A sensitive and specific assay for glutathione with potential application to glutathione disulphide, using high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry

We have utilised the combination of sensitivity and specificity afforded by coupling high-performance liquid chromatography (HPLC) to a tandem mass spectrometer (MS-MS) to produce an assay which is suitable for assaying glutathione (GSH) concentrations in liver tissue. The sensitivity suggests it may also be suitable for extrahepatic tissues, The method has been validated for GSH using mouse liver samples and also allows the assay of GSSG. The stability of GSH under conditions relevant to the assay has been determined. A 20-mul amount of a diluted methanol extract of tissue is injected with detection limits of 0.2 pmol for GSH and 2 pmol for GSSG. The HPLC uses an Altima C-18 (150X4.6 mm, 5 mum) column at 35 degreesC. Chromatography utilises a linear gradient from 0 to 10% methanol in 0.1% formic acid over 5 min, with a final isocratic stage holding at 10% methanol for 5 min. Total flow rate is 0.8 ml/min. The transition from the M+H ion (308.1 m/z for GSH, and 613.3 m/z for GSSG) to the 162.0 m/z (GSH) and 355.3 m/z (GSSG) fragments are monitored. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

The effect of moderate aerobic exercise and relaxation on secretory immunoglobulin A

A deficiency in secretory immunoglobulin A (sIgA) is associated with recurrent upper respiratory tract infections both in the general community and in elite athletes. The aim of this paper was to investigate the effect of aerobic exercise and relaxation on various indices of sIgA in 12 male and 8 female adults who varied in levels of recreational activity. Salivary samples were obtained before, immediately after and 30 minutes after an incremental cycle ergometer test to fatigue. after 30 minutes of cycling at 30% or 60 % of maximum heart rate, and after 30 minutes of relaxation with guided imagery. Each session was run on a separate day. When expressed in relation to changes in salivary flow rate, sIgA did not change after exercise. However, both the absolute concentration and secretion rate of sIgA increased during relaxation (167 +/- 179 mug ml(-1), p < 0.001: and 37 +/- 71 g(.)min(-1), p < 0.05 respectively). Nonspecific protein increased more than sIgA during incremental exercise to fatigue (decrease in the sIgA/protein ratio 92 +/- 181 g(.)mg protein(-1), p(0.05), but sIgA relative to protein did not change during relaxation. Our findings suggest that sIgA secretion rate is a more appropriate measure of sIgA than sIgA relative to protein, both for exercise and relaxation. These data suggest the possibility of using relaxation to counteract the negative effects of intense exercise on sIgA levels.

Surface diffusion of strong adsorbing vapours on porous carbon

Surface diffusion of strongly adsorbing hydrocarbon vapours on activated carbon was measured by using a constant molar flow method (D.D. Do, Dynamics of a semi-batch adsorber with constant molar supply rate: a method for studying adsorption rate of pure gas, Chem. Eng. Sci. 50 (1995) 549), where pure adsorbate is introduced into a semi-batch adsorber at a constant molar flow rate. The surface diffusivity was determined from the analysis of pressure response versus time, using a linear mathematical model developed earlier. To apply the linear theory over the non-linear range of the adsorption isotherm, we implement a differential increment method on the system which is initially equilibrated with some pre-determined loading. By conducting the experiments at different initial loadings, the surface diffusivity can be extracted as a function of loading. Propane, n-butane, n-hexane, benzene, and ethanol were used as diffusing adsorbate on a commercial activated carbon. It is found that the surface diffusivity of these strongly adsorbing vapours increases rapidly with loading, and the surface diffusion flux contributes significantly to the total flux and cannot be ignored. The surface diffusivity increases with temperature according to the Arrhenius law, and for the paraffins tested it decreases with the molecular weight of the adsorbate. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Present and future pharmacotherapy for benign prostatic hyperplasia

Around 50% of men 51-60 years of age have pathological benign prostatic hyperplasia (BPH). Pharmacotherapy for BPH includes the 5alpha-reductase inhibitor finasteride, and alpha(1)-adrenoceptor antagonists. Finasteride reduces prostate volume and symptom scores, while increasing peak urinary flow rates. The main problem with finasteride treatment is that it increases the incidence of ejaculation disorders. All of the alpha(1)-adrenoceptor antagonists have been shown to reduce symptom scores and increase peak urinary flow rates in BPH. The nonselective alpha(1)-adrenoceptor antagonists (prazosin, terazosin and doxazosin) were developed as antihypertensives, and hypotensive-related side effects are the main problem with these agents in BPH. These side effects can be diminished by reducing peak concentrations of the drugs, as with once-daily alfuzosin, or by using the uroselective antagonist tamsulosin. Phytopharmaceuticals are commonly used in the treatment of BPH, such as saw palmetto berry which has been shown to improve the symptoms and peak urinary flow rate. Androgen receptor antagonists are not used in BPH because of their adverse effects. Newer drugs under development for the treatment of BPH include alpha(1)-adrenoceptor antagonists that show more selectivity for alpha(1A)-adrenoceptors than tamsulosin, combined 5alpha-reductase/alpha(1)-adrenoceptor inhibitors and combined type 1/type 2 5alpha-reductase inhibitors. New targets for the drug treatment of BPH include indothelin, growth factors, estrogens and the phosphodiesterase isoenzymes.

A model to investigate hepatic extraction of oxygen during anaesthesia in the dog

Measurement of hepatic oxygen extraction was performed on six healthy Greyhound dogs over a two hour period. The Greyhounds were anaesthetised and a right subcostal surgical incision performed. Ultrasonic flow transducers were used to measure flow rate in the hepatic artery and the portal vein. The blood oxygen tensions in arterial blood and in the portal and hepatic veins were also measured. Hepatic oxygen extraction remained stable throughout the study, despite a steady decline in arterial blood pressure. The methodology described in this study provides a direct measure of oxygen uptake by the liver in the dog and could readily be used to investigate hepatic uptake of drugs. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Dryout phenomena in a three-phase fixed-bed reactor

Understanding the mechanism of liquid-phase evaporation in a three-phase fixed-bed reactor is of practical importance, because the reaction heat is usually 7-10 times the vaporization heat of the liquid components. Evaporation, especially the liquid dryout, can largely influence the reactor performance and even safety. To predict the vanishing condition of the liquid phase, Raoult's law was applied as a preliminary approach, with the liquid vanishing temperature defined based on a liquid flow rate of zero. While providing correct trends, Raoult's law exhibits some limitation in explaining the temperature profile in the reactor. To comprehensively understand the whole process of liquid evaporation, a set of experiments on inlet temperature, catalyst activity, liquid flow rate, gas flow rate, and operation pressure were carried out. A liquid-region length-predicting equation is suggested based on these experiments and the principle of heat balance.

Metodologia para obtenção do hidrograma de escoamento superficial em encostas e canais. Parte II: modelo computacional e análise de sensibilidade

Estimativas de vazão máxima de escoamento superficial são necessárias para o projeto de obras hidráulicas em bacias urbanas e rurais. A dificuldade em aplicar os procedimentos disponíveis para calcular a variação do escoamento superficial com o tempo e de seu valor máximo deve-se à inexatidão dos métodos usados para esse objetivo e à variabilidade nos resultados que podem ser obtidos por profissionais que usem o mesmo procedimento. Dessa forma, a investigação de um método que produza estimativas confiáveis da vazão máxima e do hidrograma de escoamento superficial é de grande interesse. Neste trabalho, desenvolveu-se e avaliou-se a sensibilidade de um software (HIDROGRAMA 2.1) que permite a obtenção do hidrograma de escoamento superficial, da vazão máxima e seu tempo de ocorrência, da altura e da velocidade máximas do escoamento, do volume e da lâmina de escoamento superficial em encosta e em canais. O modelo apresentou grande sensibilidade ao período de retorno, à taxa de infiltração estável e ao comprimento da encosta e do canal.

Influence of electrospinning parameters on Poly(hydroxybutyrate) electrospun membranes fiber size and distribution

Poly(hydroxybutyrate) (PHB) obtained from sugar cane was dissolved in a blend of chloroform and dimethylformamide (DMF) and electrospun at 40 ºC. By adding DMF to the solution, the electrospinning process for the PHB polymer becomes more stable, allowing complete polymer crystallization during the jet travelling between the tip and the grounded collector. The influence of processing parameters on fiber size and distribution was systematically studied. It was observed that an increase of tip inner diameter promotes a decrease of the fiber average size and a broader distribution. On the other hand, an increase of the electric field and flow rate produces an increase of fiber diameter until a maximum of ~2.0 m, but for electric fields higher than 1.5 kV.cm-1, a decrease of the fiber diameter was observed. Polymer crystalline phase seems to be independent of the processing conditions and a crystallinity degree of 53 % was found. Moreover, thermal degradation of the as-spun membrane occurs in single step degradation with activation energy of 91 kJ/mol. Furthermore, MC-3T3-E1 cell adhesion was not inhibited by the fiber mats preparation, indicating their potential use for biomedical applications.

Thermomechanical environment characterisation in injection moulding and its relation to the mechanical properties of talc-filled polypropylene

This study is focused on the establishment of relationships between the injection moulding processing conditions, the applied thermomechanical environment (TME) and the tensile properties of talc-filled polypropylene,adopting a new extended concept of thermomechanical indices (TMI). In this approach, TMI are calculated from computational simulations of the moulding process that characterise the TME during processing, which are then related to the mechanical properties of the mouldings. In this study, this concept is extended to both the filling and the packing phases, with new TMI defined related to the morphology developed during these phases. A design of experiments approach based on Taguchi orthogonal arrays was adopted to vary the injection moulding parameters (injection flow rate, injection temperature, mould wall temperature and holding pressure), and thus, the TME. Results from analysis of variance for injection-moulded tensile specimens have shown that among the considered processing conditions, the flow rate is the most significant parameter for the Young’s modulus; the flow rate and melt temperature are the most significant for the strain at break; and the holding pressure and flow rate are the most significant for the stress at yield. The yield stress and Young’s modulus were found to be governed mostly by the thermostress index (TSI, related to the orientation of the skin layer), whilst the strain at break depends on both the TSI and the cooling index (CI, associated to the crystallinity degree of the core region). The proposed TMI approach provides predictive capabilities of the mechanical response of injection-moulded components, which is a valuable input during their design stage.

Assessment and prediction of asthma and its severity in the pediatric community

Seventy four asthmatic children aged 7 to 11 years were examined along with controls matched by age and sex. Clinical and laboratory investigations preceded a 28-day follow-up where data about morning and evening peak expiratory flow rate (PEF), symptoms and treatment were recorded. The coefficient of variation of PEF was found to be an objective measurement of asthma severity that has statistically significant correlation with both symptoms (r s= .36) and treatment (r s= .60). Moreover, it separates mild and severe asthmatics, as confirmed by statistically significant differences (p= .008 or less) in symptoms, treatment, skin allergy and airways response to exercise. Skin allergy and airways responsiveness to exercise were found to be predictors of both disease and severity. By means of logistic regression analysis it was possible to establish the probabilities for both asthma and severe asthma when children presenting and not presenting these characteristics are compared. One single positive skin test represent a probability of 88% for the development of asthma and a probability of 70% for severe disease. A PEF reduction of 10% after an exercise test implies a probability of 73% for disease and a probability of 64% for severe disease. Increases in these variables imply geometrically increased risks and their presence together have a multiplicative effect in the final risk.

Supercritical CO2 extraction of secondary metabolites from Agaricus blazei: experiments and modelling

The mycelium and young fruiting bodies of Agaricus blazei were submitted to supercritical CO2 extraction, in a modified commercial flow apparatus, at temperatures from 40 to 80 ºC, pressures up to 600 bar and CO2 flow-rates from 2.0 to 9.0 g.min-1. The best extraction conditions of secondary metabolites, whereby the degree of solubilization (g extract/100 g of fungi) is the highest, was obtained with pure CO2 at 400 bar, 70 ºC and a CO2 flow rate of 5.7g.min-1. The extract in that conditions were analysed by GC-Ms. In order to increase the extraction yield of secondary metabolites, which are mostly present in glycolipid fractions, a polar compound (ethanol) was used as co-solvent in the proportions of 5 and 10 % (mol/mol). The presence of ethanol increased the yield when compared with the extraction with pure CO2. Moreover, a simple model was applied to the supercritical CO2 extraction of secondary metabolites from Agaricus blazei.

Composition and antioxidant activity of thymus vulgaris volatiles: comparison between supercritical fluid extraction and hydrodistillation

Supercritical fluid extraction (SEE) of the volatile oil from Thymus vulgaris L. aerial flowering parts was performed under different conditions of pressure, temperature, mean particle size and CO2 flow rate and the correspondent yield and composition were compared with those of the essential oil isolated by hydrodistillation (HD). Both the oils were analyzed by GC and GC-MS and 52 components were identified. The main volatile components obtained were p-cymene (10.0-42.6% for SFE and 28.9-34.8% for HD), gamma-terpinene (0.8-6.9% for SFE and 5.1-7.0% for HD), linalool (2.3-5.3% for SFE and 2.8-3.1% for HD), thymol (19.5-40.8% for SFE and 35.4-41.6% for HD), and carvacrol (1.4-3.1% for SFE and 2.6-3.1% for HD). The main difference was found to be the relative percentage of thymoquinone (not found in the essential oil) and carvacryl methyl ether (1.0-1.2% for HD versus t-0.4 for SFE) which can explain the higher antioxidant activity, assessed by Rancimat test, of the SFE volatiles when compared with HD. Thymoquinone is considered a strong antioxidant compound.

Efeito de um programa de exercícios segundo Pilates em indivíduos com asma controlada – controlo motor vs. função ventilatória

Introdução: Embora existam estratégias para coordenar as funções postural e ventilatória numa situação normal, isto pode não ser verdade quando a necessidade para uma das funções está aumentada, como por exemplo em patologia respiratória (asma) ou no exercício físico, em que subsistem maiores necessidades ventilatórias. O método Pilates, que foca a relação entre o corpo e a disciplina mental, visa prosperar a saúde e o bem-estar pelo enfatizar da boa postura, do alinhamento corporal e da coordenação da ventilação com o movimento. Objectivo: Comparar características de controlo motor e parâmetros ventilatórios em asmáticos controlados e indivíduos sem patologia, e verificar o efeito de um programa de exercícios segundo Pilates nesses outcomes em indivíduos com asma controlada. Métodos: Estudo quasi-experimental, com uma amostra constituída por 21 estudantes voluntários, 7 pertencentes ao “grupo sem patologia”, 7 ao “grupo controlo asmático” e 7 ao “grupo experimental asmático”. Para avaliação do timing de ativação e do padrão de recrutamento muscular no movimento rápido do membro superior foi utilizada eletromiografia de superfície do Diafragma, Eretor da Coluna, Multífidos, Oblíquo Externo, Reto Anterior e Transverso Abdominal/Oblíquo Interno. Foram também avaliados parâmetros de função ventilatória: a percentagem de volume expiratório forçado no primeiro segundo do previsto, o débito expiratório máximo instantâneo, a ventilação máxima voluntária, a pressão inspiratória máxima e a pressão expiratória máxima. As avaliações decorreram antes e após 8 semanas da aplicação de um programa de exercícios segundo Pilates no grupo experimental asmático, com exceção do grupo sem patologia que realizou apenas o primeiro momento de avaliação. Resultados: O grupo controlo asmático apresentou um timing de ativação significativamente maior do Transverso Abdominal/Oblíquo Interno e do Diafragma, em relação ao grupo sem patologia. Nos parâmetros ventilatórios, o grupo controlo asmático apresentou menores valores de percentagem de volume expiratório no primeiro segundo do previsto, de débito expiratório máximo instantâneo e de pressão expiratória máxima. Após a realização do programa de exercícios segundo Pilates verificaram-se alterações significativas no timing de activação do Eretor da Coluna, do Multífidos, do Transverso/Oblíquo Interno e do Diafragma, tendo ambos diminuído no grupo experimental asmático. Ainda, o grupo experimental asmático, em relação aos parâmetros ventilatórios, apresentou diferenças significativas no débito expiratório máximo instantâneo, na ventilação máxima voluntária e na pressão expiratória máxima, tendo ambos aumentado estes valores. Conclusão: Os asmáticos controlados parecem possuir características de controlo motor, especificamente no timing de ativação, e valores de parâmetros ventilatórios diferentes em comparação aos indivíduos sem patologia. O programa de exercícios segundo Pilates, implementado no grupo experimental asmático, parece ter influenciado positivamente esses outcomes.

Diagnóstico energético e reengenharia do processo de secagem na fábrica de revestimentos

Este trabalho surgiu no âmbito da Tese de Mestrado em Engenharia Química - Ramo Optimização Energética na Indústria Química, aliando a necessidade da Empresa Monteiro Ribas – Indústrias, S.A. em resolver alguns problemas relacionados com as estufas da unidade J da fábrica de revestimentos. Outro dos objectivos era propor melhorias de eficiência energética neste sector da empresa. Para tal, foi necessário fazer um levantamento energético de toda a unidade, o que permitiu verificar que as estufas de secagem (Recobrimento 1 e 2) seriam o principal objecto de estudo. O levantamento energético da empresa permitiu conhecer o seu consumo anual de energia de 697,9 tep, o que a classifica, segundo o Decreto-lei nº 71 de 15 de Abril de 2008, como Consumidora Intensiva de Energia (CIE). Além disso, as situações que devem ser alvo de melhoria são: a rede de termofluido, que apresenta válvulas sem isolamento, o sistema de iluminação, que não é o mais eficiente e a rede de distribuição de ar comprimido, que não tem a estrutura mais adequada. Desta forma sugere-se que a rede de distribuição de termofluido passe a ter válvulas isoladas com lã de rocha, o investimento total é de 2.481,56 €, mas a poupança pode ser de 21.145,14 €/ano, com o período de retorno de 0,12 anos. No sistema de iluminação propõe-se a substituição dos balastros normais por electrónicos, o investimento total é de 13.873,74 €, mas a poupança é de 2.620,26 €/ano, com período de retorno de 5 anos. No processo de secagem das linhas de recobrimento mediram-se temperaturas de todos os seus componentes, velocidades de ar o que permitiu conhecer a distribuição do calor fornecido pelo termofluido. No Recobrimento 1, o ar recebe entre 39 a 51% do calor total, a tela recebe cerca de 25% e na terceira estufa este é apenas de 6%. Nesta linha as perdas de calor por radiação oscilam entre 6 e 11% enquanto as perdas por convecção representam cerca de 17 a 44%. Como o calor que a tela recebe é muito inferior ao calor recebido pelo ar no Recobrimento 1, propõe-se uma redução do caudal de ar que entra na estufa, o que conduzirá certamente à poupança de energia térmica. No Recobrimento 2 o calor fornecido ao ar representa cerca de 51 a 77% do calor total e o cedido à tela oscila entre 2 e 3%. As perdas de calor por convecção oscilam entre 12 e 26%, enquanto que as perdas por radiação têm valores entre 4 e 8%. No que diz respeito ao calor necessário para evaporar os solventes este oscila entre os 4 e 13%. Os balanços de massa e energia realizados ao processo de secagem permitiram ainda determinar o rendimento das 3 estufas do Recobrimento 1, com 36, 47 e 24% paras as estufa 1, 2 e 3, respectivamente. No Recobrimento 2 os valores de rendimento foram superiores, tendo-se obtido valores próximos dos 41, 81 e 88%, para as estufas 1, 2 e 3, respectivamente. Face aos resultados obtidos propõem-se a reengenharia do processo introduzindo permutadores compactos para aquecer o ar antes de este entrar nas estufas. O estudo desta alteração foi apenas realizado para a estufa 1 do Recobrimento 1, tendo-se obtido uma área de transferência de calor de 6,80 m2, um investimento associado de 8.867,81 €. e uma poupança de 708,88 €/ano, com um período de retorno do investimento de 13 anos. Outra sugestão consiste na recirculação de parte do ar de saída (5%), que conduz à poupança de 158,02 €/ano. Estes valores, pouco significativos, não estimulam a adopção das referidas sugestões.

Estudo da implementação de um sistema de vigilância e alarme num recurso hídrico

Neste trabalho estudou-se a implementação de um sistema de vigilância e alerta da qualidade da água de um recurso hídrico, para um possível caso de poluição. Em 25 de Agosto de 2008 foram derramadas 4 toneladas de ácido clorídrico acidentalmente para as águas do rio Febros. Este rio situa-se no concelho de Vila Nova de Gaia e é um pequeno afluente do rio Douro, tendo cerca de 14 km de extensão e tem a particularidade de atravessar o Parque Biológico de Gaia. A falta de uma rápida intervenção e da existência de um plano de ação levou a que parte da fauna e flora fosse destruída. Por este motivo realizou-se este estudo que se baseou na criação de um sistema de vigilância e alerta a ser implementado neste rio. A informação da hidrogeometria do rio e da capacidade de transporte e dispersão de poluentes é indispensável para o bom funcionamento deste sistema. O coeficiente de dispersão longitudinal é um parâmetro muito importante no estudo da qualidade da água. Recorreu-se à utilização da Rodamina WT como marcador, determinando assim a evolução da sua concentração ao longo do tempo e espaço. No cálculo do coeficiente de dispersão foi utilizado o modelo Transient Storage, que demonstrou ser um bom modelo de ajuste aproximando-se dos valores medidos em campo. Para três estações diferentes com distâncias de 290, 390 e 1100 metros do ponto de injeção, obtiveram-se valores de coeficiente de dispersão de 0,18, 0,15 e 0,39 m2/s respetivamente. Os valores do ajuste expressos sob a forma de coeficiente de correlação foram 0,988, 0,998 e 0,986, para a mesma ordem de estações. A constante de rearejamento do rio foi também determinada recorrendo ao método dos marcadores inertes, utilizando o propano como marcador gasoso. A constante determinada próximo de Casal Drijo, entre 2 estações de amostragem a 140 e 290 m do local de injeção, foi de 13,4 dia-1. Com os resultados do coeficiente de dispersão e da constante de rearejamento para além da velocidade e caudal da corrente do rio conseguir-se-á construir o modelo de simulação e previsão de um possível poluente. O sistema de vigilância a implementar sugere-se assim que seja construído por duas partes, uma de análise de evolução da nuvem de poluição e plano de ação outra de monitorização contínua e emissão de alerta. Após uma análise do investimento à implementação deste sistema chegou-se à conclusão que o valor de investimento é de 15.182,00 €.