Development of Microfluidic Devices with the Use of Nanotechnology to Aid in the Analysis of Biological Systems Including Membrane Protein Separation, Single Cell Analysis, and Genetic Markers

Computation technology has dramatically changed the world around us; you can hardly find an area where cell phones have not saturated the market, yet there is a significant lack of breakthroughs in the development to integrate the computer with biological environments. This is largely the result of the incompatibility of the materials used in both environments; biological environments and experiments tend to need aqueous environments. To help aid in these development chemists, engineers, physicists and biologists have begun to develop microfluidics to help bridge this divide. Unfortunately, the microfluidic devices required large external support equipment to run the device. This thesis presents a series of several microfluidic methods that can help integrate engineering and biology by exploiting nanotechnology to help push the field of microfluidics back to its intended purpose, small integrated biological and electrical devices. I demonstrate this goal by developing different methods and devices to (1) separate membrane bound proteins with the use of microfluidics, (2) use optical technology to make fiber optic cables into protein sensors, (3) generate new fluidic devices using semiconductor material to manipulate single cells, and (4) develop a new genetic microfluidic based diagnostic assay that works with current PCR methodology to provide faster and cheaper results. All of these methods and systems can be used as components to build a self-contained biomedical device.

The effects of temperature on growth and metabolism of flowing water cold-stenotherms [Translation from: Archiv fur Hydrobiologie 74(4) 479-495, 516-522, 1974]

A small stream in the French Alps was sampled at regular intervals to determine the size distribution of animals for growth studies. The temperature was also measured. The results obtained for Gammarus fossarum were compared with laboratory cultures and the laboratory animals were physiologically and chemically analysed. Chemical analysis was also carried out on field animals.

The problem of the co-existence of Arctodiaptomus bacillifer (Koelb.), Acanthodiaptomus denticornis (Wierz.) and Heterocope saliens Lill [Translation from: Memorie dell'Istituto Italiano di Idrobiologia Dott.Marco de Marchi 8 81-94, 1954]

In freshwater environments of modest size and without notable ecological structure, there is usually present only one diaptomid species. When two or more diaptomid species are present in the same habitat, generally their body dimensions are distinctly different. There are only four examples of co-existence of Arctodiaptomus bacillifer (Koelb.) and Acanthodiaptomus denticornis (Wierz.) situated at higher altitudes alpine lakes. The article discusses the results of sampling in the summer of 1953 and the problem of the co-existence of Arctodiaptomus bacillifer, Acanthodiaptomus denticornis and Heterocope saliens.

A contribution to the knowledge of the skin albuminose cells of Torpedo ocellata Raf [Riv.Istochim.norm.pat. 8 411-416, 1962]

Glandular cells, other than the mucous cells, have been described in the skin of various groups of fish (Teleosts, Ganoids, Selachii) and they have been called 'albuminose' by various authors. The authors propose to study the albuminose cells in the skin of Torpedo ocellata Raf. from a histochemical point of view. The albuminose cells have a complex morphological structure and a correspondingly complicated histochemical make-up. One must treat them as an example of cell with secretions of a particular type, which must and will be better incorporated when more is known of characteristics existent in other species.

Rearing cyprinid fry in cages [conclusions only] [Translation from: Gospodarka rybna, Warszawa 27(8/9) 3-5, 1975]

This short translation presents the conclusions only of a study of the proposed method of rearing cyprinid fry in cages and how this method can increase the amount of material produced of the stocked fry.

High-efficiency diffraction gratings in fused silica at the wavelength of 632.8 nm

We describe high-efficiency diffraction gratings fabricated in fused silica at the wavelength of 632.8 nm by rigorous coupled-wave analysis (RCWA). High-density holographic gratings, if the groove density falls within the range of 1575-1630 lines/mm and the groove depth within the range of 1.1-1.3 microns, can realize high diffraction efficiencies at the wavelength of 632.8 nm, e.g., the first Bragg diffraction efficiency can theoretically achieve more than 93% both in TE- and TM-polarized incidences, which greatly reduces the polarization-dependent losses. Note that with different groove profiles further optimized, the maximum efficiency of more than 99.69% can be achieved for TM-polarized incidence, or 97.81% for TE-polarized incidence.

Photoproduction of ETA mesons from hydrogen at photon energies between 0.8 and 1.45 GeV

We measured the differential cross section of the process γp → pƞ at the 1.5 GeV Caltech electron synchrotron, at photon energies from 0.8 to 1.45 GeV, at various angles between 45° and 100° in the center of mass. A counter-spark chamber array was used to determine the kinematics of all particles in the final state of the partial mode γp → pƞ (ƞ → 2γ). Analysis of 40,000 pictures yielded 6,000 events above a background which varied with energy from 5% to 30% of foreground. The cross section shows an energy dependence confirming earlier results up to 1000 MeV, but with improved statistics; it then remains roughly constant (at 50° C.M.), to 1.45 GeV. The data show a small angular variation, within the limited range covered, at energies between 1000 and 1100 MeV.

CICLOADICIONES [3+2] Y [8+2] Y SU APLICACIÓN A LA SÍNTESIS DE MOLÉCULAS MARCADAS Y SENSORES DE ADN FLUORESCENTES

La presente Tesis Doctoral está encaminada hacia el estudio de las cicloadiciones y su aplicación a la síntesis de moléculas marcadas y sensores de ADN fluorescentes. La primera línea de trabajo se basará en el diseño y síntesis de dos nuevos grupos de moléculas fluorescentes basadas en las benzo[a]imidazo[5,1,2-cd]indolizinas y en las 2,3,9c-triazociclo-penta[j,k]fluorenos mediante la cicloadición [8 + 2]. También se lleva a cabo la síntesis de los derivados los aductos [8+2] que pudieran interaccionar con el ADN y posteriores experimentos de unión al ADN de los compuestos sintetizados. Por otro lado, la segunda línea de investigación consistirá en la búsqueda de estrategias sintéticas para la obtención de un precursor de un inhibidor de HDAC para su utilización en estudios de biodistribución mediante técnicas basados en radioactividad, como son la de tomografía por emisión de positrones y el método de disección.

Análise das práticas de recrutamento e de seleção de pessoas com deficiência para o trabalho em empresas privadas: cumprimento à Lei n 8.213/1991

A proposta da presente pesquisa teve como objetivo analisar criticamente as melhores práticas de recrutamento e de seleção, direcionadas a pessoas com deficiência, candidatas a emprego em cinco empresas privadas, na cidade do Rio de Janeiro, que possuem em seu quadro de funcionários mais de 100 empregados, sendo assim, obrigadas ao cumprimento da Lei n 8.213/1991, a Lei de Cotas. Analisou-se também o modo como profissionais de Recursos Humanos adquiriram conhecimentos técnicos acerca destas práticas. Parte dos objetivos desta proposta de pesquisa foi identificar as bases desta determinação legal, no que se refere ao amparo técnico aos profissionais de RH no processo seletivo. Neste aspecto, o foco da investigação foi verificar a existência de programas de qualificação para estes profissionais, tendo em vista que a exigência de capacitação está sempre centrada na pessoa com deficiência, quando, na verdade, a carência está presente também nos responsáveis que lidam com este público, por ocasião do seu ingresso nas organizações corporativas. A abordagem metodológica incluiu uma pesquisa de campo com base em dados de entrevistas semi-estruturadas, sendo complementada pela técnica de análise de relato verbal. Seis foram os profissionais de RH escolhidos como participantes da pesquisa e que atuam diretamente na área de recrutamento e de seleção de pessoas com deficiência. Inevitavelmente, estes profissionais de RH se utilizam de instrumentos psicométricos dentre outros, cotidianamente empregados no processo seletivo, inclusive na avaliação de pessoas com deficiência. Os resultados da presente pesquisa apontam que as melhores práticas de recrutamento e de seleção, atualmente em uso, direcionadas a pessoas com deficiência, são discriminatórias, pois os profissionais envolvidos neste processo, por demonstrarem falta de conhecimento acerca de práticas apropriadas, se utilizam dos mesmos procedimentos adotados no atendimento de vagas para o público de pessoas ditas normais. Complementarmente, a revisão da literatura aponta a inexistência de amparo técnico e científico, no sentido de qualificar profissionais responsáveis pelo ingresso e permanência de pessoas com deficiência no mercado de trabalho, confirmando-se, assim, a limitação da ação de política pública em vigor. Por conta desse fato, propõe-se a adoção de ações afirmativas, neste caso de órgãos privados, no sentido de mobilizar esforços em prol da contratação de grupos socialmente excluídos no mercado de trabalho, como é o caso das pessoas com deficiência.

Efeito de ExoU na ativação de NF-κB e na secreção de IL-8 por células humanas infectadas por Pseudomonas aeruginosa

ExoU, uma citotoxina produzida pelo patógeno oportunista Pseudomonas aeruginosa e translocada para o citossol de células hospedeiras via sistema de secreção do tipo III, é associada à gravidade de infecções agudas. Estudos anteriores realizados em nosso laboratório relataram a potente atividade pró-inflamatória de ExoU, responsável por um intenso recrutamento de neutrófilos para o sítio de infecção. No presente trabalho, o efeito de ExoU na modulação da ativação do fator transcricional NF-κB e na regulação da expressão e da secreção da quimiocina para neutrófilos IL-8 foi avaliado em culturas de células epiteliais respiratórias e endoteliais humanas infectadas com a cepa PA103 de P. aeruginosa (produtora de ExoU) ou com a mutante deletada no gene exoU, PA103κexoU. Análises por RT-PCR semi-quantitativo mostraram que a infecção pela cepa produtora de ExoU levou ao aumento dos níveis de mRNA de IL-8, enquanto ensaios de alteração da mobilidade eletroforética (EMSA), supershift e com gene repórter mostraram que ExoU induziu a translocação nuclear do heterodímero transativador p65/p50 de NF-κB e a ativação da transcrição de genes dependente deste fator transcricional. Adicionalmente, o tratamento das culturas celulares com um inibidor de NF-κB antes da infecção bacteriana reduziu significativamente os níveis de mRNA de IL-8 e da secreção desta quimiocina. Em conjunto, estes resultados mostram que ExoU ativa NF-κB e, consequentemente, estimula a expressão e a secreção de IL-8 por células epiteliais respiratórias e células endoteliais infectadas com P. aeruginosa

热退偏损耗完全补偿的千赫兹电光调QNd:YAG激光器

为了同时补偿固体增益介质的热致双折射及热透镜效应,进一步提高重复频率1 kHz激光二极管(LD)侧向抽运高平均功率电光调Q Nd:YAG激光器的输出功率,设计了一种完全消除热退偏损耗的双调Q开关谐振腔结构,此结构在传统调Q谐振腔的基础上沿着偏振片的退偏方向增加了一个调Q谐振支路,并使得激光从增益介质方向输出。实验结果表明,此激光器的单脉冲能量比单Q开关结构的非补偿腔输出能量高出74.7%。当侧面抽运的激光二极管输出脉冲能量达到307 mJ时,激光输出能量达到26.2 mJ,光-光转换效率为8.5%,光束发