Alikriittisen veden käyttö kromatografisessa erotuksessa

Alikriittisellä vedellä tarkoitetaan paineistettua vettä, joka on kriittisen lämpötilansa (374 °C) alapuolella nestemäisessä tilassa. Veden tiheys pienenee lämpötilan kasvaessa Veden liuotinominaisuuksia voidaan säädellä lämpötilan avulla. Veden pintajännitys, viskositeetti, tiheys ja polaarisuus pienenevät lämpötilan kasvaessa, ja alikriittisen veden aineominaisuudet muuttuvat lähemmäksi orgaanista liuotinta. Alikriittisen veden dielektrisyysvakion aleneminen johtuu pääasiassa lämpötilan vaikutuksesta ja vain vähän paineen vaikutuksesta. Alikriittistä vettä on käytetty liuottimena uutossa, mutta nyt myös alikriittinen kromatografia on kehittymässä oleva erotusmenetelmä. Työn kokeellisessa osassa kehitettiin kromatografinen laitteisto alikriittiselle vedelle, jolla tutkittiin sokerialkoholien ja sokerien kromatografista erotusta alikriittisen veden avulla. Lisäksi tutkittiin sokerialkoholien, sokereiden ja stationäärifaasien termistä kestävyyttä. Tutkittavina komponentteina olivat sorbitoli, mannitoli, ksylitoli, arabinoosi, mannoosi, ksyloosi, maltoosi ja ramnoosi. Stationäärifaaseina käytettiin makrohuokoista funktionalisoimatonta polystyreenidivinyylibentseenikopolymeeriä, sekä vahvoja ja heikkoja divinyylibentseenillä ristisilloitettuja kationinvaihtohartseja, jotka olivat joko Na+- tai Ca2+-ionimuodoissa. Veden lämpötilan nostaminen vaikuttaa sekä kromatografisen stationäärifaasin tilavuusmuutoksiin että näytekomponenttien ominaisuuksiin. Vahvoilla kationinvaihtimilla havaittiin termisten tilavuusmuutosten riippuvan ionimuodosta: Na+-muotoiset hartsit turpoavat ja Ca2+-muotoiset kutistuvat lämpötilan noustessa. Heikot kationinvaihtimet kutistuvat molemmissa ionimuodoissa, mutta Ca2+-muoto kutistuu Na+-muotoa voimakkaammin. Näytekomponenteista sokerialkoholien havaittiin kestävän paremmin korkeita lämpötiloja kuin sokerien. Sokerialkoholeista kestävimmäksi havaittiin ksylitoli ja sokereista ramnoosi. Tutkittavien komponenttien piikkien havaittiin kapenevan, häntimisen vähenevän, ja piikkien eluoituvan aikaisemmin riippuen käytettävästä stationäärifaasista. Ca2+-muotoisen vahvan kationinvaihtimen kompleksinmuodostuskyky heikkeni lämpötilan kasvaessa. Näytekomponenttien erotus ei kuitenkaan parantunut lämpötilan noustessa tutkituilla stationäärifaaseilla.

Kuormituksen vaikutus kromatografiseen erotukseen alikriittisellä vedellä

Teollisessa kromatografiassa kolonnia pyritään kuormittamaan mahdollisimman paljon, jotta saataisiin maksimoitua erotetun komponentin määrä aikayksikköä kohden. Tässä työssä kuormitusta tutkittiin nostamalla syöttöliuoksen, synteettisen melassin, näyteväkevyyttä 80-125 ºC:ssa. Eluenttina oli paineistettu kuumaa vesi ja hartsina vahva Na-muotoinen PS-DVB pohjainen vahva kationinvaihtohartsi. Lämpötilaa nostamalla piikit kapenivat ja tulivat symmetrisemmiksi, erotus nopeutui sekä suola erottui usein paremmin sokereista. Syöttöliuoksen kuiva-ainetta lisättiin asteittain 55 p-% saakka, jolloin ei vielä havaittu ongelmia erotuksessa. Lämpötilassa 125 ºC havaittiin erotuksen aikana kuormituksesta riippumatonta sakkaroosin invertoitumista. Vertailtaessa eri stationäärifaaseja havaittiin Na-muotoisen PS-DVB pohjaisen kationinvaihtohartsin erottavan yleensä sokereita, sokerialkoholeja, oligosakkarideja ja betaiinia lähes poikkeuksetta paremmin alhaisilla pitoisuuksilla kuin neutraalihartsi ja Na-muotoinen zeoliitti. Erottuminen ei yleensä parantunut lämpötilaa nostamalla, mutta piikit kapenivat ja erotus nopeutui. Monosakkaridien erotus huononi 125 ºC:ssa kationinvaihtohartsilla. Tutkittaessa terveysvaikutteisten ksylo-oligosakkaridien soveltuvuutta alikriittiseen erotukseen, niiden havaittiin huomattavasti hydrolysoituvan happamissa olosuhteissa koeputkessa 100 ºC:ssa kahdessa tunnissa. Näytteessä olevien epäpuhtauksien havaittiin katalysoineen hydrolyysiä. Hydrolysoituminen oli hitaampaa neutraaleissa olosuhteissa korotetussa lämpötilassa. Tästä voitiin tehdä johtopäätös, että alikriittiset olosuhteet eivät sovi ksylo-oligosakkaridien erotukseen.

Ammoniakin talteenottoprosessin kehitys

Diplomityössä kehitettiin ioninvaihtoon perustuva ammoniakin talteenottoprosessi NSSC (Neutral Sulphite Semi Chemical) -prosessin haihduttamon lauhteille. Tarkoituksena oli saada aallotuskartonkitehtaan kemi-kaalikiertoa suljettua ja sitä kautta ammoniakkipäästöjä vähennettyä. Ammoniakki tuli ottaa hyötymuodossa (ammoniakkihöyry tai ammoniumsulfiitti) talteen. Ammoniumsulfiittiliuosta käytetään NSSC-prosessissa keittonesteenä. Kirjallisuusosassa selvitetään strippaukseen perustuvia ammoniakin talteenottomahdollisuuksia. Tutkitaan ioninvaihdon teoriaa ja ammoniumin talteenottoon sopivien ioninvaihtomateriaalien ominaisuuksia ioninvaihtajina. Lisäksi esitetään ioninvaihtoprosesseihin liittyviä laitteistoratkaisuja ja prosessiolosuhteita. Työn kokeellisessa osassa on yleiskuvaus Powerflute Oy Savon Sellun prosesseista ja selvitetään ammoniakin merkitystä tehtaalle. Laboratoriokokein tutkittiin orgaanisten kationihartsien sekä epäorgaanisen luonnon zeoliitin soveltuvuutta ammoniumionien vaihtoon esihaihduttamon lauhteesta. Ammoniakin talteenottoprosessin toimivuutta teollisessa mittakaavassa selvitettiin rakennetulla pilotlaitteistolla suoritettujen kokeiden avulla. Lopuksi tehtiin ammoniakin talteenottoprosessin scale-up: laskettiin prosessin talteenottokapasiteetti, arvioitiin kustannuksia sekä annettiin lausunto prosessin toteutettavuudesta. Laboratoriokokeiden perusteella luonnon zeoliitti ja heikosti hapan ioninvaihtohartsi eivät sovellu ammoniumionien vaihtoon NSSC haihduttamon lauhteista. Vahvasti hapan kationihartsi toimi ammoniumin talteenotossa parhaiten, joten se valittiin pilotkokeiden ioninvaihtomateriaaliksi. Pilotkokeissa ioninvaihtomateriaaliin saatiin sidottua ammoniumia noin 30 g NH4+ / dm3 hartsia, kun materiaalin teoreettinen ioninvaihtokapasiteetti oli 32 g NH4+ / dm3 hartsia. Ammoniumin läpäisykäyrien muotoon vaikutti suuresti syöttölauhteen virtausnopeus ja ammoniumpitoisuus. Ioninvaihtomateriaalipedin syvyydellä ei ollut niinkään merkitystä. Pilotkokeiden regenerointitavoista tehokkaimmaksi osoittautui höyrystrippaus, jossa saavutettiin noin 90 %:n talteenottotehokkuus. Rikkihapokekäsittelyllä talteenottotehokkuus jäi 50 %:iin. Teollisen mittakaavan laitoksella voidaan vuosittain regenerointitavasta riippuen ottaa talteen esihaihdut-tamon lauhteesta noin 100-150 tonnia ammoniakkia. Prosessin käyttökustannukset ovat talteenotetusta ammoniakista saataviin säästöihin verrattuna suuret ja niihin vaikuttaa merkittävästi ioninvaihtohartsin käyttöikä sekä regenerointikemikaalien kulutus. Osittaisella kemikaalikierron sulkemisella saavutetaan NSSC-prosessissa sekundäärietuja, joiden vaikutuksen merkittävyys pitäisi tarkentaa lisätutkimuksilla.

The Use of virtual reality in the study of people's responses to violent incidents

This paper reviews experimental methods for the study of the responses of people to violence in digital media, and in particular considers the issues of internal validity and ecological validity or generalisability of results to events in the real world. Experimental methods typically involve a significant level of abstraction from reality, with participants required to carry out tasks that are far removed from violence in real life, and hence their ecological validity is questionable. On the other hand studies based on fi eld data, while having ecological validity, cannot control multiple confounding variables that may have an impact on observed results, so that their internal validity is questionable. It is argued that immersive virtual reality may provide a unifi cation of these two approaches. Since people tend to respond realistically to situations and events that occur in virtual reality, and since virtual reality simulations can be completely controlled for experimental purposes, studies of responses to violence within virtual reality are likely to have both ecological and internal validity. This depends on a property that we call"plausibility"- including the fi delity of the depicted situation with prior knowledge and expectations. We illustrate this with data from a previously published experiment, a virtual reprise of Stanley Milgram"s 1960s obedience experiment, and also with pilot data from a new study being developed that looks at bystander responses to violent incidents.

Kationinvaihtohartsien hapetuskestävyys

Hyvin puhdasta vettä vaativissa sovelluksissa käytettävät kationinvaihtohartsit eivät saisi vuotaa puhdistettavaan veteen mitään vieraita aineita. Todellisuudessa hartsit kuitenkin vuotavat hyvin pieniä määriä erilaisia yhdisteitä käytön aikana. Aineet, joita kationinvaihtohartsi päästää veteen, ovat osaksi hartsin polymerointireaktion aikana sen rungon sisään jääneitä yhdisteitä. Nämä voidaan suurimmaksi osaksi poistaa pesemällä hartsia. Osittain niitä syntyy myös hartsin polystyreenidivinyylibentseenirungon (PS-DVB) hapettuessa. Hapettumisen seurauksena syntyneet yhdisteet ovat pääosin orgaanisia sulfonaatteja. Tämä työ koskee ydinvoimalaitoksissa käytettäviä pulverihartseja, joita käytetään primääripiirissä kiertävän lauhdeveden puhdistukseen ja jotka joutuvat siellä alttiiksi hapettumiselle. Yleensä hapettuminen on hidasta ja se johtuu veteen liuenneesta hapesta. Hapettuminen nopeutuu huomattavasti, jos vedessä on läsnä hapettimia tai siirtymämetalli-ioneja. Tällaisia hapettimia ovat esimerkiksi vetyperoksidi, otsoni, vapaa kloori, typpihappo ja kromi. Vetyperoksidin vaikutuksesta hartsin runkoon muodostuu hydroperoksidiryhmä, jonka hajoamisesta alkaa reaktioiden sarja, joka lopulta johtaa hartsin polymeerirungon katkeamiseen. Siirtymämetalli-ionit katalysoivat peroksidien hajoamista. Tavallisimpia hapetusta katalysoivia metalli-ioneja ovat rauta ja kupari, joiden katalyyttinen aktiivisuus on suuri. Tässä työssä pyrittiin selvittämään, onko mahdollista valmistaa hartseja, jotka kestävät hapettumista paremmin kuin nykyisin käytössä olevat hartsit. Sen tutkimiseksi tehtiin kiihdytettyjä hapetuskokeita käyttäen hapettimena vetyperoksidia ilman siirtymämetalli-ioni katalyyttejä. Hapetuskokeet tehtiin kaupallisesti saatavilla hartseilla ja uusilla työtä varten syntetisoiduilla koehartseilla. Hapetuskokeiden etenemistä seurattiin mittaamalla veteen liuenneiden orgaanisten aineiden kokonaismäärää (TOC-analyysi) ja liuoksessa esiintyvien orgaanisten sulfonaattien määrää johtokykymittauksin. Saadut tulokset antoivat viitteitä siitä, että hartsin synteesiolosuhteilla voi olla suurempi vaikutus sen hapetuskestävyyteen kuin synteesissä käytetyillä raaka-aineilla.

The odd couple: contrasting phylogeographic patterns in two sympatric sibling species of woodlouse-­‐hunter spiders in the Canary Islands

Comparative phylogeography seeks for commonalities in the spatial demographic history of sympatric organisms to characterize the mechanisms that shaped such patterns. The unveiling of incongruent phylogeographic patterns in co-occurring species, on the other hand, may hint to overlooked differences in their life histories or microhabitat preferences. The woodlouse-hunter spiders of the genus Dysdera have undergone a major diversi cation on the Canary Islands. The species pair Dysdera alegranzaensis and Dysdera nesiotes are endemic to the island of Lanzarote and nearby islets, where they co-occur at most of their known localities. The two species stand in sharp contrast to other sympatric endemic Dysdera in showing no evidence of somatic (non-genitalic) differentiation. Phylogenetic and population genetic analyses of mitochondrial cox1 sequences from an exhaustive sample of D. alegranzaensis and D. nesiotes specimens, and additional mitochondrial (16S, L1, nad1) and nuclear genes (28S, H3) were analysed to reveal their phylogeographic patterns and clarify their phylogenetic relationships. Relaxed molecular clock models using ve calibration points were further used to estimate divergence times between species and populations. Striking differences in phylogeography and population structure between the two species were observed. Dysdera nesiotes displayed a metapopulation-like structure, while D. alegranzaensis was characterized by a weaker geographical structure but greater genetic divergences among its main haplotype lineages, suggesting more complex population dynamics. Our study con rms that co-distributed sibling species may exhibit contrasting phylogeographic patterns in the absence of somatic differentiation. Further ecological studies, however, will be necessary to clarify whether the contrasting phylogeographies may hint at an overlooked niche partitioning between the two species. In addition, further comparisons with available phylogeographic data of other eastern Canarian Dysdera endemics con rm the key role of lava ows in structuring local populations in oceanic islands and identify localities that acted as refugia during volcanic eruptions

Spontaneous Speech and Emotional Response modeling based on One-class classifier oriented to Alzheimer Disease diagnosis

The purpose of our project is to contribute to earlier diagnosis of AD and better estimates of its severity by using automatic analysis performed through new biomarkers extracted from non-invasive intelligent methods. The methods selected in this case are speech biomarkers oriented to Sponta-neous Speech and Emotional Response Analysis. Thus the main goal of the present work is feature search in Spontaneous Speech oriented to pre-clinical evaluation for the definition of test for AD diagnosis by One-class classifier. One-class classifi-cation problem differs from multi-class classifier in one essen-tial aspect. In one-class classification it is assumed that only information of one of the classes, the target class, is available. In this work we explore the problem of imbalanced datasets that is particularly crucial in applications where the goal is to maximize recognition of the minority class as in medical diag-nosis. The use of information about outlier and Fractal Dimen-sion features improves the system performance.

Ferromagnetism in transparent thin films of MgO

We show both theoretical and experimental evidences of the appearance of ferromagnetism in MgO thin films. First-principles calculations allow predicting the possibility of the formation of a local moment in MgO, provided the existence of Mg vacancies which create holes on acceptor levels near the O 2p-dominated valence band. Magnetic measurements evidence of the existence of room-temperature ferromagnetism in MgO thin films. High-resolution transmission electron microscopy demonstrates the existence of cation vacancies in our samples. Finally, by applying the element specificity of the x-ray magnetic circular dichroism technique, we also demonstrate that the magnetic moments of the system arise from the spin polarization of the 2p electrons of oxygen atoms surrounding Mg vacancies.

Elastic properties and secondary structure formation of single-stranded DNA at monovalent and divalent salt conditions

Single-stranded DNA (ssDNA) plays a major role in several biological processes. It is therefore of fundamental interest to understand how the elastic response and the formation of secondary structures are modulated by the interplay between base pairing and electrostatic interactions. Here we measure force-extension curves (FECs) of ssDNA molecules in optical tweezers set up over two orders of magnitude of monovalent and divalent salt conditions, and obtain its elastic parameters by fitting the FECs to semiflexible models of polymers. For both monovalent and divalent salts, we find that the electrostatic contribution to the persistence length is proportional to the Debye screening length, varying as the inverse of the square root of cation concentration. The intrinsic persistence length is equal to 0.7 nm for both types of salts, and the effectivity of divalent cations in screening electrostatic interactions appears to be 100-fold as compared with monovalent salt, in line with what has been recently reported for single-stranded RNA. Finally, we propose an analysis of the FECs using a model that accounts for the effective thickness of the filament at low salt condition and a simple phenomenological description that quantifies the formation of non-specific secondary structure at low forces.

The role of geography and ecology in shaping repeated patterns of morphological and genetic differentiation between European minnows (Phoxinus phoxinus) from the Pyrenees and the Alps

Neutral and selective processes c an drive repeated patterns of evolu tion in dif ferent groups of populationsexp eriencing similar ecol ogica l gradients. In this paper, we used a combinat ion of nucl ear and mitochondrialDNA markers, as well as geometric morphometrics, to investigate repeated patterns of morphological andgenetic divergence of E uropean minnows in two mountain ranges : the Pyrenees and the Al ps. Europeanminnows (Phoxinus phoxinus) are cyprinid fish i nha bitin g most freshwater bodies in Europe, including those indifferent mountain r anges that could act as major geographical barriers to gene flow. We explored patterns ofP. phoxinus phenotypic and genetic di versi fication along a gradi ent of alti tude common to the two mountainranges, and tested for isolation by distance (IBD), isolation by environment (IBE) and isolation by adaptation(IBA). The results indicated that populations from the Pyr enees a nd the Alps bel ong to two well differentiated,reciprocally monophyletic mt DNA lineages. Substantial genetic differentiation due to geographical isolationwithin and between populations from the Pyrenees and the Alps was also found using rapidly evolving AFLPsmarkers (isolation by distance or IBD), as well as morphological differences between mountain ranges. Als o,morphology varied strong ly with elevation and so did genetic differentiation to a lower extent. Despitemoderate evidence for IBE and IBA, and therefore of repeated evolution, substantial population heterogeneitywas found at the genetic level, suggesting that selection and population specific genetic drift act in concert toaffect genetic divergence.

Store-operated Ca2+ Entry Mediated by Orai1 and TRPC1 Participates to Insulin Secretion in Rat β-Cells.

Store-operated Ca(2+) channels (SOCs) are voltage-independent Ca(2+) channels activated upon depletion of the endoplasmic reticulum Ca(2+) stores. Early studies suggest the contribution of such channels to Ca(2+) homeostasis in insulin-secreting pancreatic β-cells. However, their composition and contribution to glucose-stimulated insulin secretion (GSIS) remains unclear. In this study, endoplasmic reticulum Ca(2+) depletion triggered by acetylcholine (ACh) or thapsigargin stimulated the formation of a ternary complex composed of Orai1, TRPC1, and STIM1, the key proteins involved in the formation of SOCs. Ca(2+) imaging further revealed that Orai1 and TRPC1 are required to form functional SOCs and that these channels are activated by STIM1 in response to thapsigargin or ACh. Pharmacological SOCs inhibition or dominant negative blockade of Orai1 or TRPC1 using the specific pore mutants Orai1-E106D and TRPC1-F562A impaired GSIS in rat β-cells and fully blocked the potentiating effect of ACh on secretion. In contrast, pharmacological or dominant negative blockade of TRPC3 had no effect on extracellular Ca(2+) entry and GSIS. Finally, we observed that prolonged exposure to supraphysiological glucose concentration impaired SOCs function without altering the expression levels of STIM1, Orai1, and TRPC1. We conclude that Orai1 and TRPC1, which form SOCs regulated by STIM1, play a key role in the effect of ACh on GSIS, a process that may be impaired in type 2 diabetes.

Prognostic Importance of the Cuse of Renal Failure in Patients With Cirrhosis

BACKGROUND & AIMS: The prognostic value of the different causes of renal failure in cirrhosis is not well established. This study investigated the predictive value of the cause of renal failure in cirrhosis. METHODS: Five hundred sixty-two consecutive patients with cirrhosis and renal failure (as defined by serum creatinine 1.5 mg/dL on 2 successive determinations within 48 hours) hospitalized over a 6-year period in a single institution were included in a prospective study. The cause of renal failure was classified into 4 groups: renal failure associated with bacterial infections, renal failure associated with volume depletion, hepatorenal syndrome (HRS), and parenchymal nephropathy. The primary end point was survival at 3 months. RESULTS: Four hundred sixty-three patients (82.4%) had renal failure that could be classified in 1 of 4 groups. The most frequent was renal failure associated with infections (213 cases; 46%), followed by hypovolemia-associated renal failure (149; 32%), HRS (60; 13%), and parenchymal nephropathy (41; 9%). The remaining patients had a combination of causes or miscellaneous conditions. Prognosis was markedly different according to cause of renal failure, 3-month probability of survival being 73% for parenchymal nephropathy, 46% for hypovolemia-associated renal failure, 31% for renal failure associated with infections, and 15% for HRS (P .0005). In a multivariate analysis adjusted for potentially confounding variables, cause of renal failure was independently associated with prognosis, together with MELD score, serum sodium, and hepatic encephalopathy at time of diagnosis of renal failure. CONCLUSIONS: A simple classification of patients with cirrhosis according to cause of renal failure is useful in assessment of prognosis and may help in decision making in liver transplantation.

Cicloadições [3+4] via cátions oxialílicos: aplicações em sínteses orgânicas

Several methodologies for the generation of oxyallyl cations from polybromoketones and other substrates are discussed. The mechanistic aspect of the [3+4] cycloaddition reaction between these cations and dienes leading to the formation of seven membered ring carbocyclic compounds is presented. Finally, some synthetic applications of the [3+4] cycloaddition are shown.

Caracterização química e física de vermicomposto e avaliação de sua capacidade em adsorver cobre e zinco

The physical and chemical characterization of vermicompost from bovine manure has been studied. It was examined the pH and cation exchangeable capacity (CEC), organic matter content, electric conductivity and elementary and XRD analyses, among other characteristics. The vermicompost was then applied to the retention and competition of metal micronutrients and pollutants (Cu and Zn) from metal nitrate solutions. The retention was affected by both the pH and adsorption time, while the competitive character of these metals for the substrate was relevant to each pH examined.

Adsorção de íons Cu2+ em latossolo vermelho-amarelo húmico

In environmental studies it is necessary to know the adsorption behavior of metals by soils, since the unfavorable effects of heavy metals and even the micronutrients at high concentrations in the environment are related to these adsorbents' ability to immobilize them. A sample of a humic yellow red oxisol from Araponga region in the State of Minas Gerais, Brazil, was used to verify the adsorption behavior of Cu2+ ions in this substrate. The mathematical model described by Langmuir's adsorption equation in its linearized form was applied and the values of the maximum capacity b and those of the constant related to the bonding energy a were obtained. Aliquots of copper nitrate solutions containing several concentrations of this metal were added to soil samples, the pH being predetermined for developing the adsorption experiments. The chemical and physical characterization of soil sample were performed by determining the organic carbon, nitrogen and phosphorus concentrations, cation exchange capacity (CEC), pH, concentration of metals (Al, Fe, K, Mg, Ca, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Pb, and Cd), granulometric analysis and X-ray diffraction. Langmuir isotherms presented two distinct adsorption regions at both pH 4 and pH 5, showing that the adsorptive phenomenon occurs in two distinct stages. The adsorption sites for the lower part presented greater bonding energy and low adsorption capacity compared with the adsorption sites of the part of the curve corresponding to higher Cu concentrations in the equilibrating solution.