Layer-by-layer technique to developing functional nanolaminate films with antifungal activity

The layer-by-layer (LbL) deposition method was used to build up alternating layers (five) of different polyelectrolyte solutions (alginate, zein-carvacrol nanocapsules, chitosan and chitosan-carvacrol emulsions) on an aminolysed/charged polyethylene terephthalate (A/C PET) film. These nanolaminated films were characterised by contact angle measurements and through the determination of water vapour (WVTR) and oxygen (O2TR) transmission rates. The effect of active nanolaminated films against the Alternaria sp. and Rhizopus stolonifer was also evaluated. This procedure allowed developing optically transparent nanolaminated films with tuneable water vapour and gas properties and antifungal activity. The water and oxygen transmission rate values for the multilayer films were lower than those previously reported for the neat alginate or chitosan films. The presence of carvacrol and zein nanocapsules significantly decreased the water transmission rate (up to 40 %) of the nanolaminated films. However, the O2TR behaved differently and was only improved (up to 45 %) when carvacrol was encapsulated, i.e. nanolaminated films prepared by alternating alginate with nanocapsules of zein-carvacrol layers showed better oxygen barrier properties than those prepared as an emulsion of chitosan and carvacrol. These films containing zein-carvacrol nanocapsules also showed the highest antifungal activity (30 %), which did not significantly differ from those obtained with the highest amount of carvacrol, probably due to the controlled release of the active agent (carvacrol) from the zein-carvacrol nanocapsules. Thus, this work shows that nanolaminated films prepared with alternating layers of alginate and zein-carvacrol nanocapsules can be considered to improve the shelf-life of foodstuffs.

Nanotechnological approaches using curcumin and Withania somnifera: neuroprotection and antimicrobial activities

Tese de Doutoramento em Biologia de Plantas

FISHji: new ImageJ macros for the quantification of fluorescence in epifluorescence images

Fluorescence in situ hybridization (FISH) is based on the use of fluorescent staining dyes, however, the signal intensity of the images obtained by microscopy is seldom quantified with accuracy by the researcher. The development of innovative digital image processing programs and tools has been trying to overcome this problem, however, the determination of fluorescent intensity in microscopy images still has issues due to the lack of precision in the results and the complexity of existing software. This work presents FISHji, a set of new ImageJ methods for automated quantification of fluorescence in images obtained by epifluorescence microscopy. To validate the methods, results obtained by FISHji were compared with results obtained by flow cytometry. The mean correlation between FISHji and flow cytometry was high and significant, showing that the imaging methods are able to accurately assess the signal intensity of fluorescence images. FISHji are available for non-commercial use at http://paginas.fe.up.pt/nazevedo/.

Fontan Operation and the Cavopulmonary Technique: Immediate and Late Results According to the Presence of Atrial Fenestration

OBJECTIVE: To compare immediate and late results in patients with or without fenestration who underwent cavopulmonary anastomosis so that we could assess the efficiency of the technique. METHODS: Sixty-two patients underwent surgery between 1988 and 1999, 41 with fenestration (group I -G I) and 21 without fenestration (group II -G II). Tricuspid atresia was prevalent in group I (23-56%) and single ventricle was prevalent in group II (14-66%). Mean ages at the time of operation were 7.3 years in group I and 7.6 in group II. At late follow-up, mean ages were 10.6 years in group I and 12.8 years in group II. RESULTS: Immediate and late mortality were 7.3% in G-I and 4.7% in G-II. Significant pleural effusion occurred in 41.4% of G-I patients and in 23.8% of G-II patients. Significant pericardial effusion occurred in 29.2% and 14.2%, respectively, in groups I and II. Central venous pressure was greater in G-II, 17.7 cm in H2O, as opposed to 15 cm in G-I. Hospital stay was similar between the groups, 26.3 and 21.8 days, respectively. Cyanosis and arterial insaturation occurred in 5 patients, and 4 patients were in functional class II, all from G-I. At late follow-up, 58 (93.5%) were in functional class I. Sinus rhythm was present in 94%, and pulmonary perfusion was similar in both groups. Eleven patients who underwent spirometry had good tolerance to physical effort. CONCLUSION: Atrial fenestration did not improve the immediate or late follow-up of patients who underwent cavopulmonary anastomosis, and is, therefore, dispensable.

Williams-Beuren syndrome: cardiovascular abnormalities in 20 patients diagnosed with fluorescence in situ hybridization

OBJECTIVE: To evaluate the cardiovascular findings and clinical follow-up of patients with Williams-Beuren syndrome. METHODS: We studied 20 patients (11 males, mean age at diagnosis: 5.9 years old), assessed for cardiovascular abnormalities with electrocardiography and Doppler echocardiography. Fluorescence in situ hybridization (FISH) was used to confirm the diagnosis of the syndrome. RESULTS: Elastin gene locus microdeletion was detected in 17 patients (85%) (positive FISH), and in 3 patients deletion was not detected (negative FISH). Sixteen patients with a positive FISH (94%) had congenital cardiovascular disease (mean age at diagnosis: 2,3 years old). We observed isolated (2/16) supravalvular aortic stenosis and supravalvular aortic stenosis associated (11/16) with pulmonary artery stenosis (4/11); mitral valve prolapse (3/11); bicuspid aortic valve (3/11); aortic coarctation (2/11), thickened pulmonary valve (2/11); pulmonary valvular stenosis (1/11); supravalvular pulmonary stenosis (1/11); valvular aortic stenosis (1/11); fixed subaortic stenosis (1/11); pulmonary artery stenosis (2/16) associated with pulmonary valvar stenosis (1/2) and with mitral valve prolapse (1/2); and isolated mitral valve prolapse (1/16). Four patients with severe supravalvular aortic stenosis underwent surgery (mean age: 5.7 years old), and 2 patients had normal pressure gradients (mean follow-up: 8.4 years). CONCLUSION: A detailed cardiac evaluation must be performed in all patients with Williams-Beuren syndrome due to the high frequency of cardiovascular abnormalities.

Using one-year claim development to chose a large claim reserving technique

Mestrado em Ciências Actuariais

Los objetos técnicos y los organismos tecnificados. Reflexiones filosóficas, estéticas y políticas sobre la técnica. Technical objects and technified organisms. Philosophical, aesthetical and political approaches on technique

El presente proyecto se propone como parte inicial de una investigación sobre la relación entre naturaleza/cultura/técnica. Tradicionalmente la naturaleza y la cultura se han considerado como ámbitos diferenciados y opuestos. Y es en esta distinción donde la técnica adquiere un lugar central. El pensamiento occidental sobre la técnica ha recibido diversas interpretaciones: desde una subordinación con respecto al conocimiento verdadero (episteme) en la filosofía clásica, un optimismo sobre la técnica como posibilidad de dominación de la naturaleza en el Renacimiento y la Ilustración, y la ambigüedad y desasosiego romántico (Mitcham, 1979). Durante el siglo XX se distinguen dos posiciones antagónicas sobre la técnica. Por un lado, una actitud “crítica” donde pueden identificarse los trabajos de filósofs de diferentes tradiciones como Ortega y Gasset (1939), Heidegger (1954), Mumford (1971) Ellul (1960) y la Escuela de Frankfurt. Por otro lado, una filosofía de la técnica “ingenieril” que consiste en el análisis de la tecnología como un paradigma de pensamiento y acción humana. Esta dicotomía ha sido interpretada por Eco como “apocalípticos e integrados”. Más allá de las mencionadas diferencias, lo que tienen en común ambas posiciones es que parten de una dicotomía entre cultura y naturaleza. Nuestra perspectiva rechaza esta dicotomía, por el contrario, evidenciamos una creciente imbricación entre ambas donde las fronteras entre una y otra se hacen difusas. La noción de “objeto técnico” propuesta por Simondon (2007) hace referencia a la inserción del objeto técnico en la cultura, donde debe reconocerse la “realidad humana” presente en el mismo. Ahora bien, esto no significa “humanizar el objeto técnico”, sino más bien indagar sobre el lugar que este ocupa en la cultura como también establecer su relación con la naturaleza. En el siglo XVII el hombre mismo es reinterpretado como máquina (La Mettrie, 2000). En la actualidad pueden identificarse dos tendencias en la concepción de la técnica: los «humanos-máquinas» y las «máquinas-humanas», en otras palabras, la disposición del humano hacia la máquina y la tendencia de la máquina hacia lo humano. No obstante, ambas posiciones siguen manteniendo una distinción taxonómica entre el cuerpo –o lo orgánico- y lo maquínico, lo que implica una consideración de esta relación de manera extrínseca. Frente a esta tensión Haraway propone el concepto de cyborg: «un organismo cibernético» (1995). Los desarrollos tecnológicos han producido una modificación tal en la vida de los seres orgánicos en los cuales ya no puede concebirse su cuerpo independientemente de la tecnología. Esto conduce a replantear la distinción entre “animales/hombres/máquinas”, entendiendo a los mismos como expresiones de naturaleza, cultura y tecnología respectivamente. Nuestra investigación parte de la hipótesis que la técnica diluye diferencias de orden natural y cultural a través de los objetos técnicos que son productos culturales. La estética se ocupa de la percepción sensible del mundo no puede eludir su dimensión técnica. Al margen de la crítica a la “Industria cultural” consideramos relevante la aproximación de Benjamin al problema de la técnica porque aborda la imbricación antes mencionada en el campo de la percepción. Según Benjamin la irrupción de la técnica al mismo tiempo que posibilita una estetización de la política que confluye en el fascismo como punto extremo también abre la posibilidad de desmontar la ideología del progreso infinito (1967). Una integración entre aproximaciones estéticas y políticas a la técnica Flusser (1983) propone la “caja negra” como metáfora de la técnica contemporánea. Su propuesta es la “apertura de la caja negra” que consiste en tomar conocimiento del funcionamiento del dispositivo. Nuestra propuesta de investigación aborda la técnica desde una consideración filosófica/estética/política, donde redefiniremos la técnica partiendo de la imbricación entre cultura y naturaleza. This project will set the basis for a sustained research on the relation nature/culture/technique. They have been traditionally considered as separate and even opposite fields. And it is on the brink of this distinction where technique plays a central role. In Western thought technique has received many interpretations since the beginnings of philosophy: from a subordination to true knowledge (episteme) in classic philosophy, or the optimism which sees in technique the possibility of dominating nature in the Renaissance and in the Enlightenment, to the Romantic ambiguity and uneasiness towards technological change (Mitcham, 1979). During the twentieth century two opposed approach on technique prevail. On one hand, a “critical” attitude such defines the work of philosophers of different traditions such as Ortega y Gasset (1939), Heidegger (1954), Mumford (1971) Ellul (1960) and the Frankfurt School. On the other hand there is an “engineering” philosophy of technique that consists in the analisis of technology as a paradigm to understand human action and thought. Besides their differences, both positions have in common a dichotomy between nature and culture. We reject such dichotomy. On the contrary we consider there is a growing intertwinement between both which blurs the borders of the concepts. Simondon’s notion of “technical object” refers to the insertion of the technique in culture where the “human reality” in it must be recognised. This does not imply “humanising the technical object”, but investigate on the role it plays on culture and establishing its relation to nature. To articulate this relation we will work with unorthodox approaches on technique such as Benjamin (1967), Flusser (1983) and others. The hypothesis of our project is that the traditional distinction of “animal/man/machine” must be re-thought, therefore raising the question on the blurring line between nature, culture and technique and its effects in philosophy, politics and aesthetics.

Producción in vitro de Embriones Bovinos Transgénicos mediante Inyección Intracitoplasmática de Espermatozoides (ICSI) con Enzimas de Restricción. In vitro Production of Transgenic Bovine Embryos using Intracitoplasmic Sperm Injection (ICSI) and Restriction Enzymes

La ingeniería genética y la reprogramación de organismos vivos representan las nuevas fronteras biotecnológicas que permitirán generar animales con modificaciones precisas en sus genomas para un sinnúmero de aplicaciones biomédicas y agropecuarias. Las técnicas para inducir modificaciones génicas intencionales en animales, especialmente en especies mayores de interés agropecuario, se encuentran rezagadas si se compara con los avances significativos que se han producido en el área de la transgénesis de roedores de laboratorio, especialmente el ratón. Es así que, el presente proyecto persigue desarrollar y optimizar protocolos para generar embriones bovinos transgénicos para aplicaciones biotecnológicas. La estrategia propuesta, se basa en conseguir la presencia simultánea en el interior celular de una enzima de restricción (I-SceI) más un transgén (formado por casetes de expresión de una proteína fluorescente -ZsGreen1- y neomicina fosfotransferasa). Específicamente, proyectamos estudiar una vía alternativa para generar embriones bovinos transgénicos mediante la incorporación del transgén (casetes ZsGreen1 y neo) flanqueado por sitios I-SceI más la enzima I-SceI al interior del ovocito junto con el espermatozoide durante la técnica conocida como inyección intracitoplasmática de espermatozoides (ICSI). Los embriones así generados se cultivarán in vitro, inspeccionándolos diariamente para detectar la emisión de fluorescencia, indicativa de la expresión de la proteína ZsGreen1. Los embriones que alcancen el estado de blastocisto y expresen el transgén se transferirán quirúrgicamente al útero de ovejas sincronizadas y se mantendrán durante 7 días. Al cabo de este período, los embriones se recolectarán quirúrgicamente del útero ovino y se transportarán al laboratorio para determinar el número de sitios de integración y número de copias del transgén mediante el análisis de su ADN por Southern blot. Se prevé que los resultados de esta investigación permitirán sentar las bases para el desarrollo de métodos eficientes para obtener modificaciones precisas en el genoma de los animales domésticos para futuras aplicaciones biotecnológicas. Genetic engineering and reprogrammed organisms represent the new biotechnological frontiers which will make possible to generate animals with precise genetic modifications for agricultural and biomedical applications. Current methods used to generate genetically modified large animals, lay behind those used in laboratory animals, specially the mouse. Therefore, we seek to develop and optimize protocols to produce transgenic bovine embryos through the use of a non-viral vector. The strategy involves the simultaneous presence inside the cell of a restriction enzyme (I-SceI) and a transgene (carrying cassettes for a fluorescent protein -ZsGreen1- and neomycin phosphotransferase) flanked by restriction sites for the endonuclease. We plan to develop an alternative approach to generate transgenic bovine embryos by coinjecting the transgene flanked by I-SceI restriction sites plus the enzyme I-SceI along with the spermatozoon during the technique known as intracytoplasmic sperm injection (ICSI). Embryos will be cultured in vitro and inspected daily with a fluorescence microscope to characterize transgene expression. Embryos that reach the blastocyst stage and express the transgene will be surgically transfer to the uterus of a synchronized ewe. After 7 days, the embryos will be flushed out the ovine uterus and transported to the laboratory to determine the number of integration sites and transgene copies by Southern blot. We anticipate that results from this research will set the stage for the development of efficient strategies to achieve precise genetic modifications in large domestic animals for future biotechnological applications.

Espectroscopía de emisión de rayos x. Aplicación a la caracterización de materiales. X-ray emission spectroscopy. Application to materials characterization

La idea principal del proyecto abarca el estudio de parámetros y fenómenos físicos. Los avances logrados se aplicarán al desarrollo de software y metodologías para cuantificación de materiales mediante microanálisis con sonda de electrones y microscopía electrónica de barrido. El microanálisis no es una técnica absoluta, sino que requiere de estándares de referencia, para obviar el uso de ciertos parámetros geométricos y atómicos difíciles de conocer con una precisión adecuada. Para contar con un método sin estándares debe abordarse la determinación de parámetros atómicos e instrumentales, que es uno de los aspectos que se desea encarar en este proyecto. Por otro lado, también se pretende incluir los parámetros estudiados en un software de cuantificación desarrollado por integrantes del proyecto. Otro de los propósitos del plan de trabajo es estudiar la potencialidad de la resolución espacial de una microsonda de electrones con el fin de desarrollar una metodología para caracterizar interfases, bordes de granos e inclusiones, con resolución submicrométrica, ya que los métodos tradicionales de cuantificación se restringen al caso de muestras planas y homogéneas dentro del volumen de interacción, pero la caracterización de inhomogeneidades a nivel micrométrico no ha sido desarrollada todavía, salvo algunas excepciones. The main idea of this project involves the study of physical parameters and phenomena. The concretion of the different goals will permit the elaboration of softeare and methodologies for materials characterization by means of electron probe microanalysis and scanning microscopy. Electron probe microanalysis is not an absolute technique, but requires reference standards in order not to involve certain geometrical and atomic parameters for which high uncertainties cannot be avoided. In order to have standardless method, the determination of atomic and instrumental parameters must be accomplished, as will be faced through this project. Complementary, the parameters studied will be included in a quantification software developed in our research group of FaMAF. Another objective of this activity plan is to study the spatial resolution potentiality of a focalized electron beam, with the aim of characterizing interphases, grain boundaries and inclusions with submicron sensitivity, since the traditional quantification procedures are restricted to flat homogeneous samples, whereas the characterization of inhomogeneities has not been developed yet.

Investigation of Copy Number Variation in Children with Conotruncal Heart Defects

Background:Congenital heart defects (CHD) are the most prevalent group of structural abnormalities at birth and one of the main causes of infant morbidity and mortality. Studies have shown a contribution of the copy number variation in the genesis of cardiac malformations.Objectives:Investigate gene copy number variation (CNV) in children with conotruncal heart defect.Methods:Multiplex ligation-dependent probe amplification (MLPA) was performed in 39 patients with conotruncal heart defect. Clinical and laboratory assessments were conducted in all patients. The parents of the probands who presented abnormal findings were also investigated.Results:Gene copy number variation was detected in 7/39 patients: 22q11.2 deletion, 22q11.2 duplication, 15q11.2 duplication, 20p12.2 duplication, 19p deletion, 15q and 8p23.2 duplication with 10p12.31 duplication. The clinical characteristics were consistent with those reported in the literature associated with the encountered microdeletion/microduplication. None of these changes was inherited from the parents.Conclusions:Our results demonstrate that the technique of MLPA is useful in the investigation of microdeletions and microduplications in conotruncal congenital heart defects. Early diagnosis of the copy number variation in patients with congenital heart defect assists in the prevention of morbidity and decreased mortality in these patients.

Technique and clinical applications of double balloon enteroscopy for the evaluation of small bowel diseases

Magdeburg, Univ., Med. Fak., Diss., 2012

Identification technique of mechanism-based constitutive model for cast iron under thermo-mechanical loads

Magdeburg, Univ., Fak. für Maschinenbau, Diss., 2015

Empleo de óptica adaptativa y fluorescencia en un oftalmoscopio laser de barrido para el registro de células

Estudio elaborado a partir de una estancia en la Universidad de Rochester, Estados Unidos, de octubre del 2006 a enero del 2007. La estancia realizada en la Universidad de Rochester estuvo orientada al aprendizaje en profundidad del oftalmoscopio láser de barrido. El oftalmoscopio láser de barrido emplea una técnica confocal con la finalidad de visualizar diferentes estructuras retinianas en seres vivos. El instrumento diseñado y desarrollado en el Centro de Ciencias de la Visión incorpora un sistema de óptica adaptativa y fluorescencia. La óptica adaptativa aplicada en este oftalmoscopio tiene como objetivo corregir las aberraciones existentes en el ojo y así permitir observar detalles de la retina que de otra forma se verían emborronados. De esta forma se consigue alcanzar valores de resolución muy cercanos a los impuestos por difracción. Por otro lado el uso de fluorescencia tiene por objetivo el permitir la visualización de células y estructuras que, de no ser teñidas, son transparentes a la luz y visible. Esta técnica se ha estado utilizando principalmente en primates y ratas, aunque actualmente también se están llevando a cabo medidas de células de epitelio pigmentario en seres humanos ya que el pigmento contenido en estas células permite la aplicación de la fluorescencia sin necesidad de utilizar tinción.