941 resultados para combinatorial optimisation


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This thesis involved the development of two Biosensors and their associated assays for the detection of diseases, namely IBR and BVD for veterinary use and C1q protein as a biomarker to pancreatic cancer for medical application, using Surface Plasmon Resonance (SPR) and nanoplasmonics. SPR techniques have been used by a number of groups, both in research [1-3] and commercially [4, 5] , as a diagnostic tool for the detection of various biomolecules, especially antibodies [6-8]. The biosensor market is an ever expanding field, with new technology and new companies rapidly emerging on the market, for both human [8] and veterinary applications [9, 10]. In Chapter 2, we discuss the development of a simultaneous IBR and BVD virus assay for the detection of antibodies in bovine serum on an SPR-2 platform. Pancreatic cancer is the most lethal cancer by organ site, partially due to the lack of a reliable molecular signature for diagnostic testing. C1q protein has been recently proposed as a biomarker within a panel for the detection of pancreatic cancer. The third chapter discusses the fabrication, assays and characterisation of nanoplasmonic arrays. We will talk about developing C1q scFv antibody assays, clone screening of the antibodies and subsequently moving the assays onto the nanoplasmonic array platform for static assays, as well as a custom hybrid benchtop system as a diagnostic method for the detection of pancreatic cancer. Finally, in chapter 4, we move on to Guided Mode Resonance (GMR) sensors, as a low-cost option for potential use in Point-of Care diagnostics. C1q and BVD assays used in the prior formats are transferred to this platform, to ascertain its usability as a cost effective, reliable sensor for diagnostic testing. We discuss the fabrication, characterisation and assay development, as well as their use in the benchtop hybrid system.

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CD73 est un ecto-enzyme qui a été associé à la suppression de l'immunité anti-tumorale. Ses valeurs pronostiques et thérapeutiques ont été mises de l'avant dans plusieurs types de cancer. La première hypothèse du projet est que l'expression de CD73 dans la tumeur prédit le pronostic des patients atteints du cancer de la prostate. L'expression de CD73 a été étudiée par immunofluorescence dans des échantillons de tumeur. Puis, des analyses univariées et multivariées ont été conduites pour déterminer si l'expression de CD73 permet de prédire la récidive biochimique des patients. Nous avons déterminé que CD73 prédit indépendamment le pronostic des patients atteints du cancer de la prostate. De plus, nous avons déterminé que son expression dans le tissu normal adjacent ou dans la tumeur prédit différemment la survenue de la récidive biochimique. La deuxième hypothèse est que l'inhibition de CD73 permet d'améliorer l'efficacité d'un vaccin thérapeutique contre le cancer de la prostate. L'effet d'un vaccin de type GVAX a été étudié dans des souris CD73KO ou en combinaison avec un anticorps ciblant CD73. Nous avons observé que l'efficacité du vaccin était augmentée dans les souris où CD73 était absent. Cependant, la combinaison avec l'anti-CD73 n'a pas permis d'améliorer l'efficacité.

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Schistosomiasis is a chronically debilitating helminth infection with a significant socio-economic and public health impact. Accurate diagnostics play a pivotal role in achieving current schistosomiasis control and elimination goals. However, many of the current diagnostic procedures, which rely on detection of schistosome eggs, have major limitations including lack of accuracy and the inability to detect pre-patent infections. DNA-based detection methods provide a viable alternative to the current tests commonly used for schistosomiasis diagnosis. Here we describe the optimisation of a novel droplet digital PCR (ddPCR) duplex assay for the diagnosis of Schistosoma japonicum infection which provides improved detection sensitivity and specificity. The assay involves the amplification of two specific and abundant target gene sequences in S. japonicum; a retrotransposon (SjR2) and a portion of a mitochondrial gene (nad1). The assay detected target sequences in different sources of schistosome DNA isolated from adult worms, schistosomules and eggs, and exhibits a high level of specificity, thereby representing an ideal tool for the detection of low levels of parasite DNA in different clinical samples including parasite cell free DNA in the host circulation and other bodily fluids. Moreover, being quantitative, the assay can be used to determine parasite infection intensity and, could provide an important tool for the detection of low intensity infections in low prevalence schistosomiasis-endemic areas.

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In this work we explore optimising parameters of a physical circuit model relative to input/output measurements, using the Dallas Rangemaster Treble Booster as a case study. A hybrid metaheuristic/gradient descent algorithm is implemented, where the initial parameter sets for the optimisation are informed by nominal values from schematics and datasheets. Sensitivity analysis is used to screen parameters, which informs a study of the optimisation algorithm against model complexity by fixing parameters. The results of the optimisation show a significant increase in the accuracy of model behaviour, but also highlight several key issues regarding the recovery of parameters.

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Ce projet de recherche s’inscrit dans le domaine de la dosimétrie à scintillation en radiothérapie, plus précisément en curiethérapie à haut débit de dose (HDR). Lors de ce type de traitement, la dose est délivrée localement, ce qui implique de hauts gradients de dose autour de la source. Le but de ce travail est d’obtenir un détecteur mesurant la dose en 2 points distincts et optimisé pour la mesure de dose en curiethérapie HDR. Pour ce faire, le projet de recherche est séparé en deux études : la caractérisation spectrale du détecteur à 2-points et la caractérisation du système de photodétecteur menant à la mesure de la dose. D’abord, la chaine optique d’un détecteur à scintillation à 2-points est caractérisée à l’aide d’un spectromètre afin de déterminer les composantes scintillantes optimales. Cette étude permet de construire quelques détecteurs à partir des composantes choisies pour ensuite les tester avec le système de photodétecteur multi-point. Le système de photodétecteur est aussi caractérisé de façon à évaluer les limites de sensibilité pour le détecteur 2-points choisi précédemment. L’objectif final est de pouvoir mesurer le débit de dose avec précision et justesse aux deux points de mesure du détecteur multi-point lors d’un traitement de curiethérapie HDR.

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The quality of a heuristic solution to a NP-hard combinatorial problem is hard to assess. A few studies have advocated and tested statistical bounds as a method for assessment. These studies indicate that statistical bounds are superior to the more widely known and used deterministic bounds. However, the previous studies have been limited to a few metaheuristics and combinatorial problems and, hence, the general performance of statistical bounds in combinatorial optimization remains an open question. This work complements the existing literature on statistical bounds by testing them on the metaheuristic Greedy Randomized Adaptive Search Procedures (GRASP) and four combinatorial problems. Our findings confirm previous results that statistical bounds are reliable for the p-median problem, while we note that they also seem reliable for the set covering problem. For the quadratic assignment problem, the statistical bounds has previously been found reliable when obtained from the Genetic algorithm whereas in this work they found less reliable. Finally, we provide statistical bounds to four 2-path network design problem instances for which the optimum is currently unknown.

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Les percidés, dont le doré jaune (Sander vitreus), représentent une opportunité considérable de diversification de l’offre pour l’industrie aquacole au Canada, mais aussi ailleurs dans le monde. Malgré son fort potentiel, les producteurs de dorés sont marginaux, car l’élevage larvaire s’avère difficile et complexe, résultant en des succès de survie variables. Pour un développement durable de l’aquaculture, mais aussi pour assurer un meilleur contrôle des paramètres environnementaux, et conséquemment une meilleure rentabilité, les nouvelles méthodes d’élevage s’orientent vers l’utilisation de systèmes en recirculation où l’eau est majoritairement filtrée et recyclée. Un premier volet de nos travaux réalisés en 2014 a confirmé que (i) les méthodes intensives d’élevage larvaire peuvent être adaptés dans les systèmes en recirculation, que (ii) la moulée commerciale enrichie de farine de krills offre une meilleure croissance qu’une moulée commerciale enrichie aux microalgues, (iii) que des artémies vivantes ne favorise pas l’ingestion alimentaire lorsqu’ils sont ajoutés à des rations d’une moulée commerciale enrichie de farine de krills et (iv) que le développement de la vessie natatoire est le défi principal afin de produire du doré en circuit recyclé de façon rentable. Une étude menée en 2015 visait à favoriser le développement de la vessie natatoire du doré dans les systèmes en recirculation. Quatre traitements ont été comparés soit, un jet d’eau de surface faible, un jet d’eau de surface fort, un microbulleur et un rondin commercial d’absorption d’huile. Nous avons démontré que (i) l’utilisation d’un jet d’eau de surface faible n’était pas suffisant pour favoriser le développement de la vessie natatoire du doré dans les systèmes où l’eau est fortement recirculée et (ii) qu’un rondin d’absorption d’huile est le dispositif le plus efficace pour favoriser le développement de la vessie natatoire du doré. Les prochains travaux devraient se pencher sur (i) l’élaboration de bassins adaptés aux réalités de l’élevage intensif des percidés, (ii) sur des efforts de domestication du doré par sélection génétique afin d’augmenter la survie dans les systèmes en recirculation et sur (iii) des études bioéconomiques afin de réduire les risques associés aux démarrages de nouvelles piscicultures.

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Résumé : Les photodiodes à avalanche monophotonique (SPAD) sont d'intérêts pour les applications requérant la détection de photons uniques avec une grande résolution temporelle, comme en physique des hautes énergies et en imagerie médicale. En fait, les matrices de SPAD, souvent appelés photomultiplicateurs sur silicium (SiPM), remplacent graduellement les tubes photomultiplicateurs (PMT) et les photodiodes à avalanche (APD). De plus, il y a une tendance à utiliser les matrices de SPAD en technologie CMOS afin d'obtenir des pixels intelligents optimisés pour la résolution temporelle. La fabrication de SPAD en technologie CMOS commerciale apporte plusieurs avantages par rapport aux procédés optoélectroniques comme le faible coût, la capacité de production, l'intégration d'électronique et la miniaturisation des systèmes. Cependant, le défaut principal du CMOS est le manque de flexibilité de conception au niveau de l'architecture du SPAD, causé par le caractère fixe et standardisé des étapes de fabrication en technologie CMOS. Un autre inconvénient des matrices de SPAD CMOS est la perte de surface photosensible amenée par la présence de circuits CMOS. Ce document présente la conception, la caractérisation et l'optimisation de SPAD fabriqués dans une technologie CMOS commerciale (Teledyne DALSA 0.8µm HV CMOS - TDSI CMOSP8G). Des modifications de procédé sur mesure ont été introduites en collaboration avec l'entreprise CMOS pour optimiser les SPAD tout en gardant la compatibilité CMOS. Les matrices de SPAD produites sont dédiées à être intégrées en 3D avec de l'électronique CMOS économique (TDSI) ou avec de l'électronique CMOS submicronique avancée, produisant ainsi un SiPM 3D numérique. Ce SiPM 3D innovateur vise à remplacer les PMT, les APD et les SiPM commerciaux dans les applications à haute résolution temporelle. L'objectif principal du groupe de recherche est de développer un SiPM 3D avec une résolution temporelle de 10 ps pour usage en physique des hautes énergies et en imagerie médicale. Ces applications demandent des procédés fiables avec une capacité de production certifiée, ce qui justifie la volonté de produire le SiPM 3D avec des technologies CMOS commerciales. Ce mémoire étudie la conception, la caractérisation et l'optimisation de SPAD fabriqués en technologie TDSI-CMOSP8G.

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Abstract not available

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The aim of the study was the optimisation of Spirulina platensis drying on convective hot air through the response surface methodology. The responses were thiobarbituric acid (TBA) and phycocyanin loss percentage values in final product. Experiments were carried out in perforated tray drier with parallel air flow, and the wet samples thickness and drying air temperatures were in range of 3–7 mm and 50–70 °C, respectively. The statistical analysis showed significant effect (P < 0.05) for air temperature and samples thickness. In the best drying condition, 55 °C and 3.7 mm, presented the phycocyanin loss percentage and the TBA values of approximately 37% and 1.5 mgMDA kg−1, respectively. In this drying condition, the fatty acids composition of the microalgae Spirulina did not show significance difference (P > 0.05) in relation to fresh biomass. The lipid profile of dried product presented high percentage of polyunsaturated fatty acids (34.4%), especially the gamma-linolenic acid (20.6%).

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In this paper we extend recent results of Fiorini et al. on the extension complexity of the cut polytope and related polyhedra. We first describe a lifting argument to show exponential extension complexity for a number of NP-complete problems including subset-sum and three dimensional matching. We then obtain a relationship between the extension complexity of the cut polytope of a graph and that of its graph minors. Using this we are able to show exponential extension complexity for the cut polytope of a large number of graphs, including those used in quantum information and suspensions of cubic planar graphs.