Improved Dynamic Headspace Sampling and Detection using Capillary Microextraction of Volatiles Coupled to Gas Chromatography Mass Spectrometry

Sampling and preconcentration techniques play a critical role in headspace analysis in analytical chemistry. My dissertation presents a novel sampling design, capillary microextraction of volatiles (CMV), that improves the preconcentration of volatiles and semivolatiles in a headspace with high throughput, near quantitative analysis, high recovery and unambiguous identification of compounds when coupled to mass spectrometry. The CMV devices use sol-gel polydimethylsiloxane (PDMS) coated microglass fibers as the sampling/preconcentration sorbent when these fibers are stacked into open-ended capillary tubes. The design allows for dynamic headspace sampling by connecting the device to a hand-held vacuum pump. The inexpensive device can be fitted into a thermal desorption probe for thermal desorption of the extracted volatile compounds into a gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS). The performance of the CMV devices was compared with two other existing preconcentration techniques, solid phase microextraction (SPME) and planar solid phase microextraction (PSPME). Compared to SPME fibers, the CMV devices have an improved surface area and phase volume of 5000 times and 80 times, respectively. One (1) minute dynamic CMV air sampling resulted in similar performance as a 30 min static extraction using a SPME fiber. The PSPME devices have been fashioned to easily interface with ion mobility spectrometers (IMS) for explosives or drugs detection. The CMV devices are shown to offer dynamic sampling and can now be coupled to COTS GC-MS instruments. Several compound classes representing explosives have been analyzed with minimum breakthrough even after a 60 min. sampling time. The extracted volatile compounds were retained in the CMV devices when preserved in aluminum foils after sampling. Finally, the CMV sampling device were used for several different headspace profiling applications which involved sampling a shipping facility, six illicit drugs, seven military explosives and eighteen different bacteria strains. Successful detection of the target analytes at ng levels of the target signature volatile compounds in these applications suggests that the CMV devices can provide high throughput qualitative and quantitative analysis with high recovery and unambiguous identification of analytes.

L’influence des capacités cognitives mâles et femelles sur le choix de partenaire chez le diamant mandarin (Taeniopygia guttata)

S’approvisionner en nourriture est essentiel à la survie et au succès reproducteur. Lorsque les animaux font face à des changements environnementaux brutaux, ils doivent s’ajuster rapidement à leur nouvel environnement et parfois même innover dans leur façon de s’approvisionner. Des processus comportementaux et cognitifs, tels que l’innovation et l’apprentissage, permettent aux animaux d'intégrer de nouveaux comportements à leur répertoire comportemental afin de s'adapter de façon optimale. Les performances cognitives varient entre les individus d’une même population et bien que des études récentes se soient intéressées aux causes de ce phénomène, de convaincantes évidences sont manquantes afin d’expliquer pourquoi ces variations sont maintenues. Au cours de ce mémoire, les questions des pressions de sélection s'exerçant sur les performances d’alimentation par une tâche motrice nouvelle sont abordées afin de mieux comprendre l'évolution des capacités cognitives au sein d'une population captive de diamants mandarins (Taeniopygia guttata). Nous avons tout d'abord testé si les femelles diamants mandarins modifient leurs préférences d'accouplement après avoir observé la performance d'alimentation par une tâche motrice nouvelle des mâles. Afin de déterminer si les femelles sont capables de discriminer entre les mâles sur la base de leur capacité cognitive, nous avons également évalué les performances d’apprentissage de chacune d’elles. En effet, des études ont suggéré qu’il peut être coûteux, spécialement en terme de temps, de discriminer entre des partenaires potentiels sur cette base. La généralisation d’une préférence pour un mâle performant à d’autres mâles possédant le même phénotype permettrait la réduction de ces coûts. Nous avons donc finalement testé si les femelles diamants mandarins peuvent généraliser leur préférence après avoir observé les performances d’alimentation pour une tâche motrice nouvelle d’un mâle. Nos résultats suggèrent que les femelles diamants mandarins ne peuvent évaluer les capacités cognitives d’un mâle par l’intermédiaire de traits indicateurs. Toutefois, nous avons démontré qu’une observation directe des performances d’alimentation d’un mâle guide le choix d’appariement des femelles. Également, nous avons montré que les femelles peuvent généraliser l’apparence du mâle le plus performant et utiliser cette information lors de l’évaluation de nouveaux mâles. La relation entre les performances cognitives et le choix de partenaire pourraient s’expliquer par exemple par une meilleure exploitation de l’habitat, mais nécessite des études plus approfondies.

L’étendue effective de pratique des infirmières oeuvrant en santé mentale et le niveau de formation

L’importance du rôle de l’infirmière dans le système de santé autant au niveau de l’accessibilité que la qualité et la sécurité des soins et services donnés à la population est reconnue. Pour être en mesure d’exercer pleinement ce rôle, les infirmières doivent être en mesure d’exercer à leur pleine étendue de pratique. Les infirmières œuvrant dans le domaine de la santé mentale n’y font pas exception. Or, les recherches démontrent que les infirmières ne parviennent pas à mettre en oeuvre l’ensemble des activités pour lesquelles elles détiennent la formation et l’expérience. Cette recherche vise à mesurer l’étendue de pratique effective des infirmières oeuvrant en santé mentale ainsi qu’à identifier l’influence du niveau de formation sur cette étendue de pratique. Cette étude prend appui sur le SCOP model de Déry et al. (2015) qui mentionne que certaines caractéristiques de l’environnement et individuelles, telles que le niveau de formation, peuvent influencer l’étendue effective de la pratique des infirmières. Le déploiement de cette étendue de pratique a le potentiel d’influencer à son tour la satisfaction professionnelle des infirmières (Déry et al., 2013), la qualité des soins aux patients ainsi que d’autres variables organisationnelles telles que l’accessibilité, les durées moyennes de séjours et les coûts. Un devis corrélationnel descriptif a été retenu pour cette étude. Un questionnaire de type Likert a été complété par les infirmières (n=80) d’un Institut universitaire en santé mentale du Québec. Des analyses de la variance ont été utilisées pour comparer les moyennes d’étendue de pratique selon les ni-veaux de formation. Les résultats démontrent un déploiement sous-optimal de l’étendue de la pratique des infirmières (4,24/6; E.T.= 0,63). Cette étendue de pratique est tout de même supérieure à l’étendue de pratique des infirmières d’autres milieux qui a été mesurée à l’aide du questionnaire de l’étendue de la pratique infirmière (QÉPI). Les analyses effectuées concernant l’influence du niveau de formation sur l’étendue de pratique n’ont révélées aucune différence significative entre les niveaux de formation F (3, 77) = 0,707, p = 0,551. Le niveau de formation des infirmières, la présence d’un biais de représentation, le manque de puissance statistique et certaines caractéristiques de l’emploi peuvent expliquer ces résultats. Les résultats de cette étude semblent constituer une recherche empirique initiale puisqu'il s’agit à ce jour de l’unique recherche à avoir mesuré l’étendue de pratique des infirmières œuvrant en santé mentale à l’aide du QÉPI et à avoir tenté de connaître l’influence que pouvait avoir le niveau de formation sur l’étendue de leur pratique.

Évaluation de l’impact des services en téléobstétrique du RUIS McGill offerts à une population de femmes inuites avec grossesse à risque élevé habitant sur la côte de la baie d’Hudson au Nunavik

L’accessibilité à des soins de santé pour une population habitant une région éloignée au Québec représente un défi de taille pour le Ministère de la santé et des services sociaux. Des solutions, telles que la télésanté, ont été présentées afin de pallier ce problème. Le RUIS McGill a ainsi développé un programme de téléobstétrique afin de desservir une population de femmes inuites à grossesse à risque élevé (GARE) habitant le Nunavik. L’objectif de ce mémoire fut de comprendre l’impact du service de téléobstétrique du RUIS McGill sur la santé des femmes et de leur nouveau-né ainsi que sur les coûts de santé et l’utilisation des services suite à son implantation au Centre de santé et de services sociaux Inuulitsivik sur la côte de la baie d’Hudson. Les femmes inuites à grossesse à risque élevé et leurs enfants de la région de la baie d’Hudson du Nunavik, éloignés des services obstétriques spécialisés, sont visés. Le service de téléobstétrique permet un accès aux obstétriciens du RUIS McGill localisés à Montréal. Un devis quasi-expérimental est utilisé pour examiner trois hypothèses portant sur l’état de santé des mères et des enfants, sur l’utilisation des services de santé et sur leurs coûts. Le service de téléobstétrique est devenu fonctionnel en 2006, offrant la possibilité de constituer une étude avant-après à deux groupes de femmes, soit celles ayant accouché avant 2006 (prétest) et celle ayant accouché après 2012 (post-test). La collecte de donnée se fit, dans son intégralité, par l’entremise des dossiers médicaux papier des participantes permettant l’analyse de 47 dossiers pour le prétest et de 81 dossiers pour le post-test. L’exécution d’analyse de covariance, de régression logistique et du test non paramétrique de Mann-Witney permit de conclure que le prétest et le post-test ne différent que sur deux variables, soient le poids à la naissance, plus faible dans le post-test et la pression artérielle de la mère à la naissance, plus élevée dans le post-test. Pour l’ensemble des autres variables portant sur les trois hypothèses à l’étude, les résultats de ce mémoire ne démontrent aucune différence significative entre les deux groupes démontrant ainsi qu’une même qualité de soins a été conservée suite à l’implantation du programme de téléobstétrique. Sur la base des résultats, ce mémoire recommande de revoir et modifier les objectifs du programme; de partager les bornes de communication de télésanté avec d’autres spécialités; d’entreprendre une évaluation du programme axée sur les coûts; de suivre rigoureusement l’utilisation du programme pour en maximiser l’efficacité et le potentiel; d’établir un tableau de bord; et d’entreprendre une étude évaluative comparative dans un service de téléobstétrique comparable.

Executive order no. 2016-15

This executive order by Governor Nikki R. Haley directs that all executive agencies conduct an internal audit.

Executive order no. 2016-18

This executive order by Governor Nikki Haley determines that an emergency exists in the State South Carolina for the limited purpose of complying with the declaration of emergency in the State of North Carolina and accordingly directs the State Transport Police Division of the South Carolina Department of Public Safety as needed to suspend the federal rules and regulations that limit the hours of operation of commercial vehicles providing relief for the emergency declared in the State of North Carolina due to the winter storm.

Executive order no. 2016-22

This executive order by Governor Nikki R. Haley directs all state agencies to prepare an Other Funds report.

Executive order no. 2016-26

This executive order by Governor Nikki R. Haley declares that a State of Emergency exists in South Carolina. She directs that the South Carolina Emergency Operations Plan be placed into effect and directs that all prudent preparations be taken at the individual, local, and state levels to protect against the possible effects of Hurricane Matthew.

Executive order no. 2016-28

This executive order by Governor Nikki R. Haley suspends the federal rules and regulations that restrict certain registration, permitting, length, width, weight, load, and hours of service requirements and further directs the South Carolina Department of Transportation and the South Carolina Department of Public Safety, and the State Transport Police as needed, to comply with this Order.

Executive order no. 2016-32

This executive order by Governor Nikki R. Haley orders an evacuation of all persons located in the specified Evacuation Zone A in Georgetown and Horry counties with the exception of those critical or emergency response personnel due to Hurricane Matthew and directs that specified units of the South Carolina National Guard, at the discretion of the AdJutant General in consultation with the Director of the Emergency Preparedness Division may remain on duty to assist civil authorities in these counties.

Executive order no. 2016-33

This executive order by Governor Nikki R. Haley order an evacuation of all persons located in the specified Evacuation Zone B in Colleton and Jasper counties with the exception of those critical or emergency response personnel and directs that specified units of the South Carolina National Guard, at the discretion of the Adjutant General in consultation with the Director of the Emergency Preparedness Division, may remain on duty to assist civil authorities in these counties.

Executive order no. 2016-39

This executive order by Governor Nikki R. Haley declares that as of October 19, 2016 a State of Emergency exists in South Carolina and directs that the South Carolina Emergency Operations Plan be placed into effect.

Executive order no. 2016-44

This executive order by Governor Nikki R. Haley determines that an emergency exists in the State South Carolina for the limited purpose of complying with the declaration of emergency in the State of Georgia and hereby suspend of Part 395 (drivers' hours of service) of Title 49 of the Code of Federal Regulations. She further directs the South Carolina Department of Transportation and the South Carolina Department of Public Safety, and the State Transport Police as needed, to suspend the federal rules and regulations that limit the hours operators of commercial vehicles may drive, in order to ensure the uninterrupted supply of equipment, goods, services, and any other item needing to be moved on the highways of the States of Georgia and South Carolina.

Analyse de profils de chaussées: Effet du gel saisonnier et de la dégradation du pergélisol

Des techniques adaptées aux contextes routiers sont nécessaires pour maintenir et réhabiliter des chaussées construites sur pergélisol ou en contexte de gel saisonnier. Plusieurs problématiques peuvent engendrer une augmentation des coûts de réparation et entretien, une diminution de la durée de vie des chaussées et des problèmes reliés à la sécurité des usagers de la route. L’objectif du projet consiste donc à élaborer un outil d’aide à la décision, qui contribuerait à localiser les zones sensibles au gel saisonnier et à la dégradation du pergélisol, à discerner les causes de dégradation des chaussées dues au gel saisonnier et à sélectionner les meilleures stratégies d’atténuation et de réfection à moindre coût. Le projet de recherche est divisé en deux volets distincts. Le premier volet traite des problématiques de gel de chaussées en contexte de gel saisonnier. Actuellement, il existe des méthodes de diagnostic qui permettent de détecter les endroits où un problème de gélivité est susceptible d’être présent. Par contre, ces méthodes ne permettent pas de discerner si le problème de gel est en profondeur ou en surface de la chaussée; en d’autres mots si le problème est lié à un soulèvement différentiel du sol ou à un soulèvement de fissures. De plus, les méthodes utilisées ne sont pas adaptées aux chaussées en contexte municipal. Selon les problématiques connues de certains sites, il a été possible de développer un abaque permettant de différencier si la problématique de gel se situe en surface ou en profondeur dans une chaussée. Puis, une analyse d’imagerie 3D a été réalisée pour complémenter l’abaque créé. À l’aide de cette technologie, une nouvelle méthode sera mise au point pour détecter des problématiques de gel grâce aux profils transversaux. Le deuxième volet porte sur les chaussées construites sur pergélisol. Les méthodes actuelles de détection de la dégradation du pergélisol sous les chaussées manquent de précision et ont besoin d’être raffinées, surtout dans le contexte actuel de réchauffement climatique. Pour ce faire, trois sites d’essais ont été étudiés sur l’Alaska Highway au Yukon. En fonction de différentes analyses telles que des analyses de profils longitudinaux, de la densité spectrale et de longueurs d’onde, des tendances ont été décelées pour caractériser l’instabilité du pergélisol.

Experimentation of mitigation techniques to reduce the effects of permafrost degradation on transportation infrastructures at Beaver Creek experimental road site, Alaska Highway, Yukon

Les méthodes de design et de construction des routes développés dans le sud canadien ont maintenant besoin d’être adaptés aux environnements nordiques du pays afin de prévenir le dégel dramatique du pergélisol lors de la construction d’une nouvelle route. De plus, le réchauffement climatique occasionne présentement d’importants problèmes de stabilité des sols dans le nord canadien. Ces facteurs causent des pertes importantes au niveau des capacités fonctionnelles et structurales de l’Alaska Highway au Yukon sur un segment de plus de 200 km situé entre le village de Destruction Bay et la frontière de l’Alaska. Afin de trouver des solutions rentables à long terme, le ministère du transport du Yukon (en collaboration avec le Federal Highway Administration du gouvernement américain, Transports Canada, l’Université Laval, l’Université de Montréal et l’Alaska University transportation Center) a mis en place 12 sections d’essais de 50 mètres de longueur sur l’autoroute de l’Alaska près de Beaver Creek en 2008. Ces différentes sections d’essais ont été conçues pour évaluer une ou plusieurs méthodes combinées de stabilisation thermique telles que le drain thermique, le remblai à convection d’air, le pare-neige / pare-soleil, le remblai couvert de matières organiques, les drains longitudinaux, le déblaiement de la neige sur les pentes et la surface réfléchissante. Les objectifs spécifiques de la recherche sont 1) d’établir les régimes thermiques et les flux de chaleur dans chacune des sections pour les 3 premières années de fonctionnement ; 2) de documenter les facteurs pouvant favoriser ou nuire à l’efficacité des systèmes de protection et ; 3) de déterminer le rapport coûts/bénéfices à long terme pour chacune des techniques utilisées. Pour ce faire, une nouvelle méthode d’analyse, basée sur la mesure de flux d’extraction de chaleur Hx et d’induction Hi à l’interface entre le remblai et le sol naturel, a été utilisée dans cette étude. Certaines techniques de protection du pergélisol démontrent un bon potentiel durant leurs 3 premières années de fonctionnement. C’est le cas pour le remblai à convection d’air non-couvert, le remblai à convection d’air pleine largeur, les drains longitudinaux, le pare-soleil / pare-neige et la surface réfléchissante. Malheureusement, des problèmes dans l’installation des drains thermiques ont empêché une évaluation complète de leur efficacité.