Preparation and applications of periodical gold nanoparticle arrays

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung und Anwendungen von periodischen Goldnanopartikel-Arrays (PPAs), die mit Hilfe von Nanosphären-Lithografie hergestellt wurden. In Abhängigkeit der verwendeten Nanosphären-Größe wurden dabei entweder kleine dreieckige Nanopartikel (NP) (bei Verwendung von Nanosphären mit einem Durchmesser von 330 nm) oder große dreieckige NPD sowie leicht gestreckte NP (bei Verwendung von Nanosphären mit einem Durchmesser von 1390 nm) hergestellt. Die Charakterisierung der PPAs erfolgte mit Hilfe von Rasterkraftmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie und optischer Spektroskopie. Die kleinen NP besitzen ein Achsverhältnis (AV) von 2,47 (Kantenlänge des NPs: (74+/-6) nm, Höhe: (30+/-4) nm. Die großen dreieckigen NP haben ein AV von 3 (Kantenlänge des NPs:(465+/-27) nm, Höhe: (1530+/-10) nm) und die leicht gestreckten NP (die aufgrund der Ausbildung von Doppelschichten ebenfalls auf der gleichen Probe erzeugt wurden) haben eine Länge von (364+/-16)nm, eine Breite von (150+/-20) nm und eine Höhe von (150+/-10)nm. Die optischen Eigenschaften dieser NP werden durch lokalisierte Oberflächenplasmon-Polariton Resonanzen (LPPRs) dominiert, d.h. von einem eingestrahlten elektromagnetischen Feld angeregte kollektive Schwingungen der Leitungsbandelektronen. In dieser Arbeit wurden drei signifikante Herausforderungen für Plasmonik-Anwendungen bearbeitet, welche die einzigartigen optischen Eigenschaften dieser NP ausnutzen. Erstens wurden Ergebnisse der selektiven und präzisen Größenmanipulation und damit einer Kontrolle der interpartikulären Abstände von den dreieckigen Goldnanopartikel mit Hilfe von ns-gepulstem Laserlicht präsentiert. Die verwendete Methode basiert hierbei auf der Größen- und Formabhängigkeit der LPPRs der NP. Zweitens wurde die sensorischen Fähigkeiten von Gold-NP ausgenutzt, um die Bildung von molekularen Drähten auf den PPAs durch schrittweise Zugabe von unterschiedlichen molekularen Spezies zu untersuchen. Hierbei wurde die Verschiebung der LSPPR in den optischen Spektren dazu ausgenutzt, die Bildung der Nanodrähte zu überwachen. Drittens wurden Experimente vorgestellt, die sich die lokale Feldverstärkung von NP zu nutze machen, um eine hochgeordnete Nanostrukturierung von Oberflächen mittels fs-gepulstem Laserlicht zu bewerkstelligen. Dabei zeigt sich, dass neben der verwendeten Fluenz die Polarisationsrichtung des eingestrahlten Laserlichts in Bezug zu der NP-Orientierung sowie die Größe der NP äußerst wichtige Parameter für die Nanostrukturierung darstellen. So konnten z.B. Nanolöcher erzeugt werden, die bei höheren Fluenzen zu Nanogräben und Nanokanälen zusammen wuchsen. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass die in dieser Arbeit gewonnen Ergebnisse von enormer Wichtigkeit für weitere Anwendungen sind.

Large-Size AlGaN/GaN HEMT Large-Signal Electrothermal Characterization and Modeling for Wireless Digital Communications

The rapid growth in high data rate communication systems has introduced new high spectral efficient modulation techniques and standards such as LTE-A (long term evolution-advanced) for 4G (4th generation) systems. These techniques have provided a broader bandwidth but introduced high peak-to-average power ratio (PAR) problem at the high power amplifier (HPA) level of the communication system base transceiver station (BTS). To avoid spectral spreading due to high PAR, stringent requirement on linearity is needed which brings the HPA to operate at large back-off power at the expense of power efficiency. Consequently, high power devices are fundamental in HPAs for high linearity and efficiency. Recent development in wide bandgap power devices, in particular AlGaN/GaN HEMT, has offered higher power level with superior linearity-efficiency trade-off in microwaves communication. For cost-effective HPA design to production cycle, rigorous computer aided design (CAD) AlGaN/GaN HEMT models are essential to reflect real response with increasing power level and channel temperature. Therefore, large-size AlGaN/GaN HEMT large-signal electrothermal modeling procedure is proposed. The HEMT structure analysis, characterization, data processing, model extraction and model implementation phases have been covered in this thesis including trapping and self-heating dispersion accounting for nonlinear drain current collapse. The small-signal model is extracted using the 22-element modeling procedure developed in our department. The intrinsic large-signal model is deeply investigated in conjunction with linearity prediction. The accuracy of the nonlinear drain current has been enhanced through several issues such as trapping and self-heating characterization. Also, the HEMT structure thermal profile has been investigated and corresponding thermal resistance has been extracted through thermal simulation and chuck-controlled temperature pulsed I(V) and static DC measurements. Higher-order equivalent thermal model is extracted and implemented in the HEMT large-signal model to accurately estimate instantaneous channel temperature. Moreover, trapping and self-heating transients has been characterized through transient measurements. The obtained time constants are represented by equivalent sub-circuits and integrated in the nonlinear drain current implementation to account for complex communication signals dynamic prediction. The obtained verification of this table-based large-size large-signal electrothermal model implementation has illustrated high accuracy in terms of output power, gain, efficiency and nonlinearity prediction with respect to standard large-signal test signals.

High-Speed Semiconductor Lasers based on Low-Dimensional Active Materials for Optical Telecommunication

The scope of this work is the fundamental growth, tailoring and characterization of self-organized indium arsenide quantum dots (QDs) and their exploitation as active region for diode lasers emitting in the 1.55 µm range. This wavelength regime is especially interesting for long-haul telecommunications as optical fibers made from silica glass have the lowest optical absorption. Molecular Beam Epitaxy is utilized as fabrication technique for the quantum dots and laser structures. The results presented in this thesis depict the first experimental work for which this reactor was used at the University of Kassel. Most research in the field of self-organized quantum dots has been conducted in the InAs/GaAs material system. It can be seen as the model system of self-organized quantum dots, but is not suitable for the targeted emission wavelength. Light emission from this system at 1.55 µm is hard to accomplish. To stay as close as possible to existing processing technology, the In(AlGa)As/InP (100) material system is deployed. Depending on the epitaxial growth technique and growth parameters this system has the drawback of producing a wide range of nano species besides quantum dots. Best known are the elongated quantum dashes (QDash). Such structures are preferentially formed, if InAs is deposited on InP. This is related to the low lattice-mismatch of 3.2 %, which is less than half of the value in the InAs/GaAs system. The task of creating round-shaped and uniform QDs is rendered more complex considering exchange effects of arsenic and phosphorus as well as anisotropic effects on the surface that do not need to be dealt with in the InAs/GaAs case. While QDash structures haven been studied fundamentally as well as in laser structures, they do not represent the theoretical ideal case of a zero-dimensional material. Creating round-shaped quantum dots on the InP(100) substrate remains a challenging task. Details of the self-organization process are still unknown and the formation of the QDs is not fully understood yet. In the course of the experimental work a novel growth concept was discovered and analyzed that eases the fabrication of QDs. It is based on different crystal growth and ad-atom diffusion processes under supply of different modifications of the arsenic atmosphere in the MBE reactor. The reactor is equipped with special valved cracking effusion cells for arsenic and phosphorus. It represents an all-solid source configuration that does not rely on toxic gas supply. The cracking effusion cell are able to create different species of arsenic and phosphorus. This constitutes the basis of the growth concept. With this method round-shaped QD ensembles with superior optical properties and record-low photoluminescence linewidth were achieved. By systematically varying the growth parameters and working out a detailed analysis of the experimental data a range of parameter values, for which the formation of QDs is favored, was found. A qualitative explanation of the formation characteristics based on the surface migration of In ad-atoms is developed. Such tailored QDs are finally implemented as active region in a self-designed diode laser structure. A basic characterization of the static and temperature-dependent properties was carried out. The QD lasers exceed a reference quantum well laser in terms of inversion conditions and temperature-dependent characteristics. Pulsed output powers of several hundred milli watt were measured at room temperature. In particular, the lasers feature a high modal gain that even allowed cw-emission at room temperature of a processed ridge wave guide device as short as 340 µm with output powers of 17 mW. Modulation experiments performed at the Israel Institute of Technology (Technion) showed a complex behavior of the QDs in the laser cavity. Despite the fact that the laser structure is not fully optimized for a high-speed device, data transmission capabilities of 15 Gb/s combined with low noise were achieved. To the best of the author`s knowledge, this renders the lasers the fastest QD devices operating at 1.55 µm. The thesis starts with an introductory chapter that pronounces the advantages of optical fiber communication in general. Chapter 2 will introduce the fundamental knowledge that is necessary to understand the importance of the active region`s dimensions for the performance of a diode laser. The novel growth concept and its experimental analysis are presented in chapter 3. Chapter 4 finally contains the work on diode lasers.

Growth and Characterization of LiCoO₂ Thin Films for Microbatteries

LiCoO₂thin films have been grown by pulsed laser deposition on stainless steel and SiO₂/Si substrates. The film deposited at 600°C in an oxygen partial pressure of 100mTorr shows an excellent crystallinity, stoichiometry and no impurity phase present. Microstructure and surface morphology of thin films were examined using a scanning electron microscope. The electrochemical properties of the thin films were studied with cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge techniques in the potential range 3.0-4.2 V. The initial discharge capacity of the LiCoO2 thin films deposited on the stainless steel and SiO₂/Si substrates reached 23 and 27 µAh/cm², respectively.

Statistical evidences of cyclic changes in volcanic gas chemistry composition by inverse modelling

The identification of compositional changes in fumarolic gases of active and quiescent volcanoes is one of the most important targets in monitoring programs. From a general point of view, many systematic (often cyclic) and random processes control the chemistry of gas discharges, making difficult to produce a convincing mathematical-statistical modelling. Changes in the chemical composition of volcanic gases sampled at Vulcano Island (Aeolian Arc, Sicily, Italy) from eight different fumaroles located in the northern sector of the summit crater (La Fossa) have been analysed by considering their dependence from time in the period 2000-2007. Each intermediate chemical composition has been considered as potentially derived from the contribution of the two temporal extremes represented by the 2000 and 2007 samples, respectively, by using inverse modelling methodologies for compositional data. Data pertaining to fumaroles F5 and F27, located on the rim and in the inner part of La Fossa crater, respectively, have been used to achieve the proposed aim. The statistical approach has allowed us to highlight the presence of random and not random fluctuations, features useful to understand how the volcanic system works, opening new perspectives in sampling strategies and in the evaluation of the natural risk related to a quiescent volcano

Evaluación a largo plazo en mujeres tratadas con laser para depilación facial en uniláser medica

El vello facial no deseado es un problema común en las mujeres, los tratamientos láser han mostrado efectividad para su manejo. Objetivo: Evaluar los resultados de la depilación láser en cara de las pacientes tratadas a largo plazo (20 sesiones o más ) luego de un seguimiento de 6 meses durante los años 1997 y 2012. Metodología: 55 mujeres que con tipo de piel II a V recibieron 20 o más sesiones de láser con seguimiento mayor a 6 meses posterior al la última sesión. Resultados: la edad promedio fue (32 ± 9,3 años), el 18,2 % presentaban SOP o Hiperandrogenismo el número de sesiones en cara fue de (30,84 ± 12,132), un promedio de disparos de (6,330 ± 7,804), los Kilojulios acumulados tuvieron un promedio de (126,5 ± 161,4) la fluencia promedio fue (18,5 ± 3,2 Julios/cm2), el láser de Alexandrita fue utilizado en el 98% de las pacientes. Se encontró cambios significativos entre el conteo inicial y el final de vello facial (484,9 ± 568.9 (med=300) vs. 103,33± 138,63 (med=60), p<0.001, Test de Wilcoxon). El 32.7% mostraron reducción > 90% (5,5% reducción del 100%). Conclusión : El tratamiento con de depilación con láser mostro una reducción significativa del vello facial, en mujeres mayores de 14 años con un tratamiento a largo plazo (20 sesiones o más), con una tasa de reducción mayor del 90% en 32.7% de las pacientes y un promedio de reducción del grupo de 79,36 ±15,51 %, similar a lo reportado en los diferentes estudios (77%).

Gel vs aceite mineral en el tratamiento del fotoenvejecimiento de manos con luz pulsada intensa

Introducción: En el tratamiento con Luz Pulsada Intensa (LPI) para el fotoenvejecimiento de las manos no se encuentran estudios que evidencien si existe alguna diferencia estadísticamente significativa en el grado de efectividad y seguridad al utilizar gel o aceite mineral como medios de acople. Objetivo: Determinar la efectividad y seguridad terapéutica en el uso de gel vs aceite mineral. Materiales y Métodos: Estudio observacional analítico de cohorte retrospectivo que involucró 29 pacientes. Realizado en tres fases; selección y recolección de las historias clínicas, evaluación fotográfica de registros pre tratamiento y pos tratamiento con determinación del grado de mejoría global en el fotoenvejecimiento de las manos por parte de tres evaluadores cegados, y análisis estadístico de los datos obtenidos por medio de las pruebas de Mann Whitney y Wilcoxon. Resultados: Se encontró mejoría dada por disminución en un grado del fotoenvejecimiento para los dos medios de acople con la misma significancia estadística. La percepción subjetiva mostró mejoría en todos los pacientes evaluados. La seguridad es similar en los dos grupos pero se evidenció mayor severidad en los efectos secundarios con el uso de aceite, con diferencias estadísticamente significativas en los efectos moderados y severos. Conclusión: La efectividad es la misma independiente del medio de acople que se use. La seguridad a pesar de evidenciar un perfil similar es mayor con el uso de gel en cuanto a la menor severidad de los efectos presentados. Se requieren más estudios de tipo ensayos clínicos controlados que permitan determinar una mayor evidencia.

Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob esporádica: estudio clínico, patológico y molecular de un caso

Generalidades. Las encefalopatías espongiformes transmisibles son enfermedades neurodegenerativas ocasionadas por la acumulación anormal de una variante mal plegada de la proteína priónica, lo cual induce la formación de conglomerados proteicos resistentes a la degradación. Además, son responsables de la disfunción sináptica, daño neuronal y de la sintomatología clásica acompañante. Esta proteína de membrana es codificada por el exón 2 del gen PRNP, ubicado en el brazo corto del cromosoma 20 y parece estar involucrada en la trasmisión sináptica, la transducción de señales, la actividad antioxidante de la superoxidodismutasa, neuroplasticidad y sobrevida celular. Un polimorfismo en el codón 129 se asocia con una susceptibilidad diferencial a la enfermedad Creutzfeldt-Jakob esporádica. Objetivo. Estudio clínico, patológico y molecular de un caso de una mujer de 58 años con diagnóstico de enfermedad de Creutzfeldt- Jakob esporádica. Métodos y resultados. Se presenta el caso de una mujer en quien aparece un trastorno depresivo del afecto con demencia progresiva y sintomatología general. Al final de la enfermedad, el cuadro progresó a un déficit neurológico focalizado en el área visual. La RMN mostró hiperintensidades inespecíficas córtico-subcorticales en el núcleo estriado; en el EEG se encontró pérdida de ritmos de fondo, patrón de descargas periódicas generalizadas y complejos trifásicos; en la biopsia cerebral postmorten se evidenció pérdida severa de la población neuronal en todas las capas, vacuolas en el neuropil, en el soma neuronal y en la glía. El análisis de secuencia del gen PRNP, a partir de extracción de DNA de sangre periférica, identificó homocigosis para metionina en el codón 129. La paciente fallece a los 3 meses del inicio de la sintomatología. Conclusión. Por epidemiología, curso clínico y exámenes paraclínicos se confirma el diagnóstico de enfermedad de Creutzfeldt- Jakob esporádica.La determinación del genotipo para los polimorfismos de riesgo se convierte en una herramienta útil para complementar por medios moleculares el diagnóstico y para profundizar la comprensión de la fisiopatología de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, tanto para formas esporádicas como para la nueva variante.

Análisis predictivo de los eventos adversos relacionados con los indicadores de eficiencia hospitalaria de una IPS de Bogotá

En este estudio se realizó un análisis predictivo de la aparición de eventos adversos de los pacientes de una IPS de Bogotá, Mederi Hospital Universitario de Barrios Unidos (HUBU) durante el año 2013; relacionados con los indicadores de eficiencia hospitalaria (Porcentaje de ocupación hospitalaria, número de egresos hospitalarios, promedio de estancia hospitalaria, número de egresos de urgencias, promedio de estancia en urgencias). Los datos fueron exportados a una matriz de análisis de las variables cualitativas; fueron presentadas con frecuencias absolutas y relativas, las variables cuantitativas (edad, tiempos de estancia) fueron presentadas con media, desviaciones estándar. Se agruparon los datos de eventos adversos y de eficiencia hospitalaria en una nueva matriz que permitiera el análisis predictivo la nueva matriz fue exportada al software de modelación estadístico Eviews 6.5; se especificaron modelos predictivos multivariados para la variable número de eventos adversos, respecto de los indicadores de eficiencia hospitalaria y se estimaron las probabilidades de ocurrencia, análisis de correlación y multicolinealidad; los resultados se presentaron en tablas de estimación para cada modelo, se restringieron los eventos adversos prevenibles y no prevenibles información obtenida a través de un sistema de información que registra los factores relacionados con la ocurrencia de eventos adversos en salud, a través del sistema de reporte de eventos en salud, reporte en las historias clínicas, reporte individual, reporte por servicio, análisis de datos y estudios de caso, de la misma forma fueron extraídos los datos de eficiencia hospitalaria para el mismo periodo. El análisis y gestión de eventos adversos pretende establecer estrategias de mejoramiento continuo y análisis de resultados frente a los indicadores de eficiencia que permitan intervención de los factores de riesgo operativo de los servicios del Hospital Universitario de Barrios Unidos (HUBU), relacionados con eventos adversos en la atención de los pacientes en especial se debe enfocar en la gestión de los egresos de pacientes de acuerdo a los resultados obtenidos con el fin de alinearse y fortalecer las políticas de seguridad del paciente para brindar una atención integral con calidad y eficiencia, disminuyendo las quejas en la atención, las glosas, los riesgos jurídicos, de acuerdo al modelo predictivo estudiado.

Participació de les aigües subterrànies en la gènesi d'ambients palustres continentals: el cas dels prats de Sant Sebastià (Caldes de Malavella, Girona)

The area known as 'prats de Sant Sebastià' is in Caldes de Malavella. It is part of the wetlands located in the south-eastern end of the Selva Basin. Several areas with unusually high conductivity (EC up to 24,500 uS/cm) have been identified in this place. This fact allows highly specialised and comparatively rare botanical species to grow in this area. These saline soils follow a north-south line-up. The geophysical data, obtained with a field conductivemeter (EM 31), show that this superficial line-up continues in the subsoil. In addition to this, the conductivity cartography, made for an electromagnetic exploration depth of 6 meters, shows that the width of the region where these salinity anomalies take place increases in depth. When included in the hidrogeological context of this sector of the Selva Basin, these data bring new elements for the study of the genesis and working of these marshy environments. The model that future research will have to confirm, maintains that the groundwater discharges coming from the underlying hydrogeothermal aquifer are a conditioning factor of the aforementioned phenomenon. This ascending flow of highly mineralised waters (TDS of about 3,500 mg/l) can produce and keep stable the soil salinity

Anàlisi polifàsica de soques de "Pseudomonas fluorescens" potencials agents de biocontrol de malalties de fruiters

Molts bacteris del grup fluorescent del gènere Pseudomonas són capaços de controlar malalties de les plantes causades per fongs i bacteris fitopatògens (ACBs) o mostren activitat com a bacteris promotors del creixement de les plantes (BPCPs). S'han descrit diversos metabòlits que intervenen de manera important en la seva activitat com a ACBs i BPCPs entre els quals en destaquen el 2,4-diacetilfloroglucinol (Phl), àcid fenazin-1-carboxílic (PCA), Pirrolnitrina (Prn), àcid cianhídric (HCN), àcid 3-indolacètic (IAA), sideròfors i quitinases. L'objectiu principal del nostre treball ha estat la comparació de les característiques d'un grup de Pseudomonas del grup fluorescent utilitzant una aproximació polifàsica amb la finalitat d'establir possibles relacions entre algunes de les característiques i la capacitat d'actuar com a ACB o BPCP. Atesa la importància en el biocontrol de la producció de metabòlits com Phl, PCA i Prn, l'objectiu preliminar ha estat la recerca i obtenció de soques productores d'aquests metabòlits. Per assolir aquest objectiu s'ha emprat una aproximació molecular basada en la detecció dels gens biosintètics implicats en la seva producció en lloc de la detecció directa dels metabòlits per evitar els efectes que poden tenir les condicions de cultiu en la inducció o repressió de la seva síntesi. S'han realitzat diferents protocols basats (i) en la cerca assistida de productors mitjançant l'ús de marcadors fenotípics i posterior confirmació per PCR i, (ii) en l'ús de la PCR per a la detecció dels gens directament dels extractes bacterians, d'enriquiments d'aquests extractes i la realització de la hibridació en colònies per al posterior aïllament. La cerca assistida de productors de Phl mitjançant marcadors fenotípics i posteriorment la utilització de tècniques moleculars (amplificació per PCR del gen phlD), ha estat el millor mètode en el tipus de mostres processades en el nostre treball, on la proporció de productors és relativament baixa. En total s'han aïllat a partir de diversos ambients 4 soques portadores dels gens de la síntesi de PCA, 15 de Phl i 1 de Prn. S'ha constituït una col·lecció de 72 soques de Pseudomonas del grup fluorescent que inclou 18 aïllats propis portadors dels gens biosintètics necessaris per la producció de Phl PCA i Prn; 6 soques de referència procedents de col·leccions de cultius tipus, 14 soques productores dels diferents antibiòtics cedides per altres investigadors i una selecció de 34 soques procedents d'un treball previ realitzat en el nostre grup de recerca. A la col·lecció s'hi troben soques candidates a ACB i BPCP de diverses malalties i plantes. Les 72 soques s'han caracteritzat fenotípica i genotípicament. La caracterització fenotípica s'ha portat a terme mitjançant la identificació a nivell d'espècie amb galeries API 20NE i proves bioquímiques específiques; la producció de metabòlits com PCA, Phl, Prn, IAA, HCN, quitinases i sideròfors mitjançant l'ús de diferents tècniques; antagonisme in vitro en diversos medis enfront dos fongs (Stemphylium vesicarium i Penicillium expansum) i tres bacteris fitopatògens (Erwinia amylovora, Pseudomonas syringae pv. syringae i Xanthomonas arboricola pv. juglandis); l'eficàcia de la inhibició de la infecció en bioassaigs in vivo sobre material vegetal enfront els fongs P. expansum en poma i S. vesicarium en fulles de perera i enfront el bacteri E. amylovora en fruits immadurs de perera i, finalment, en assaigs de promoció de creixement en dos portaempelts comercials de Prunus. Cal destacar que P. expansum causa la podridura blava en pomes i peres en postcollita, S. vesicarium la taca bruna de la perera i E. amylovora el foc bacterià de les rosàcies. El nombre de soques de Pseudomonas, sobre el total de les 72 estudiades, productores d'IAA (4) i quitinases (6) és baix, mentre que és elevat en el cas del HCN (32), que a més està associat a la producció de Phl. Els resultats obtinguts en l'antagonisme in vitro han mostrat en el cas dels bacteris que és dependent del patogen indicador i del medi de cultiu. La presència o absència de ferro no sembla ser un factor que potencií l'antagonisme. En el cas dels fongs no s'ha observat però, influència del medi de cultiu emprat. En el total de 72 soques s'ha observat un percentatge baix de soques que manifesten antagonisme en tots els medis assajats vers 3 o 4 dels patògens (7). Solament 2 d'aquestes 7 soques han mostrat ser també efectives en bioassaigs d'inhibició de les infeccions causades per 2 dels 3 patògens assajats. Algunes de les soques efectives en els bioassaigs no són antagonistes in vitro en cap dels medis assajats enfront el mateix patogen. En el cas de la promoció del creixement, s'han observat més soques promotores del creixement del portaempelts de prunera Marianna 2624 que no en l'híbrid de presseguer-ametller GF677 i les eficàcies assolides són també majors en el cas de Marianna 2624, detectant una elevada especificitat soca/portaempelts La caracterització genotípica s'ha realitzat mitjançant l'anàlisi dels polimorfismes en la longitud dels fragments de restricció de DNA ribosomal (RFLP-rDNA) i l'anàlisi dels polimorfismes en la longitud dels fragments de macrorestricció genòmica de DNA cromosòmic separats per electroforesi en camp polsant (MRFLP-PFGE). Ambdues anàlisis van mostrar una gran heterogeneïtat genètica entre les soques caracteritzades i no s'ha pogut relacionar les agrupacions obtingudes amb les característiques fenotípiques o capacitat d'actuar com a ACB o BPCP. Els patrons de macrorestricció genòmica (MRFLP-PFGE) del bacteri model P. fluorescens EPS288 són estables en el temps i independents de les condicions de cultiu assajades al laboratori o en mostres naturals, mostrant ser una tècnica eficaç en la identificació de reaïllats de mostres naturals inoculades prèviament amb el bacteri. Una selecció de soques que comparteixen el fet de produir floroglucinol s'han caracteritzat mitjançant RFLP i seqüenciació del gen phlD. S'ha establert una relació entre les agrupacions obtingudes en les anàlisis RFLP-rDNA, RFLP-phlD i les seqüències del gen. En l'anàlisi filogenètica de les seqüències del gen phlD s'ha observat un elevat grau de polimorfisme obtenint-se 3 agrupacions principals. Les agrupacions semblen relacionar-se amb els patrons de producció de metabòlits (Phl, HCN i Prn en una primera agrupació; Phl i HCN en la segona i solament Phl en la tercera), però aquestes no s'han pogut relacionar amb l'origen geogràfic de les soques o la seva activitat com a ACBs i/o BPCP. Amb les dades obtingudes de la caracterització fenotípica i genotípica s'ha realitzat una anàlisi multivariant (correspondències, correlacions d'Spearman i de freqüències amb variables categòriques). S'ha demostrat la importància de disposar d'una tècnica que permeti depurar una col·lecció de soques descartant les soques genèticament idèntiques, ja que influeixen en els resultats de les anàlisis. Pels tres patògens assajats com a indicadors i els dos portaempelts emprats, no s'ha observat cap correlació entre la inhibició de la infecció o la promoció del creixement amb les característiques fenotípiques i genotípiques de les soques que fos significatiu i consistent en les tres tècniques emprades.

Determinantes sociais condicionantes das altas clínicas dos utentes da rede nas UCCI: um estudo de caso

Introdução: O adiamento das altas clínicas nas Unidades de Cuidados Continuados Integrados (UCCI) por motivos sociais é actualmente considerado um dos principais motivos que impedem a integração atempada de novos clientes na Rede Nacional de Cuidados Continuados, RNCC, daqui em diante designada como a REDE. Este atraso tem impacto ao nível da recuperação e estabilização dos utentes, bem como ao nível de eficiência e eficácia da UCCI, não podendo deixar de se considerarem os aspectos sociais e económicos. Objectivo Geral: Identificar os determinantes que influenciam as altas clínicas em UCCI. Métodos e População do Estudo: Este é um estudo de caso colectivo, em que os dados observacionais, transversais, são recolhidos por meio de questionário de auto-relato (por cada área de intervenção directa) e por análise dos processos de consulta de pacientes. O objecto desta pesquisa abrange dois grupos: o grupo de amostra composto por 70 profissionais de saúde que lidam directamente com os utentes e o grupo amostra composto de utentes internados na UCCI L Nostrum, com alta clínica entre 1/1/2011 e 31/12/2012, e que foram integrados através da REDE. Foram recolhidos os dados de 293 utentes sendo objecto de estudo os casos de 83 utentes integrados através da REDE e com prolongamento de internamento por motivos sociais. Resultados: Na percepção dos profissionais de saúde, as respostas institucionais apresentam-se como a condicionante mais indicada, tanto para os utentes em geral, com 22 indicações (88%) como para os utentes da REDE, com 10 indicações (40%). Relativamente aos motivos familiares há referência de 76% para os utentes em geral e de 36% para os utentes da REDE. Os motivos económicos também apresentam, para os profissionais inquiridos, um valor expressivo (68%) nos utentes em geral, estando nos da REDE este factor condicionante a par com os motivos familiares (36%). Os motivos estruturais têm menor expressão tanto nos utentes em geral (32%) como nos utentes da REDE (16%). “Outros” para os utentes em geral, refere-se a dependência funcional (4%). Nos motivos familiares, para os utentes em geral, 23 (92%) foi mais vezes indicada a insuficiência de suporte familiar, para os utentes da REDE, 13 (52%). A ausência de suporte familiar, para os utentes em geral, representa 48% das respostas, seguindo-se o suporte inadequado (28%) e a ausência de cuidadores (24%). Para os utentes da REDE, o suporte inadequado apresenta-se como segundo motivo (7%), seguindo-se a ausência de suporte familiar (16%). Na percepção dos profissionais, os utentes da REDE estão também condicionados pela distância geográfica (8%) da sua área residencial. Em termos estruturais, os motivos mais assinalados pelos profissionais para a generalidade dos utentes foram as barreiras físicas à mobilidade (80%) e a habitação sem condições básicas de habitabilidade (78%). Os mesmos motivos foram assinalados para os utentes da REDE, barreiras físicas à mobilidade (40%) e habitação sem condições de habitabilidade (28%). No entanto, relativamente aos utentes em geral, a ausência de habitação (29%) e a distância geográfica (4%) também foram motivos assinalados. Dos motivos económicos percebidos pelos profissionais, a insuficiência de rendimentos é o factor mais assinalado pela generalidade dos utentes (84%) e pelos da REDE (68%), seguida da percepção da capacidade de reposta limitada das instituições, 64% para a generalidade dos utentes e 28% para os da REDE e por fim os tipos de respostas insuficientes para as necessidades individuais dos utentes (20% dos utentes em geral e 12% da REDE). No total dos dois anos, 2011 e 2012, verificaram-se na UCCI L Nostrum 293 prorrogações (100%) das quais 210 (71,6%) foram consideradas dentro do prazo e justificadas com motivos clínicos, enquanto 83 (28,3%) foram efectivamente protelamentos por motivos sociais, tendo em conta que nestes casos os utentes já não tinham critérios clínicos que justificassem a sua permanência na UCCI. Das 210 prorrogações consideradas dentro do prazo e justificadas com motivos clínicos, 93 (44,3%) foram-no por tempo de espera para transferência de UCCI. Em 2011, dos 146 utentes com alta protelada (100%), 50 utentes (34,2%) permaneceram na UCCI por motivos sociais, enquanto em 2012 houve registo de 33 casos de protelamento (22,4%) em 147 (100%) altas prorrogadas. Conclusões: Dos factores identificados como motivo de protelamento nos 83 utentes, estritamente por motivos sociais, destaca-se o protelamento de alta por espera de integração em equipamento/resposta adequada, nomeadamente lar ou serviços de apoio domiciliário (79,5%), seguindo-se a insuficiência de rendimentos do utente/familiares para contratação de serviços ou resposta institucional (74,7%), a inexistência de condições habitacionais para regresso ao domicílio (63,9%) e a insuficiência de suporte familiar (54,2%). Regista-se também a inadequação do suporte familiar (31,3%), a inexistência de suporte familiar (28,9%) e, em menor percentagem, a ausência de condições estruturais (13,3%). A ausência de domicílio (sem abrigo) (8,4%) e a ausência de rendimentos (4,8%) também foram factores inibidores da alta clínica. Dos 293 utentes identificados que tiveram protelamento da alta por motivos sociais verificou-se que 144 (49,1%) dos utentes permaneceram unicamente pela existência de condicionantes institucionais e familiares/estruturais. Aspectos éticos: ao longo deste estudo, foram assegurados e respeitados, todos os procedimentos de garantia da confidencialidade e rigor na recolha dos dados, e a não interferência nas dinâmicas da instituição, dos utentes e dos profissionais.

An overview of Earth's global electric circuit and atmospheric conductivity

The Earth’s global atmospheric electric circuit depends on the upper and lower atmospheric boundaries formed by the ionosphere and the planetary surface. Thunderstorms and electrified rain clouds drive a DC current (∼1 kA) around the circuit, with the current carried by molecular cluster ions; lightning phenomena drive the AC global circuit. The Earth’s near-surface conductivity ranges from 10−7 S m−1 (for poorly conducting rocks) to 10−2 S m−1 (for clay or wet limestone), with a mean value of 3.2 S m−1 for the ocean. Air conductivity inside a thundercloud, and in fair weather regions, depends on location (especially geomagnetic latitude), aerosol pollution and height, and varies from ∼10−14 S m−1 just above the surface to 10−7 S m−1 in the ionosphere at ∼80 km altitude. Ionospheric conductivity is a tensor quantity due to the geomagnetic field, and is determined by parameters such as electron density and electron–neutral particle collision frequency. In the current source regions, point discharge (coronal) currents play an important role below electrified clouds; the solar wind-magnetosphere dynamo and the unipolar dynamo due to the terrestrial rotating dipole moment also apply atmospheric potential differences. Detailed measurements made near the Earth’s surface show that Ohm’s law relates the vertical electric field and current density to air conductivity. Stratospheric balloon measurements launched from Antarctica confirm that the downward current density is ∼1 pA m−2 under fair weather conditions. Fortuitously, a Solar Energetic Particle (SEP) event arrived at Earth during one such balloon flight, changing the observed atmospheric conductivity and electric fields markedly. Recent modelling considers lightning discharge effects on the ionosphere’s electric potential (∼+250 kV with respect to the Earth’s surface) and hence on the fair weather potential gradient (typically ∼130 V m−1 close to the Earth’s surface. We conclude that cloud-to-ground (CG) lightning discharges make only a small contribution to the ionospheric potential, and that sprites (namely, upward lightning above energetic thunderstorms) only affect the global circuit in a miniscule way. We also investigate the effects of mesoscale convective systems on the global circuit.

Sox1-deficient mice suffer from epilepsy associated with abnormal ventral forebrain development and olfactory cortex hyperexcitability

Mutations in several classes of embryonically-expressed transcription factor genes are associated with behavioral disorders and epilepsies. However, there is little known about how such genetic and neurodevelopmental defects lead to brain dysfunction. Here we present the characterization of an epilepsy syndrome caused by the absence of the transcription factor SOX1 in mice. In vivo electroencephalographic recordings from SOX1 mutants established a correlation between behavioral changes and cortical output that was consistent with a seizure origin in the limbic forebrain. In vitro intracellular recordings from three major forebrain regions, neocortex, hippocampus and olfactory (piriform) cortex (OC) showed that only the OC exhibits abnormal enhanced synaptic excitability and spontaneous epileptiform discharges. Furthermore, the hyperexcitability of the OC neurons was present in mutants prior to the onset of seizures but was completely absent from both the hippocampus and neocortex of the same animals. The local inhibitory GABAergic neurotransmission remained normal in the OC of SOX1-deficient brains, but there was a severe developmental deficit of OC postsynaptic target neurons, mainly GABAergic projection neurons within the olfactory tubercle and the nucleus accumbens shell. Our data show that SOX1 is essential for ventral telencephalic development and suggest that the neurodevelopmental defect disrupts local neuronal circuits leading to epilepsy in the SOX1-deficient mice

Investigation of the effects of the novel anticonvulsant compound carisbamate(RWJ-333369) on rat piriform cortical neurones in vitro

Background and purpose: Carisbamate is being developed for adjuvant treatment of partial onset epilepsy. Carisbamate produces anticonvulsant effects in primary generalized, complex partial and absence-type seizure models, and exhibits neuroprotective and antiepileptogenic properties in rodent epilepsy models. Phase IIb clinical trials of carisbamate demonstrated efficacy against partial onset seizures; however, its mechanisms of action remain unknown. Here, we report the effects of carisbamate on membrane properties, evoked and spontaneous synaptic transmission and induced epileptiform discharges in layer II-III neurones in piriform cortical brain slices. Experimental approach: Effects of carisbamate were investigated in rat piriform cortical neurones by using intracellular electrophysiological recordings. Key results: Carisbamate (50–400 mmol·L-1) reversibly decreased amplitude, duration and rise-time of evoked action potentials and inhibited repetitive firing, consistent with use-dependent Na+ channel block; 150–400 mmol·L-1 carisbamate reduced neuronal input resistance, without altering membrane potential. After microelectrode intracellular Cl- loading, carisbamate depolarized cells, an effect reversed by picrotoxin. Carisbamate (100–400 mmol·L-1) also selectively depressed lateral olfactory tract-afferent evoked excitatory synaptic transmission (opposed by picrotoxin), consistent with activation of a presynaptic Cl conductance. Lidocaine (40–320 mmol·L-1) mimicked carisbamate, implying similar modes of action. Carisbamate (300–600 mmol·L-1) had no effect on spontaneous GABAA miniature inhibitory postsynaptic currents and at lower concentrations (50–200 mmol·L-1) inhibited Mg2+-free or 4-aminopyridine-induced seizure-like discharges. Conclusions and implications: Carisbamate blocked evoked action potentials use-dependently, consistent with a primary action on Na+ channels and increased Cl- conductances presynaptically and, under certain conditions, postsynaptically to selectively depress excitatory neurotransmission in piriform cortical layer Ia-afferent terminals.