Molecular mechanisms for a switch-like mating decision in Saccharomyces cerevisiae

Les changements évolutifs nous instruisent sur les nombreuses innovations permettant à chaque organisme de maximiser ses aptitudes en choisissant le partenaire approprié, telles que les caractéristiques sexuelles secondaires, les patrons comportementaux, les attractifs chimiques et les mécanismes sensoriels y répondant. L'haploïde de la levure Saccharomyces cerevisiae distingue son partenaire en interprétant le gradient de la concentration d'une phéromone sécrétée par les partenaires potentiels grâce à un réseau de protéines signalétiques de type kinase activées par la mitose (MAPK). La décision de la liaison sexuelle chez la levure est un événement en "tout–ourien", à la manière d'un interrupteur. Les cellules haploïdes choisissent leur partenaire sexuel en fonction de la concentration de phéromones qu’il produit. Seul le partenaire à proximité sécrétant des concentrations de phéromones égales ou supérieures à une concentration critique est retenu. Les faibles signaux de phéromones sont attribués à des partenaires pouvant mener à des accouplements infructueux. Notre compréhension du mécanisme moléculaire contrôlant cet interrupteur de la décision d'accouplement reste encore mince. Dans le cadre de la présente thèse, je démontre que le mécanisme de décision de la liaison sexuelle provient de la compétition pour le contrôle de l'état de phosphorylation de quatre sites sur la protéine d'échafaudage Ste5, entre la MAPK, Fus3, et la phosphatase,Ptc1. Cette compétition résulte en la dissociation de type « intérupteur » entre Fus3 et Ste5, nécessaire à la prise de décision d'accouplement en "tout-ou-rien". Ainsi, la décision de la liaison sexuelle s'effectue à une étape précoce de la voie de réponse aux phéromones et se produit rapidement, peut-être dans le but de prévenir la perte d’un partenaire potentiel. Nous argumentons que l'architecture du circuit Fus3-Ste5-Ptc1 génère un mécanisme inédit d'ultrasensibilité, ressemblant à "l'ultrasensibilité d'ordre zéro", qui résiste aux variations de concentration de ces protéines. Cette robustesse assure que l'accouplement puisse se produire en dépit de la stochasticité cellulaire ou de variations génétiques entre individus.Je démontre, par la suite, qu'un évènement précoce en réponse aux signaux extracellulaires recrutant Ste5 à la membrane plasmique est également ultrasensible à l'augmentation de la concentration de phéromones et que cette ultrasensibilité est engendrée par la déphosphorylation de huit phosphosites en N-terminal sur Ste5 par la phosphatase Ptc1 lorsqu'elle est associée à Ste5 via la protéine polarisante, Bem1. L'interférence dans ce mécanisme provoque une perte de l'ultrasensibilité et réduit, du même coup, l'amplitude et la fidélité de la voie de réponse aux phéromones à la stimulation. Ces changements se reflètent en une réduction de la fidélité et de la précision de la morphologie attribuable à la réponse d'accouplement. La polarisation dans l'assemblage du complexe protéique à la surface de la membrane plasmique est un thème général persistant dans tous les organismes, de la bactérie à l'humain. Un tel complexe est en mesure d'accroître l'efficacité, la fidélité et la spécificité de la transmission du signal. L'ensemble de nos découvertes démontre que l'ultrasensibilité, la précision et la robustesse de la réponse aux phéromones découlent de la régulation de la phosphorylation stoichiométrique de deux groupes de phosphosites sur Ste5, par la phosphatase Ptc1, un groupe effectuant le recrutement ultrasensible de Ste5 à la membrane et un autre incitant la dissociation et l'activation ultrasensible de la MAPK terminal Fus3. Le rôle modulateur de Ste5 dans la décision de la destinée cellulaire étend le répertoire fonctionnel des protéines d'échafaudage bien au-delà de l'accessoire dans la spécificité et l'efficacité des traitements de l'information. La régulation de la dynamique des caractères signal-réponse à travers une telle régulation modulaire des groupes de phosphosites sur des protéines d'échafaudage combinées à l'assemblage à la membrane peut être un moyen général par lequel la polarisation du destin cellulaire est obtenue. Des mécanismes similaires peuvent contrôler les décisions cellulaires dans les organismes complexes et peuvent être compromis dans des dérèglements cellulaires, tel que le cancer. Finalement, sur un thème relié, je présente la découverte d'un nouveau mécanisme où le seuil de la concentration de phéromones est contrôlé par une voie sensorielle de nutriments, ajustant, de cette manière, le point prédéterminé dans lequel la quantité et la qualité des nutriments accessibles dans l'environnement déterminent le seuil à partir duquel la levure s'accouple. La sous-unité régulatrice de la kinase à protéine A (PKA),Bcy1, une composante clé du réseau signalétique du senseur aux nutriments, interagit directement avec la sous-unité α des petites protéines G, Gpa1, le premier effecteur dans le réseau de réponse aux phéromones. L'interaction Bcy1-Gpa1 est accrue lorsque la cellule croit en présence d'un sucre idéal, le glucose, diminuant la concentration seuil auquel la décision d'accouplement est activée. Compromettre l'interaction Bcy1-Gpa1 ou inactiver Bcy1 accroît la concentration seuil nécessaire à une réponse aux phéromones. Nous argumentons qu'en ajustant leur sensibilité, les levures peuvent intégrer le stimulus provenant des phéromones au niveau du glucose extracellulaire, priorisant la décision de survie dans un milieu pauvre ou continuer leur cycle sexuel en choisissant un accouplement.

Habitudes de vie et contrôle glycémique chez des adultes atteints de diabète de type 1 : des barrières envers l’activité physique au calcul des glucides.

Le diabète de type 1 (DT1) est une maladie complexe qui requiert une implication importante des patients pour contrôler leur glycémie et ainsi prévenir les complications et comorbidités. L’activité physique (AP) régulière et une attention constante pour les glucides ingérés sont des adjuvants essentiels au traitement insulinique. Nous avons démontré que le questionnaire BAPAD-1, spécifiquement développé pour des adultes atteints de DT1, est un outil valide (validité prédictive, fiabilité interne et reproductibilité) pour définir des barrières associées à l’AP. Bien que le niveau de barrières envers l’AP soit faible, la crainte de l’hypoglycémie est la barrière la plus importante chez cette population. L’adoption d’un mode de vie actif est associée à un profil corporel favorable. Les adultes, avec un DT1 et non diabétique, qui maintiennent un bon niveau d’AP, soit un ratio entre la dépense énergétique totale et celle au repos ≥ 1.7, ont une masse grasse, un indice de masse corporelle et un tour de taille significativement inférieurs à ceux d’adultes moins actifs. Le niveau d’AP peut être estimé au moyen d’un moniteur d’AP comme le SenseWear Armband™. Afin de compléter les études de validation de cet outil, nous avons évalué et démontré la reproductibilité des mesures. Toutefois, la dépense énergétique est sous-estimée durant les 10 premières minutes d’une AP d’intensité modérée sur ergocycle. L’utilisation de cet appareil est donc justifiée pour une évaluation de la dépense énergétique sur de longues périodes. Le calcul des glucides est une méthode largement utilisée pour évaluer la quantité d’insuline à injecter lors des repas. Nous avons évalué dans un contexte de vie courante, sans révision de la technique, la précision des patients pour ce calcul. L’erreur moyenne est de 15,4 ± 7,8 g par repas, soit 20,9 ± 9,7 % du contenu glucidique. L’erreur moyenne est positivement associée à de plus grandes fluctuations glycémiques mesurées via un lecteur de glucose en continu. Une révision régulière du calcul des glucides est probablement nécessaire pour permettre un meilleur contrôle glycémique. Nous avons développé et testé lors d’un essai clinique randomisé contrôlé un programme de promotion de l’AP (PEP-1). Ce programme de 12 semaines inclut une séance hebdomadaire en groupe ayant pour but d’initier l’AP, d’établir des objectifs et d’outiller les adultes atteints de DT1 quant à la gestion de la glycémie à l’AP. Bien que n’ayant pas permis d’augmenter la dépense énergétique, le programme a permis un maintien du niveau d’AP et une amélioration de la condition cardio-respiratoire et de la pression artérielle. À la fin du programme, une plus grande proportion de patients connaissait la pharmacocinétique de l’insuline et une plus grande variété de méthodes pour contrer l’hypoglycémie associée à l’AP était utilisée. En conclusion, le diabète de type 1 engendre des défis quotidiens particuliers. D’une part, le calcul des glucides est une tâche complexe et son imprécision est associée aux fluctuations glycémiques quotidiennes. D’autre part, l’adoption d’un mode de vie actif, qui est associée à un meilleur profil de composition corporelle, est limitée par la crainte des hypoglycémies. Le programme PEP-1 offre un support pour intégrer l’AP dans les habitudes de vie des adultes avec un DT1 et ainsi améliorer certains facteurs de risque cardio-vasculaire.

Étude de l’évolution du tropisme et de la pression sélective exercée sur le gène de l’enveloppe du virus de l’immunodéficience humaine de type 1 au cours de la grossesse et à l’échelle de la population.

Introduction. Le VIH-1 évolue en fonction de la réponse immunitaire spécifique de l’hôte. La pression sélective exercée par la réponse immunitaire VIH-spécifique de l’hôte entraine l’évolution des gènes viraux et à terme détermine l’évolution de la maladie. Cette évolution du virus à l’échelle d’un individu façonne également l’évolution du virus à l’échelle de la population et détermine le devenir de l’épidémie. Le VIH utilise les corécepteurs d’entrée CCR5 (virus R5) et CXCR4 (virus X4) afin d’infecter la cellule cible, et l’évolution du tropisme du virus de R5 vers X4, appelé switch du tropisme, est associé à la progression de la maladie. Les virus R5 sont rencontrés en début d’infection tandis que les virus X4 apparaissent en fin de maladie chez un certain de nombre de patients et sont considérés comme plus virulents. La pression sélective immunitaire exercée sur le gène de l’enveloppe (env) peut donc entrainer l’évolution du tropisme du VIH. La grossesse est un état immunitaire particulier considéré comme étant principalement caractérisé par un biais Th2 nécessaire à l’établissement de la tolérance materno-fétale. Le switch de tropisme de R5 vers X4 en grossesse n’a jamais été documenté, de même que l’évolution des déterminants du tropisme à l’échelle de la population. Hypothèses. Les changements immunitaires associés à l’initiation et la progression de la grossesse engendrent des changements dans la pression immunitaire exercée sur l’enveloppe et peuvent favoriser le switch du tropisme. L’évolution du tropisme du VIH-1 peut être observé à l’échelle de la population au même titre que l’évolution de l’enveloppe virale. Objectifs. Analyser l’évolution du tropisme et décrire la pression sélective sur l’enveloppe des femmes enceintes infectées par le VIH-1. Analyser l’évolution des déterminants du tropisme à l’échelle de la population. Méthodes. Nous avons dans un premier temps analysé l’évolution des déterminants du tropisme et déterminé le génotype et phénotype du VIH-1 chez 19 femmes enceintes issues de la cohorte du centre maternel et infantile sur le SIDA de l’hôpital Sainte-Justine (CMIS). Nous avons ensuite caractérisé et comparé la pression sélective exercée sur env, par une méthode bayésienne, chez 31 femmes enceinte et 29 femmes non-enceintes. Enfin, nous avons analysé et comparé des déterminants du tropisme entre des séquences d’enveloppe contemporaines et anciennes, issues des bases de données du NCBI. Résultats. Nos résultats montrent la présence de virus X4 chez la moitié de notre cohorte, et un switch de tropisme de R5 vers X4 chez 5/19 sujets. Les séquences des femmes enceintes présentaient des taux de substitutions plus élevées que celles des femmes non-enceintes. La pression sélective dans la région C2 était plus faible chez les femmes enceintes que chez les femmes non-enceintes, et différait dans 4 positions entre ces 2 groupes. Cette sélection diminuait au cours de la grossesse chez les patientes traitées. Enfin, une accumulation de mutations X4 a été observée dans les séquences R5 contemporaines par rapport aux séquences R5 anciennes. Conclusion. Les changements immunitaires associés à la grossesse semblent induire des modifications subtiles dans la pression sélective exercée sur env, suffisant à influencer l’évolution du tropisme de R5 vers X4. Un switch du tropisme à l’échelle de la population impliquerait une épidémie évoluant vers une plus grande virulence du virus. Nos résultats sont d’importance en ce qui concerne la prophylaxie antirétrovirale pour la santé de la mère et la prévention de la transmission mère-enfant du VIH-1. Ils sont aussi importants concernant l’avenir de la thérapie antirétrovirale dans le contexte d’une épidémie évoluant vers une plus grande virulence

Evanescent Wave Fibre Optic Sensors for Trace Analysis of Fe3+ in Water

In this communication, we discuss the details of fabricating an off-line fibre optic sensor (FOS) based on evanescent wave absorption for detecting trace amounts of Fe3+ in water. Two types of FOS are developed; one type uses the unclad portion of a multimode silica fibre as the sensing region whereas the other employs the microbent portion of a multimode plastic fibre as the sensing region. Sensing is performed by measuring the absorption of the evanescent wave in a reagent medium surrounding the sensing region. To evaluate the relative merits of the two types of FOS in Fe3+ sensing, a comparative study of the sensors is made, which reveals the superiority of the latter in many respects, such as smaller sensing length, use of a double detection scheme (for detecting both core and cladding modes) and higher sensitivity of cladding mode detection at an intermediate range of concentration along with the added advantage that plastic fibres are inexpensive. A detection limit of 1 ppb is observed in both types of fibre and the range of detection can be as large as 1 ppb–50 ppm. All the measurements are carried out using a LabVIEW set-up.

Evanescent wave fibre optic sensors for trace analysis of Fe3+ in water

In this communication, we discuss the details of fabricating an off-line fibre optic sensor (FOS) based on evanescent wave absorption for detecting trace amounts of Fe3+ in water. Two types of FOS are developed; one type uses the unclad portion of a multimode silica fibre as the sensing region whereas the other employs the microbent portion of a multimode plastic fibre as the sensing region. Sensing is performed by measuring the absorption of the evanescent wave in a reagent medium surrounding the sensing region. To evaluate the relative merits of the two types of FOS in Fe3+ sensing, a comparative study of the sensors is made, which reveals the superiority of the latter in many respects, such as smaller sensing length, use of a double detection scheme (for detecting both core and cladding modes) and higher sensitivity of cladding mode detection at an intermediate range of concentration along with the added advantage that plastic fibres are inexpensive. A detection limit of 1 ppb is observed in both types of fibre and the range of detection can be as large as 1 ppb–50 ppm. All the measurements are carried out using a LabVIEW set-up.

Evanescent wave fibre optic sensors for trace analysis of Fe3+ in water

In this communication, we discuss the details of fabricating an off-line fibre optic sensor (FOS) based on evanescent wave absorption for detecting trace amounts of Fe3+ in water. Two types of FOS are developed; one type uses the unclad portion of a multimode silica fibre as the sensing region whereas the other employs the microbent portion of a multimode plastic fibre as the sensing region. Sensing is performed by measuring the absorption of the evanescent wave in a reagent medium surrounding the sensing region. To evaluate the relative merits of the two types of FOS in Fe3+ sensing, a comparative study of the sensors is made, which reveals the superiority of the latter in many respects, such as smaller sensing length, use of a double detection scheme (for detecting both core and cladding modes) and higher sensitivity of cladding mode detection at an intermediate range of concentration along with the added advantage that plastic fibres are inexpensive. A detection limit of 1 ppb is observed in both types of fibre and the range of detection can be as large as 1 ppb–50 ppm. All the measurements are carried out using a LabVIEW set-up.

Evanescent wave fibre optic sensors for trace analysis of Fe3+ in water

In this communication, we discuss the details of fabricating an off-line fibre optic sensor (FOS) based on evanescent wave absorption for detecting trace amounts of Fe3+ in water. Two types of FOS are developed; one type uses the unclad portion of a multimode silica fibre as the sensing region whereas the other employs the microbent portion of a multimode plastic fibre as the sensing region. Sensing is performed by measuring the absorption of the evanescent wave in a reagent medium surrounding the sensing region. To evaluate the relative merits of the two types of FOS in Fe3+ sensing, a comparative study of the sensors is made, which reveals the superiority of the latter in many respects, such as smaller sensing length, use of a double detection scheme (for detecting both core and cladding modes) and higher sensitivity of cladding mode detection at an intermediate range of concentration along with the added advantage that plastic fibres are inexpensive. A detection limit of 1 ppb is observed in both types of fibre and the range of detection can be as large as 1 ppb–50 ppm. All the measurements are carried out using a LabVIEW set-up.

Development of semiconductor metal oxide gas sensors for the detection of NO2 and H2S gases

One of the main challenges in the development of metal-oxide gas sensors is enhancement of selectivity to a particular gas. Currently, two general approaches exist for enhancing the selective properties of sensors. The first one is aimed at preparing a material that is specifically sensitive to one compound and has low or zero cross-sensitivity to other compounds that may be present in the working atmosphere. To do this, the optimal temperature, doping elements, and their concentrations are investigated. Nonetheless, it is usually very difficult to achieve an absolutely selective metal oxide gas sensor in practice. Another approach is based on the preparation of materials for discrimination between several analyte in a mixture. It is impossible to do this by using one sensor signal. Therefore, it is usually done either by modulation of sensor temperature or by using sensor arrays. The present work focus on the characterization of n-type semiconducting metal oxides like Tungsten oxide (WO3), Zinc Oxide (ZnO) and Indium oxide (In2O3) for the gas sensing purpose. For the purpose of gas sensing thick as well as thin films were fabricated. Two different gases, NO2 and H2S gases were selected in order to study the gas sensing behaviour of these metal oxides. To study the problem associated with selectivity the metal oxides were doped with metals and the gas sensing characteristics were investigated. The present thesis is entitled “Development of semiconductor metal oxide gas sensors for the detection of NO2 and H2S gases” and consists of six chapters.

A double-Gerdien instrument for simultaneous bipolar air conductivity measurements on balloon platforms

A bipolar air conductivity instrument is described for use with a standard disposable meteorological radiosonde package. It is intended to provide electrical measurements at cloud boundaries, where the ratio of the bipolar air conductivities is affected by the presence of charged particles. The sensors are two identical Gerdien-type electrodes, which, through a voltage decay method, measure positive and negative air conductivities simultaneously. Voltage decay provides a thermally stable approach and a novel low current leakage electrometer switch is described which initiates the decay sequence. The radiosonde supplies power and telemetry, as well as measuring simultaneous meteorological data. A test flight using a tethered balloon determined positive (σ+) and negative (σ−) conductivities of σ+ = 2.77±0.2 fS m−1 and σ− = 2.82±0.2 fS m−1, respectively, at 400 m aloft, with σ+/σ− = 0.98±0.04.

Radiometric analysis of the light coupled by optimally cut plastic optical fiber amplitude modulating reflectance displacement sensors

A radiometric analysis of the light coupled by optical fiber amplitude modulating extrinsic-type reflectance displacement sensors is presented. Uncut fiber sensors show the largest range but a smaller responsivity. Single cut fiber sensors exhibit an improvement in responsivity at the expense of range. A further increase in responsivity as well as a reduction in the operational range is obtained when the double cut sensor configuration is implemented. The double cut configuration is particularly suitable in applications where feedback action is applied to the moving reflector surface. © 2000 American Institute of Physics.

Clinical significance of lifetime panic disorder in the course of bipolar disorder type I

Objectives: The aim of the study was to analyze the impact of lifetime panic disorder (PD) diagnosis in a sample of patients with bipolar disorder type I (BPI), evaluating clinical and demographic variables. Methods: Ninety-five outpatients from the Bipolar Disorder Research Program at the Institute of Psychiatry of the University of Sao Paulo Medical School were enrolled. Twenty-seven BPI patients with PD were compared to 68 BPI patients without any anxiety disorders regarding clinical and demographic variables. Results: Compared to BPI patients without any anxiety disorders, patients with BPI + PD presented significantly higher number of mood episodes (18.9 +/- 13.8 vs 8.5 +/- 7.8; P < .001), depressive episodes (10.8 +/- 8.2 vs 4.6 +/- 4,8; P = .001), and manic episodes (7.4 +/- 7.3 vs 3.6 +/- 3.6; P = .008). Patients with BPI + PD had more frequently a depressive episode as their first one compared to BPI patients without anxiety disorders (94.1% vs 57.5%; P = .011). Patients with BPI + PD had more comorbidity with lifetime diagnosis of drug abuse or dependence (33.3% vs 8.8%; P = .010) and eating disorders (29.6% vs 6.0%; P = .004). Conclusions: The higher number of mood episodes in general presented by patients with BPI + PD when compared with BPI patients without any anxiety disorders, along with the higher frequencies of drug misuse and eating disorders, indicates that PD comorbidity is associated with a poorer Course and outcome of BPI. The higher frequency of depression as the onset mood episode and the higher number of manic episodes in the group with PD may have important treatment implications and should be further investigated. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

An extinction-survival-type phase transition in the probabilistic cellular automaton p182-q200

We investigate the critical behaviour of a probabilistic mixture of cellular automata (CA) rules 182 and 200 (in Wolfram`s enumeration scheme) by mean-field analysis and Monte Carlo simulations. We found that as we switch off one CA and switch on the other by the variation of the single parameter of the model, the probabilistic CA (PCA) goes through an extinction-survival-type phase transition, and the numerical data indicate that it belongs to the directed percolation universality class of critical behaviour. The PCA displays a characteristic stationary density profile and a slow, diffusive dynamics close to the pure CA 200 point that we discuss briefly. Remarks on an interesting related stochastic lattice gas are addressed in the conclusions.

A Single Mutation at the Sheet Switch Region Results in Conformational Changes Favoring lambda 6 Light-Chain Fibrillogenesis

Systemic amyloid light-chain (LC) amyloidosis is a disease process characterized by the pathological deposition of monoclonal LCs in tissue. All LC subtypes are capable of fibril formation although lambda chains, particularly those belonging to the lambda 6 type, are overrepresented. Here, we report the thermodynamic and in vitro fibrillogenic properties of several mutants of the lambda 6 protein 6aJL2 in which Pro7 and/or His8 was substituted by Ser or Pro. The H8P and H8S mutants were almost as stable as the wildtype protein and were poorly fibrillogenic. In contrast, the P7S mutation decreased the thermodynamic stability of 6aJL2 and greatly enhanced its capacity to form amyloid-like fibrils in vitro. The crystal structure of the P7S mutant showed that the substitution induced both local and long-distance effects, such as the rearrangement of the V(L) (variable region of the light chain)-V(L) interface. This mutant crystallized in two orthorhombic polymorphs, P2(1)2(1)2(1) and C222(1). In the latter, a monomer that was not arranged in the typical Bence-Jones dimer was observed for the first time. Crystal-packing analysis of the C222(1) lattice showed the establishment of intermolecular beta-beta interactions that involved the N-terminus and beta-strand B and that these could be relevant in the mechanism of LC fibril formation. Our results strongly suggest that Pro7 is a key residue in the conformation of the N-terminal sheet switch motif and, through long-distance interactions, is also critically involved in the contacts that stabilized the V(L) interface in lambda 6 LCs. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Design of boundary-scan testing in CMOS image sensors for industrial applications: internship repor

Tests on printed circuit boards and integrated circuits are widely used in industry,resulting in reduced design time and cost of a project. The functional and connectivity tests in this type of circuits soon began to be a concern for the manufacturers, leading to research for solutions that would allow a reliable, quick, cheap and universal solution. Initially, using test schemes were based on a set of needles that was connected to inputs and outputs of the integrated circuit board (bed-of-nails), to which signals were applied, in order to verify whether the circuit was according to the specifications and could be assembled in the production line. With the development of projects, circuit miniaturization, improvement of the production processes, improvement of the materials used, as well as the increase in the number of circuits, it was necessary to search for another solution. Thus Boundary-Scan Testing was developed which operates on the border of integrated circuits and allows testing the connectivity of the input and the output ports of a circuit. The Boundary-Scan Testing method was converted into a standard, in 1990, by the IEEE organization, being known as the IEEE 1149.1 Standard. Since then a large number of manufacturers have adopted this standard in their products. This master thesis has, as main objective: the design of Boundary-Scan Testing in an image sensor in CMOS technology, analyzing the standard requirements, the process used in the prototype production, developing the design and layout of Boundary-Scan and analyzing obtained results after production. Chapter 1 presents briefly the evolution of testing procedures used in industry, developments and applications of image sensors and the motivation for the use of architecture Boundary-Scan Testing. Chapter 2 explores the fundamentals of Boundary-Scan Testing and image sensors, starting with the Boundary-Scan architecture defined in the Standard, where functional blocks are analyzed. This understanding is necessary to implement the design on an image sensor. It also explains the architecture of image sensors currently used, focusing on sensors with a large number of inputs and outputs.Chapter 3 describes the design of the Boundary-Scan implemented and starts to analyse the design and functions of the prototype, the used software, the designs and simulations of the functional blocks of the Boundary-Scan implemented. Chapter 4 presents the layout process used based on the design developed on chapter 3, describing the software used for this purpose, the planning of the layout location (floorplan) and its dimensions, the layout of individual blocks, checks in terms of layout rules, the comparison with the final design and finally the simulation. Chapter 5 describes how the functional tests were performed to verify the design compliancy with the specifications of Standard IEEE 1149.1. These tests were focused on the application of signals to input and output ports of the produced prototype. Chapter 6 presents the conclusions that were taken throughout the execution of the work.

Fabrication and characterization of chemical sensors made from nanostructured films of poly(o-ethoxyaniline) prepared with different doping acids

Chemical sensors made from nanostructured films of poly(o-ethoxyaniline) POEA and poly(sodium 4-styrene sulfonate) PSS are produced and used to detect and distinguish 4 chemicals in solution at 20 mM, including sucrose, NaCl, HCl, and caffeine. These substances are used in order to mimic the 4 basic tastes recognized by humans, namely sweet, salty, sour, and bitter, respectively. The sensors are produced by the deposition of POEA/PSS films at the top of interdigitated microelectrodes via the layer-by-layer technique, using POEA solutions containing different dopant acids. Besides the different characteristics of the POEA/PSS films investigated by UV-Vis and Raman spectroscopies, and by atomic force microscopy.. it is observed that their electrical response to the different chemicals in liquid media is very fast, in the order of seconds, systematical, reproducible, and extremely dependent on the type of acid used for film fabrication. The responses of the as-prepared sensors are reproducible and repetitive after many cycles of operation. Furthermore, the use of an "electronic tongue" composed by an array of these sensors and principal component analysis as pattern recognition tool allows one to reasonably distinguish test solutions according to their chemical composition. (c) 2007 Published by Elsevier B.V.