APPLICATION OF PARAFAC AND OPLS-DA ANALYSES ON HPLC FINGERPRINTS FOR THE CHARACTERIZATION OF Hibiscus sabdariffaCALYXES

The calyxes of Hibiscus sabdariffa are used in traditional medicine around the world. However, quality assurance protocols and chemical variability have not been previously analyzed. In the present study, chemical characterization of a set of samples of H. sabdariffa calyxes commercialized in Colombia was accomplished with the aim to explore the chemical variability among them. Chemometrics-based analyses on the data obtained from the HPLC-UV-DAD-derived profiles were then performed. Thus, the pre-processed single-wavelength data were subjected to principal component analysis (PCA). The PCA-derived results evidenced different groups which were well-correlated to the corresponding total phenolic and total anthocyanin contents. Multi-wavelength chromatographic (HPLC-UV-DAD surfaces) data were additionally examined via parallel factor analysis (PARAFAC) as data reduction method and the obtained loadings were subsequently submitted to PCA and orthogonal partial least squares discriminant analysis (OPLS-DA). Results were thus consistent with those from single-wavelength data. PCA loadings were employed to determine those chemical components responsible for the data variance and OPLS-DA model, constructed from PARAFAC loadings, and indicated differentiation according total anthocyanin contents among samples. The present chemometric analysis therefore demonstrated to be an excellent tool for differentiation of H. sabdariffacalyxes according to their chemical composition.

On the numerical simulation of machining processes

Numerical simulation of machining processes can be traced back to the early seventies when finite element models for continuous chip formation were proposed. The advent of fast computers and development of new techniques to model large plastic deformations have favoured machining simulation. Relevant aspects of finite element simulation of machining processes are discussed in this paper, such as solution methods, material models, thermo-mechanical coupling, friction models, chip separation and breakage strategies and meshing/re-meshing strategies.

Comparison of model-based above ground biomass predictions from LiDAR

In order to reduce greenhouse emissions from forest degradation and deforestation the international programme REDD (Reducing Emissions from Deforestation and forest Degradation) was established in 2005 by the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC). This programme is aimed to financially reward to developing countries for any emissions reductions. Under this programm the project of setting up the payment system in Nepal was established. This project is aimed to engage local communities in forest monitoring. The major objective of this thesis is to compare and verify data obtained from di erect sources - remotely sensed data, namely LiDAR and field sample measurements made by two groups of researchers using two regression models - Sparse Bayesian Regression and Bayesian Regression with Orthogonal Variables.

Inhibitory effects in the detection of 1 cpd jo targets superimposed to angular frequency stimuli or sinewave gratings

Independence among channels processing different aspects of spatial information, including orthogonal stimuli, has been generally assumed in the literature. We tested independence between the processing of jo targets and the processing of either vertical sinusoidal gratings or angular frequency stimuli with suprathreshold summation. We found the detection of a jo target at 1 cpd to be affected in an inhibitory fashion by either background angular frequencies in the range of 3-96 cycles or sinewave gratings in the range of 0.8-3.0 cpd. These results demonstrate interactions both among orthogonal stimuli and among channels processing vertical sinewave gratings and jo target stimuli. Our discussion focuses on the hypothesis of frequency decomposition in polar coordinates

Factor structure of Bech's version of the Brief Psychiatric Rating Scale in Brazilian patients

The objective of the present study was to evaluate the factor structure of Bech's version of the Brief Psychiatric Rating Scale (BPRS), translated into Portuguese. The BPRS was administered to a heterogeneous group of psychiatric inpatients (N = 98) and outpatients (N = 62) in a University Hospital. Each patient was evaluated from one to eight times. The interval between consecutive interviews was one week for the inpatients and one month for the outpatients. The results were submitted to factorial analysis. The internal consistency of the total scale and of each factor was also estimated. Factorial analysis followed by normalized orthogonal rotation (Varimax) yielded four factors: Withdrawal-Retardation, Thinking Disorder, Anxious-Depression and Activation. Internal consistency measured by Cronbach's alpha coefficient ranged from 0.766 to 0.879. The data show that the factor structure of the present instrument is similar to that of the American version of the BPRS which contains 18 items, except for the absence of the fifth factor of the latter scale, Hostile-Suspiciousness.

Serum metabolic profiling of human gastric cancer based on gas chromatography/mass spectrometry

Research on molecular mechanisms of carcinogenesis plays an important role in diagnosing and treating gastric cancer. Metabolic profiling may offer the opportunity to understand the molecular mechanism of carcinogenesis and help to non-invasively identify the potential biomarkers for the early diagnosis of human gastric cancer. The aims of this study were to explore the underlying metabolic mechanisms of gastric cancer and to identify biomarkers associated with morbidity. Gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) was used to analyze the serum metabolites of 30 Chinese gastric cancer patients and 30 healthy controls. Diagnostic models for gastric cancer were constructed using orthogonal partial least squares discriminant analysis (OPLS-DA). Acquired metabolomic data were analyzed by the nonparametric Wilcoxon test to find serum metabolic biomarkers for gastric cancer. The OPLS-DA model showed adequate discrimination between cancer and non-cancer cohorts while the model failed to discriminate different pathological stages (I-IV) of gastric cancer patients. A total of 44 endogenous metabolites such as amino acids, organic acids, carbohydrates, fatty acids, and steroids were detected, of which 18 differential metabolites were identified with significant differences. A total of 13 variables were obtained for their greatest contribution in the discriminating OPLS-DA model [variable importance in the projection (VIP) value >1.0], among which 11 metabolites were identified using both VIP values (VIP >1) and the Wilcoxon test. These metabolites potentially revealed perturbations of glycolysis and of amino acid, fatty acid, cholesterol, and nucleotide metabolism of gastric cancer patients. These results suggest that gastric cancer serum metabolic profiling has great potential in detecting this disease and helping to understand its metabolic mechanisms.

Form, size and volumetric expansion of Adzuki beans (Vigna angularis) during soaking

This study analyzed the variation in shape and size of Adzuki beans during soaking at different temperatures. In addition, different mathematical models were fitted to the experimental values of volumetric expansion, selecting the best one. Grains of Adzuki beans (Vigna angularis) with moisture content of approximately 0.25 (decimal d.b.) were manually harvested; they were, then, dried to 0.128 (decimal d.b.). The beans were subjected to soaking in distilled water at the temperatures 18 ± 1, 27 ± 1, 36 ± 1, and 45 ± 1 °C, in five repetitions. Recipients containing 80 mL of distilled water and 20 g of beans for each sample were used. The samples were periodically weighed in order to determine the water absorption. After that, the samples were removed from the recipients and placed on filter papers for two minutes to drain the surface water. Water absorption continued until the beans reached the saturation moisture content. It was concluded that, the form of the Adzuki beans was altered regularly, the orthogonal axes expanded differentially in the radial and axial directions, and that the linear model appropriately described the volumetric expansion of the Adzuki beans, among the series of models analyzed for the temperatures 18, 27, 36 and 45 °C.

Extraction optimization of antioxidant polysaccharides from leaves of Gynura bicolor (Roxb. & Willd.) DC

Orthogonal design was employed to study the effect of extraction time, temperature and liquid-to-solid ratio on the production of antioxidant polysaccharides from leaves of Gynura bicolor (PLG). Analysis of variance was performed on the data obtained. The most relevant variable was extraction time. A liquid-solid ratio of 30:1 (v/w), a temperature of 80 °C and an extraction time of 3 h were found to be optimal for PLG. The optimal extraction yield of 4.9% was obtained through additional verification test. Hydroxyl radical-scavenging activity, reducing power and ferrous ion chelating ability of PLG were determined. PLG possess concentration-dependent antioxidant potency and IC50 of PLG was 4.67, 0.24 and 4.31 mg/mL for hydroxyl radical-scavenging and ferric ion chelating abilities as well as reducing power, respectively. The results suggest that G. bicolor polysaccharides could be potential source of natural antioxidant and be contributor to the health benefits of G. bicolor.

Lighting recommendations for the Ryan Electric Scintillator and Fireworks Program for the official dedication Niagara Falls illumination, 1925

Walter D’Arcy Ryan was born in 1870 in Kentville, Nova Scotia. He became the chief of the department of illumination at the General Electric Company of Schenectady, New York. He was a founder in the field of electrical illumination. He built the electric steam scintillator which had numerous nozzles and valves. The operator would release steam through the valves. The nozzles all had names which included: Niagara, fan, snake, plume, column, pinwheel and sunburst. The steam scintillator was combined with projectors, prismatic reflectors, flashers and filters to produce the desired effects. In 1920 a group of businessmen from Niagara Falls, New York formed a group who called themselves the “generators’. They lobbied the American and Canadian governments to improve the illumination of the Falls. They were able to raise $58, 000 for the purchase and installation of 24 arc lights to illuminate the Falls. On February 24th, 1925 the Niagara Falls Illumination Board was formed. Initially, the board had a budget of $28,000 for management, operation and maintenance of the lights. The power was supplied free by the Ontario Power Company. They had 24 lights installed in a row on the Ontario Power Company surge tank which was next to the Refectory in Victoria Park on the Canadian side. The official opening ceremony took place on June 8th, 1925 and included a light parade in Niagara Falls, New York and an international ceremony held in the middle of the Upper Steel Arch Bridge. Walter D’Arcy Ryan was the illuminating engineer and A.D. Dickerson who was his New York field assistant directed the scintillator. with information from American Technological Sublime by David E. Nye and the Niagara Falls info website Location: Brock University Archives Source Information: Subject Headings: Added Entries: 100 Ryan, W. D’A. |q (Walter D’Arcy), |d 1870-1934 610 General Electric Company 650 Lighting, Architectural and decorative 650 Lighting |z New York (State) |z Niagara Falls 700 Dickerson, A.F. 700 Schaffer, J.W. Related material held at other repositories: The Niagara Falls Museum in Niagara Falls, Ontario has a program (pamphlet) dedicating new lighting in 1958 and it has postcards depicting the illumination of the Falls. Some of Ryan’s accomplishments can be seen at The Virtual Museum of the City of San Francisco. Described by: Anne Adams Date: Sept 26,Upper Steel Arch Bridge. Walter D’Arcy Ryan was the illuminating engineer and A.D. Dickerson who was his New York field assistant directed the scintillator. with information from American Technological Sublime by David E. Nye and the Niagara Falls info website

Studies toward the total synthesis of natural and unnatural aeruginosins

Nous avons démontré l’utilité du groupement protecteur tert-butylsulfonyle (N-Bus) pour la chimie des acides aminés et des peptides. Celui-ci est préparé en deux étapes, impliquant la réaction d’une amine avec le chlorure de tert-butylsulfinyle, suivie par l’oxydation par du m-CPBA, pour obtenir les tert-butylsulfonamides correspondants avec d’excellents rendements. Le groupement N-Bus peut être clivé par traitement avec 0.1 N TfOH/DCM/anisole à 0oC en 10h pour régénérer le sel d’ammonium. Une variété d’acides aminés N-Bus protégés ainsi que d’autres aminoacides peuvent alors être utilisés pour préparer divers dipeptides et tripeptides. A l’exception du groupe N-Fmoc, les conditions de déprotection du groupe N-Bus clivent également les groupements N-Boc, N-Cbz et O-Bn. Une déprotection sélective et orthogonale des groupes N-Boc, N-Cbz, N-Fmoc et O-Bn est également possible en présence du groupe protecteur N-Bus. Le nouvel acide aminé non-naturel (3R, 2R) 3–méthyl-D-leucine (β-Me-Leu) et son régioisomère 2-méthyle ont été synthétisés par ouverture d’une N-Ts aziridine en présence d’un excès de LiMe2Cu. Chacun des régioisomères du mélange (1:1,2) a été converti en la méthylleucine correspondante, puis couplé à l’acide D-phényllactique puis au motif 2-carboxyperhydroindole 4-amidinobenzamide en présence de DEPBT. Des élaborations ultérieures ont conduit à des analogues peptidiques non-naturels d’aeruginosines telles que la chlorodysinosine A. Les deux analogues ont ensuite été évalués pour leur activité inhibitrice de la thrombine et la trypsine. La présumée aeruginosine 3-sulfate 205B et son anomère β ont été synthétisés avec succès à partir de 5 sous-unités : la 3-chloroleucine, l’acide D-phényllactique, le D-xylose, le 2-carboxy-6-hydroxyoctahydroindole et l’agmatine. La comparaison des données RMN 1H et 13C reportées avec celles obtenues avec l’aeruginosine synthétique 205B révèle une différence majeure pour la position du groupe présumé 3'-sulfate sur l’unité D-xylopyranosyle. Nous avons alors synthétisés les dérivés méthyl-α-D-xylopyranosides avec un groupement sulfate à chacune des positions hydroxyles, afin de démontrer sans ambiguïté la présence du sulfate en position C-4' par comparaison des données spectroscopiques RMN 1H et 13C. La structure de l’aeruginosine 205B a alors été révisée. Une des étapes-clés de cette synthèse consiste en la formation du glycoside avec le groupe hydroxyle en C-6 orienté en axial sur la sous-unité Choi. Le 2-thiopyridylcarbonate s’est avéré une méthode efficace pour l’activation anomérique. Le traitement par AgOTf et la tétraméthylurée en solution dans un mélange éther-DCM permet d’obtenir l’anomère α désiré, qui peut alors être aisément séparé de l’anomère β par chromatographie

Aspects géométriques et intégrables des modèles de matrices aléatoires

Travail réalisé en cotutelle avec l'université Paris-Diderot et le Commissariat à l'Energie Atomique sous la direction de John Harnad et Bertrand Eynard.

Exploitation de contraintes photométriques et géométriques en vision : application au suivi, au calibrage et à la reconstruction

Cette thése a été réalisée dans le cadre d'une cotutelle avec l'Institut National Polytechnique de Grenoble (France). La recherche a été effectuée au sein des laboratoires de vision 3D (DIRO, UdM) et PERCEPTION-INRIA (Grenoble).

Encodage des forces tactiles dans le cortex somatosensoriel primaire

Les deux fonctions principales de la main sont la manipulation d’objet et l’exploration tactile. La détection du glissement, rapportée par les mécanorécepteurs de la peau glabre, est essentielle pour l’exécution de ces deux fonctions. Durant la manipulation d’objet, la détection rapide du micro-glissement (incipient slip) amène la main à augmenter la force de pince pour éviter que l’objet ne tombe. À l’opposé, le glissement est un aspect essentiel à l’exploration tactile puisqu’il favorise une plus grande acuité tactile. Pour ces deux actions, les forces normale et tangentielle exercées sur la peau permettent de décrire le glissement mais également ce qui arrive juste avant qu’il y ait glissement. Toutefois, on ignore comment ces forces contrôlées par le sujet pourraient être encodées au niveau cortical. C’est pourquoi nous avons enregistré l’activité unitaire des neurones du cortex somatosensoriel primaire (S1) durant l’exécution de deux tâches haptiques chez les primates. Dans la première tâche, deux singes devaient saisir une pastille de métal fixe et y exercer des forces de cisaillement sans glissement dans une de quatre directions orthogonales. Des 144 neurones enregistrés, 111 (77%) étaient modulés à la direction de la force de cisaillement. L’ensemble de ces vecteurs préférés s’étendait dans toutes les directions avec un arc variant de 50° à 170°. Plus de 21 de ces neurones (19%) étaient également modulés à l’intensité de la force de cisaillement. Bien que 66 neurones (59%) montraient clairement une réponse à adaptation lente et 45 autres (41%) une réponse à adaptation rapide, cette classification ne semblait pas expliquer la modulation à l’intensité et à la direction de la force de cisaillement. Ces résultats montrent que les neurones de S1 encodent simultanément la direction et l’intensité des forces même en l’absence de glissement. Dans la seconde tâche, deux singes ont parcouru différentes surfaces avec le bout des doigts à la recherche d’une cible tactile, sans feedback visuel. Durant l’exploration, les singes, comme les humains, contrôlaient les forces et la vitesse de leurs doigts dans une plage de valeurs réduite. Les surfaces à haut coefficient de friction offraient une plus grande résistance tangentielle à la peau et amenaient les singes à alléger la force de contact, normale à la peau. Par conséquent, la somme scalaire des composantes normale et tangentielle demeurait constante entre les surfaces. Ces observations démontrent que les singes contrôlent les forces normale et tangentielle qu’ils appliquent durant l’exploration tactile. Celles-ci sont également ajustées selon les propriétés de surfaces telles que la texture et la friction. Des 230 neurones enregistrés durant la tâche d’exploration tactile, 96 (42%) ont montré une fréquence de décharge instantanée reliée aux forces exercées par les doigts sur la surface. De ces neurones, 52 (54%) étaient modulés avec la force normale ou la force tangentielle bien que l’autre composante orthogonale avait peu ou pas d’influence sur la fréquence de décharge. Une autre sous-population de 44 (46%) neurones répondait au ratio entre la force normale et la force tangentielle indépendamment de l’intensité. Plus précisément, 29 (30%) neurones augmentaient et 15 (16%) autres diminuaient leur fréquence de décharge en relation avec ce ratio. Par ailleurs, environ la moitié de tous les neurones (112) étaient significativement modulés à la direction de la force tangentielle. De ces neurones, 59 (53%) répondaient à la fois à la direction et à l’intensité des forces. L’exploration de trois ou quatre différentes surfaces a permis d’évaluer l’impact du coefficient de friction sur la modulation de 102 neurones de S1. En fait, 17 (17%) neurones ont montré une augmentation de leur fréquence de décharge avec l’augmentation du coefficient de friction alors que 8 (8%) autres ont montré le comportement inverse. Par contre, 37 (36%) neurones présentaient une décharge maximale sur une surface en particulier, sans relation linéaire avec le coefficient de friction des surfaces. La classification d’adaptation rapide ou lente des neurones de S1 n’a pu être mise en relation avec la modulation aux forces et à la friction. Ces résultats montrent que la fréquence de décharge des neurones de S1 encode l’intensité des forces normale et tangentielle, le ratio entre les deux composantes et la direction du mouvement. Ces résultats montrent que le comportement d’une importante sous-population des neurones de S1 est déterminé par les forces normale et tangentielle sur la peau. La modulation aux forces présentée ici fait le pont entre les travaux évaluant les propriétés de surfaces telles que la rugosité et les études touchant à la manipulation d’objets. Ce système de référence s’applique en présence ou en absence de glissement entre la peau et la surface. Nos résultats quant à la modulation des neurones à adaptation rapide ou lente nous amènent à suggérer que cette classification découle de la manière que la peau est stimulée. Nous discuterons aussi de la possibilité que l’activité des neurones de S1 puisse inclure une composante motrice durant ces tâches sensorimotrices. Finalement, un nouveau cadre de référence tridimensionnel sera proposé pour décrire et rassembler, dans un même continuum, les différentes modulations aux forces normale et tangentielle observées dans S1 durant l’exploration tactile.

Propriétés des valeurs propres de ballotement pour contenants symétriques

Le problème d’oscillation de fluides dans un conteneur est un problème classique d’hydrodynamique qui est etudié par des mathématiciens et ingénieurs depuis plus de 150 ans. Le présent travail est lié à l’étude de l’alternance des fonctions propres paires et impaires du problème de Steklov-Neumann pour les domaines à deux dimensions ayant une forme symétrique. On obtient des résultats sur la parité de deuxième et troisième fonctions propres d’un tel problème pour les trois premiers modes, dans le cas de domaines symétriques arbitraires. On étudie aussi la simplicité de deux premières valeurs propres non nulles d’un tel problème. Il existe nombre d’hypothèses voulant que pour le cas des domaines symétriques, toutes les valeurs propres sont simples. Il y a des résultats de Kozlov, Kuznetsov et Motygin [1] sur la simplicité de la première valeur propre non nulle obtenue pour les domaines satisfaisants la condition de John. Dans ce travail, il est montré que pour les domaines symétriques, la deuxième valeur propre non-nulle du problème de Steklov-Neumann est aussi simple.

Conception et évaluation d’une intervention didactique à propos des phases de la Lune dans un planétarium numérique

Depuis l’entrée en vigueur du Programme de formation de l’école québécoise en 2001, l’astronomie est à nouveau enseignée dans les classes du Québec. Malheureusement, l’école est mal outillée pour enseigner des concepts astronomiques complexes se déroulant pour la plupart en dehors des heures de classe et sur de longues périodes de temps. Sans compter que bien des phénomènes astronomiques mettent en jeu des astres se déplaçant dans un espace tridimensionnel auquel nous n’avons pas accès depuis notre point de vue géocentrique. Les phases de la Lune, concept prescrit au premier cycle du secondaire, sont de ceux-là. Heureusement, l’école peut compter sur l’appui du planétarium, musée de sciences dédié à la présentation, en accéléré et à toute heure du jour, de simulations ultra réalistes de divers phénomènes astronomiques. Mais quel type de planétarium secondera l’école ? Récemment, les planétariums ont eux aussi subi leur propre révolution : ces institutions sont passées de l’analogique au numérique, remplaçant les projecteurs optomécaniques géocentriques par des projecteurs vidéo qui offrent la possibilité de se déplacer virtuellement dans une simulation de l’Univers tridimensionnel complètement immersive. Bien que la recherche en éducation dans les planétariums se soit peu penchée sur ce nouveau paradigme, certaines de ses conclusions basées sur l’étude des planétariums analogiques peuvent nous aider à concevoir une intervention didactique fructueuse dans ces nouveaux simulateurs numériques. Mais d’autres sources d’inspiration seront invoquées, au premier chef la didactique des sciences, qui conçoit l’apprentissage non plus comme la transmission de connaissances, mais plutôt comme la construction de savoirs par les apprenants eux-mêmes, avec et contre leurs conceptions premières. La conception d’environnements d’apprentissages constructivistes, dont le planétarium numérique est un digne représentant, et l’utilisation des simulations en astronomie, complèteront notre cadre théorique et mèneront à la conception d’une intervention didactique à propos des phases de la Lune dans un planétarium numérique s’adressant à des élèves âgés de 12 à 14 ans. Cette intervention didactique a été mise à l’essai une première fois dans le cadre d’une recherche de développement (ingénierie didactique) visant à l’améliorer, à la fois sur son versant théorique et sur son versant pratique, par le biais de multiples itérations dans le milieu « naturel » où elle se déploie, ici un planétarium numérique gonflable de six mètres de diamètre. Nous présentons les résultats de notre première itération, réalisée en compagnie de six jeunes de 12 à 14 ans (quatre garçons et deux filles) dont nous avons recueilli les conceptions à propos des phases de la Lune avant, pendant et après l’intervention par le biais d’entrevues de groupe, questionnaires, mises en situation et enregistrement des interventions tout au long de l’activité. L'évaluation a été essentiellement qualitative, basée sur les traces obtenues tout au long de la séance, en particulier sous la voûte du planétarium. Ce matériel a ensuite été analysé pour valider les concepts théoriques qui ont mené à la conception de l'intervention didactique, d'une part, mais aussi pour faire émerger des améliorations possibles visant à bonifier l'intervention. Nous avons ainsi constaté que l'intervention provoque effectivement l'évolution des conceptions de la majorité des participants à propos des phases de la Lune, mais nous avons également identifié des façons de rendre l’intervention encore plus efficace à l’avenir.