Mode of cembranoid action on embryonic muscle acetylcholine receptor

The mechanism of eupalmerin acetate (EUAC) actions on the embryonic muscle nicotinic acetylcholine receptor (nAChR) in BC3H-1 cells was studied by using whole-cell and single-channel patch-clamp current measurements. With whole-cell currents, EUAC did not act as an agonist on this receptor. Coapplication of 30 mu M EUAC with 50 mu M, 100 N, or 500 mu M carbamoylcholine (CCh) reversibly inhibited the current amplitude, whereas, with 20 mu M CCh, current was increased above control values in the presence of EUAC. EUAC concentration curves (0.01-40 N) obtained with 100 mu M and 500 mu M CCh displayed slope coefficients, n(H), significantly smaller than one, suggesting that EUAC bound to several sites with widely differing affinities on the receptor molecule. The apparent rate of receptor desensitization in the presence of EUAC and CCh was either slower than or equal to that obtained with CCh alone. The major finding from single-channel studies was that EUAC did not affect single-channel conductance or the ability of CCh to interact with the receptor. Instead, EUAC acted by increasing the channel closing rate constant. The results are not consistent with the competitive model for EUAC inhibition, with the sequential open-channel block model, or with inhibition by increased desensitization. The data are best accounted for by a model in which EUAC acts by closed-channel block at low concentrations, by positive modulation at intermediate concentrations, and by negative allosteric modulation of the open channel at high concentrations. (c) 2007 Wiley-Liss, Inc.

Heterogeneous photocatalytic degradation of acid dyes in aqueous TiO2 suspensions: Kinetics and toxicity

This work assesses the photocatalytic (TiO2/UV) degradation of a simulated acid dye bath (Yellow 3, Red 51, Blue 74, and auxiliary chemicals). Color and phytotoxicity removal were monitored by spectrophotometry and lettuce (Lactuca sativa) seeds as the test organism, respectively. Mineralization was determined by DOC analyses. Photocatalytic, photolytic, and adsorption experiments were performed, showing that adsorption was negligible. After 240 minutes of irradiation, it was achieved 96% and 78% of color removal with photocatalysis and photolysis, respectively. 37% of mineralization occurred with photocatalysis only. The dye bath was rendered completely non-toxic after 60 minutes of photocatalytic treatment; the same result was only achieved with photolysis after 90 minutes. A kinetic model composed of two first-order in series reactions was used. The first photocatalytic decolorization rate constant was k(1) = 0.062 min(-1) and the second k(2) = 0.0043 min(-1), approximately two times greater than the photolytic ones.

Photodegradation of Folate Sensitized by Riboflavin

Folate is shown to react with singlet-excited state of riboflavin in a diffusion controlled reaction and with triplet-excited state of riboflavin in a somewhat slower reaction with (3)k(q) = 4.8 x 10(8) L mol(-1) s(-1) in aqueous phosphate buffer at pH 7.4, ionic strength of 0.2 mol L(-1), and 25 degrees C. Singlet quenching is assigned as photo-induced reductive electron transfer from ground state folate to singlet-excited riboflavin, while triplet quenching is assigned as one-electron transfer rather than hydrogen atom transfer from folate to triplet-excited riboflavin, as the reaction quantum yield, phi = 0.32, is hardly influenced by solvent change from water to deuterium oxide, phi = 0.37. Cyclic voltammetry showed an irreversible two-electron anodic process for folate, E = 1.14 V versus NHE at a scan-rate of 50 mV s(-1), which appears to be kinetically controlled by the heterogeneous electron transfer from the substrates to the electrode. Main products of folate photooxidation sensitized by riboflavin were pterin-6-carboxylic acid and p-aminobenzoyl-L-glutamic acid as shown by liquid chromatographic ion-trap mass spectrometry (LC-IT-MS).

Heterogeneous photocatalytic degradation of reactive dyes in aqueous TiO(2) suspensions: Decolorization kinetics

This work assesses the photocatalytic (TiO(2)/UV) degradation of a simulated reactive dye bath (Black 5, Red 239, Yellow 17, and auxiliary chemicals). Color removal was monitored by spectrophotometry. Mineralization was determined by DOC analyses. Photocatalytic, photolytic, and adsorption experiments were performed, showing that adsorption was negligible. After 30 min of irradiation, it was achieved 97% and 40% of color removal with photocatalysis and photolysis, respectively. No mineralization occurred within 30 min. A kinetic model composed of two, first-order in-series reactions was used. The first photocatalytic decolorization rate constant was k(1) = 2.6 min(-1) and the second k(2) = 0.011 min(-1). The fast decolorization of Reactive Black 5 dye is an indication that the number of azo and vinylsulfone groups in the dye molecule maybe a determining factor for the increased photolytic and photocatalytic color removal and degradation rates. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Photochemical Production of MicromolarSuperoxideStandards in Aqueous SolutionT

Superoxide(O2-) is a reactive free radical that rapidly undergoes disproportionation to hydrogen peroxide and oxygen. This property makes preparation of superoxide standard for instrument calibration difficult. McDowell et al. (1983) showed photolysis of ketone and alcohol as a convenient method to generate superoxide through triplet and radical intermediates reacting with molecular oxygen. This study expands on this past work and investigates detailed mechanism of the reaction.

Photochemical Generation and Intramolecular Chemistry of β-Alkoxycarbenes

The photolytic phenanthrene-based precursors for both β-methoxycarbene and β-ethoxycarbene were synthesized with and without a deuterium label attached to the a carbon. The incorporation of this deuterium label allowed distinction between a 1, 2-H shift and a 1, 2-O shift pathway to the respective alkyl vinyl ether, without the influence of a primary kinetic isotope effect. Photolyses of these precursors gave rearrangement products of the expected β-alkoxycarbenes. In the case of β-methoxycarbene, no methyl vinyl ether was observed due to its volatility. However, the appearance of aldehyde peaks in the NMR spectra, from an apparent further rearrangement to acetaldehyde through an enol intermediate, indicated that a 1,2-H shift had occurred. Ethyl vinyl ether was isolated following the photolysis of the β-ethoxycarbene precursor. Quantification of the two pathways showed less than 2% undergoing an ethoxy shift to the ethyl vinyl ether. Yield experiments on this photolysis demonstrated a maximum yield of β-ethoxycarbene as 43%, though this decreased as the experiment continued. Computational work on the β-ethoxycarbene system indicates that the triplet scate is more stable than the singlet. In addition, the activation energy to the 1.2-H shift pathway is remarkably low and is clearly consistent with the observed overwhelming preference for this pathway in the experiment.

Flood Risk Management In Small Urban River Using A Sustainable Urban Drainage System: Wortley Beck, Leeds, Uk

In the UK, urban river basins are particularly vulnerable to flash floods due to short and intense rainfall. This paper presents potential flood resilience approaches for the highly urbanised Wortley Beck river basin, south west of the Leeds city centre. The reach of Wortley Beck is approximately 6km long with contributing catchment area of 30km2 that drain into the River Aire. Lower Wortley has experienced regular flooding over the last few years from a range of sources, including Wortley Beck and surface and ground water, that affects properties both upstream and downstream of Farnley Lake as well as Wortley Ring Road. This has serious implications for society, the environment and economy activity in the City of Leeds. The first stage of the study involves systematically incorporating Wortley Beck’s land scape features on an Arc-GIS platform to identify existing green features in the region. This process also enables the exploration of potential blue green features: green spaces, green roofs, water retention ponds and swales at appropriate locations and connect them with existing green corridors to maximize their productivity. The next stage is involved in developing a detailed 2D urban flood inundation model for the Wortley Beck region using the CityCat model. CityCat is capable to model the effects of permeable/impermeable ground surfaces and buildings/roofs to generate flood depth and velocity maps at 1m caused by design storm events. The final stage of the study is involved in simulation of range of rainfall and flood event scenarios through CityCat model with different blue green features. Installation of other hard engineering individual property protection measures through water butts and flood walls are also incorporated in the CityCat model. This enables an integrated sustainable flood resilience strategy for this region.

Extension And Testing Of A 2D Hydrodynamic Model For Direct Rainfall Runoff Simulation

While the simulation of flood risks originating from the overtopping of river banks is well covered within continuously evaluated programs to improve flood protection measures, flash flooding is not. Flash floods are triggered by short, local thunderstorm cells with high precipitation intensities. Small catchments have short response times and flow paths and convective thunder cells may result in potential flooding of endangered settlements. Assessing local flooding and pathways of flood requires a detailed hydraulic simulation of the surface runoff. Hydrological models usually do not incorporate surface runoff at this detailedness but rather empirical equations are applied for runoff detention. In return 2D hydrodynamic models usually do not allow distributed rainfall as input nor are any types of soil/surface interaction implemented as in hydrological models. Considering several cases of local flash flooding during the last years the issue emerged for practical reasons but as well as research topics to closing the model gap between distributed rainfall and distributed runoff formation. Therefore, a 2D hydrodynamic model, depth-averaged flow equations using the finite volume discretization, was extended to accept direct rainfall enabling to simulate the associated runoff formation. The model itself is used as numerical engine, rainfall is introduced via the modification of waterlevels at fixed time intervals. The paper not only deals with the general application of the software, but intends to test the numerical stability and reliability of simulation results. The performed tests are made using different artificial as well as measured rainfall series as input. Key parameters of the simulation such as losses, roughness or time intervals for water level manipulations are tested regarding their impact on the stability.

Sistema portátil de aquisição de dados para análise dinâmica de estruturas mecânicas

Este trabalho apresenta um sistema microcontrolado para aquisição dinâmica de sinais. O sistema possui condicionadores analógicos para três canais de entrada, possibilitando a leitura de sinais diferenciais provenientes de transdutores ligados em ponte de Wheatstone. Estes condicionadores provêem tensão de excitação AC, com portadora de 5 kHz. A parte digital do sistema baseia-se no microcontrolador Intel 80C196. Apresenta interface com o usuário através de teclado e mostrador de cristal líquido. A taxa de aquisição é de 1000 amostras/s e o armazenamento dos dados é feito em memória Flash de 4 Mbits. Também possibilita comunicação digital serial com um microcomputador tipo PC para análise e tratamento dos dados adquiridos. Um protótipo do equipamento foi montado interligando as partes analógica e digital. Para a calibração dos condicionadores de sinais foi adotado o procedimento de calibração estática, tendo como referência uma unidade de calibração resistiva padrão. Foi determinado o comportamento dos condicionadores através de ensaios dinâmicos, sendo apresentados gráficos de resposta em amplitude e fase em função da freqüência do sinal de entrada. Os dados resultantes de ensaios estáticos e dinâmicos foram adquiridos por um osciloscópio digital e pelo sistema de aquisição desenvolvido. São mostrados gráficos comparativos dos sinais obtidos com ambos os equipamentos.

Rede de modelos termodinâmicos locais

A simulação computacional de processos é uma ferramenta valiosa em diversas etapas da operação de uma planta química, tais como o projeto, a análise operacional, o estudo da estratégia de controle e a otimização, entre outras. Um programa simulador requer, freqüentemente, o cálculo das propriedades termofísicas que fazem parte das equações correspondentes aos balanços de massa, energia e quantidade de movimento. Algumas dessas quantidades, típicas de operações baseadas no equilíbrio de fases (tais como a destilação fracionada e a separação flash), são as fugacidades e entalpias das fases líquida e vapor em equilíbrio. Contudo, o uso de modelos e correlações cada vez mais sofisticadas para representar acuradamente as propriedades termofísicas dos sistemas reais fez com que grande parte do tempo gasto numa simulação de processos seja devida à avaliação destas propriedades. Muitas estratégias têm sido propostas na literaturas a fim de se reduzir a carga computacional envolvida na simulação, estática e dinâmica, dos problemas de Engenharia Química. Esta diminuição do tempo de processamento pode muitas vezes ser determinante na aplicação ou não da simulação de processos na prática industrial, como, por exemplo, no controle automático. Esta dissertação aborda uma das alternativas para a redução do tempo computacional gasto na simulação de processos: a aproximação das funções que descrevem as propriedades termofísicas através de funções mais simples, porém de fácil avaliação. Estas funções, a fim de se garantir uma aproximação adequada, devem ser corrigidas ou atualizadas de alguma forma, visto que se tratam de modelos estritamente válidos em uma pequena região do espaço das variáveis, sendo, por isto, chamados de modelos locais. Partindo-se do estado atual desta técnica, é proposta nesta dissertação uma nova metodologia para se efetuar esta aproximação, através da representação global da propriedade mediante múltiplas funções simples, constituindo, desse modo, uma rede de modelos locais. Algumas possibilidades para a geração efetiva destas redes são também discutidas, e o resultado da metodologia é testado em alguns problemas típicos de separação por equilíbrio de fases.

Uma introdução conceitual à relatividade especial no ensino médio

Este trabalho apresenta a implementação da proposta, e os resultados obtidos com sua aplicação em sala de aula, de um curso introdutório à teoria da Relatividade Especial para alunos de ensino médio. Essa proposta tem como marco teórico a teoria cognitiva de Piaget. O curso desenvolvido faz uso sistemático de recursos computacionais, com destaque para animações originais desenvolvidas em Flash, para promover o aprendizado significativo de conceitos básicos da Relatividade Especial, bem como para a dedução de relações matemáticas fundamentais que são decorrência lógica dos postulados de Einstein. Como o assunto não é ensinado na escola onde a proposta foi aplicada e a maioria dos programas de provas de vestibular não inclui a teoria da Relatividade Especial, o curso foi oferecido na modalidade extraclasse. A proposta contempla as recomendações dos Parâmetros Curriculares Nacionais, no sentido de uma progressiva inserção da Física do século XX no ensino médio. Na expectativa real de que, em futuro próximo, a Relatividade Especial passe a constar da maioria dos programas de concursos de vestibular de Física, o curso poderá ser de grande valia para professores de ensino médio que queiram abordar o assunto em suas aulas regulares, em escolas que disponham de recursos de informática.

Concentração de partículas minerais grossas de fluorita em coluna de flotação

Este estudo tem por objetivo definir um sistema de flotação em coluna para ser utilizado, em um sistema rougher, para flotar partículas grossas de fluorita. Para esse fim, foi proposta uma detalhada investigação de parâmetros que poderiam influenciar o processo de flotação de partículas grossas. Foram definidos dois perfis granulométricos com alto conteúdo de grossos em comparação à granulometria convencional, e foi analisada a variação dos parâmetros de separação (recuperação e teor) em função de determinados parâmetros operacionais, como concentração do agente coletor (tall oil), velocidade superficial do ar, concentração de sólidos na polpa de alimentação, velocidade superficial de água de bias e de água de lavagem. Nesse trabalho, a inovação proposta é a utilização da coluna de flotação para a concentração de partículas grossas em uma etapa rougher, trabalhando em regime de bias negativo (velocidade de alimentação maior que a velocidade de rejeito), como aplicação e otimização de um sistema de flotação rápida (tipo flash flotation) em coluna curta. Os resultados obtidos em coluna mostram que, mesmo com uma granulometria grossa, é possível atingir valores de recuperação e teor semelhantes aos anotados na flotação de finos. Nos ensaios com bias negativo (0,3 cm/s), foram registrados teores acima de 85% de fluorita nos concentrados, com recuperações em torno de 70%. Os teores de sílica e carbonato foram menores em comparação a um sistema convencional, em escala de bancada. Os ensaios com adição de água de bias também apresentaram bons resultados metalúrgicos. Nesses ensaios a mobilidade das bolhas de ar apresentou um aumento, uma vez que o fluxo ascendente de água de bias ajudou a diminuir o conteúdo de ar na zona de coleção. Esse efeito foi comprovado pelos menores valores de hold up. O ensaio com bias negativo e água de lavagem, aqui considerado como um indicativo para novos estudos, mostrou um efeito negativo da água com relação à recuperação, mas bastante positivo com relação à seletividade, uma vez que baixos valores de teor de sílica e carbonato foram observados, sendo que nesse sistema uma única etapa rougher foi suficiente para a obtenção de fluorita tipo cerâmico. A partir dos resultados, é possível afirmar que a coluna de flotação, operando em regime de bias negativo, se mostra um equipamento eficiente na recuperação de partículas minerais grossas, podendo ser considerada uma rota tecnicamente adequada para o aproveitamento, concentração e controle de qualidade de minérios, como o de fluorita.

O eletromagnetismo abordado de forma conceitual no ensino médio

Este trabalho trata da aplicação de uma abordagem instrucional centrada nos aspectos conceituais, visando uma aprendizagem eficaz e significativa de situações físicas no Ensino Médio. O objetivo da metodologia aqui empregada é priorizar conceitos físicos em relação a instrumentos (como, por exemplo, a Matemática), que devem ter a conotação apenas de ferramentas, ou de coadjuvantes, no contexto do ensino de Física no Nível Médio. Como referencial teórico para o desenvolvimento dessa metodologia é utilizada a teoria dos campos conceituais de Vergnaud. A proposta é desenvolver um material instrucional que possa servir como texto de apoio na abordagem conceitual do Eletromagnetismo. Este material foi aplicado no decorrer do 3º trimestre do ano de 2003 aos 22 alunos da turma 3A do Colégio Estadual Piratini e, posteriormente durante o 2o bimestre, aos 20 alunos das turmas de 6º semestre da Escola Técnica em Saúde do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Como avaliação da aplicação dessa proposta pode-se citar que os alunos mostraram-se mais seguros no momento de aplicar os conceitos, quando da confecção dos experimentos, e menos ansiosos no momento formal da prova avaliativa, demonstrando uma maior motivação quando apresentados ao Eletromagnetismo contextualizado em situações do seu dia-a-dia. Acredita-se que tenha ocorrido uma aprendizagem mais significativa do Eletromagnetismo por ter sido este abordado com uma maior ênfase na parte conceitual. O produto educacional produzido neste trabalho de conclusão compreende o material didático impresso preparado para o desenvolvimento desta metodologia e entregue para os alunos, bem como os instrumentos de avaliação utilizados (Anexos A a F). Como complemento, é apresentado um CD com o objetivo de facilitar o acesso ao material instrucional e incluir as animações desenvolvidas pela autora usando o software Flash MX.

A aquisição automática de dados proporcionando discussões conceituais na física térmica do ensino médio

Diante dos problemas vivenciados no ensino da Física cabe ao professor a tarefa de tentar combater as dificuldades de seus alunos, proporcionando-lhes experiências de aprendizagem eficazes, procurando atualizar, tanto quanto possível, os instrumentos pedagógicos que utiliza. Considerando a especificidade experimental da Física, a realização de atividades de laboratório faz-se de grande importância. Porém, uma reflexão a respeito de como utilizar tais atividades é necessária para que possam realmente contribuir para uma aprendizagem significativa. Nesta busca, a utilização da aquisição automática de dados através de dispositivos do tipo CBL (do inglês Calculator Based Laboratory) pode, sem dúvida, trazer grande contribuição. Aliando-se à grande potencialidade do uso destes dispositivos, à inexistência de trabalhos divulgados envolvendo seu uso no ensino de Física no Brasil e, finalmente, ao fato deste ser um equipamento adquirido recentemente pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Pelotas, instituição na qual este trabalho foi desenvolvido, optou-se por propor nesta dissertação a utilização de tais equipamentos em laboratório didático de Física Térmica no ensino médio. Dentre os assuntos abordados cita-se: calor, temperatura e energia interna; resfriamento de um corpo; mudança de estado físico e pressão de vapor; transmissão do calor. Alguns destes assuntos não são normalmente abordados no ensino médio, como a lei de resfriamento e análise da curva de pressão de vapor. Outros tópicos levam a uma maior contextualização da Física, como umidade relativa do ar e formação de geada. Esta proposta é fundamentada pela teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel e pela teoria da interação social de Lev Vigotski Através desta experiência de implementação em aulas regulares de ensino médio, espera-se verificar a possibilidade de sua utilização neste nível de ensino. Como produto deste trabalho de dissertação, foi produzido material instrucional que compreende guias experimentais e textos envolvendo os conteúdos abordados, assim como material hipermídia sobre transmissão do calor contendo algumas animações e teste interativo desenvolvidos em Flash MX. Todo este material foi concebido e implementado buscando levar o aluno a uma aprendizagem significativa dos conceitos físicos.

A low cost one-camera optical tracking system for indoor wide-area augmented and virtual reality environments

In the last years the number of industrial applications for Augmented Reality (AR) and Virtual Reality (VR) environments has significantly increased. Optical tracking systems are an important component of AR/VR environments. In this work, a low cost optical tracking system with adequate attributes for professional use is proposed. The system works in infrared spectral region to reduce optical noise. A highspeed camera, equipped with daylight blocking filter and infrared flash strobes, transfers uncompressed grayscale images to a regular PC, where image pre-processing software and the PTrack tracking algorithm recognize a set of retro-reflective markers and extract its 3D position and orientation. Included in this work is a comprehensive research on image pre-processing and tracking algorithms. A testbed was built to perform accuracy and precision tests. Results show that the system reaches accuracy and precision levels slightly worse than but still comparable to professional systems. Due to its modularity, the system can be expanded by using several one-camera tracking modules linked by a sensor fusion algorithm, in order to obtain a larger working range. A setup with two modules was built and tested, resulting in performance similar to the stand-alone configuration.