Validação de um método de cromatografia líquida de alta resolução (HPLC) para doseamento da vitamina D em géneros alimentícios: aplicação do método em diferentes matrizes alimentares

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica

Comparative study of amine solutions used in CO2 absorption/desorption cycles

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química

Sistema de controlo de um veículo autónomo terrestre

A crescente necessidade imposta pela gama de aplicações existentes, torna o estudo dos veículos autónomos terrestres um objecto de grande interesse na investigação. A utilização de robots móveis autónomos originou quer um incremento de eficiência e eficácia em inúmeras aplicações como permite a intervenção humana em contextos de elevado risco ou inacessibilidade. Aplicações de monitorização e segurança constituem um foco de utilização deste tipo de sistemas quer pela automatização de procedimentos quer pelos ganhos de eficiência (desde a eficiência de soluções multi-veículo à recolha e detecção de informação). Neste contexto, esta dissertação endereça o problema de concepção, o desenvolvimento e a implementação de um veículo autónomo terrestre, com ênfase na perspectiva de controlo. Este projecto surge pois no âmbito do desenvolvimento de um novo veículo terrestre no Laboratório de Sistemas Autónomos (LSA) do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). É efectuado um levantamento de requisitos do sistema tendo por base a caracterização de aplicações de monitorização, transporte e vigilância em cenários exteriores pouco estruturados. Um estado da arte em veículos autónomos terrestres é apresentado bem como conceitos e tecnologias relevantes para o controlo deste tipo de sistemas. O problema de controlo de locomoção é abordado tendo em particular atenção o controlo de motores DC brushless. Apresenta-se o projecto do sistema de controlo do veículo, desde o controlo de tracção e direcção, ao sistema computacional de bordo responsável pelo controlo e supervisão da missão. A solução adoptada para a implementação mecânica da estrutura do veículo consiste numa plataforma de veículo todo terreno (motociclo 4X4) disponível comercialmente. O projecto e implementação do sistema de controlo de direcção para o mesmo é apresentado quer sob o ponto de vista da solução electromecânica, quer pelo subsistema de hardware de controlo embebido e respectivo software. Tendo em vista o controlo de tracção são apresentadas duas soluções. Uma passando pelo estudo e desenvolvimento de um sistema de raiz capaz de controlar motores BLDC de elevada potência, a segunda passando pela utilização de uma solução através de um controlador externo. A gestão energética do sistema é abordada através do projecto e implementação de um sistema de controlo e distribuição de energia específico. A implementação do veículo foi alcançada nas suas vertentes mecânica, de hardware e software, envolvendo a integração dos subsistemas projectados especialmente bem como a implementação do sistema computacional de bordo. São apresentados resultados de validação do controlo de locomoção básico quer em simulação quer descritos os testes e validações efectuados no veículo real. No presente trabalho, são também tiradas algumas conclusões sobre o desenvolvimento do sistema e sua implementação bem como perspectivada a sua evolução futura no contexto de missões coordenadas de múltiplos veículos robóticos.

Control of baker’s yeast fermentation: PID and fuzzy algorithms

A MATLAB/SIMULINK-based simulator was employed for studies concerning the control of baker’s yeast fed-batch fermentation. Four control algorithms were implemented and compared: the classical PID control, two discrete versions- modified velocity and position algorithms, and a fuzzy law. The simulation package was seen to be an efficient tool for the simulation and tests of control strategies of the nonlinear process.

Complex Dynamics of defective interfering baculoviruses during serial passage in insect cells

Defective interfering (DI) viruses are thought to cause oscillations in virus levels, known as the ‘Von Magnus effect’. Interference by DI viruses has been proposed to underlie these dynamics, although experimental tests of this idea have not been forthcoming. For the baculoviruses, insect viruses commonly used for the expression of heterologous proteins in insect cells, the molecular mechanisms underlying DI generation have been investigated. However, the dynamics of baculovirus populations harboring DIs have not been studied in detail. In order to address this issue, we used quantitative real-time PCR to determine the levels of helper and DI viruses during 50 serial passages of Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus (AcMNPV) in Sf21 cells. Unexpectedly, the helper and DI viruses changed levels largely in phase, and oscillations were highly irregular, suggesting the presence of chaos. We therefore developed a simple mathematical model of baculovirus-DI dynamics. This theoretical model reproduced patterns qualitatively similar to the experimental data. Although we cannot exclude that experimental variation (noise) plays an important role in generating the observed patterns, the presence of chaos in the model dynamics was confirmed with the computation of the maximal Lyapunov exponent, and a Ruelle-Takens-Newhouse route to chaos was identified at decreasing production of DI viruses, using mutation as a control parameter. Our results contribute to a better understanding of the dynamics of DI baculoviruses, and suggest that changes in virus levels over passages may exhibit chaos.

Implementação de um Array de detetores de radiação ionizante

Atualmente, as radiações ionizantes desempenham um papel fundamental nas áreas de diagnóstico e terapia, estando omnipresentes em ambientes hospitalares. Contudo, devido aos efeitos biológicos adversos da radiação, torna-se essencial a protecção dos profissionais de saúde e pacientes. Consequentemente, um array de detetores capazes de produzir um sinal acústico, aquando da presença de radiação ionizante excedendo determinados valores limite e transmissão via wireless das leituras para um sistema central _e de grande interesse prático. Nesta dissertação, foi implementado um sistema capaz de alimentar um array de sensores de radiação para monitorização de diferentes espaços e transmissão das leituras efetuadas via wireless. A aquisição de dados foi realizada, recorrendo à utilização de um conversor analógico-digital. Vários testes de validação foram realizados, através de vários passos para alcançar a concretização do sistema final, nomeadamente testes relativos ao circuito de detecção, módulos de comunicação wireless, bem como o uso de diferentes ambientes de desenvolvimento integrados (IDE). Os resultados destes testes mostram a visualização e gravação adequadas dos dados relativos aos níveis de radiação, bem como a transmissão de dados de forma viável, permitindo a monitorização de espaços sujeitos à presença de radiação ionizante. Desta forma, um array de contadores Geiger-Müller, ligados a módulos wireless XBee open-source e uma placa Arduino, possibilitou a implementação de um sistema viável e de baixo custo para monitorização de radiação ionizante e registar esses mesmos dados para posterior análise.

Mechanical performance of concrete made with aggregates from construction and demolition waste recycling plants

This research aims at analysing the mechanical performance of concrete with recycled aggregates (RA) from construction and demolition waste (CDW) from various locations in Portugal. First the characteristics of the various aggregates (natural and recycled) used in the production of concrete were thoroughly analysed. The composition of the RA was determined and several physical and chemical tests of the aggregates were performed. In order to evaluate the mechanical performance of concrete, compressive strength (in cubes and cylinders), splitting tensile strength, modulus of elasticity and abrasion resistance tests were performed. Concrete mixes with RA from CDW from several recycling plants were evaluated, in order to understand the influence that the RA's collection point, and consequently their composition, has on the characteristics of the mixes produced. The analysis of the mechanical performance allowed concluding that the use of RA worsens most of the properties tested, especially when fine RA are used. On the other hand, there was an increase in abrasion resistance when coarse RA were used. In global terms, the use of this type of aggregates, in limited contents, is viable from a mechanical viewpoint. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Candidin: comparison of two antigens for cutaneous delayed hypersensitivity testing

A candidin, which is a suspension of killed yeast cells, is commonly used for intradermal tests of delayed hypersensitivity, to evaluate the immunological cellular competence of the patient, when the test is applied along with other similar tests. When working with a cellular antigen, the histopathology of positive skin tests reveals a cellular infiltrate which not only presents a characteristic hypersensitivity reaction but also a neutrophilic abscess in the central part. This research presents the results of a comparison between the yeast cell suspension and the polysaccharide antigens, both obtained from the same strains of Candida albicans. The results obtained by skin tests in one hundred individuals were 61.0% with the polysaccharide antigen and 69.0% with the yeast cell suspension antigen. Concordant results concerning the two antigens were observed in 82.0% of the individuals. The discussion section presents an assumption to explain the differences of positivity obtained with the two antigens. We conclude that the polysaccharide antigen can be utilized in the intradermal test of delayed hypersensitivity to Candida albicans.

Histoplasmin reaction. Comparison of a polysaccharide antigen to the filtrate antigen

This work was planned by taking into account all the knowledge accumulated from the immunological study of paracoccidioidomycosis. It aimed at comparing a polysaccharide antigen from Histoplasma capsulatum to a classic histoplasmin with the help of intradermal tests of delayed type of hypersensitivity. Tests were applied to 115 individuals in Santo Amaro, a town in the state of São Paulo. Positive results using classic histoplasmin were obtained in 46.0% cases whereas positive results using the polysaccharide antigen at its hightest concentration were obtained in 51.30% cases. The major conclusion in this investigation is that it is possible to use the polysaccharide antigen as histoplasmin instead of the filtrate antigen

Investigation of trypanothione synthetase of Leishmania infantum as a potential target for new anti-parasitic drugs

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Symmetry and order parameter dynamics of the human odometer

Bipedal gaits have been classified on the basis of the group symmetry of the minimal network of identical differential equations (alias cells) required to model them. Primary bipedal gaits (e.g., walk, run) are characterized by dihedral symmetry, whereas secondary bipedal gaits (e.g., gallop-walk, gallop- run) are characterized by a lower, cyclic symmetry. This fact has been used in tests of human odometry (e.g., Turvey et al. in P Roy Soc Lond B Biol 276:4309–4314, 2009, J Exp Psychol Hum Percept Perform 38:1014–1025, 2012). Results suggest that when distance is measured and reported by gaits from the same symmetry class, primary and secondary gaits are comparable. Switching symmetry classes at report compresses (primary to secondary) or inflates (secondary to primary) measured distance, with the compression and inflation equal in magnitude. The present research (a) extends these findings from overground locomotion to treadmill locomotion and (b) assesses a dynamics of sequentially coupled measure and report phases, with relative velocity as an order parameter, or equilibrium state, and difference in symmetry class as an imperfection parameter, or detuning, of those dynamics. The results suggest that the symmetries and dynamics of distance measurement by the human odometer are the same whether the odometer is in motion relative to a stationary ground or stationary relative to a moving ground.

Desenvolvimento de um Protótipo de Dispensador Automático de Medicamentos

O número de pessoas com idade superior a 65 anos aumentou consideravelmente nos últimos 40 anos. Este incremento de longevidade tem levado ao aparecimento de varias patologias relacionadas com a idade e ao aumento da prevalência das patologias cronicas. Uma grande maioria desta população e poli-medicada e assim sendo a gestão de medicamentos e uma área que pode proporcionar grandes benefícios aos idosos. A grande quantidade de medicamentos assim como as diferentes dosagens e os diferentes horários de toma fazem com que os idosos se confundam no cumprimento do esquema terapêutico aconselhado pelo medico, nomeadamente devido ao declínio cognitivo a que estão sujeitos devido ao envelhecimento humano. Torna-se, portanto, fundamental o desenvolvimento de sistemas inteligentes que auxiliem os idosos na gestão da sua medicação. A presente dissertação de mestrado foi materializada num dispositivo, designado ElderlySafety, que visa responder aos problemas da poli-medicação, através de uma solução tecnológica que incorpora as vertentes de controlo e comunicação. O objectivo do ElderlySafety e relembrar, de forma automática, o idoso da toma atempada dos seus medicamentos e consiste num prototipo de um dispositivo com varias compartições para organização dos vários medicamentos. Este aparelho apresenta 24 compartimentos, um deles referente a uma posição estática, considerada a posição `home' e os restantes dizem respeito a 23 tomas de medicação durante uma semana. Os compartimentos em questão devem ser preenchidos com a devida medicação, pelo cuidador do idoso, no inicio de cada semana. O aparelho esta conectado via Bluetooth a uma aplicação denominada ElderlySafety Online que permite monitorizar todo o sistema. E aqui que e feito o registo, com data, hora e nome do medicamento, de toda a medicação prescrita ao paciente. Também e possível a verificação de possíveis interações medicamentosas, bem como o acesso a informações acerca do que fazer em caso de esquecimento de uma ou mais tomas. Aquando a chegada da data e hora da toma de cada medicação, o aparelho desenvolvido emite um lembrete ao idoso e esse lembrete e feito através de um alerta luminoso. Se o sistema ElderlySafety verificar que o idoso se esquece da toma dos medicamentos tem a capacidade de interagir via e-mail com o cuidador, que poder a ser um familiar próximo, alertando-o para o esquecimento da toma de medicação do paciente a seu cuidado. Os testes de validação realizados ao ElderlySafety revelaram que o prototipo se mostra funcional e apto para integrar um ambiente de vida assistido de qualquer idoso.

PREVALENCE OF INTESTINAL PARASITES AMONG FOOD HANDLERS IN WESTERN IRAN

Parasitic infection is one of the problems that affect human health, especially in developing countries. In this study, all of the fast food shops, restaurants, and roast meat outlets of Khorramabad (Western Iran) and all the staff employed by them, some 210 people, were selected through a census and their stools were examined for the presence of parasites. The parasitological tests of direct wet-mount, Lugol's iodine staining, formaldehyde-ether sedimentation and Trichrome staining techniques were performed on the samples. The data was analyzed with a chi-square test and logistic regression was selected as the analytical model. The results showed 19 (9%) stool specimens were positive for different intestinal parasites. These intestinal parasites included Giardia lamblia2.9%, Entamoeba coli 4.3%, Blastocystis sp. 1.4%, and Hymenolepis nana 0.5%. There was a significant difference between the presence of a valid health card, awareness of transmission of intestinal parasites, participation in training courses in environmental health with intestinal parasites (p < 0.05). No statistically significant difference was found between the rate of literacy and gender among patients infected with intestinal parasites (p > 0.05). To control parasitic infection in food handlers, several strategies are recommended such as stool examinations every three months, public education, application of health regulations, controlling the validity of health cards and training on parasitic infection transmission. In this regard, the findings of the present study can be used as a basis to develop preventive programs targeting food handlers because the spread of disease via them is a common problem worldwide.

Optimal Cut-Off Value for Homeostasis Model Assessment (HOMA) Index of Insulin-Resistance in a Population of Patients Admitted Electively in a Portuguese Cardiology Ward

INTRODUCTION: Insulin resistance is the pathophysiological key to explain metabolic syndrome. Although clearly useful, the Homeostasis Model Assessment index (an insulin resistance measurement) hasn't been systematically applied in clinical practice. One of the main reasons is the discrepancy in cut-off values reported in different populations. We sought to evaluate in a Portuguese population the ideal cut-off for Homeostasis Model Assessment index and assess its relationship with metabolic syndrome. MATERIAL AND METHODS: We selected a cohort of individuals admitted electively in a Cardiology ward with a BMI < 25 Kg/m2 and no abnormalities in glucose metabolism (fasting plasma glucose < 100 mg/dL and no diabetes). The 90th percentile of the Homeostasis Model Assessment index distribution was used to obtain the ideal cut-off for insulin resistance. We also selected a validation cohort of 300 individuals (no exclusion criteria applied). RESULTS: From 7 000 individuals, and after the exclusion criteria, there were left 1 784 individuals. The 90th percentile for Homeostasis Model Assessment index was 2.33. In the validation cohort, applying that cut-off, we have 49.3% of individuals with insulin resistance. However, only 69.9% of the metabolic syndrome patients had insulin resistance according to that cut-off. By ROC curve analysis, the ideal cut-off for metabolic syndrome is 2.41. Homeostasis Model Assessment index correlated with BMI (r = 0.371, p < 0.001) and is an independent predictor of the presence of metabolic syndrome (OR 19.4, 95% CI 6.6 - 57.2, p < 0.001). DISCUSSION: Our study showed that in a Portuguese population of patients admitted electively in a Cardiology ward, 2.33 is the Homeostasis Model Assessment index cut-off for insulin resistance and 2.41 for metabolic syndrome. CONCLUSION: Homeostasis Model Assessment index is directly correlated with BMI and is an independent predictor of metabolic syndrome.

Biochemical behavior of Trypanosoma cruzi strains isolated from mice submitted to specific chemotherapy

To investigate the influence of chemotherapy on the biochemical beha vior of Trypanosoma cruzi strains, three groups of mice were infected with one of three strains of T. cruzi of different biological and isoenzymic patterns (Peruvian, 21 SF and Colombian strains). Each group was subdivided into subgroups: 1 - treated with nifurtimox; 2 - treated with benznidazole and 3 - untreated infected controls. At the end of treatment, that lasted for 90 days, xenodiagnosis, sub inoculation of blood into new born mice and haemoculture were performed as tests of cure. From the positive tests, 22 samples of T. cruzi were isolated from all subgroups. Electrophoretic analysis of the isoenzymes PGM, GP1, ALAT and AS AT failed to show any difference between parasite strains isolated from treated and untreated mice, which indicates that no detectable clonal selection or parasite genetic markers alterations concerning the isoenzymes analysed have been determined by treatment with drugs of recognized antiparasitic effect, suggesting stability of the phenotypic characteristics of the three biological types of T. cruzi strains.