Potential of adjuvants to reduce drift in agricultural spraying

The reduction of pesticide spraying drift is still one of the major challenges in Brazilian agriculture. The aim of this study was to evaluate the potential of different adjuvant products, such as surfactants, drift retardants, mineral oil and vegetable oil for reducing drift in agricultural spraying. The experiment consisted of quantifying drift of sprayings of 18 adjuvants dissolved in water under controlled conditions in a wind tunnel. Tests were performed in triplicates with spraying nozzles type Teejet XR8003 VK, pressure of 200kPa and medium drops. Solutions sprayed were marked with Brilliant Blue dye at 0.6% (m v-1). The drift was collected using polyethylene strips transversally fixed along the tunnel at different distances from the nozzle and different heights from the bottom part of the tunnel. Drift deposits were evaluated by spectrophotometry in order to quantify deposits. The adjuvants from chemical groups of mineral oil and drift retardant resulted in lower values of drift in comparison with surfactants and water. The results obtained in laboratory show that the selection of appropriate class and concentration of adjuvants can significantly decrease the risk of drift in agricultural spraying. However, the best results obtained in laboratory should be validated with pesticide under field conditions in the future.

Outlining precision boundaries among areas with different variability standards using magnetic susceptibility and geomorphic surfaces

There is an increasing demand for detailed maps that represent in a simplified way the knowledge of the variability of a particular area or region maps. The objective was to outline precision boundaries among areas with different accuracy variability standards using magnetic susceptibility and geomorphic surfaces. The study was conducted in an area of 110 ha, which identified three compartment landscapes based on the geomorphic surfaces model. To determinate pH, organic matter, phosphorus, potassium and magnesium, the total sand and clay, 514 soil samples were collected at depths of 0-0.20 m and 0.60-0.80 m. The sum of base, cationic exchange capacity and base saturation were calculated and the magnetic susceptibility was evaluated in the laboratory using a system based on a balance of analytical precision method. Geomorphic surfaces identification allowed setting specific management areas (locations with maximum homogeneity of soil attributes). The map of spatial variability of magnetic susceptibility can be used to validate the precise boundaries among geomorphic surfaces identified in the field and infer the variability of clay content and soil base saturation.

Täyteainepitoisuuden ja retentioainesysteemin optimointi

Työssä tutkittiin tarrapaperikoneen pohjapaperin täyteainepitoisuuden nostamisen vaikutusta koneen ajettavuuteen ja paperin ominaisuuksiin. Työn tavoitteena oli löytää ne prosessitekniset keinot, joilla voitaisiin saavuttaa raskaiden pintapapereiden tavoitetuhkatasot. Lisäksi pyrittiin optimoimaan retentioaineiden annokset ja ajotavat korkeilla tuhkatasoilla. Kirjallisuusosassa tarkasteltiin pinta- ja kolloidikemian perusteita sekä täyteainepitoisuuden vaikutusta paperin ominaisuuksiin ja prosessoitavuuteen. Lisäk-si syvennyttiin märänpään kemiaan selvittämällä mm. kalsiumkarbonaatin vesiliuoskemiaa ja erilaisten retentioaineiden ominaisuuksia ja niiden reaktiomekanismeja. Työn kokeellinen osa koostui kahdesta koeajosta. Ensimmäisessä koeajossa selvitettiin täyteainesaostumien muodostumismekanismeja ja paperikoneen ajettavuutta täyteainepitoisuutta nostettaessa yli raskaiden pintapapereiden tavoitetasojen. Saadut tulokset osoittivat, että märänpään kemiantila pysyi koeajon aikana muuttumattomana eikä mitään saostumien muodostumista havaittu. Täyteainepitoisuudessa päästiin 3 % yli lajikohtaisen tuhkatavoitteen ilman ajettavuusongelmia. Toisessa koeajossa keskityttiin erityisesti märänpään retentioaineiden määrien optimointiin ja paperin laatuominaisuuksiin. Koeajossa täyteainepitoisuutta nostettiin yli tavoitetasojen. Saadut tulokset osoittivat, että täyteainepitoisuuden nostolla ei ollut vaikutusta paperin laatuun tai paperikoneen ajettavuuteen. Massatärkkelyksen avulla pystyttiin korvaamaan kationisen polymeerin retentiovaste ja kompensoimaan täyteainepitoisuuden noston myötä tullut paperin lujuuksien lasku. Koeajoissa ja prosessin seurannassa tuli ilmi myös useita eri tekijöitä, joilla oli vaikutusta retentioon, retentioaineiden tehoon ja prosessin stabiilisuuteen. Tehdyistä yksittäisistä havainnoista on hyötyä pyrittäessä ymmärtämään märänpään prosessin tilaa ja sen vaikutusta paperikoneen ajettavuuteen. Työ saavutti sille asetetut tavoitteet ja sen ansiosta paperikoneen märänpään raaka-aineiden ja kemikaalien syöttösuhteita pystyttiin muuttamaan tavalla, joka vähensi paperinvalmistuksen kustannuksia ilman että paperin laatuominaisuudet huononivat.

Determination of decomposition products of flotation collector chemicals using capillary electrophoresis

Vaahdotusta käytetään yleisesti erottamaan eri mineraaleja malmista. Tässä menetelmässä käytetään erityisiä pinta-aktiivisia aineita, joita kutsutaan kokoojakemikaaleiksi, muuntamaan halutut mineraalit hydrofobisiksi ja erottamaan ne hydrofiilisistä partikkeleista ilmakuplien avulla. Eräs tärkeimmistä kokoojakemikaalien ryhmistä on ksantaatit. Ksantaateilla on havaittu taipumusta hajota useiksi erilaisiksi hajoamistuotteiksi vaahdotusprosessin aikana. Näillä hajoamistuotteilla voi olla monia haitallisia vaikutuksia vaahdotuksen tuloksiin. Näiden tuotteiden tunnistaminen ja määrittäminen on tärkeää vaahdotusprosessin paremman ymmärtämisen kannalta. Työn kirjallisuusosassa vaahdotusprosessi, ksantaatit ja niiden yleisimmät hajoamistuotteet on esitelty, kuten myös käytetty analyysimenetelmä, kapillaarielektroforeesi. Työn kokeellisessa osassa etsittiin sopivaa erotusmenetelmää etyyliksantaatin, etyylitiokarbonaatin, etyyliperksantaatin ja etyyliksantyylitiosulfaatin erottamiseksi kapillaarilelektroforeesilla. Pääasiassa keskityttiin kahteen eri erotusmenetelmään. Ensimmäinen menetelmä kykeni erottamaan kaikki tutkitut tuotteet puhdasvesinäytteissä, ja toinen menetelmä oli sopiva näiden tuotteiden erottamiseen prosessivesinäytteissä. Jälkimmäistä menetelmää kokeiltiin käytännössä rikastamolla, jossa sillä kyettiin erottamaan isobutyyliksantaatti, isobutyylitiokarbonaatti, ja suurella todennäköisyydellä myös isobutyyliperksantaatti.

The pH-dependent phase distribution of wood pitch components in papermaking processes

Wood contains only a very small amount of lipophilic extractives, commonly known as wood pitch. The pitch is known to cause severe problems in papermaking processes. The amount of pitch in process waters can be decreased by seasoning of the raw material prior to pulping, pulp washing, removal of pitch by flotation, adsorption of pitch onto various mineral surfaces, and retention of pitch to the fibre material by cationic polymers. The aim of this study was to determine the influence of pH on some of the methods used for pitch control. Experiments were performed using laboratory-made wood pitch emulsions with varying pH, salt concentration, hemicellulose concentration and pitch composition. These emulsions were used to study the phase distribution of resin and fatty acids, the colloidal stability of pitch with and without steric stabilisation by galactoglucomannans, and the interactions between wood pitch and mineral particles. Purification of unbleached and peroxidebleached mill process water was performed by froth flotation in combination with a foaming agent. The distribution of resin and fatty acids (RFAs) between colloidal pitch droplets and the water phase was very dependent on pH. At pH 3, almost all of the RFAs were attached to the pitch droplets, while increasing the pH led to increasing concentration of dissolved RFAs in the water phase. The presence of salt shifted the release of RFAs towards higher pH, while lower ratio of neutral pitch in the emulsion resulted in release of RFAs at lower pH. It was also seen that the dissolution and adsorption of RFAs at sudden pHchanges takes place very quickly. Colloidal pitch was more stable against electrolyte-induced aggregation at higher pH, due to its higher anionic charge. The concentration of cationic polymers needed to aggregate colloidal pitch also increased with increasing pH. The surface characteristics of solid particles, such as amount of charged groups, were very important for understanding their interactions with colloidal wood pitch. Water-soluble galactoglucomannans stabilised the colloidal pitch sterically against aggregation, but could not completely prevent interactions between wood pitch and hydrophilic particles. Froth flotation of unbleached and peroxidebleached process water showed that the pitch could be removed more effectively and selectively at low pH, compared to at neutral pH. The pitch was removed more effectively, using lower concentrations of foaming agent, from peroxide-bleached water than from unbleached water. The results show that pH has a major impact on various pulping and papermaking processes. It determines the anionic charge of the colloidal pitch and the solubility of certain pitch components. Because of this, the pH influences the effectiveness of pitch retention and removal of pitch. The results indicate that pitch problems could be diminished by acknowledging the importance of pH in various papermaking processes.

Metformin in gestational diabetes mellitus

METFORMIININ KÄYTTÖ RASKAUSDIABETEKSESSA Raskausdiabeteksella tarkoitetaan sokeriaineenvaihdunnan häiriötä, joka todetaan ensimmäisen kerran raskauden aikana. Hoidolla voidaan vähentää raskausdiabetekseen liittyviä äidin ja vastasyntyneen haittoja. Lääkitystä tarvitaan, jos ruokavaliohoidolla ei saavuteta hyvää sokeritasapainoa. Perinteisesti lääkityksenä on käytetty insuliinia, mutta metformii¬nin käyttöä insuliinin vaihtoehtona on ehdotettu. Metformiini läpäisee istukan, mutta sen läpäisymekanismi ei ole selvillä. Tämän tutkimuskokonaisuuden pääasiallisin tarkoitus oli verrata metformiinin tehokkuutta ja turvallisuutta insuliiniin raskausdiabeteksen hoidossa selvittämällä lääkkeen vaiku¬tusta äitiin ja vastasyntyneeseen. Lisäksi haluttiin tutkia, mitkä tekijät ennustavat insulii¬nin tarvetta metformiinin lisänä, jotta saavutettaisiin hyvä sokeritasapaino. Metformiinin annoksen vaikutus äitiin ja vastasyntyneeseen arvioitiin mittaamalla metformiinin pitoisuus äidistä, ja sikiön puolelta napanuoran veressä. Tässä tutkimuksessa selvitettiin myös aktiivisen kuljetusproteiinin (OCT) merkitystä metformiinin kulkeutumiseen istukan läpi perfusiomalla istukkaa ex vivo . Ex vivo istukkaperfuusiotutkimuksen tulokset viittasivat siihen, että OCT-kuljetusproteiinilla ei ollut todennäköisesti merkittävää osuutta metformiinin kulkeutumisessa istukan läpi. Metformiinin pitoisuusmittaukset synnytyksen yhteydessä osoittivat metformiinin siirtyvän sikiöön istukan läpi suuressa määrin (96 %) kertymättä kuitenkaan sikiön verenkiertoon. Metformiinin pitoisuudella ei ollut vaikutusta vastasyntyneen hyvinvointiin. Maksi¬maalisella metformiinin annostuksella ja korkealla metformiinipitoisuudella todettiin olevan suotuisa vaikutus äidin painon nousuun raskauden aikana. Insuliiniin verrattuna metformiini ei lisännyt äidin, sikiön tai vastasyntyneen haittatapahtumia, eikä sillä ollut vaikutusta synnytystapaan. Sokeritasapaino insuliini- ja metformiinilääkityksen aikana oli yhtäläinen arvioitaessa sitä HbA1c- ja fruktosamiinimittauksilla, mutta 21 % metformiinin käyttäjistä tarvitsi lisäksi insuliinia hyvän sokeritasapainon saavuttamiseksi. Tutkimuksesssa todettiin, että mitä iäkkäämpi äiti oli, mitä varhaisemmassa raskauden vaiheessa sokerirasitus oli tehty ja lääkitys aloitettu, ja mitä korkeammat HbA1c ja fruktosamiinipitoisuudet olivat, sitä suuremmalla todennäköisyydellä metformiinin lisänä tarvittiin insuliinia.

Magnesium hydroxide-based peroxide bleaching of high-brightness mechanical pulps

A high final brightness is desired in most paper and board products. This requires bleaching processes that are able to produce high-brightness pulps. Mechanical pulps are widely bleached for high brightness using alkaline hydrogen peroxide with traditional sodium hydroxide and sodium silicate as additives. With high doses however, peroxide bleaching causes high organic loads in the mill effluent and anionic trash carry-over to papermaking. To alleviate the problems that arise from the use of sodium-based additives in peroxide bleaching, interest in the use of alternative magnesium-based chemicals has increased. In this study, a new, technical high-purity magnesium hydroxide-based bleaching additive was evaluated on laboratory-scale, pilot-scale and mill-scale experiments and trials for its ability to produce a high brightness in peroxide bleaching without the known problems of sodium-based chemicals. The key findings of this study include: a high brightening potential of peroxide bleaching using the Mg(OH)2-based additive, significant reductions (40-70%) in all categories of environmental load, and cationic demand lowered by 60-70% in bleached pulp with no loss in strength properties or in sheet bulk. When used in TMP refiner bleaching, the Mg(OH)2-based additive resulted in savings in specific energy consumption and provided a good bleaching response.

Fluorescence-based imaging of cellular defect in lysinuric protein intolerance (LPI)

Fluoresenssiperusteiset kuvantamismenetelmät lysinurisen proteiini-intoleranssin (LPI) soluhäiriön tutkimuksessa Lysinurinen proteiini-intoleranssi on suomalaiseen tautiperintöön kuuluva autosomaalisesti peit¬tyvästi periytyvä sairaus, jonka aiheuttaa kationisten aminohappojen kuljetushäiriö munuaisten ja ohutsuolen epiteelisolujen basolateraalikalvolla. Aminohappojen kuljetushäiriö johtaa moniin oirei¬siin, kuten kasvuhäiriöön, osteoporoosiin, immuunijärjestelmän häiriöihin, oksenteluun ja runsaspro¬teiinisen ravinnon nauttimisen jälkeiseen hyperammonemiaan. LPI-geeni SLC7A7 (solute carrier family 7 member 7) koodaa y+LAT1 proteiinia, joka on basolateraali¬nen kationisten ja neutraalien aminohappojen kuljettimen kevyt ketju, joka muodostaa heterodimee¬rin raskaan alayksikön 4F2hc:n kanssa. Tällä hetkellä SLC7A7-geenistä tunnetaan yli 50 LPI:n aiheut¬tavaa mutaatiota. Tässä tutkimuksessa erityyppisiä y+LAT1:n LPI-mutaatiota sekä yhdeksän C-terminaalista polypep¬tidiä lyhentävää deleetiota kuvannettiin nisäkässoluissa y+LAT1:n GFP (green fluorescent protein) -fuusioproteiineina. Tulokset vahvistivat muissa soluissa tehdyt havainnot siitä, että 4F2hc on edel¬lytyksenä y+LAT1:n solukalvokuljetukselle, G54V-pistemutantti sijaitsee solukalvolla samoin kuin vil¬lityyppinen proteiini, mutta lukukehystä muuttavia ja proteiinia lyhentäviä mutantteja ei kuljeteta solukalvoon. Lisäksi havaittiin, että poikkeuksena tästä säännöstä ovat y+LAT1-deleetioproteiinit, joista puuttui korkeintaan 50 C-terminaalista aminohappoa. Nämä lyhentyneet kuljettimet sijaitsevat solukalvolla kuten villityyppiset ja LPI-pistemutanttiproteiinit. Dimerisaation osuutta kuljetushäiriön synnyssä tutkittiin käyttämällä fluorescence resonance energy transfer (FRET) menetelmää. Heterodimeerin alayksiköistä kloonattiin ECFP (cyan) ja EYFP (yellow) fuusioproteiinit, joita ilmennettiin nisäkässoluissa, ja FRET mitattiin virtaussytometri-FRET -menetel¬mällä (FACS-FRET). Tutkimuksissa kaikkien mutanttien havaittiin dimerisoituvan yhtä tehokkaasti. Kul¬jetushäiriön syynä ei siten ole alayksiköiden dimerisaation estyminen mutaation seurauksena. Tutkimuksessa havaittiin, että kaikki mutantti-y+LAT1-transfektiot tuottavat vähemmän transfektoi¬tuneita soluja kuin villityyppisen y+LAT1:n transfektiot. Solupopulaatioissa, joihin oli tranfektoitu lu¬kukehystä muuttava tai stop-kodonin tuottava mutaatio havaittiin suurempi kuolleisuus kuin saman näytteen transfektoitumattomissa soluissa, kun taas villityyppistä tai G54V-pistemutanttia tuottavas¬sa solupopulaatiossa oli pienempi kuolleisuus kuin saman näytteen fuusioproteiinia ilmentämättö¬missä soluissa. Tulos osoittaa mutanttiproteiinien erilaiset vaikutukset niitä ilmentäviin soluihin, joko suoraan y+LAT1:n tai 4F2hc:n kautta aiheutuneina. LPIFin SLC7A7 lähetti-RNA:n määrä ei merkittävästi poikennut villityyppisen määrästä fibroblasteissa ja lymfoblasteissa. SLC7A7:n promoottorianalyysissä oli osoitettavissa säätelyalueita geenin 5’ ei-koo¬daavalla alueella sekä ensimmäisten kahden intronin alueella. LPI-taudin tautimekanismin kannalta keskeisin tekijä on kuitenkin aminohappokuljetuksen häiriö, jonka vaikutuksesta näistä aminohapoista riippuvaiset prosessit elimistössä eivät toimi normaalisti. Havaittu virheellinen y+LAT1/4F2hc kuljetuskompleksin sijainti edellyttää lisätutkimuksia sen mahdol¬lisen kliinisen merkityksen selvittämiseksi.

Reverse osmosis membrane surface modification: effects on membrane performance

The aim of this thesis was to study the surface modification of reverse osmosis membranes by surfactants and the effect of modification on rejection and flux. The surfactants included anionic and nonionic surfactants. The purpose of membrane modification was to improve pure water permeability with increasing salt rejection. The literature part of the study deals with the basic principles of reverse osmosis technology and factors affecting the membrane performance. Also the membrane surface modification by surfactants and their influence on membrane’s surface properties and efficiency (permeability and salt rejection) were discussed. In the experimental part of the thesis two thin-film composite membranes, Desal AG and LE-4040, were modified on-line with three different surfactants. The effects of process parameters (pressure, pH, and surfactant concentration) on surface modification were also examined. The characteristics of the modified membranes were determined by measuring the membranes’ contact angle and zeta potentials. The zeta potential and contact angle measurements indicate that the surfactants were adsorbed onto the both membranes. However, the adsorption did not effect on membrane’s pure water permeability and salt rejection. Thereby, the surface modification of the Desal AG and LE-4040 membranes by surfactants was not able to improve the membrane’s performance.

ReShare and ReCollect: EPrints data repository solutions developed at the UK Data Archive

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Effect of urea on biomimetic aggregates

The effect of urea on biomimetic aggregates (aqueous and reversed micelles, vesicles and monolayers) was investigated to obtain insights into the effect of the denaturant on structured macromolecules. Direct evidence obtained from light scattering (static and dynamic), monolayer maximum isothermal compression and ionic conductivity measurements, together with indirect evidence from fluorescence photodissociation, fluorescence suppression, and thermal reactions, strongly indicates the direct interaction mechanism of urea with the aggregates. Preferential solvation of the surfactant headgroups by urea results in an increase in the monomer dissociation degree (when applied), which leads to an increase in the area per headgroup and also in the loss of counterion affinities

Liposomes as a gene delivery system

Gene therapy is an active field that has progressed rapidly into clinical trials in a relatively short time. The key to success for any gene therapy strategy is to design a vector able to serve as a safe and efficient gene delivery vehicle. This has encouraged the development of nonviral DNA-mediated gene transfer techniques such as liposomes. Many liposome-based DNA delivery systems have been described, including molecular components for targeting given cell surface receptors or for escaping from the lysosomal compartment. Another recent technology using cationic lipids has been evaluated and has generated substantial interest in this approach to gene transfer.

Further biochemical characterization of Mycobacterium leprae laminin-binding proteins

It has been demonstrated that the alpha2 chain of laminin-2 present on the surface of Schwann cells is involved in the process of attachment of Mycobacterium leprae to these cells. Searching for M. leprae laminin-binding molecules, in a previous study we isolated and characterized the cationic proteins histone-like protein (Hlp) and ribosomal proteins S4 and S5 as potential adhesins involved in M. leprae-Schwann cell interaction. Hlp was shown to bind alpha2-laminins and to greatly enhance the attachment of mycobacteria to ST88-14 Schwann cells. In the present study, we investigated the laminin-binding capacity of the ribosomal proteins S4 and S5. The genes coding for these proteins were PCR amplified and their recombinant products were shown to bind alpha2-laminins in overlay assays. However, when tested in ELISA-based assays and in adhesion assays with ST88-14 cells, in contrast to Hlp, S4 and S5 failed to bind laminin and act as adhesins. The laminin-binding property and adhesin capacity of two basic host-derived proteins were also tested, and only histones, but not cytochrome c, were able to increase bacterial attachment to ST88-14 cells. Our data suggest that the alanine/lysine-rich sequences shared by Hlp and eukaryotic H1 histones might be involved in the binding of these cationic proteins to laminin.

The effect of porphyrins on normal and transformed mouse cell lines in the presence of visible light

Photodynamic therapy consists of the uptake of a photosensitizing dye, often a porphyrin, by tumor tissue and subsequent irradiation of the tumor with visible light of an appropriate wavelength matched to the absorption spectrum of the photosensitizing dye. This class of molecules produces reactive oxygen species when activated by light, resulting in a direct or indirect cytotoxic effect on the target cells. Photodynamic therapy has been used in the treatment of cancer but the technology has a potential for the treatment of several disease conditions mainly because of its selectivity. However, it is not clear why the porphyrins are retained preferentially by abnormal tissue. This paper describes a study of the effect of the association of porphyrin and visible light on two mouse fibroblast cell lines: A31, normal cells and B61, an EJ-ras transformed variant of A31. Two water-soluble porphyrins were used, a positively charged one, tetra(N-methyl-4-pyridyl)porphyrin chloride, and a negatively charged one, tetra(4-sulfonatophenyl)porphyrin-Na salt (TPPS4) in order to assess the effect on cell survival. The results suggest that the B61 cell line is more sensitive to incubation with the anionic porphyrin (TPPS4) followed by light irradiation and that the anionic porphyrin is more efficient in killing the cells than the cationic porphyrin.

Antinociceptive effects of Cremophor EL orally administered to mice

Surfactants are frequently used to improve solubilization of lipophilic drugs. Cremophor EL (CrEL) is a polyoxyethylated castor oil surfactant used to solubilize water-insoluble drugs such as anesthetic, antineoplastic, immunosuppressive and analgesic drugs, vitamins and new synthetic compounds, including potential analgesics. The antinociceptive effect of CrEL (3.2, 6.4 and 10.6 g/kg, in 10 ml/kg body weight, by gavage) on the abdominal writhing response induced by intraperitoneal administration of acetic acid (0.8%, 10 ml/kg body weight) and on the tail immersion test was investigated in mice. Control animals received castor oil (10 ml/kg body weight) or saline (0.9% NaCl, 10 ml/kg body weight). CrEL reduced nociception in a dose-dependent manner in both tests. At 10.6 g/kg, CrEL caused antinociception similar to that induced by dipyrone (300 mg/kg, by gavage) in the abdominal writhing test, and antinociception similar to that induced by morphine (20 mg/kg, by gavage) in the tail immersion test. The effect of castor oil was similar to that of saline in both assays. These data indicate that the appropriate controls should be used when evaluating the effects of potential antinociceptive agents dissolved in CrEL.