, a presença de H2O2 e do K2TeO3 estimulou a produção de biofilme de algumas amostras. Para todas as amostras de C. diphtheriae testadas, independentes das origens, biotipos e da capacidade de produção de toxina diftérica, os ensaios moleculares indicaram a presença de sequências gênicas cromossômicas homólogas, codificadores da proteína DIP 0906 (TeR) e da proteína DIP 1421 (OxyR), envolvidos na resistência ao telurito e na proteção contra o estresse oxidativo, respectivamente. Não foi observada correlação da suscetibilidade e a resposta adaptativa aos agentes oxidantes com as diferentes características bacterianas: origem, sítio de isolamento, produção de toxina diftérica, metabolização de sacarose e produção de biofilme. Em conclusão, o estresse oxidativo foi capaz de influenciar fatores de virulência do C. diphtheriae, como a capacidade de produçao de biofilme, que podem estar contribuindo para a patogenia da difteria clássica assim como de doenças invasivas causadas por cepas atoxinogênicas.

Ocorrência e caracterização de Estafilococos coagulase negativos isolados de recémnascidos com bacteremias em unidade de terapia intensiva neonatal no HUPE-UERJ

Staphylococcus coagulase-negativo (SCN) estão frequentemente envolvidos em infecções nosocomiais associadas com o uso de cateteres e outros procedimentos médicos invasivos. A habilidade de aderir às superfícies abióticas e de produzir biofilme tem sido reconhecida entre os principais fatores de virulência dos SCN, especialmente de S. epidermidis, a principal espécie responsável por infecções relacionadas à assistência a saúde - IRASs. Dentre as demais espécies de SCN capazes de produzir biofilme, S. haemolyticus tem sido relacionado com quadros de infecções em recém-nascidos (RNs). O presente estudo teve como objetivo principal investigar aspectos microbiológicos e epidemiológicos dos processos infecciosos invasivos relacionados com SCN em neonatos internados em unidade de terapia intensiva neonatal (UTIN) de um hospital universitário do município do Rio de Janeiro (2008-2010). A técnica de PCR multiplex-mPCR foi empregada na determinação das espécies de 40 amostras de SCN isoladas de hemoculturas de RNs fazendo uso de cateteres intravenosos e submetidos à terapia antimicrobiana empírica com vancomicina e/ou gentamicina. A fenotipagem foi realizada por três métodos distintos: Simplificado em microplaca, Vitek 2 e API-Staph. Os perfis de resistência aos antimicrobianos foram verificados através do teste de disco-difusão, determinação de CIM (Oxacilina) e presença do gene mecA. A capacidade de produção de biofilme foi investigada pelos testes do Ágar Vermelho do Congo e ensaios de aderência em superfícies abióticas (poliestireno e vidro) além da PCR para os genes icaAB, atlE e aap. O perfil genômico dos micro-organismos foi determinado pela técnica de PFGE. Os resultados demonstraram o isolamento de S. haemolyticus (77%), S. epidermidis (15%), S. captis (5%) e S. warneri (3%). A análise comparativa dos resultados obtidos pelo m-PCR com métodos fenotípicos demonstrou uma concordância de 97,5% com o esquema simplificado e de ~40% Vitek 2 e o API Staph. A maioria (82,5%) das amostras apresentou perfis variados de multiresistência aos 16 antimicrobianos testados e resistência a oxacilina, apesar de 25% destas não apresentarem o gene mecA. Apesar da maioria das amostras de SCN ter apresentado capacidade de produzir slime e/ou biofilme não foi observada total correlação com a presença dos genes mecA, icaAB, aap, atlE, enfatizando a natureza multifatorial da produção de biofilme de SCN. Diferente do observado para as demais espécies, algumas amostras de S. haemolyticus foram incapazes de aderir ao vidro e ao poliestireno e/ou apresentaram os genes aap (38,7%), atlE (42%) além de icaAB (71%). Na UTIN foi detectada a presença de seis diferentes tipos clonais da espécie prevalente, indicando a disseminação de S. haemolyticusnesta unidade hospitalar e a endemicidade em nossa comunidade.

Avaliação de microplásticos em praias da Baía de Guanabara, Rio de Janeiro, RJ, Brasil

Neste trabalho foram analisados sedimentos marinhos de três praias da Baía de Guanabara (praia de São Bento e praia da Bica, na Ilha do Governador, e praia de São Francisco, em Niterói), Rio de Janeiro, para avaliar a presença de microplásticos (fragmentos plásticos com tamanho ≤ 5 mm) nestes ambientes. Os detritos plásticos visíveis (macroplástico) foram separados dos sedimentos manualmente e pesados. Os detritos plásticos não visíveis foram separados por densidade com solução saturada de cloreto de sódio. Os fragmentos plásticos obtidos com a separação por densidade foram caracterizados por microscopia óptica para avaliar forma e superfície, e foram classificados e quantificados em função de seu tamanho. Os fragmentos microplásticos foram separados e caracterizados por espectrometria de absorção na região do infravermelho por reflexão atenuada (ATR FT IR). Os espectros obtidos foram comparados com espectros padrão de polímeros. As três praias se apresentam contaminadas com lixo macroplástico e com lixo microplástico. Na praia da Bica, foram coletados 173 fragmentos, dos quais 73% são microplásticos. Na praia de São Bento foram 81 fragmentos e na praia de São Francisco foram 73 fragmentos, dos quais 70% e 86%, respectivamente, são microplásticos. Nas três praias foram encontrados fragmentos microplásticos de poliestireno expandido. Nas praias da Bica e de São Bento foram encontrados fragmentos de polietileno; nas praias de São Bento e São Francisco foram encontrados fragmentos microplásticos de polipropileno. O descarte irregular de lixo e atividades industriais e comerciais no entorno da baía podem ser apontados como possíveis fontes contaminantes

Staphylococcus haemolyticus e Staphylococcus epidermidis isolados de fômites de origem hospitalar: perfis de resistência aos agentes antimicrobianos e produção de biofilme

Os Staphylococcus coagulase-negativos (SCN) são encontrados na pele e mucosas de seres humanos e outros animais, já que algumas espécies são parte constituinte da microbiota normal destes mesmos sítios, e podem constituir um reservatório para SCN. A espécie Staphylococcus epidermidis, é reconhecida como grande oportunista e agente de graves infecções nosocomiais e comunitárias, além de associado com infecções em pacientes submetidos a implantes com dispositivos médicos, e a espécie Staphyloccus haemolyticus é a segunda espécie mais isolada de hemoculturas humanas, sendo uma das espécies que apresenta elevada resistência aos antimicrobianos. O presente estudo teve como objetivo principal investigar a presença de SCN em fômites (estetoscópios, termômetros e esfigmomanômetros) no ambiente hospitalar, identificar as espécies S. haemolyticus e S. epidermidis e correlacionar seus perfis de resistência aos antimicrobianos com a capacidade de produção de biofilme. A técnica de multiplex-mPCR foi empregada na determinação das espécies e a fenotipagem foi realizada pelos testes fenotípicos convencionais. Os perfis de resistência aos antimicrobianos foram verificados através do teste de disco-difusão, determinação da CIM (oxacilina e vancomicina), determinação da CBM e presença do gene mecA. A capacidade de produção de biofilme foi investigada pelos testes do Ágar Vermelho do Congo e ensaios de aderência em superfícies abióticas (poliestireno e vidro) na presença e ausência de oxacilina e vancomicina, além da PCR para o gene icaAD. Os resultados demonstraram que pelos testes bioquímicos convencionais, a espécie mais encontrada foi S. epidermidis (43,5%). Após a confirmação pela técnica de PCR, 29 amostras (82%) foram identificadas como S. epidermidis, e 6 amostras (18%) foram identificadas como S. haemolyticus. Todas as amostras foram multirresistentes, oxacilina resistentes e vancomicina sensíveis, sendo que apenas 5 amostras S. epidermidis (17,2%) foram tolerantes a oxacilina. A presença do gene mecA foi detectada em 71,4% das amostras. Apesar da maioria das amostras ter apresentado capacidade de produzir slime e/ou biofilme não foi observada total correlação com a presença do gene icaAD enfatizando a natureza multifatorial da produção de biofilme. As amostras aderiram melhor ao esfigmomanômetro, e também, neste fômites, foi encontrado a maior porcentagem de amostras positivas para a produção de slime. Para aderência ao vidro e aderência ao poliestireno não foi encontrada correlação com os fômites. Foram isoladas amostras S. epidermidis de todos os sítios hospitalares estudados e S. haemolyticus só não foi encontrado em Enfermaria de Clínica Médica. Em relação aos fômites, S. epidermidis foi encontrado em todos os fômites estudados, e S. haemolyticus, apenas foi encontrado em esfigmomanômetro e em outros fômites. Os fômites estão servindo como fontes de transmissão e disseminação de micro-organismos, sendo necessário maiores estudos a respeito.

Propriedades adesivas a substratos abióticos e bióticos, invasão e indução de apoptose celular de Corynebacterium pseudodiphtheriticum

A ocorrência de fenótipos multirresistentes de Corynebacterium pseudodiphtheriticum e sua associação a infecções graves, com elevada mortalidade em pacientes imunocomprometidos, aliados ao escasso conhecimento da virulência e patogenia destas infecções, motivou esta pesquisa, que teve como objetivo investigar mecanismos de virulência e resistência microbiana deste agente entre pacientes de um hospital universitário brasileiro. Um total de 113 amostras de C. pseudodiphtheriticum identificadas por métodos bioquímicos convencionais e sistema API-Coryne isoladas de pacientes de diferentes grupos etários. Os micro-organismos eram, em sua maioria, relacionados a infecções no trato respiratório (27,45%), urinário (29,20%) e sitios intravenosos (18,60%) e cerca de 32,70% das amostras foram provenientes de pacientes com pelo menos uma das condições predisponentes: insuficiência renal; transplante renal, tuberculose em paciente HIV+, câncer, cirrose hepática, hemodiálise e uso de cateter. As amostras testadas revelaram-se multirresistentes sendo a maioria resistente à oxacilina, eritromicina e clindamicina. A adesão das cepas ao poliestireno e ao poliuretano indicou o envolvimento de hidrofobicidade da superfície celular na fase inicial da formação de biofilmes. O crescimento subsequente conduziu à formação de microcolônias, agregados bacterianos densos incorporados na matriz exopolimérica rodeada por espaços vazios, típica de biofilmes maduros. Adicionalmente, a interação do micro-organismo com fibrinogênio e fibronectina humana indica o envolvimento destes componentes séricos na formação de biofilme, sugerindo a participação de diferentes adesinas neste processo e a capacidade deste agente formar biofilme in vivo. A afinidade por esses componentes e a formação de biofilme podem contribuir para o estabelecimento e disseminação da infecção no hospedeiro. Adicionalmente, as cepas de C. pseudodiphtheriticum isoladas de pacientes com infecções localizadas (ATCC10700/Pharyngitis) e sistêmicas (HHC1507/Bacteremia) exibiram um padrão de aderência agregativa-like a células HEp-2, caracterizado por aglomerados de bactérias com aparência de um "empilhado de tijolos". Através do teste FAS e ensaios de interação na presença de inibidores de citoesqueleto, demonstramos o envolvimento da polimerização de actina na internalização das cepas testadas. A internalização bacteriana e rearranjo do citoesqueleto pareceu ser parcialmente desencadeado pela ativação da tirosina-quinase. Finalmente, C. pseudodiphtheriticum foi capaz de sobreviver no ambiente intracelular e embora não tenha demonstrado capacidade de replicar intracelularmente, células HEp-2 foram incapazes de eliminar o patógeno completamente no ambiente extracelular no período de 24 horas. Todas as cepas estudadas foram capazes de induzir apoptose em células epiteliais 24 horas pós-infecção evidenciada pelo aumento significativo no número de células mortas e pela ocorrência de alterações nucleares reveladas através dos métodos de coloração pelo azul Trypan, pelo DAPI e microscopia electrônica de transmissão. Alterações morfológicas incluindo a vacuolização, a fragmentação nuclear e a formação de corpos apoptóticos foram observadas neste período. A citometria de fluxo demonstrou ainda uma diminuição significativa no tamanho das células infectadas e a utilização de dupla marcação (iodeto de propídio / anexina V) permitiu a detecção da ocorrência de necrose e apoptose tardia. Em conclusão, o conhecimento de tais características contribuiu para a compreensão de mecanismos envolvidos no aumento da frequência de infecções graves com elevada mortalidade em pacientes no ambiente hospitalar, por C. pseudodiphtheriticum, um patógeno rotineiramente subestimado em países em desenvolvimento.

Ice storage characteristics of cultured silver carp

Cultured silver carp (Hypopthalmichthys molitrix 800-1000 g) was stored in ice (fish to ice ratio 1:1) in a plywood box insulated with one inch thick expanded polystyrene and subjected to detailed examination of quality by chemical, microbiological and organoleptic evaluation at regular intervals to assess the storage life in good acceptable form. Alpha-amino nitrogen, non-protein nitrogen and pH values showed no positive correlation as spoilage index. Total volatile base nitrogen was not high at the end of the storage period although the fish became unacceptable during the period. There was steep decrease in total bacterial count during initial stages of storage and then increased steadily on further storage. Organoleptic evaluation of raw and cooked meat revealed that fish was in good acceptable form up to 14 days in ice.

Ice storage characteristics of cultured Macrobrachium rosenbergii (de Man)

Cultured Macrobrachium rosenbergii (Scampi; 30-40 g) in headless shell-on form was stored in ice (Prawn:ice=1:2) in a plywood box insulated with 2 cm thick expanded polystyrene and subjected to detailed examination of quality by chemical, microbiological and organoleptic evaluation at regular intervals to assess the storage life. The prime quality life of prawns in ice was found to be 8 days followed by a phase of lowered quality, but still acceptable till the end of 13 days.

Probing biomolecular interaction forces using an anharmonic acoustic technique for selective detection of bacterial spores

Receptor-based detection of pathogens often suffers from non-specific interactions, and as most detection techniques cannot distinguish between affinities of interactions, false positive responses remain a plaguing reality. Here, we report an anharmonic acoustic based method of detection that addresses the inherent weakness of current ligand dependant assays. Spores of Bacillus subtilis (Bacillus anthracis simulant) were immobilized on a thickness-shear mode AT-cut quartz crystal functionalized with anti-spore antibody and the sensor was driven by a pure sinusoidal oscillation at increasing amplitude. Biomolecular interaction forces between the coupled spores and the accelerating surface caused a nonlinear modulation of the acoustic response of the crystal. In particular, the deviation in the third harmonic of the transduced electrical response versus oscillation amplitude of the sensor (signal) was found to be significant. Signals from the specifically-bound spores were clearly distinguishable in shape from those of the physisorbed streptavidin-coated polystyrene microbeads. The analytical model presented here enables estimation of the biomolecular interaction forces from the measured response. Thus, probing biomolecular interaction forces using the described technique can quantitatively detect pathogens and distinguish specific from non-specific interactions, with potential applicability to rapid point-of-care detection. This also serves as a potential tool for rapid force-spectroscopy, affinity-based biomolecular screening and mapping of molecular interaction networks. © 2011 Elsevier B.V.

Investigations on long distance transportation of fish. 5. Transportation of filleted and round seer fish (Scomberomorus sp.) from Kakinada to Calcutta by rail

Iced seer fish (Scomberomorus sp.) was transported by rail in expanded polystyrene insulated plywood boxes from Kakinada to Calcutta in round and fillet forms. While both withstood the rigors of transportation squarely, the fillets fetched only half the price of round fish in the auction conducted at the Calcutta market.