Alternative mitochondrial functions in cell physiopathology: beyond ATP production

It is well known that mitochondria are the main site for ATP generation within most tissues. However, mitochondria also participate in a surprising number of alternative activities, including intracellular Ca2+ regulation, thermogenesis and the control of apoptosis. In addition, mitochondria are the main cellular generators of reactive oxygen species, and may trigger necrotic cell death under conditions of oxidative stress. This review concentrates on these alternative mitochondrial functions, and their role in cell physiopathology.

Graphene from Graphite by Chemical and Physical Techniques.

Graphene is a material with extraordinary properties. Its mechanical and electrical properties are unparalleled but the difficulties in its production are hindering its breakthrough in on applications. Graphene is a two-dimensional material made entirely of carbon atoms and it is only a single atom thick. In this work, properties of graphene and graphene based materials are described, together with their common preparation techniques and related challenges. This Thesis concentrates on the topdown techniques, in which natural graphite is used as a precursor for the graphene production. Graphite consists of graphene sheets, which are stacked together tightly. In the top-down techniques various physical or chemical routes are used to overcome the forces keeping the graphene sheets together, and many of them are described in the Thesis. The most common chemical method is the oxidisation of graphite with strong oxidants, which creates a water-soluble graphene oxide. The properties of graphene oxide differ significantly from pristine graphene and, therefore, graphene oxide is often reduced to form materials collectively known as reduced graphene oxide. In the experimental part, the main focus is on the chemical and electrochemical reduction of graphene oxide. A novel chemical route using vanadium is introduced and compared to other common chemical graphene oxide reduction methods. A strong emphasis is placed on electrochemical reduction of graphene oxide in various solvents. Raman and infrared spectroscopy are both used in in situ spectroelectrochemistry to closely monitor the spectral changes during the reduction process. These in situ techniques allow the precise control over the reduction process and even small changes in the material can be detected. Graphene and few layer graphene were also prepared using a physical force to separate these materials from graphite. Special adsorbate molecules in aqueous solutions, together with sonic treatment, produce stable dispersions of graphene and few layer graphene sheets in water. This mechanical exfoliation method damages the graphene sheets considerable less than the chemical methods, although it suffers from a lower yield.

Enhancing the Usability of Drug Materials by Electrostatic Atomisation

Electrospraying or electrostatic atomisation is a process of liquid disruption by electrostatic forces. When liquid is brought into an electric field, charge is induced to its surface. Once the repulsive electrostatic force exceeds the liquid surface tension, the liquid disrupts into small highly charged droplets. The size of the electrosprayed droplets can range from hundreds of micrometers down to a few tens of nanometers. Electrospraying can be used not only to produce droplets, but also solid particles. The research presented in this thesis concentrates on producing drug particles by this method. In the experiments, a drug powder was dissolved in a convenient solvent and the solution was atomised. The solvent was then evaporated from the formed droplets in a drying medium and inside each droplet, a dense cluster of the dissolved drug remained. From the pharmaceutical point of view, the most important characteristics of the produced particles are size distribution, porosity, crystal form and degree of crystallinity. These properties affect the dissolution behaviour and ultimately the drug bioavailability in the body. The effects of electrostatic atomization on the aforementioned characteristics are generally not well understood. The research focused on studying these particle properties and finding possible correlations with the spraying parameters. The produced droplets were dried either under atmospheric or reduced pressure, the latter in order to improve the drying process. Special emphasis was put on implementing the spraying under reduced pressure, and the effects of the drying pressure on particle properties. Based on the results, the possibilities to enhance the dissolution of poorly soluble drugs by this method were estimated. In the course of experiments, it was also discovered that electrospraying may have a profound effect on the polymorphic form of the produced drug particles. In the light of the obtained results, it was concluded that electrospraying may offer a valuable tool to overcome some of the challenges met in modern drug development and formulation.

Production, isolation and characterization of bioactive peptides with antihypertensive properties from rapeseed and potato protein

Consumers’ increasing awareness of healthiness and sustainability of food presents a great challenge to food industry to develop healthier, biologically active and sustainable food products. Bioactive peptides derived from food proteins are known to possess various biological activities. Among the activities, the most widely studied are antioxidant activities and angiotensin I converting enzyme (ACE) inhibitory activity related to blood pressure regulation and antihypertensive effects. Meanwhile, vast amounts of byproducts with high protein content are produced in food industry, for example potato and rapeseed industries. The utilization of these by-products could be enhanced by using them as a raw material for bioactive peptides. The objective of the present study was to investigate the production of bioactive peptides with ACE inhibitory and antioxidant properties from rapeseed and potato proteins. Enzymatic hydrolysis and fermentation were utilized for peptide production, ultrafiltration and solid-phase extraction were used to concentrate the active peptides, the peptides were fractionated with liquid chromatographic processes, and the peptides with the highest ACE inhibitory capacities were putified and analyzed with Maldi-Tof/Tof to identify the active peptide sequences. The bioavailability of the ACE inhibitory peptides was elucidated with an in vitro digestion model and the antihypertensive effects in vivo of rapeseed peptide concentrates were investigated with a preventive premise in 2K1C rats. The results showed that rapeseed and potato proteins are rich sources of ACE inhibitory and antioxidant peptides. Enzymatic hydrolysis released the peptides effectively whereas fermentation produced lower activities.The native enzymes of potato were also able to release ACE inhibitory peptides from potato proteins without the addition of exogenous enzymes. The rapeseed peptide concentrate was capable of preventing the development of hypertension in vivo in 2K1C rats, but the quality of rapeseed meal used as raw material was found to affect considerably the antihypertensive effects and the composition of the peptide fraction.

VVER-440 Thermal Hydraulics as a Computer Code Validation Challenge

This thesis concentrates on the validation of a generic thermal hydraulic computer code TRACE under the challenges of the VVER-440 reactor type. The code capability to model the VVER-440 geometry and thermal hydraulic phenomena specific to this reactor design has been examined and demonstrated acceptable. The main challenge in VVER-440 thermal hydraulics appeared in the modelling of the horizontal steam generator. The major challenge here is not in the code physics or numerics but in the formulation of a representative nodalization structure. Another VVER-440 specialty, the hot leg loop seals, challenges the system codes functionally in general, but proved readily representable. Computer code models have to be validated against experiments to achieve confidence in code models. When new computer code is to be used for nuclear power plant safety analysis, it must first be validated against a large variety of different experiments. The validation process has to cover both the code itself and the code input. Uncertainties of different nature are identified in the different phases of the validation procedure and can even be quantified. This thesis presents a novel approach to the input model validation and uncertainty evaluation in the different stages of the computer code validation procedure. This thesis also demonstrates that in the safety analysis, there are inevitably significant uncertainties that are not statistically quantifiable; they need to be and can be addressed by other, less simplistic means, ultimately relying on the competence of the analysts and the capability of the community to support the experimental verification of analytical assumptions. This method completes essentially the commonly used uncertainty assessment methods, which are usually conducted using only statistical methods.

Defining the keyhole modes – the effects on the weld geometry and the molten pool behaviour in high power laser welding of stainless steels

Keyhole welding, meaning that the laser beam forms a vapour cavity inside the steel, is one of the two types of laser welding processes and currently it is used in few industrial applications. Modern high power solid state lasers are becoming more used generally, but not all process fundamentals and phenomena of the process are well known and understanding of these helps to improve quality of final products. This study concentrates on the process fundamentals and the behaviour of the keyhole welding process by the means of real time high speed x-ray videography. One of the problem areas in laser welding has been mixing of the filler wire into the weld; the phenomena are explained and also one possible solution for this problem is presented in this study. The argument of this thesis is that the keyhole laser welding process has three keyhole modes that behave differently. These modes are trap, cylinder and kaleidoscope. Two of these have sub-modes, in which the keyhole behaves similarly but the molten pool changes behaviour and geometry of the resulting weld is different. X-ray videography was used to visualize the actual keyhole side view profile during the welding process. Several methods were applied to analyse and compile high speed x-ray video data to achieve a clearer image of the keyhole side view. Averaging was used to measure the keyhole side view outline, which was used to reconstruct a 3D-model of the actual keyhole. This 3D-model was taken as basis for calculation of the vapour volume inside of the keyhole for each laser parameter combination and joint geometry. Four different joint geometries were tested, partial penetration bead on plate and I-butt joint and full penetration bead on plate and I-butt joint. The comparison was performed with selected pairs and also compared all combinations together.

Koulutuspalveluyrityksen kansainvälinen laajentuminen

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tarkastella kansallisen palveluyrityksen laajentumista uusille kansainvälisille markkinoille. Kohdemaana oli Venäjä. Päähuomio keskittyy ylimmän johdon toimiin, heidän rooliinsa laajentumisessa ja kuinka luoda onnistunut laajentumisstrategia. Tutkimuksen lähtökohdat poikkeavat perinteisistä laajentumistutkimuksista, sillä tässä tutkimuksessa keskitytään yhteen erityiseen tapaukseen ja laajentuminen tapahtuu Venäjän riskialttiille markkinoille. Yritys operoi myös tuotealan sijaan palvelualalla. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että laajentuminen uudelle markkina-alueelle on laaja ja monimutkainen prosessi, jota ei tule väheksyä. Partnerin kanssa toimiminen vähentää suoraa riskiä, mutta toisaalta nostaa esiin toisenlaisia haasteita kuten kulttuurien välisiä näkemyseroja johtajuuteen tai jokapäiväiseen toimenpiteiden suorittamiseen. Uudelle markkina-alueelle vaaditaan ympäristöön sopiva strategia ja sen luominen entuudestaan tuntemattomalle alueelle vaatii uusia valmiuksia. Keskeistä on johtaa aktiivisesti halutun strategian toteuttamiseksi muistaen selkeän viestinnän ja realistisen aikataulusuunnittelun. Kilpailijoiden analysointia ei saa unohtaa ja sitä pitää toteuttaa jatkuvalla aikataululla. Toisin kuin useimmat markkinalaajentumista käsittelevät tutkimukset, tämä tutkimus keskittyy ylimmän johdon toimintaan.

Consumers' opinions on scent marketing usage in retail environment

Tutkielman tarkoituksena on tutkia suomalaisten kuluttajien mielipiteitä ja käsityksiä tuoksumarkkinoinnin käytöstä vähittäistavarakauppa olosuhteissa. Tutkielma keskittyy tuoksumarkkinoinnin kahteen pääasialliseen osa-alueeseen vähittäistavarakaupassa; tuoksumarkkinointiin osana brändäystä ja tuoksumarkkinoinnin alitajuntaiseen käyttöön. Tutkielma on laadullinen tutkimus. Aineisto kerättiin viideltä suomalaiselta kuluttajalta ja aineistonkeruumenetelmänä toimi haastattelu. Tutkimuksen tulokset osoittavat kuluttajien mielipiteiden olevan positiivisia tuoksumarkkinoinnin käyttöä kohtaan. Tuloksien mukaan kuluttajat suosivat tuoksumarkkinoinnin käyttöä ennemmin brändäyksessä kuin tuoksumarkkinoinnin alitajuista käyttöä. Tuoksumarkkinoinnin alitajuista käyttöä ei kuitenkaan todettu täysin negatiiviseksi, sillä kuluttajat uskovat, että ostopäätös tehdään perustuen tärkeämpiin asioihin kuin tuoksuun, kuten esimerkiksi tuotteen hintaan perustuen. Kuluttajat uskovat, että alitajuisella käytöllä ei ole suurta vaikutusta asiakkaan ostopäätökseen muulloin kuin joissakin yksittäisissä heräteostoksissa.

Wooden packaging waste reuse and refining

The aim of the thesis was both to study wooden packaging waste reuse and refining generated in the forestry machine factory environment, and to find alternative wooden packaging waste utilization options in order to create a new operating model which would decrease the overall amount of waste produced. As environmental and waste legislation has become more rigid and companies' own environmental management systems’ requirements and control have increased, companies have had to consider their environmental aspects more carefully. Companies have to take into account alternative ways of reducing waste through an increase in reuse and recycling. A part of this waste is from different forms of packaging. In the metal industry the most heavily used packaging material is wooden packaging, as such material is heavy and the packaging has to be able to bear heavy stress. In the theoretical part of the thesis, the requirements of packaging and packaging waste legislation, as well as environmental management systems governing companies’ processing of their packaging waste, are studied. The theoretical part includes a process study of systems, which direct packaging waste and wooden packaging waste refining. In addition, methods related to the continuous improvement of these processes are introduced. This thesis concentrates on designing and creating a new operating model in relation to wooden packaging waste processing. The main target was to find an efficient model in order to decrease the total amount of wooden packaging waste and to increase refining. The empirical part introduces methods for approaches to wooden packaging waste re-utilization, as well as a description of a new operating model and its impact.

Leijukattilan savukaasujen loppulämpötilan hallinta

Nykyaikaista leijukattilaa voidaan ohjata ja säätää erilaisten säätöpiirien ja sekvenssien kautta erittäin tarkasti. Toiminnot on optimoitu parhaan hyötysuhteen saavuttamiseksi ja kunnossapitokustannusten minimoimiseksi. Tehokkaasta automaatiosta ja nykyaikaisista laitevalinnoista huolimatta leijukattiloissa on usein yksi osa-alue, jota ei pystytä hallitsemaan tehokkaasti. Useilla voimalaitoksilla savukaasu poistuu liian korkeassa lämpötilassa viimeiseltä lämpöpinnalta. Kun kattilahyötysuhdetta tarkastellaan epäsuoralla menetelmällä, savukaasuhäviö on merkittävin tekijä kaikista häviöstä. Tässä diplomityössä on etsitty mahdollisuuksia savukaasun loppulämpötilan hallintaan kattilan ajoarvojen muutoksella sekä lämpöpintoja muuttamalla. Tutkimus keskittyy Järvi-Suomen Voima Oy:n Ristiinan voimalaitokselle. Tutkimus on tehty yhteistyössä laitoksen omistajien Pohjolan Voima Oy:n, UPM-Kymmene Oyj:n sekä laitetoimittaja Valmet Oyj:n kanssa.

Strategisen suorituskykymittariston luominen verkkoliiketoiminnan yritykselle – tapaustutkimus

Strateginen suorituskyvyn mittaaminen ja johtaminen ovat viimeisten vuosikymmenien aikana, nopeasti muuttuvassa toimintaympäristössä, nousseet tärkeiksi tekijöiksi liiketoiminnan kehittämisen kannalta. Tutkimuksen tavoitteena on luoda pienelle kaupan alan verkkoliiketoiminnan yritykselle strateginen suorituskyvyn mittaristo, jossa verkkoliiketoiminnan mittarit on integroitu mittariston eri näkökulmiin. Suorituskyvyn mittaristona tullaan käyttämään Balanced scorecardia eli tasapainotettua tuloskorttia. Tutkimus on laadullinen eli kvalitatiivinen tapaustutkimus. Tutkimuksessa tiedon-keruun pääasiallisena lähteenä toimivat puolistrukturoidut haastattelut. Muina tiedonkeruun lähteinä tutkimuksessa ovat case-yrityksen kahden viimeisimmän vuoden tilinpäätökset ja yrityksen omasta toiminnastaan käyttämät analysointityökalut. Lisäksi epäviralliset keskustelut omistajien kanssa, kuten mittariston mittareiden täsmentäminen, ovat toimineet tutkimuksessa aineistona. Tutkimuksen tuloksena on luotu case-yritykselle strateginen suorituskyvyn mittaristo, mikä käsittää talouden-, asiakkaan-, sisäisten prosessien sekä oppimisen ja kasvun näkökulmien mittareita. Mittaristossa on 12 mittaria. Mittaristossa toteutuu tasapaino ja syy-seuraussuhteet aina oppimisen- ja kasvun mittarista taloudellisiin mittareihin asti, strategian muodostaen mittareiden perustan. Johtopäätöksenä mittaristosta voidaan todeta sen keskittyvän mittaamaan case-yrityksen kannalta oleellisimpia seikkoja. Mittaristossa yhdistyvät yrityksen tavoitteet muun muassa kasvun suhteen ja verkkoliiketoiminnan huomioivat mittarit, joissa teknologialla on keskeinen rooli.

Benchmark of routing protocols regarding green considerations

In Mobile Ad-hoc Networks (MANET) the participating nodes have several roles such as sender, receiver and router. Hence there is a lot of energy consumed by the nodes for the normal working of the network since each node has many different roles. Also in MANET the nodes keep moving constantly and this in turn consumes a lot of energy. Since battery capacity of these nodes is limited it fails to fulfil the high demand of energy. The scarcity of energy makes the energy conservation in mobile ad-hoc networks an important concern. There is several research carried out on the energy consumption of mobile ad-hoc networks these days. Some of this research suggests sleep mode, transmission power control, load balancing etc. In this thesis, we are comparing various proposed energy efficient models for some of the ad-hoc protocols. We compare different energy efficient models for Optimised Linked State Algorithm (OLSR) and Ad-hoc On Demand Distance Vector (AODV). The routing protocols are compared for different parameters such as average remaining energy, number of nodes alive, payload data received and performance with different mobility speed. The simulation results helps in benchmarking the various energy efficient routing models for OLSR and AODV protocols. The benchmarking of the routing protocols can be based on many factors but this thesis concentrates on benchmarking the MANET routing protocols mainly based on the energy efficiency and increased network lifetime.

Lauseen aspektin ilmaiseminen suomen kielessä. Tutkimus olla-, tehdä- ja tulla-verbillisistä tekstilauseista käyttökonteksteissaan

Tutkimuksessa tarkastellaan lauseen aspektin ilmaisemista suomen kielessä. Aspektia käsitellään merkityskategoriana, joka osoittaa lauseen kuvaaman asiaintilan ajallisen keston, ja perustavanlaatuisena aspektuaalisena erontekona pidetään rajattuuden ja rajaamattomuuden vastakohtaisuutta. Tutkimuksessa selvitetään, millä perusteella lauseet saavat joko rajatun tai rajaamattoman aspektitulkinnan ja miten konteksti vaikuttaa tähän tulkintaan. Lauseen kontekstina käsitellään kielellistä kontekstia eli tekstiä. Työ on aineistopohjainen tutkimus kirjoitetusta nykysuomesta, ja tarkastelun kohteena on sanomalehtiteksteistä koottu lauseaineisto. Lauseiden pääverbit ovat olla, tehdä ja tulla. Aineistosta on mahdollista esittää sekä kvalitatiivisia että kvantitatiivisia huomioita. Tutkimuksen teoreettisen ja metodologisen taustan muodostavat eräiden kognitiivisen kielitieteen suuntausten kuvauskäsitteet ja -metodit sekä fennistinen aspektin kuvaamisen perinne. Tutkimuksessa tarkastellaan kahta fennistiikassa esitettyä tapaa määritellä lauseen aspektimerkitys ja osoitetaan, että ne ovat toisiaan täydentäviä. Molemmat lähestymistavat huomioon ottamalla on siis mahdollista kuvata lauseen aspektimerkityksen määräytyminen täsmällisemmin kuin vain yhteen kuvaustapaan keskittymällä. Lisäksi osoitetaan, että keskeisinä aspektin ilmaisemisen keinoina pidetyt keston ja toistuvuuden adverbiaalit jäävät aineistossa marginaalisiksi. Ajankohdan adverbiaaleja puolestaan käsitellään aiemmasta tutkimuksesta poiketen rajattuina tarkastelunäkökulmina kuvattuun asiaintilaan, ja ne toimivat tässä tehtävässä liittyessään aspektiltaan rajaamattomiin lauseisiin. Lisäksi tutkimus osoittaa, että aspektin ilmaisemisen kerroksellisuutta voidaan aspektin ilmaisemiseen osallistuvien lauseenjäsenten kerrostumisen ohella tarkastella lausekokonaisuuden eri semanttisten tasojen kerrostumisena. Lausetta laajemman kontekstin vaikutusta aspektitulkintaan ei ole aiemmin tutkittu suomen kielessä. Tutkimus osoittaa, että aspektiltaan monitulkintaisten lauseiden konteksti voi selventää tulkinnan tai mahdollistaa samanaikaisesti vaihtoehtoiset tulkinnat. Lisäksi erilaisten lauseenulkoisten rajan ilmausten avulla on mahdollista osoittaa lauseen aspektin rajattuutta siinä tapauksessa, että lause muutoin ymmärrettäisiin aspektiltaan rajaamattomaksi.

Hiljaisen tietämyksen jakamista edistävät yksilötekijät työyhteisössä

Pro gradu -tutkielman tavoitteena oli tutkia yksilöiden välistä hiljaisen tietämyksen jakamista edistäviä tekijöitä. Yksilötason olosuhteiden tunteminen on tarpeen, jotta organisaation toteuttamat toimenpiteet hiljaisen tietämyksen jakamisen tehostamiseksi ovat tarkoituksenmukaisesti kohdennettuja. Työn teoriaosuudessa keskityttiin tarkastelemaan hiljaisen tietämyksen olemusta sekä hiljaisen tietämyksen jakamista yksilöiden välillä. Tutkielman empiirisessä osuudessa edellä mainittuja tekijöitä tarkasteltiin käytännössä ja pyrittiin selvittämään miten yksilön motivaatioon, mahdollisuuksiin, kykyihin sekä kommunikaatioon liittyvät tekijät edistävät hiljaisen tietämyksen jakamista työyhteisössä. Tutkimuksen kohteena oli erityisesti työtehtävissä esiintyvä hiljainen tietämys ja sen jakamiseen liittyvät yksilötason tekijät. Tutkimusaineisto kerättiin haastattelujen ja kyselylomakkeiden avulla. Tutkimuksen perusteella saatiin selkeä kuva siitä, millaiset motivaatioon, mahdollisuuksiin ja kykyihin liittyvät tekijät edistävät hiljaisen tietämyksen jakamista sekä millainen kommunikaatio tukee sitä. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että MOA-tekijät ovat merkittävästi vaikuttamassa yksilöiden väliseen hiljaisen tietämyksen jakamiseen. Tulokset tukivat pääosin aiempaa tutkimusta, mutta tuottivat samalla tieteellistä lisäarvoa tuomalla esiin yksityiskohtaisempia havaintoja eri tekijöiden vaikutuksesta hiljaisen tietämyksen jakamiseen. Erityisesti esiin nousivat yksilöiden väliset hyöty- ja etäisyysnäkökulmat.

ACE-I inhibitory properties of hydrolysates from germinated and ungerminated Phaseolus lunatus proteins

Phaseolus lunatus protein concentrates and the proteases Alcalase(R) and Pepsin-Pancreatin were used for the production of protein hydrolysates that inhibit angiotensin-I converting enzyme (ACE). Protein concentrate obtained from germinated and ungerminated seeds flour was hydrolyzed with Alcalase(R) at enzyme/substrate ratio (E/S) 1/10 and during 0.5 and 2.0 h, respectively. On the other hand, protein concentrate obtained from ungerminated (E/S: 1/10) and germinated (E/S: 1/50) seeds flour was sequentially hydrolyzed with Pepsin-Pancreatin during 1.0 and 3.0 h, respectively. Peptide fractions with ACE inhibitory activity in a range of 0.9 to 3.8 µg/mL were obtained by G-50 gel filtration chromatography and high- performance liquid chromatography C18 reverse phase chromatography. The observed amino acid composition suggests a substantial contribution of hydrophobic residues to the peptides’ inhibitory potency, which potentially acts via blocking of angiotensin II production. These results show that P. lunatus seed proteins are a potential source of ACE inhibitory peptides when hydrolyzed with Alcalase(R) and Pepsin-Pancreatin.