Molecular Antennas and Photoactive Nanomaterials based on Energy Transfer Processes

110 p.

静动结合的化学腐蚀法制备近场光学探针的理论分析

理论上分析了静动结合的化学腐蚀法制备探针的具体机理及过程。在静态腐蚀的过程中, 利用流体力学Young-Laplace方程的一级近似解获得了光纤插入到HF酸中形成的新月形高度。在动态腐蚀过程中, 详细分析了当静态腐蚀时间和动态腐蚀时间分别取不同值时, 光纤移动速度对光纤探针结构的影响。利用此法可制备出尖端锐利、大锥角或多锥体等各种结构的光纤探针。这为实验上制备出性能优良的探针, 为拓宽扫描近场光学显微镜的应用范围奠定基础。将上述理论分析的结果与本文实验中所得初步结果进行了比较, 所得结果一致。

Relativistic force between fast electrons and planar targets

The full retarded electromagnetic force experienced by swift electrons moving parallel to planar boundaries is revisited, for both metallic and dielectric targets, with special emphasis on the consequences in electron microscopy experiments. The focus is placed on the sign of the transverse force experienced by the electron beam as a function of the impact parameter. For point probes, the force is found to be always attractive. The contribution of the induced magnetic field and the causality requirements of the target dielectric response, given by the Kramers-Kronig (K-K) relations, prove to be crucial issues at small impact parameters. For spatially extended probes, repulsive forces are predicted for close trajectories, in agreement with previous works. The force experienced by the target is also explored, with the finding that in insulators, the momentum associated to Cherenkov radiation (CR) is relevant at large impact parameters.

Avaliação da heterogeneidade molecular de Cryptosporidium sp. em amostras clínicas

O Cryptosporidium é um parasito coccídeo reconhecido por causar diarréia em humanos e animais em todo o mundo. O gênero compreende pelo menos 20 espécies confirmadas, sendo o C. hominis e C. parvum as principais espécies causadoras de criptosporidiose em humanos. Ferramentas moleculares têm sido desenvolvidas para detectar e diferenciar espécies/genótipos e subgenótipos de Cryptosporidium. O objetivo do trabalho foi avaliar a heterogeidade molecular de Cryptosporidium sp. obtidos de amostras clínicas provenientes dos municípios do Rio de Janeiro e de Salvador, através da PCR em tempo real e seqüenciamento automático. Foram analisadas 85 amostras, distribuídas em 3 grupos distintos, sendo 45 delas do município do Rio de Janeiro e 40 amostras provenientes de Salvador, Bahia. Todas as amostras foram positivas para Cryptosporidium sp. pelo método de coloração de Kinyoun a frio. O ensaio da PCR em tempo real combinou uma reação multiplex para a detecção do gênero Cryptosporidium e da espécie C. parvum e uma reação simples para a detecção de C. hominis. Na detecção do gênero Cryptosporidium foram utilizados par de primers e uma sonda TaqMan desenhados a partir do alinhamento de seqüências conservadas do gene 18S rRNA de várias espécies de Cryptosporidium disponíveis no GenBank. Para a detecção das espécies C. parvum e C. hominis foram utilizados primers e sondas específicos obtidos a partir de seqüências de cada espécie disponíveis no GenBank. A detecção do gênero Cryptosporidium através da sonda 18S rRNA, na reação duplex, foi visualizada em 63 de 85 amostras totais. Destas, a sonda TaqMan específica para C. parvum detectou 6 amostras e a sonda TaqMan específica para C. hominis detectou 42 amostras. Quinze amostras não puderam ser detectadas pelas sondas C. hominis ou C. parvum. Nos ensaios da PCR para o gene 18S, 31 amostras foram positivas e 27 delas sequenciadas. As análises filogenéticas confirmaram a presença de C. hominis, C. parvum e C. felis nas amostras estudadas. Na análise da topologia da árvore filogenética obtida por Neighbor Joining, observou-se-se que as sequências obtidas neste estudo se agruparam com espécies do gênero Cryptosporidium já descritas, com 99% ou 100% de similaridade. Conclui-se que os dois métodos utilizados são importantes ferramentas para o diagnóstico da criptosporidiose e diferenciação de C. hominis e C. parvum em investigações epidemiológicas, assim como avaliação da heterogeneidade molecular de Cryptosporidium sp

Direct detection of Yersinia pestis from the infected animal specimens by a fiber optic biosensor

The FOB-3, anew type fiber optic biosensor, is designed to rapidly detect a variety of biological agents or analytes with better stability, sensitivity and specificity. In order to detect Y. Pestis, a sandwich immunoassay was developed by using the purified antibody against antigen FI immobilized on polystyrene probes as the capture antibody and the monoclonal antibody-Cy5 conjugate as the detector. After a series of optimization for the stability, sensitivity and specificity of the FOB-3, 50-1000 ng/ml of antigen FI and 6 x 10(1)-6 x 10(7) CFU/ml Y. pestis could be detected constantly in about 20 min, and Y pestis could be detected specifically from Y. pseudotuberculosis, Y. enterocolitica, B. anthracis and E. coli. Then, 39 blind samples, including 27 tissues of mice infected with Y pestis and 12 tissues of healthy mice as negative control, were detected with the FOB-3. 92.6% infected tissues were identified from the tissues of healthy mice and the tissues containing more than 100 CFU/ml bacteria could be detected by the biosensor. The results demonstrated the feasibility of the FOB-3 as an effective method to detect Y. pestis rapidly and directly from the infected animal specimens with the advantage of portability, simple-operation as well as high sensitivity and specificity. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Genetic differentiation between Atlantic salmon populations in the Windermere catchment

Genetic analysis, using single locus probes for genomic DNA, revealed that the juvenile Atlantic salmon populations in the Rivers Leven, Rothay and Troutbeck were related but genetically distinct. This genetic differentiation is greater than might be expected (by comparison with other salmon populations in the UK) and it is recommended that no action is taken which might promote genetic exchange between the three rivers. Thus, future fisheries management practices should treat the salmon from each site as separate genetic stocks. It is unlikely that any attempts to encourage fish currently spawning in the River Leven (downstream of Windermere) to utilize the upper catchment will be successful. The faster growth rate of juvenile salmon in the River Leven, compared with the River Rothay, probably results from a difference in temperature between the inflowing streams and the main outflow of Windermere. Precocious sexual maturation of some male parr was found in all three populations but the incidence (13-33%) is well within the range reported for other waters. Because of their enhanced growth rate, it is likely that some of the precocious males in the River Leven were 0+ fish. A very high incidence of hybridization (>18%) between Atlantic salmon and brown/sea trout was found in Troutbeck but not in the other rivers. Mitochondrial DNA analysis of these hybrids revealed them to be the product of several, independent cross-fertilizations involving both sexes of both species. The implications of this finding are discussed in relation to the availability of suitable spawning sites in Troutbeck.

Avaliação da presença de mutações de resistência no gene da NS5B e do prognóstico da infecção pelo HCV através da IL-28B em pacientes monoinfectados com HCV no RJ

Estima-se que a prevalência global da população mundial com hepatite C é de 3%. Pouco se sabe sobre a resposta ao tratamento com respeito à resistência viral. Algumas mutações no fragmento de 109 aminoácidos da NS5B são associadas com resistência ao interferon (IFN) e ribavirina (RBV). Estudos moleculares e clínicos identificaram fatores associados com o hospedeiro e vírus relacionados associada com a resposta ao tratamento, tal como o gene que codifica a IL-28B. Este estudo foi dividido em duas fases, cujos objetivos foram caracterizar a frequência de mutações que conferem resistência ao HCV e avaliar a relevância das mutações em pacientes Respondedores (R) ou Não Respondedores (NR) ao tratamento e caracterizar geneticamente as populações sobre polimorfismos genéticos nos SNPs da IL-28B em relação ao prognóstico da resposta ao tratamento. As amostras dos pacientes foram submetidas a testes de genotipagem e carga viral. As sequências geradas foram comparadas no BLAST e no banco de dados Los Alamos HCV. Realizamos o alinhamento das sequências homólogas e as mutações identificadas. Com base no genótipo e carga viral determinamos a classificação dos pacientes de acordo com a resposta à terapia. O DNA genômico foi isolado a partir de sangue periférico para a realização da tipagem de SNPs de IL-28B. A metodologia utilizada foi de PCR em tempo real utilizando sondas TaqMan SNP específico. A análise dos dados foi realizada utilizando GraphPad Prism com qui-quadrado, risco relativo (RR), Odds Ratio (OR) e intervalo de confiança de 95%, com um nível de significância de P <0,05. Foi encontrado na primeira fase deste estudo uma taxa significativa mutações associadas ao tratamento nas amostras estudadas. A prevalência de mutações associadas à resistência ao IFN e RBV bem como a novos medicamentos antivirais localizados no fragmento de 109 aminoácidos da NS5B foi examinado em 69 indivíduos infectados naïve no Rio de Janeiro, Brasil. Na segunda fase, as mutações foram clinicamente relevantes. Desde então, procuramos observar as diferenças entre melhor ou pior prognóstico de acordo com a imunogenética que mostrou diferenciação entre os grupos R e NR ao tratamento em relação ao prognóstico da resposta terapêutica. Quando as diferenças entre as sequências da NS5B e a resposta ao tratamento foram consideradas verificou-se que associada a mutação R254K, estava a C316N que poderia conduzir a uma não resposta à terapia no genótipo 1b. Os nossos dados também suportaram forte associação de IL-28B rs12979860, com elevada probabilidade de resposta à terapia de IFN + RBV. Nossos dados evidenciam a presença de pacientes virgens de tratamento que abrigam mutações de resistência previamente descritas na literatura. A análise dos fatores preditores de resposta virológica mostrou que a predição de boa resposta ou não ao tratamento e ainda da progressão da doença é dependente de uma importante interação entre a genética viral e a do hospedeiro. Fato este importante para que no momento de avaliação de diagnóstico e conduta terapêutica, o médico possa tomar medidas apropriadas para o tratamento de cada paciente individualmente independentemente do genótipo do HCV em questão.

Perfil microbiano de infecções endodônticas primárias e sua relação com o tamanho de lesões periradiculares associadas

O presente trabalho tem por objetivo investigar a microbiota de canais radiculares que apresentem lesão perirradicular e relacionar o perfil microbiano detectado com a área/volume destas lesões visualizadas por radiografias periapicais e tomografias computadorizadas tipo cone-beam. Foram selecionados 19 dentes com infecção endodôntica primária. As amostras microbiológicas foram coletadas dos canais com o auxílio de limas tipo Hedströen e cones de papel absorvente estéril. A técnica do Checkerboard DNA-DNA hybridization foi utilizada para detecção de até 79 espécies bacterianas em cada amostra, utilizando sondas de DNA específicas. Os dados microbiológicos foram expressos em percentagem média (prevalência), proporção e nível médio de cada espécie em cada amostra. Os testes t independente e de correlação de Pearson foram usados para correlacionar a contagem das bactérias testadas com os dados clínicos (p≤ 0,05). Foi encontrada uma média de 17 espécies por amostra. E. brachy (70%), S. pneumonia (67,5%), P. oris (67,5%), E. faecium (65%), N. gonorrhoeae (62,5%), K. pneumoniae (62,5%), P. melaninogenica (62,5%), P. nigrescens (62,5%) e P. micra (62,5%) foram as espécies mais prevalentes, e as espécies encontradas em níveis médios mais altos foram P. oris (7,5 x 105), E. brachy (7,3 x 105), E. faecium (7,2 x 105), K. pneumoniae (7,0 x 105), N. gonorrhoeae (6,8 x 105), S. epidermidis (6,5 x 105) e H. pylori (6,5 x 105). Houve correlação positiva entre as lesões periapicais de maior área e contagens significativamente mais altas da carga bacteriana total e de bactérias Gram-negativas (p<0,05). Baseado nos resultados obtidos é possível concluir que a microbiota presente em dentes com periodontite apical primária possui perfil misto e complexo, e que uma maior tamanho de lesão perirradicular pode estar associada a contagem elevada espécie totais e bactérias Gram-negativas.

Caracterização ambiental preliminar de um sistema rio estuário tropical em área de Mata Atlântica, Ilha Grande (RJ).

O presente trabalho visa contribuir para a valorização e conservação dos cursos dágua e biodiversidade em área de Mata Atlântica no Estado do Rio de Janeiro, através da caracterização ambiental preliminar do sistema rio - estuário Córrego Andorinhas, localizado no Parque Estadual da Ilha Grande (RJ), utilizando indicadores abióticos e bióticos. As amostragens ocorreram de 20/10/11 a 22/10/11, pela manhã e tarde, em duas profundidades de três estações. O fitoplâncton e protozooplâncton foram coletados com frascos de polipropileno (500 ml), fixados com formaldeído 2% neutralizado com bórax e analisados em câmaras de sedimentação de Uthermöl. O zooplâncton foi coletado com rede de 68 μm de malha, fixado com formaldeído 4% neutralizado com bórax e analisado em subamostras. Variáveis abióticas foram analisadas in situ com sondas. Os nutrientes foram coletados com garrafa de Van Dorn e frascos de polipropileno, congeladas e levadas para análise no laboratório de Geoquímica da UFF. A estação AN-01 apresentou menores valores de temperatura da água (19 C), condutividade (2,3 μS/cm) e turbidez (1,1 UNT), mas com maiores valores de OD (9,6 mg/L). Maiores valores de turbidez (6,9 UNT) e pH (7,7) foram registrados na estação AN-02, enquanto a estação AN-03 apresentou maiores valores de temperatura da água (23,7 C) e condutividade (1951 μS/cm). O fitoplâncton apresentou valores máximos nas estações AN-02 manhã em 22/10/11 (4,28 x 103 ind/L) e AN-03 tarde em 20/10/11(3,4 x 103 ind/L). O zooplâncton apresentou valores máximos na estação AN-03 manhã (421,2 x 103 ind/L) e tarde (45,8 x 103 ind/L). Os valores máximos registrados para protozooplâncton foram registrados nas estações AN-02 manhã em 22/10/11 (35,1 x 103 ind/L) tarde em 21/10/11 (12,6 x 103 ind/L). A partir dos dados abióticos, caracterizou-se o sistema como oligo-mesotrófico, com características distintas em seus pontos de coleta: A dominância de sarcodinos, diatomáceas e calanóides, em riqueza e densidade, demonstram o caráter estuarino, pois protozoários são indicadores de ambientes lóticos continentais, calanóides de ambientes marinhos e diatomáceas representantes de ambos os ambientes. Este estudo preliminar demonstrou a integridade ambiental do estuário, fato que reflete em sua preservação e da Mata Atlântica em seu entorno.

Análise da diversidade microbiana em infecções endodônticas persistentes

O presente trabalho teve por objetivo investigar a microbiota de canais radiculares relacionadas ao insucesso do tratamento endodôntico, buscando a identificação e a quantificação destes micro-organismos. Foram selecionados 36 dentes com infecção endodôntica persistente. O material obturador foi removido do canal radicular e amostras microbiológicas foram coletadas dos canais com o auxílio de limas tipo Hedströen e cones de papel absorvente estéril. A técnica do Checkerboard DNA-DNA hybridization foi utilizada para detecção de até 79 espécies bacterianas em cada amostra, utilizando sondas de DNA específicas. Os dados microbiológicos foram expressos em percentagem média (prevalência), proporção e nível médio de cada espécie em cada amostra. Os testes t independente e de correlação de Pearson foram usados para correlacionar a contagem das bactérias testadas com os dados clínicos (p≤ 0,05). Foi encontrada uma média de 11 espécies por amostra. E. faecium (36%), S. epidermidis (36%), E. saburreum (28%), P. micra (28%), S. sanguis (28%), C. sputigena (28%), L. buccalis (28%), E. faecalis (28%) e S. warneri (28%) foram as espécies mais prevalentes, e as espécies encontradas em níveis médios mais altos foram E. faecium, D. pneumosintes, S. epidermidis, H. pylori e C. sputigena. T. socranskii (3%), F. periodonticum (3%), C. gingivalis (3%), S. ixodetis (3%) apresentaram prevalências mais baixas. E. faecium e S. epidermidis apresentaram os maiores valores de prevalência, níveis médios e proporção. Não houve correlação entre a microbiota detectada nas amostras com os sinais e sintomas clínicos apresentados pelos pacientes, porém nas lesões periapicais de maior área foi detectada contagem significativamente maior de bacilos e espécies Gram-negativas (p<0,05). Baseado nos resultados obtidos é possível concluir que a microbiota presente em dentes com periodontite apical persistente possui perfil misto e complexo, e que uma maior área de lesão perirradicular pode estar associada a contagem elevada de bacilos e de espécies Gram-negativas.

Tubular graphite cones with single-crystal nanotips and their antioxygenic properties.

Tubular graphite cones (TGCs) with a single-crystal nanotip have been achieved by means of microwave plasma-assisted chemical vapor deposition using in-situ-evaporated Fe catalysts. The absence of the disorder-induced D band in Raman spectra revealed the single-crystalline feature of the nanotip. TGCs were found to stem from Fe catalytic carbon spherules on the order of 100 mum diameter, whose critical role in promoting both nucleation and plasma annealing in the formation of highly crystalline TGCs is discussed. The crystalline quality of such TGCs can be further verified by the investigation of their oxidative stability in air. All TGCs can survive up to 600 degrees C without any structural variations, and a few TGCs still survive with an anisotropic etched and stepped nanotip at temperatures up to 800 degrees C, much better than CNTs. Thus, TGCs with single crystalline nanotips are potential candidates for scanning probes in high-temperature oxygen-containing environments.

A robust Bayesian two-sample test for detecting intervals of differential gene expression in microarray time series.

Understanding the regulatory mechanisms that are responsible for an organism's response to environmental change is an important issue in molecular biology. A first and important step towards this goal is to detect genes whose expression levels are affected by altered external conditions. A range of methods to test for differential gene expression, both in static as well as in time-course experiments, have been proposed. While these tests answer the question whether a gene is differentially expressed, they do not explicitly address the question when a gene is differentially expressed, although this information may provide insights into the course and causal structure of regulatory programs. In this article, we propose a two-sample test for identifying intervals of differential gene expression in microarray time series. Our approach is based on Gaussian process regression, can deal with arbitrary numbers of replicates, and is robust with respect to outliers. We apply our algorithm to study the response of Arabidopsis thaliana genes to an infection by a fungal pathogen using a microarray time series dataset covering 30,336 gene probes at 24 observed time points. In classification experiments, our test compares favorably with existing methods and provides additional insights into time-dependent differential expression.

EXPERIMENTAL TECHNIQUES IN COMBUSTION USE OF IN-CYLINDER IONISATION FOR THE INVESTIGATION AND CONTROL OF SPARK IGNITION ENGINES.

Ions generated during combustion have been used in three ways to give qualitative combustion information. Langmuir type probes have been inserted into the combustion chamber opposite the spark plug location. The centre electrode of the sparking plug itself has been used to produce an ionisation signal from the slightly ionised gases remaining after the flame front has departed. The spark discharge at ignition time has been used as an anemometer.

Three-dimensional interactions in the rotor of an axial turbine

This article presents a study of the development of the three-dimensional flowfield within the rotor blades of a low-speed, large-scale axial flow turbine. Measurements have been performed in the rotating and stationary frames of reference. Time-mean data have been obtained using miniature five-hole pneumatic probes, whereas the unsteady development of the flow has been determined using three-axis subminiature hot-wire anemometers. Additional information is provided by the results of blade-surface flow-visualization experiments and surface-mounted hot-film anemometers. The development of the stator exit flow, as it passes through the rotor blades, is described. Unsteady data suggest that the presence of the rotor secondary and tip leakage flows restricts the region of unsteady interaction to near midspan when the stator wakes and secondary flows are adjacent to the suction surface. Surface-mounted hot-film data show that this affects the suction-side laminar-turbulent transition process.

Blade row interaction in a high pressure steam turbine

This paper presents a study of the three-dimensional flow field within the blade rows of a high-pressure axial flow steam turbine stage. Compound lean angles have been employed to achieve relatively low blade loading for hub and tip section and so reduce the secondary losses. The flow field is investigated in a Low-Speed Research Turbine using pneumatic and hot-wire probes downstream of the blade row. Steady and unsteady numerical simulations were performed using structured 3D Navier-Stokes solver to further understand the flow field. Agreement between the simulations and the measurements has been found. The unsteady measurements indicate that there is a significant effect of the stator flow interaction in the downstream rotor blade. The transport of the stator viscous flow through the rotor blade row is described. Unsteady numerical simulations were found to be successful in predicting accurately the flow near the secondary flow interaction regions compared to steady simulations. A method to calculate the unsteady loss generated inside the blade row was developed from the steady numerical simulations. The contribution of various regions in the blade to the unsteady loss generation was evaluated. This method can assist the designer in identifying and optimizing the features of the flow that are responsible for the majority of the unsteady loss production. An analytical model was developed to quantify this effect for the vortex transport inside the downstream blade.