Optimization and validation of a methodology to determine total arsenic, As(III) and As(V), in water samples, through graphite furnace atomic absorption spectrometry

The Graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF AAS) was the technique chosen by the inorganic contamination laboratory (INCQ/ FIOCRUZ) to be validated and applied in routine analysis for arsenic detection and quantification. The selectivity, linearity, sensibility, detection, and quantification limits besides accuracy and precision parameters were studied and optimized under Stabilized Temperature Platform Furnace (STPF) conditions. The limit of detection obtained was 0.13 µg.L-1 and the limit of quantification was 1.04 µg.L-1, with an average precision, for total arsenic, less than 15% and an accuracy of 96%. To quantify the chemical species As(III) and As(V), an ion-exchange resin (Dowex 1X8, Cl- form) was used and the physical-chemical parameters were optimized resulting in a recuperation of 98% of As(III) and of 90% of As(V). The method was applied to groundwater, mineral water, and hemodialysis purified water samples. All results obtained were lower than the maximum limit values established by the legal Brazilian regulations, in effect, 50, 10, and 5 µg.L-1 para As total, As(III) e As(V), respectively. All results were statistically evaluated.

Development and validation of a method for detection and quantification of ochratoxin A in green coffee using liquid chromatography coupled to mass spectrometry

A method using Liquid Chromatography Tanden Mass Spectrometry (LC-MS/MS) with matrix-matched calibration curve was developed and validated for determining ochratoxin A (OTA) in green coffee. Linearity was found between 3.0 and 23.0 ng.g-1. Mean recoveries ranged between 90.45% and 108.81%; the relative standard deviation under repeatability and intermediate precision conditions ranged from 5.39% to 9.94% and from 2.20% to 14.34%, respectively. The limits of detection and quantification were 1.2 ng.g-1 and 3.0 ng.g-¹, respectively. The method developed was suitable and contributed to the field of mycotoxin analysis, and it will be used for future production of the Certified Reference Material (CRM) for OTA in coffee.

In-house method validation and occurrence of alpha-, beta-endosulfan, endosulfan sulphate, lambda-cyhalothrin, procymidone and trifluralin residues in strawberry

A method for determination of organohalogen pesticides in strawberry by gas chromatography with electron capture detection was validated and applied in a monitoring program. Linearity, matrix effects, and day effect were evaluated for the analytes alpha-endosulfan, beta-endosulfan, endosulfan sulphate, lambda-cyhalothrin, procymidone, and trifluralin. The linear range varied according to the chromatographic response of the analyte. Significant matrix effects were observed. The mean recoveries ranged from 74.6 to 115.4%, with repeatability standard deviations between 1.6 and 21.0% and intermediate precision between 5.9 and 21.0%. Detection, quantification and decision limit, and detection capacity ranged from 0.003 to 0.007 mg/kg, 0.005 to 0.013 mg/kg; 0.003 to 3.128 mg/kg; and 0.005 to 3.266 mg/kg, respectively. The method was fit for the purpose of monitoring organohalogen residues in strawberries. Residues of these pesticides were detected in 124 of the 186 samples analyzed between 2009 and 2011 in the state of Minas Gerais. Nine of them did not comply with the current legislation requirements; among them, seven (3.8%) had residues of unauthorized pesticide for the culture of strawberry, one (0.5%) had residues above the maximum residue limit, and another one (0.5%) exhibited both non-conformities.

Construction of a supercritical fluid extraction (SFE) equipment: validation using annatto and fennel and extract analysis by thin layer chromatography coupled to image

Abstract The present work describes setting up a laboratory unit for supercritical fluid extraction. In addition to its construction, a survey of cost was done to compare the cost of the homemade unit with that of commercial units. The equipment was validated using an extraction of annatto seeds’ oil, and the extraction and fractionation of fennel oil were used to validate the two separators; for both systems, the solvent was carbon dioxide. The chemical profiles of annatto and fennel extracts were assessed using thin layer chromatography; the images of the chromatographic plates were processed using the free ImageJ software. The cost survey showed that the homemade equipment has a very low cost (~US$ 16,000) compared to commercial equipment. The extraction curves of annatto were similar to those obtained in the literature (yield of 3.8% oil). The separators were validated, producing both a 2.5% fraction of fennel seed extract rich in essential oils and another extract fraction composed mainly of oleoresins. The ImageJ software proved to be a low-cost tool for obtaining an initial evaluation of the chemical profile of the extracts.

Identification and validation of novel prostate cancer biomarkers

Prostate cancer (PCa) has emerged as the most commonly diagnosed lethal cancer in European men. PCa is a heterogeneous cancer that in the majority of the cases is slow growing: consequently, these patients would not need any medical treatment. Currently, the measurement of prostate-specific antigen (PSA) from blood by immunoassay followed by digital rectal examination and a pathological examination of prostate tissue biopsies are the most widely used methods in the diagnosis of PCa. These methods suffer from a lack of sensitivity and specificity that may cause either missed cancers or overtreatment as a consequence of over-diagnosis. Therefore, more reliable biomarkers are needed for a better discrimination between indolent and potentially aggressive cancers. The aim of this thesis was the identification and validation of novel biomarkers for PCa. The mRNA expression level of 14 genes including AMACR, AR, PCA3, SPINK1, TMPRSS2-ERG, KLK3, ACSM1, CACNA1D, DLX1, LMNB1, PLA2G7, RHOU, SPON2, and TDRD1 was measured by a truly quantitative reverse transcription PCR in different prostate tissue samples from men with and without PCa. For the last eight genes the function of the genes in PCa progression was studied by a specific siRNA knockdown in PC-3 and VCaP cells. The results from radical prostatectomy and cystoprostatectomy samples showed statistically significant overexpression for all the target genes, except for KLK3 in men with PCa compared with men without PCa. Statistically significant difference was also observed in low versus high Gleason grade tumors (for PLA2G7), PSA relapse versus no relapse (for SPON2), and low versus high TNM stages (for CACNA1D and DLX1). Functional studies and siRNA silencing results revealed a cytotoxicity effect for the knock-down of DLX1, PLA2G7, and RHOU, and altered tumor cell invasion for PLA2G7, RHOU, ACSM1, and CACNA1D knock-down in 3D conditions. In addition, effects on tumor cell motility were observed after silencing PLA2G7 and RHOU in 2D monolayer cultures. Altogether, these findings indicate the possibility of utilizing these new markers as diagnostic and prognostic markers, and they may also represent therapeutic targets for PCa.

Customer Discovery and Customer Validation in Lean Software Startups

The traditional business models and the traditionally successful development methods that have been distinctive to the industrial era, do not satisfy the needs of modern IT companies. Due to the rapid nature of IT markets, the uncertainty of new innovations‟ success and the overwhelming competition with established companies, startups need to make quick decisions and eliminate wasted resources more effectively than ever before. There is a need for an empirical basis on which to build business models, as well as evaluate the presumptions regarding value and profit. Less than ten years ago, the Lean software development principles and practices became widely well-known in the academic circles. Those practices help startup entrepreneurs to validate their learning, test their assumptions and be more and more dynamical and flexible. What is special about today‟s software startups is that they are increasingly individual. There are quantitative research studies available regarding the details of Lean startups. Broad research with hundreds of companies presented in a few charts is informative, but a detailed study of fewer examples gives an insight to the way software entrepreneurs see Lean startup philosophy and how they describe it in their own words. This thesis focuses on Lean software startups‟ early phases, namely Customer Discovery (discovering a valuable solution to a real problem) and Customer Validation (being in a good market with a product which satisfies that market). The thesis first offers a sufficiently compact insight into the Lean software startup concept to a reader who is not previously familiar with the term. The Lean startup philosophy is then put into a real-life test, based on interviews with four Finnish Lean software startup entrepreneurs. The interviews reveal 1) whether the Lean startup philosophy is actually valuable for them, 2) how can the theory be practically implemented in real life and 3) does theoretical Lean startup knowledge compensate a lack of entrepreneurship experience. A reader gets familiar with the key elements and tools of Lean startups, as well as their mutual connections. The thesis explains why Lean startups waste less time and money than many other startups. The thesis, especially its research sections, aims at providing data and analysis simultaneously.

Customer Discovery and Customer Validation in Lean Software Startups

The traditional business models and the traditionally successful development methods that have been distinctive to the industrial era, do not satisfy the needs of modern IT companies. Due to the rapid nature of IT markets, the uncertainty of new innovations‟ success and the overwhelming competition with established companies, startups need to make quick decisions and eliminate wasted resources more effectively than ever before. There is a need for an empirical basis on which to build business models, as well as evaluate the presumptions regarding value and profit. Less than ten years ago, the Lean software development principles and practices became widely well-known in the academic circles. Those practices help startup entrepreneurs to validate their learning, test their assumptions and be more and more dynamical and flexible. What is special about today‟s software startups is that they are increasingly individual. There are quantitative research studies available regarding the details of Lean startups. Broad research with hundreds of companies presented in a few charts is informative, but a detailed study of fewer examples gives an insight to the way software entrepreneurs see Lean startup philosophy and how they describe it in their own words. This thesis focuses on Lean software startups‟ early phases, namely Customer Discovery (discovering a valuable solution to a real problem) and Customer Validation (being in a good market with a product which satisfies that market). The thesis first offers a sufficiently compact insight into the Lean software startup concept to a reader who is not previously familiar with the term. The Lean startup philosophy is then put into a real-life test, based on interviews with four Finnish Lean software startup entrepreneurs. The interviews reveal 1) whether the Lean startup philosophy is actually valuable for them, 2) how can the theory be practically implemented in real life and 3) does theoretical Lean startup knowledge compensate a lack of entrepreneurship experience. A reader gets familiar with the key elements and tools of Lean startups, as well as their mutual connections. The thesis explains why Lean startups waste less time and money than many other startups. The thesis, especially its research sections, aims at providing data and analysis simultaneously.

Validation of ice skating protocol to predict aerobic power in hockey players

Validation ofan Ice Skating Protocol to Predict Aerobic Power in Hockey Players In assessing the physiological capacity of ice hockey players, researchers have often reported the outcomes from different anaerobic skate tests, and the general physical fitness of participants. However, with respect to measuring the aerobic power of ice hockey players, few studies have reported a sport-specific protocol, and currently there is a lack of cohort-specific information describing aerobic power based on evaluations using an on-ice protocol. The Faught Aerobic Skating Test (FAST) uses an on-ice continuous skating protocol to induce a physical stress on a participant's aerobic energy system. The FAST incorporates the principle of increasing workloads at measured time intervals during a continuous skating exercise. Regression analysis was used to determine the estimate of aerobic power within gender and age level. Data were collected on 532 hockey players, (males=384, females=148) ranging in age between 9 and 25 years. Participants completed a laboratory test to measure aerobic power using a modified Bruce protocol, and the on-ice FAST. Regression equations were developed for six male and female, age-specific cohorts separately. The most consistent predictors were weight and final stage completed on the FAST. These results support the application of the FAST to estimate aerobic power among hockey players with R^ values ranging from 0.174 to 0.396 and SEE ranging from 5.65 to 8.58 ml kg' min'' depending on the cohort. Thus we conclude that FAST to be an accurate predictor of aerobic power in age and gender-specific hockey playing cohorts.

The validation of heart rate variability in individuals with spinal cord injury

The current classification system for spinal cord injury (SCI) considers only somatic information and neglects autonomic damage after injiuy. Heart rate variability (HRV) has the potential to be a valuable measure of cardiac autonomic control after (SCI). Five individuals with tetraplegia and four able-bodied controls underwent 1 min continuous ECG recordings during rest, after Metoprolol administration (max dose=3x5mg) and after Atropine administration (0.02mg/kg) in both supine and 40° head-up tilt. After Metoprolol administration there was a 61.8% decrease in the LF:HF ratio in the SCI participants suggesting that the LF:HF ratio is a reflection of cardiac sympathetic outflow. After Atropine administration there was a 99.1% decrease in the HF power in the SCI participants suggesting that HF power is highly representative of cardiac parasympathetic outflow. There were no significant differences between the SCI and able-bodied participants. Thus, HRV measures are a valid index of cardiac autonomic control after SCI.

Développement, application et validation d’une nouvelle stratégie de mesure des indicateurs biologiques de l’exposition aux pyréthrinoïdes et aux pyréthrines chez l’humain

Les pyréthrinoïdes et les pyréthrines sont des insecticides neurotoxiques auxquels on attribue également des effets néfastes sur les systèmes immunitaire, hormonal et reproducteur. Ils sont abondamment utilisés en agriculture, mais aussi en horticulture, en extermination et dans le traitement d’infestations parasitaires humaines et animales (gale, poux). Il y a donc un intérêt en santé environnementale à connaître l’ampleur de l’exposition humaine à ces pesticides. La mesure des métabolites urinaires des pyréthrinoïdes et des pyréthrines apparaît une approche de choix pour arriver à cette fin puisqu’elle permet, en théorie, d’obtenir un portrait global de l’exposition. Or,traditionnellement et par soucis de simplicité les concentrations volumiques ou ajustées pour la créatinine) de ces biomarqueurs dans des urines ponctuelles sont déterminées, mais l’effet de l’utilisation de ces unités sur la validité des estimations de dose quotidienne absorbée n’a jamais été vérifié. L’objectif général de cette thèse était donc de développer, appliquer et valider une nouvelle stratégie de mesure et d’analyse de biomarqueurs pour améliorer la précision et la fiabilité des évaluations de l’exposition individuelles et populationnelles aux pyréthrinoïdes et pyréthrines. Les objectifs spécifiques étaient : i) de caractériser l’exposition humaine à ces contaminants en région urbaine et rurale au Québec et ii) de comparer la validité de la nouvelle stratégie de mesure et d’analyse de biomarqueurs urinaires proposée avec les autres méthodes plus usuelles utilisées pour estimer l’exposition individuelle et populationnelle et les doses absorbées de pyréthrinoïdes. Des adultes et des enfants, recrutés dans la population de l’Île de Montréal et de la Montérégie ont recueilli leurs urines pendant une période d’au moins douze heures et complété un questionnaire documentant les sources potentielles d’exposition. Les quantités de métabolites de pyréthrinoïdes et pyréthrines (pmol) mesurées dans les urines ont été ajustées pour une période de douze heures exactement et pour le poids corporel. Les quantités excrétées en région urbaine ont été comparées à celles excrétées en région rurale et les données individuelles et populationnelles ont été comparées à celles qui auraient été obtenues si des concentrations volumiques ou ajustées pour la créatinine avaient été mesurées. Les résultats montrent que l’exposition à ces pesticides est ubiquiste puisque plus de 90% des participants excrétaient les principaux métabolites de pyréthrinoïdes et pyréthrines à un niveau supérieur au seuil de détection analytique. Les résultats suggèrent que l’alimentation pourrait être à l’origine de ce niveau de base puisque les autres sources d’exposition connues n’ont été que rarement rapportées. Au Québec, l’exposition en milieu rural apparaissait légèrement plus importante qu’en milieu urbain et certains facteurs d’exposition, comme l’utilisation de pesticides domestiques, ont été rapportés plus fréquemment en milieu rural. Enfin, il a été démontré que la mesure des concentrations volumiques ou ajustées pour la créatinine de biomarqueurs est une approche qui peut entraîner des biais importants (jusqu’à 500% d’erreur et plus) en particulier lors de l’évaluation de l’exposition individuelle. Il est évident que les autorités de santé publique et de santé environnementale employant des biomarqueurs urinaires afin d’évaluer l’exposition aux pyréthrinoïdes et aux pyréthrines (ainsi qu’à d’autres molécules ayant des demi-vies d’élimination similaire)devraient diriger leurs efforts vers la mesure des quantités excrétées pendant une période d’au moins douze heures pour obtenir un portrait le plus valide possible de l’exposition. Il serait aussi souhaitable de mieux documenter la toxicocinétique de ces molécules chez l’humain afin d’établir avec une plus grande confiance la relation entre les quantités excrétées de biomarqueurs et les doses absorbées de ces contaminants.

Validation des modèles de pharmacologie de sécurité et évaluation de la valeur thérapeutique de l'oxytocine dans le traitement de l'infarctus du myocarde

En février, 2009 un rapport de PHRMA (Pharmaceutical Research and Manufacturers of America) confirmait que plus de 300 médicaments pour le traitement des maladies cardiaques étaient en phase d’essais cliniques ou en révision par les agences règlementaires. Malgré cette abondance de nouvelles thérapies cardiovasculaires, le nombre de nouveaux médicaments approuvés chaque année (toutes indications confondues) est en déclin avec seulement 17 et 24 nouveaux médicaments approuvés en 2007 et 2008, respectivement. Seulement 1 médicament sur 5000 sera approuvé après 10 à 15 ans de développement au coût moyen de 800 millions $. De nombreuses initiatives ont été lancées par les agences règlementaires afin d’augmenter le taux de succès lors du développement des nouveaux médicaments mais les résultats tardent. Cette stagnation est attribuée au manque d’efficacité du nouveau médicament dans bien des cas mais les évaluations d’innocuité remportent la palme des causes d’arrêt de développement. Primum non nocere, la maxime d’Hippocrate, père de la médecine, demeure d’actualité en développement préclinique et clinique des médicaments. Environ 3% des médicaments approuvés au cours des 20 dernières années ont, par la suite, été retirés du marché suite à l’identification d’effets adverses. Les effets adverses cardiovasculaires représentent la plus fréquente cause d’arrêt de développement ou de retrait de médicament (27%) suivi par les effets sur le système nerveux. Après avoir défini le contexte des évaluations de pharmacologie de sécurité et l’utilisation des bio-marqueurs, nous avons validé des modèles d’évaluation de l’innocuité des nouveaux médicaments sur les systèmes cardiovasculaires, respiratoires et nerveux. Évoluant parmi les contraintes et les défis des programmes de développements des médicaments, nous avons évalué l’efficacité et l’innocuité de l’oxytocine (OT), un peptide endogène à des fins thérapeutiques. L’OT, une hormone historiquement associée à la reproduction, a démontré la capacité d’induire la différentiation in vitro de lignées cellulaires (P19) mais aussi de cellules souches embryonnaires en cardiomyocytes battants. Ces observations nous ont amené à considérer l’utilisation de l’OT dans le traitement de l’infarctus du myocarde. Afin d’arriver à cet objectif ultime, nous avons d’abord évalué la pharmacocinétique de l’OT dans un modèle de rat anesthésié. Ces études ont mis en évidence des caractéristiques uniques de l’OT dont une courte demi-vie et un profil pharmacocinétique non-linéaire en relation avec la dose administrée. Ensuite, nous avons évalué les effets cardiovasculaires de l’OT sur des animaux sains de différentes espèces. En recherche préclinique, l’utilisation de plusieurs espèces ainsi que de différents états (conscients et anesthésiés) est reconnue comme étant une des meilleures approches afin d’accroître la valeur prédictive des résultats obtenus chez les animaux à la réponse chez l’humain. Des modèles de rats anesthésiés et éveillés, de chiens anesthésiés et éveillés et de singes éveillés avec suivi cardiovasculaire par télémétrie ont été utilisés. L’OT s’est avéré être un agent ayant d’importants effets hémodynamiques présentant une réponse variable selon l’état (anesthésié ou éveillé), la dose, le mode d’administration (bolus ou infusion) et l’espèce utilisée. Ces études nous ont permis d’établir les doses et régimes de traitement n’ayant pas d’effets cardiovasculaires adverses et pouvant être utilisées dans le cadre des études d’efficacité subséquentes. Un modèle porcin d’infarctus du myocarde avec reperfusion a été utilisé afin d’évaluer les effets de l’OT dans le traitement de l’infarctus du myocarde. Dans le cadre d’un projet pilote, l’infusion continue d’OT initiée immédiatement au moment de la reperfusion coronarienne a induit des effets cardiovasculaires adverses chez tous les animaux traités incluant une réduction de la fraction de raccourcissement ventriculaire gauche et une aggravation de la cardiomyopathie dilatée suite à l’infarctus. Considérant ces observations, l’approche thérapeutique fût révisée afin d’éviter le traitement pendant la période d’inflammation aigüe considérée maximale autour du 3ième jour suite à l’ischémie. Lorsqu’initié 8 jours après l’ischémie myocardique, l’infusion d’OT a engendré des effets adverses chez les animaux ayant des niveaux endogènes d’OT élevés. Par ailleurs, aucun effet adverse (amélioration non-significative) ne fût observé chez les animaux ayant un faible niveau endogène d’OT. Chez les animaux du groupe placebo, une tendance à observer une meilleure récupération chez ceux ayant des niveaux endogènes initiaux élevés fût notée. Bien que la taille de la zone ischémique à risque soit comparable à celle rencontrée chez les patients atteints d’infarctus, l’utilisation d’animaux juvéniles et l’absence de maladies coronariennes sont des limitations importantes du modèle porcin utilisé. Le potentiel de l’OT pour le traitement de l’infarctus du myocarde demeure mais nos résultats suggèrent qu’une administration systémique à titre de thérapie de remplacement de l’OT devrait être considérée en fonction du niveau endogène. De plus amples évaluations de la sécurité du traitement avec l’OT dans des modèles animaux d’infarctus du myocarde seront nécessaires avant de considérer l’utilisation d’OT dans une population de patients atteint d’un infarctus du myocarde. En contre partie, les niveaux endogènes d’OT pourraient posséder une valeur pronostique et des études cliniques à cet égard pourraient être d’intérêt.