Spatial mapping of exciton lifetimes in single ZnO nanowires

We investigate the spatial dependence of the exciton lifetimes in single ZnO nanowires. We have found that the free exciton and bound exciton lifetimes exhibit a maximum at the center of nanowires, while they decrease by 30% towards the tips. This dependence is explained by considering the cavity-like properties of the nanowires in combination with the Purcell effect. We show that the lifetime of the bound-excitons scales with the localization energy to the power of 3/2, which validates the model of Rashba and Gurgenishvili at the nanoscale.

Low-frequency transcranial magnetic stimulation over left dorsal premotor cortex improves the dynamic control of visuospatially cued actions.

Left rostral dorsal premotor cortex (rPMd) and supramarginal gyrus (SMG) have been implicated in the dynamic control of actions. In 12 right-handed healthy individuals, we applied 30 min of low-frequency (1 Hz) repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) over left rPMd to investigate the involvement of left rPMd and SMG in the rapid adjustment of actions guided by visuospatial cues. After rTMS, subjects underwent functional magnetic resonance imaging while making spatially congruent button presses with the right or left index finger in response to a left- or right-sided target. Subjects were asked to covertly prepare motor responses as indicated by a directional cue presented 1 s before the target. On 20% of trials, the cue was invalid, requiring subjects to readjust their motor plan according to the target location. Compared with sham rTMS, real rTMS increased the number of correct responses in invalidly cued trials. After real rTMS, task-related activity of the stimulated left rPMd showed increased task-related coupling with activity in ipsilateral SMG and the adjacent anterior intraparietal area (AIP). Individuals who showed a stronger increase in left-hemispheric premotor-parietal connectivity also made fewer errors on invalidly cued trials after rTMS. The results suggest that rTMS over left rPMd improved the ability to dynamically adjust visuospatial response mapping by strengthening left-hemispheric connectivity between rPMd and the SMG-AIP region. These results support the notion that left rPMd and SMG-AIP contribute toward dynamic control of actions and demonstrate that low-frequency rTMS can enhance functional coupling between task-relevant brain regions and improve some aspects of motor performance.

Spatial mapping of exciton lifetimes in single ZnO nanowires

We investigate the spatial dependence of the exciton lifetimes in single ZnO nanowires. We have found that the free exciton and bound exciton lifetimes exhibit a maximum at the center of nanowires, while they decrease by 30% towards the tips. This dependence is explained by considering the cavity-like properties of the nanowires in combination with the Purcell effect. We show that the lifetime of the bound-excitons scales with the localization energy to the power of 3/2, which validates the model of Rashba and Gurgenishvili at the nanoscale.

Danos ao DNA promovidos por ácido 5-aminolevulínico: possível associação com o desenvolvimento de carcinoma hepatocelular em portadores de porfiria aguda intermitente

5-Aminolevulinic acid (ALA) is a heme precursor accumulated in acute intermittent porphyria (AIP), which might be associated with hepatocellular carcinoma (HCC) in symptomatic patients. Under metal catalyzed oxidation, ALA and its cyclic dimerization product, 3,6-dihydropyrazine-2,5-dipropanoic acid, produce reactive oxygen species that damage plasmid and calf thymus DNA bases, increase the steady state level of 8-oxo-7,8-dihydro-2´-deoxyguanosine in liver DNA and promote mitochondrial DNA damage. The final product of ALA, 4,5-dioxovaleric acid (DOVA), is able to alkylate guanine moieties, producing adducts. ALA and DOVA are mutagenic in bacteria. This review shows an up-to-date literature data that reinforce the hypothesis that the DNA damage induced by ALA may be associated with the development of HCC in AIP patients.

Ilmavoimien ilmatilankäyttö voimassa olevien määräysten mahdollistamana

Tässä työssä tutkittiin käyttäjän näkökulmasta ilmavoimien ilmatilankäyttöä määräävien lakien ja ohjeistuksen soveltuvuutta ilmavoimien harjoituslentotoimintaan. Tutkimuskohteina olivat ilmailulaki, ilmatilan hallinnan puitesopimus sekä Liikenteen turvallisuusviraston ja Sotilasilmailun viranomaisyksikön hyväksyttäväksi annettu ilmatilan hallinnan toimintakäsikirja. Tutkimuksessa määritettiin ilmavoimien vaatimukset ilmatilan käytölle perustuen pääesikunnan asiakirjaan. Ilmatilankäyttöä ohjaavien määräysten soveltuvuutta käyttäjälle mallinnettiin kuvitteellisen ilmatilan avulla, minkä taustamateriaalina käytettiin AIP SUP menettelyllä varattua ilmatilaa vuosilta 2008-2009. Tutkimuksessa tarkasteltiin normaaliolojen harjoituslentotoimintaa. Poikkeusolot sekä alueellisen koskemattomuuden valvonnan ja -turvaamisen edellyttämä lentotoiminta rajattiin tutkimuksen ulkopuolelle. Poikkeusoloissa ilmatilankäyttöön vaikuttavat yhteiskunnallinen tilanne ja voimaan saatettavat asetukset, jolloin ilmatilankäytettävyyden kattava tutkiminen olisi laajentanut tutkimusta liiaksi. Tutkimuksen kohteena oleva ilmatilanhallinnan toimintakäsikirja oli tutkimusta tehtäessä luonnosasiakirja, eikä sitä ei ollut vielä allekirjoitettu. Mahdolliset muutokset toimintakäsikirjan luonnosversion ja allekirjoitettavan välillä vaikuttavat tutkimustuloksiin. Suurin vaikutus olisi prioriteettijärjestyksen muutoksella jolla ohjataan ilmatilankäyttöä sekä eri käyttäjien ja ilmatilanosien suhdetta toisiinsa.

Estudo Longitudinal, Bioquímico e Histoquímico, de Placentas de Ratas Diabéticas: Relação com a Macrossomia e o Retardo de Crescimento Intra-uterino

Objetivo: o estudo longitudinal, entre o 18º e o 21º dias de prenhez, das alterações bioquímicas e histoquímicas das placentas de ratas diabéticas, cujos fetos tiveram macrossomia e retardo de crescimento intra-uterino (CIUR). Material e Método: usando modelo experimental em ratas, foram estudados 3 grupos: controle, diabete moderado e grave. A prenhez foi resolvida por cesárea no 18º ou no 21º dia. Compararam-se as glicemias materna e fetal; a incidência de recém-nascidos (RN) de peso pequeno (PIP), adequado (AIP) e grande (GIP) para tempo de prenhez; peso, índice e conteúdo de DNA, RNA e proteínas placentários e quantidade de glicogênio na superfície de trocas materno-fetais. Resultados: no diabete moderado houve maior proporção de RN-GIP com placentas ricas em DNA e diminuição progressiva de glicogênio em suas membranas no final da prenhez. No diabete grave houve predomínio de RN-GIP e as placentas exibiram menor conteúdo de DNA, síntese aumentada de RNA e tendência a maior produção protéica, com manutenção dos depósitos de glicogênio. Conclusões: concluiu-se que, entre o 18º e o 21º dias, os desvios do crescimento fetal no diabete materno, moderado e grave relacionam-se a alterações placentárias distintas. No moderado há apenas hiperplasia celular, com desaparecimento do glicogênio no final da prenhez. No grave, a superfície de trocas materno-fetais é mais espessada e, além de hiperplasia, há hipertrofia das células, com manutenção dos estoques placentários de glicogênio.

Lymphatic fluctuation in the parenchymal remodeling stage of acute interstitial pneumonia, organizing pneumonia, nonspecific interstitial pneumonia and idiopathic pulmonary fibrosis

Because the superficial lymphatics in the lungs are distributed in the subpleural, interlobular and peribroncovascular interstitium, lymphatic impairment may occur in the lungs of patients with idiopathic interstitial pneumonias (IIPs) and increase their severity. We investigated the distribution of lymphatics in different remodeling stages of IIPs by immunohistochemistry using the D2-40 antibody. Pulmonary tissue was obtained from 69 patients with acute interstitial pneumonia/diffuse alveolar damage (AIP/DAD, N = 24), cryptogenic organizing pneumonia/organizing pneumonia (COP/OP, N = 6), nonspecific interstitial pneumonia (NSIP/NSIP, N = 20), and idiopathic pulmonary fibrosis/usual interstitial pneumonia (IPF/UIP, N = 19). D2-40+ lymphatic in the lesions was quantitatively determined and associated with remodeling stage score. We observed an increase in the D2-40+ percent from DAD (6.66 ± 1.11) to UIP (23.45 ± 5.24, P = 0.008) with the advanced process of remodeling stage of the lesions. Kaplan-Meier survival curves showed a better survival for patients with higher lymphatic D2-40+ expression than 9.3%. Lymphatic impairment occurs in the lungs of IIPs and its severity increases according to remodeling stage. The results suggest that disruption of the superficial lymphatics may impair alveolar clearance, delay organ repair and cause severe disease progress mainly in patients with AIP/DAD. Therefore, lymphatic distribution may serve as a surrogate marker for the identification of patients at greatest risk for death due to IIPs.

Group-invariant solutions of semilinear Schrodinger equations in multi-dimensions

Symmetry group methods are applied to obtain all explicit group-invariant radial solutions to a class of semilinear Schr¨odinger equations in dimensions n = 1. Both focusing and defocusing cases of a power nonlinearity are considered, including the special case of the pseudo-conformal power p = 4/n relevant for critical dynamics. The methods involve, first, reduction of the Schr¨odinger equations to group-invariant semilinear complex 2nd order ordinary differential equations (ODEs) with respect to an optimal set of one-dimensional point symmetry groups, and second, use of inherited symmetries, hidden symmetries, and conditional symmetries to solve each ODE by quadratures. Through Noether’s theorem, all conservation laws arising from these point symmetry groups are listed. Some group-invariant solutions are found to exist for values of n other than just positive integers, and in such cases an alternative two-dimensional form of the Schr¨odinger equations involving an extra modulation term with a parameter m = 2−n = 0 is discussed.

Endothelin-1 and H2O2-induced signaling in vascular smooth muscle cells : modulation by CaMKII and Nitric oxide

L’endothéline-1 (ET-1) est un peptide vasoactif extrêmement puissant qui possède une forte activité mitogénique dans les cellules du muscle lisse vasculaire (VSMCs). Il a été démontré que l’ET-1 est impliquée dans plusieurs maladies cardio-vasculaires, comme l’athérosclérose, l'hypertension, la resténose après l'angioplastie, l’insuffisance cardiaque et l'arythmie. L’ET-1 exerce ses effets via plusieurs voies de signalisation qui incluent le Ca2+, les protéines kinases activées par les mitogènes (MAPKs) y compris les kinases régulées par les signaux extracellulaires (ERK1/2) et la voie de la phosphatidylinositol 3-kinase (PI-3K)/protein kinase B (PKB). Plusieurs études ont démontré que les dérivés réactifs de l'oxygène (ROS) peuvent jouer un rôle important dans la signalisation d’ERK1/2 et de PKB induite par plusieurs facteurs de croissance et hormones. Nous avons précédemment montré que l'ET-1 produit des ROS qui agissent comme médiateur de la signalisation cellulaire induite par l’ET-1. Le peroxyde d’hydrogène (H2O2), une molécule qui appartient à la famille des ROS, peut activer les voies de la MAPK et de la PKB dans les VSMCs. Par ailleurs, nos résultats suggèrent également que le Ca2+ et la calmoduline (CaM) sont essentiels pour la phosphorylation d’ERK1/2, de p38 et de PKB induite par le H2O2 dans les VSMCs. La Ca2+/CaM-dependent protein kinases II (CaMKII) est une sérine/thréonine protéine kinase multifonctionnelle activée par le Ca2+/CaM. Il a été montré que la CaMKII est impliquée dans les voies de signalisation induite par le H2O2 dans les cellules endothéliales. Cependant, le rôle de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de la proline-rich tyrosine kinase 2 (Pyk2) induite par l’ET-1 et le H2O2, de même que son rôle dans l’effet hypertrophique et prolifératif de l’ET-1 dans les VSMCs demeure inexploré. Le monoxyde d’azote (NO) est une molécule vasoactive impliquée dans la régulation de plusieurs réponses hormonales. Le NO peut moduler la signalisation contrôlant la croissance cellulaire induite par plusieurs agonistes d’où son rôle protecteur dans le système vasculaire. Des études ont montré que le NO peut inhiber la voie de Ras/Raf/ERK1/2 et la voie de PKB induite par le facteur de croissance endothélial (EGF) et l’angiotensine II (Ang II). Beaucoup d’autres travaux ont mis en évidence un cross-talk entre les voies de signalisation activées par l’ET-1 et le NO. La capacité du NO à inhiber la signalisation intracellulaire induite par l’ET-1 dans les VSMCs demeure inconnue. Le travail présenté dans cette thèse vise à déterminer le rôle du système Ca2+-CaM-CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1 et le H2O2 ainsi que son rôle dans la croissance et la prolifération cellulaire induites par l’ET-1 dans les VSMCs. Nous avons également testé le rôle du NO dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 ainsi que la synthèse protéique induite par l’ET-1. Dans la première partie de notre étude, nous avons examiné le rôle de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs en utilisant trois approches différentes i.e. l'usage d'inhibiteurs pharmacologiques, un peptide auto-inhibiteur de la CaMKII (CaMKII AIP) et la technique de siRNA. Nous avons démontré que la CaMKII est impliquée dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Des études précédentes ont montré à l’aide d’inhibiteurs pharmacologiques comme le KN-93 que l'Ang II et les agents induisant une augmentation de la concentration en Ca2+ intracellulaire comme l’ionomycine, provoquent la phosphorylation d’ERK1/2 via la CaM dans les VSMCs. Cependant, en utilisant différentes approches, nos études ont montré pour la première fois une implication de la CaMKII dans la phosphorylation d’ERK1/2 et de PKB induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Nous avons également rapporté pour la première fois, un rôle crucial de la CaMKII dans la pathophysiologie vasculaire associée à l’ET-1 puisque l’activation de la CaMKII joue un rôle important dans l’hypertrophie et la croissance cellulaire. Dans la deuxième partie, à la lumière des études précédentes qui montraient que les ROS agissent comme médiateurs de la signalisation induite par l’ET-1 dans les VSMCs, nous avons examiné si la CaMKII est également impliquée dans l’activation des voies d’ERK1/2 et de PKB induite par le H2O2. En utilisant des approches pharmacologiques et moléculaires, nous avons montré, comme pour l’ET-1, que la CaMKII joue un rôle critique en amont de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par le H2O2. Nous avons précédemment montré que la transactivation du récepteur de type I de l’insulin-like growth factor (IGF-1R) est nécessaire à l’activation de PKB induite par le H2O2. Pour cette raison, nous avons examiné l'effet de l'inhibition de la CaMKII par l’inhibiteur pharmacologique ou par le knock-down de la CaMKII sur la phosphorylation d’IGF-1R induite par le H2O2. Les résultats démontrent que la CaMKII joue un rôle critique en amont de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et d’IGF-1R induite par le H2O2. Dans la troisième partie de notre étude, nous avons également examiné le mécanisme moléculaire par lequel le NO exerce ses effets anti-mitogéniques et anti-hypertrophiques dans la signalisation induite par l’ET-1. En testant l'effet de deux différents donneurs de NO (S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP), sodium nitroprusside (SNP)) et un inhibiteur de NO synthase, le N (G)-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) dans la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1, nous avons observé que le NO a un effet inhibiteur sur la signalisation induite par l’ET-1 dans les VSMCs. Par ailleurs, le 8-Br-GMPc, un analogue du GMPc, a un effet similaire à celui des deux donneurs du NO, tandis que l’oxadiazole quinoxaline (ODQ), un inhibiteur de la guanylate cyclase soluble, inverse l'effet inhibiteur du NO. Nous concluons que le NO diminue la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1 d’une manière dépendante du GMPc. Le NO inhibe aussi les effets hypertrophiques de l’ET-1 puisque le traitement avec le SNAP diminue la synthèse des protéines induite par l’ET-1. En résumé, les études présentées dans cette thèse démontrent que l’ET-1 et le H2O2 sont des activateurs de la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 dans les VSMCs et que la CaMKII s’avère nécessaire pour ce processus, en agissant en amont de l’activation de IGF-1R induite par le H2O2 dans les VSMCs. Elles montrent également que le NO inhibe la phosphorylation d’ERK1/2, de PKB et de Pyk2 induite par l’ET-1. Enfin, nos travaux suggèrent aussi que l’activation de la CaMKII stimule la synthèse des protéines et de l’ADN induites par l’ET-1 alors que le NO inhibe la synthèse des protéines induite par ET-1. Mots clés: Endothéline ; Peroxyde d'hydrogène ; CaMKII ; Monoxyde d’azote ; Système vasculaire ; PKB; ERK1/2; IGF-1R; Hypertrophie.

An Optical limiter based on Ferrofluids

We report an optical limiter based on ferrofluids which has a very high shelf life and remarkable thermal stability, which are important requirements for sustainable use with intense lasers. The colloidal suspensions contain nanosized particles of approximately 80 Å diameter, with a number density of the order of 1022 /m3. The nonlinear optical transmission of the samples is studied using nanosecond and femtosecond laser pulses. Excited state absorption phenomena contribute to enhanced limiting in the nanosecond excitation regime. An advantageous feature of ferrofluids in terms of device applications is that their optical properties are controllable by an external magnetic field.

Ni filled flexible multi-walled carbon nanotube–polystyrene composite films as efficient microwave absorbers

In this letter, we report flexible, non corrosive, and light weight nickel nanoparticle@multi-walled carbon nanotube–polystyrene (Ni@MWCNT/PS) composite films as microwave absorbing material in the frequency range of S band (2-4 GHz). Dielectric permittivity and magnetic permeability of composites having 0.5 and 1.5 wt. % filler amount were measured using the cavity perturbation technique. Reflection loss maxima of 33 dB (at 2.7 GHz) and 24 dB (at 2.7 GHz) were achieved for 0.5 and 1.5 wt. % Ni@MWCNT/PS composite films of 6 and 4 mm thickness, respectively, suggesting that low concentrations of filler provide significant electromagnetic interference shielding

Swift heavy ion induced surface modification for tailoring coercivity in Fe–Ni based amorphous thin films

Fe–Ni based amorphous thin films were prepared by thermal evaporation. These films were irradiated by 108 MeV Ag8+ ions at room temperature with fluences ranging from 1 1012 to 3 1013 ions/cm2 using a 15 UD Pelletron accelerator. Glancing angle x-ray diffraction studies showed that the irradiated films retain their amorphous nature. The topographical evolution of the films under swift heavy ion SHI bombardment was probed using atomic force microscope and it was noticed that surface roughening was taking place with ion beam irradiation. Magnetic measurements using a vibrating sample magnetometer showed that the coercivity of the films increases with an increase in the ion fluence. The observed coercivity changes are correlated with topographical evolution of the films under SHI irradiation. The ability to modify the magnetic properties via SHI irradiation could be utilized for applications in thin film magnetism