Interfacial Phenomena in Pharmaceutical Low Moisture Content Powder Processing

Powders are essential materials in the pharmaceutical industry, being involved in majority of all drug manufacturing. Powder flow and particle size are central particle properties addressed by means of particle engineering. The aim of the thesis was to gain knowledge on powder processing with restricted liquid addition, with a primary focus on particle coating and early granule growth. Furthermore, characterisation of this kind of processes was performed. A thin coating layer of hydroxypropyl methylcellulose was applied on individual particles of ibuprofen in a fluidised bed top-spray process. The polymeric coating improved the flow properties of the powder. The improvement was strongly related to relative humidity, which can be seen as an indicator of a change in surface hydrophilicity caused by the coating. The ibuprofen used in the present study had a d50 of 40 μm and thus belongs to the Geldart group C powders, which can be considered as challenging materials in top-spray coating processes. Ibuprofen was similarly coated using a novel ultrasound-assisted coating method. The results were in line with those obtained from powders coated in the fluidised bed process mentioned above. It was found that the ultrasound-assisted method was capable of coating single particles with a simple and robust setup. Granule growth in a fluidised bed process was inhibited by feeding the liquid in pulses. The results showed that the length of the pulsing cycles is of importance, and can be used to adjust granule growth. Moreover, pulsed liquid feed was found to be of greater significance to granule growth in high inlet air relative humidity. Liquid feed pulsing can thus be used as a tool in particle size targeting in fluidised bed processes and in compensating for changes in relative humidity of the inlet air. The nozzle function of a two-fluid external mixing pneumatic nozzle, typical for small scale pharmaceutical fluidised bed processes, was studied in situ in an ongoing fluidised bed process with particle tracking velocimetry. It was found that the liquid droplets undergo coalescence as they proceed away from the nozzle head. The coalescence was expected to increase droplet speed, which was confirmed in the study. The spray turbulence was studied, and the results showed turbulence caused by the event of atomisation and by the oppositely directed fluidising air. It was concluded that particle tracking velocimetry is a suitable tool for in situ spray characterisation. The light transmission through dense particulate systems was found to carry information on particle size and packing density as expected based on the theory of light scattering by solids. It was possible to differentiate binary blends consisting of components with differences in optical properties. Light transmission showed potential as a rapid, simple and inexpensive tool in characterisation of particulate systems giving information on changes in particle systems, which could be utilised in basic process diagnostics.

Metsän rakenteen muutokset ja liito-oravan esiintyminen Tampereen kaupunkialueella vuosina 1966–2004

Liito-orava (Pteromys volans) on havumetsävyöhykkeen varttuneissa sekametsissä esiintyvä pieni yöaktiivinen nisäkäs. Suomen liito-oravakannan on arvioitu taantuneen viimeisten vuosikymmenien aikana ja laji on luokiteltu Suomessa vaarantuneeksi. EU:n luontodirektiivissä liito-orava on mainittu erityistä suojelua vaativana lajina, jonka lisääntymis- tai levähdyspaikkoja ei saa hävittää. Liito-oravan suosimat varttuneet kuusivaltaiset sekametsät ovat yleisiä useiden suomalaisten kaupunkien taajama-asutusten tuntumissa. Näihin metsiin kohdistuu suuri kaavoituspaine. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää metsämaiseman rakenteen muutoksen vaikutusta liito-oravaan ja arvioida eroavatko kaupunki- ja metsätalousalueet liito-oravan elinympäristönä. Selvitin Tampereen kaupungin ja Kangasalan kunnan alueella sijaitsevan tutkimusalueen metsärakenteen muutokset vuosina 1966—2004 ja liito-oravaesiintymät vuonna 2004. Tarkoituksena on selvittää miten metsärakenteen muutos on vaikuttanut alueen liito-oravakantaan ja liito-oravien esiintymiseen. Ilmakuvatulkinnalla rajasin 52 km2 kokoisen tutkimusalueen metsät niiden rakenteen perusteella metsäkuvioihin. Keväällä 2004 kartoitettiin tutkimusalueen liito-oravaesiintymiä ja kirjasin metsäkuvioiden tärkeimmät puustotiedot. Luokittelin kaikki metsäkuviot neljään, liito-oravalle soveltuvuuteen perustuvaan luokkaan. Paikkatieto-ohjelmassa annoin kullekin kuvioluokalle eri värin ja lopputuloksena oli monivärinen kartta josta pystyy helposti havaitsemaan liito-oravalle soveltuvat, sopimattomat sekä liikkumiseen soveltuvat alueet. Ilmakuvatulkinnalla tein vastaavia karttoja myös vuosille 1966, 1979, 1987 ja 1995. Metsäkuviotietojen perusteella laskin eri vuosille pirstoutumista kuvaavan läheisyysindeksin. Aiemmin Etelä-Suomesta saatuja liito-orava radiopantatutkimustuloksia ja monivuotisia kartoitustuloksia vertailuaineistona käyttäen tein arvion liito-oravaesiintymien määrän kehityksestä vuosina 1966–2004. Tutkimusalueen liito-oravakartoituksessa löysin 318 papanahavaintopaikkaa. Papanahavainnoista 78 % olivat enintään 500 m päässä lähimmästä ihmisasutuksesta. Tampereen kaupungin alueen havainnoista 73 % sijaitsevat Tampereen kaupungin omistamilla alueilla. Liito-oravalle sopivien metsien pinta-ala on vuosina 1966–2004 laskenut 48,8 %. ja liito-oravalle sopimattomien alueiden pinta-ala on kasvanut 22 %. Liikkumiselle soveltuva metsäpinta-ala on kasvanut 46,3 %. Liito-oravalle sopivien laikkujen keskikoko on laskenut 13,1 hehtaarista 4,7 hehtaariin ja alue on voimakkaasti pirstoutunut. Arvion mukaan Tampereen tutkimusalueen asuttujen liito-orava elinpiirien määrä on laskenut vuosina 1966–2004 yli 59 %. Tutkimusalueen metsiköiden kehitys on ollut vastaava kuin muilla metsätalousalueilla eteläisessä Suomessa. Kaupungin läheisyys ei ole merkittävästi vaikuttanut kehitykseen. Metsänhakkuiden ja asutuksen pirstomassa maisemassa viherkäytävien merkitys korostuu. Kuitenkin suuri osa liito-oravaesiintymistä sijaitsee kaupungin mailla ja jäljellä oleva soveltuvan metsän määrä on niin pieni ja pirstoutunut, että tulevaisuuden kaavoitustoimilla ja metsänkäsittelyllä tulee olemaan suuri vaikutus paikalliseen liito-oravakantaan.

Konjac- ja galaktoglukomannaanipohjaiset emulsiokalvot

Emulsiokalvolla tarkoitetaan kalvoa, joka on valmistettu haihduttamalla ylimääräinen vesi pois emulsiosta. Polysakkaridipohjainen emulsiokalvo koostuu kalvonmuodostuspolysakkaridista, rasvasta, emulgointiaineesta ja pehmittimestä. Kirjallisuusosassa selvitettiin, mitä raaka-aineita polysakkaridipohjaisissa emulsiokalvoissa käytetään ja mitkä tekijät vaikuttavat emulsiokalvojen vesihöyrynläpäisevyyteen ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Tutkimuksen kokeellisen osan tavoitteena oli selvittää, miten konjac-glukomannaani (KGM) ja kuusen galaktoglukomannaani (GGM) soveltuvat emulsiokalvon raaka-aineiksi. Lisäksi selvitettiin, miten rasvan tyyppi ja rasvapitoisuus vaikuttavat GGM-KGM-pohjaisten emulsiokalvojen mekaanisiin ominaisuuksiin ja vesihöyrynläpäisevyyteen. Mehiläisvahasta, mäntyöljystä ja rypsiöljystä valmistettiin emulsiokalvot, joissa oli 30 %:n (paino-% GGM:sta) rasvapitoisuudet. Lisäksi mehiläisvahasta valmistettiin emulsiokalvot, joissa oli 10 ja 50 % mehiläisvahaa. Emulsiokalvoja verrattiin vertailukalvoon, jossa ei ollut rasvaa. Kalvoissa käytetty KGM:n ja GGM:n suhde oli 1:1. Kalvoista mitattiin vesihöyrynläpäisevyys ja -läpäisynopeus, vetolujuus, Youngin moduuli ja murtovenymä. Näiden lisäksi kalvojen poikkileikkaus kuvattiin pyyhkäisyelektronimikroskoopilla. GGM ja KGM soveltuvat emulsiokalvon raaka-aineiksi. Huoneenlämpötilassa kuivatuista kalvoista saatiin tasaisemman näköisiä kuin lämpökaapissa kuivatuista. Pyyhkäisyelektronimikroskooppikuvissa vahapisarat olivat öljypisaroita pienempiä, mikä mahdollisesti vaikutti siihen, että vahapisarat pysyivät paremmin kiinnittyneenä kalvomatriisissa. Öljypisaroiden koko oli kalvoissa noin 10 ?m ja vahapisaroiden 2–6 ?m. Vesihöyrynläpäisynopeus oli pienin 50 %:n mehiläisvahakalvolla (p < 0,05). Vesihöyrynläpäisevyys laski lineaarisesti mehiläisvahapitoisuuden suurentuessa. Öljykalvot ja 10 %:n mehiläisvahakalvo eivät eronneet tilastollisesti merkitsevästi vesihöyrynläpäisevyyden suhteen vertailukalvosta. Pienin vetolujuus ja Youngin moduuli oli 50 %:n mehiläisvahakalvolla. Vertailukalvo oli kestävin ja jäykin. Murtovenymän suhteen kalvot eivät eronneet toisistaan tilastollisesti merkitsevästi. Tutkimuksessa onnistuttiin valmistamaan GGM-KGM-pohjaisia emulsiokalvoja, jotka pidättivät vesihöyryä vertailukalvoa paremmin ja silti säilyttivät mekaaniset ominaisuutensa kohtuullisen hyvin.

Säkylän Pyhäjärven vesitase ja säännöstely

Engl. summary: The water balance and regulation of Lake Pyhäjärvi

Nykyveistoksen, katsojan ja tilan vuorovaikutteisuudesta: Markus Copperin, Markus Kåhren ja Kimmo Schroderuksen teokset nykytaiteen välineproblematiikan valossa

Tutkielmassani tarkastelen nykykuvanveiston ominaislaatua ja suhdetta modernismin jälkeen syntyneisiin uusiin taiteen tekemisen muotoihin, kuten installaatioon ja performanssiin. Uudet taidemuodot mursivat modernistisen käsityksen välineestä, joka keskittyi taideteoksen fyysiseen olemukseen. Autonomisen veistosobjektin ihanteen sijaan uusissa taiteen tekemisen muodoissa teoksen suhde tilaan ja katsojaan muuttui merkitykselliseksi. Tutkielman tavoitteena on pohtia välineissä tapahtuvaa muutosta kuvanveiston näkökulmasta. Analysoin kolmen suomalaisen nykytaiteilijan, Markus Copperin, Markus Kåhren ja Kimmo Schroderuksen, teoksia ja avaan niiden kautta näkökulmia kuvanveistossa modernismin jälkeen tapahtuneisiin muutoksiin. Taiteilijoiden ammatti-identiteetti on kytköksissä kuvanveistoon. Tutkielman lähtökohtana on ajatus siitä, että kuvanveisto ei ole pysähtynyt modernistisen veistoksen tai monumentaalikuvanveiston perinteisiin. Veistoksen suhde tilaan ja katsojaan voi olla uusien ilmaisumuotojen tavoin merkityksellinen. Tutkielma selvittää nykyveistoksen olemisen tavan piirteitä. Keskeinen tutkimuskysymys on miten teoksen vuorovaikutteinen suhde tilaan ja katsojaan ilmenee ja mikä on sen merkitys teokselle. Tutkielman teoreettisena viitekehyksenä on Rosalind Kraussin käsitys välineestä postmodernissa viitekehyksessä. Aineiston analysointia tukevat myös Kraussin malli kuvanveiston laajentuneesta kentästä sekä installaatiota ja paikkasidonnaista taidetta käsittelevä tutkimuskirjallisuus. Tutkielmassa analysoitavaan aineistoon kuuluvat Copperin, Kåhren ja Schroderuksen teokset ovat pääosin 2000-luvulta. Tarkastelen niitä kolmesta näkökulmasta: ensin teoksen materiaalisuuden, toiseksi teoksen tilallisuuden ja kolmanneksi teoksen ja katsojan välisen suhteen kautta. Tutkielman aineistona on käytetty myös taiteilijoiden haastatteluja. Haastatteluaineisto perustelee teoksissa tehtyjä valintoja ja kertoo taiteilijoiden toiminnan motiiveista. Nykykuvanveisto näyttäytyy tutkielmassa monimuotoisena ja sisäisesti heterogeenisenä taiteen tekemisen käytäntönä. Tutkielman johtopäätöksissä totean, että taiteilijoiden teokset problematisoivat käsityksen veistoksesta tilassa sijaitsevana erillisenä objektina. Teokset määrittyvät eri tavoin suhteessa tilaan ja katsojaan: suhde voi olla riippuvuussuhde tai kieltävä. Katsojasta saattaa tulla etäisen tarkkailijan sijaan teokseen osallistuja. Teoksen, tilan ja katsojan välistä rajaa voi olla vaikea määritellä. Tällöin vuorovaikutteisuus katsojaan ja tilaan määrittää teoksen olemusta, jolloin tämän suhteen huomioiminen on edellytys teoksen olemuksen ymmärtämiselle.

Voiko tämän syödä? : Myrkyllisten ja syötävien kasvien tunnistaminen, oppiminen ja opettaminen

The purpose of the research was to determine how well Finnish children and youngsters in different ages recognize poisonous and eatable wild plant species and to which characteristics they pay attention to when identifying plants. The purpose was also to find out, how well the pupils and students can estimate if the wild plants are either poisonous or eatable. The goal was to gather knowledge about what factors explain these recognition and estimation skills. Also information was wanted about attitudes of children and youngsters towards recognizing and learning the poisonous and eatable wild plants. The research was made on subjects of 48 children and youngsters from grade 6 in primary school, grade 8 in lower- secondary school and vocational school. Both quantitative and qualitative methods were used. A plant recognition test, where 38 pictures on plants was presented, was made for the all subjects. The subjects were requested to name the plants and classify them to be either poisonous or eatable. In addition six students were interviewed from each class, altogether 18 subjects. The themes of the interviews were the attitudes towards eatable and poisonous wild plants and to learn to recognize species. During the interview pictures of plants were looked at and the subjects told which characteristics they pay attention to when trying to recognize it. The results showed that on average wild plants were recognized insufficiently. Standard variation in responses was large in all classes researched. The subjects got better results in classifying of the plants to be either poisonous or eatable than in naming the plants. This research shows that even when a subject cannot name a plant it is still possible for the subject to classify the plant to be either poisonous or eatable. Gender and being an immigrant explained the recognition skills of poisonous and eatable plants so that girls were somewhat better to recognize plant species and native Finns recognized poisonous and eatable plants better that immigrants. Age did not explain the skills to recognize species directly, since students in lower- secondary school recognized the poisonous and eatable plants better than primary school and vocational school students. In skills to estimate plants poisonous or eatability there was no difference according to gender, age, or immigrant background. The subjects considered the skills to recognize poisonous and eatable plants important. Learning to recognize plants at school was not considered interesting however. Since the recognition of plants in neighborhood belongs to tasks of general education it is important to think about how the teaching could be made interesting. According to findings of this study, especially the recognition of poisonous plants was considered important by the subjects. This knowledge as well as teaching about possibilities to utilize plants could be used as a way to motivate and teach the students. Avainsanat Nyckelord - Keywords Plant species recognition, recognition of poisonous plants, recognition of eatable plants, plant species education

Lectio Praecursoria: Jännittäminen ja opiskelukyky

Aineisto on Keskustakampuksen kirjaston digitoimaa ja kirjasto vastaa aineiston käyttöluvista.

Jean Sibelius -viulukilpailun näkyvyys, argumentointi ja viihteellisyys valtakunnallisessa lehdistössä 1965 ja 2005

Kansainvälinen Jean Sibelius -viulukilpailu on järjestetty Suomessa kymmenen kertaa vuodesta 1965 lähtien, ja se on vakiinnuttanut asemansa musiikki-instituutiona niin Suomen kulttuurielämässä kuin valtakunnallisessa mediassa. Tässä tutkimuksessa selvitetään kilpailun reseptiota, eli millaista näkyvyyttä Sibelius-viulukilpailu on saanut valtakunnallisissa viestintävälineissä vuosina 1965 ja 2005. Journalistisesta aineistosta poimitaan esiin niitä teemoja ja ilmaisun tapoja, jotka ovat korostuneet kilpailuun liittyvissä teksteissä. Tutkimuksessa pohditaan, onko toimittajien kirjoittamien tekstien argumentointi muuttunut neljänkymmenen vuoden aikana, ja kuinka internet sekä median viihteellistyminen ovat muuttaneet journalistista kilpailua eri viestinten kesken. Tutkimusongelmia lähestytään kvalitatiivisesti viestinnän oppiaineen tutkimusmenetelmiä hyödyntäen. Ensin sisällönanalyysin avulla hahmotetaan kokonaiskäsitys aineistosta, minkä jälkeen yksittäisiin teksteihin pureudutaan argumenttianalyysin keinoin. Tutkimusaineisto on rajattu valtakunnallisiin viestintävälineisiin, joita ovat suurimmat sanoma- ja aikakauslehdet, Yleisradion kilpailuaiheiset televisio- ja radio-ohjelmat sekä viulukilpailun internet-sivut. Sanomalehdissä julkaistu aineisto on laajuutensa ja monipuolisuutensa vuoksi tarkimpana analyysikohteena; muu tutkimusaineisto täydentää lehtitekstien perusteella tehtyjä havaintoja. Tutkimustulokset osoittavat, että Sibelius-viulukilpailu on ollut näkyvästi esillä valtakunnallisessa lehdistössä niin vuonna 1965 kuin 2005. Molempina vuosina kilpailun näkyvyys pohjautui hyvin vahvasti painettuun sanomalehteen. Lehdistöaineistosta erottuivat selvästi kansallisuuden, rodun ja sukupuolen käsittelyn näkökulmat, vaikka kielellinen ilmaisu onkin ajan mittaan neutraloitunut. Sisällönanalyyttinen tarkastelu ja argumenttianalyysit osoittavat, että toimittajien käyttämä argumentointi on muuttunut neljän vuosikymmenen aikana. Toimittajien työnkuva on monipuolistunut, ja viihteellisyys on vähitellen soluttautunut iltapäivälehdistä niin sanottuihin laatumedioihin . Internet on tehnyt kilpailun reaaliaikaisesta seuraamisesta entistä nopeampaa ja helpompaa.

Jäteveden pitkäilmastus-simultaanisaostuksen reaktionopeuksista ja niihin vaikuttavista tekijöistä

Engl. summary: Reaction rates amd factors affecting them at extended aeration : simultaneous precipitation of wastewater

Roudan muodostumisesta ja esiintymisestä Suomessa vuosina 1955-1975

Engl. summary: On the formation and occurrence of soil frost in Finland 1956 to 1975

Kirjallisuusosa: Alzheimerin taudin rottamallien vastaavuus tautiin ihmisessä ja mallien käyttökelpoisuus

Kirjallisuusosa: Alzheimerin taudin hoitoon olisi tarvetta uusille taudinkulkuun vaikuttaville lääkeaineille. Niiden kehittämiseksi tarvitaan eläinmalleja, joissa esiintyy taudin patofysiologisia piirteitä. Rottamalleista vanhemmat skopolamiini- tai MK-801-häirintä sekä ikääntyneiden rottien käyttö eivät kovin hyvin vastaa taudin patofysiologiaa, vaikka niissä eläimen muisti käyttäytymiskokeissa onkin heikentynyt. Uudemmat transgeeniset rottamallit ja mallit, joissa annetaan Aβ:a aivoihin, ilmentävät huomattavasti paremmin Alzheimerin taudin kaltaista tilaa aivoissa ainakin Aβ:n osalta. Taupatofysiologiaa ei silti kummassakaan näistä malleista juuri esiinny. Toisaalta Aβ:lla näyttäisi olevan huomattavasti tau:ta suurempi rooli taudissa, joten sen ilmeneminen mallissa onkin keskeisempi tekijä. Nämä mallit ilmentävät melko suurelti osin yhtä hyvin Alzheimerin taudin patofysiologiaa. Aβ:n antaminen on hieman yksinkertaisempi suorittaa käytännössä, sillä siinä ei tarvitse luoda transgeenista kantaa. Toisaalta transgeenisessa mallissa Aβ-patofysiologia syntyy enemmän Alzheimerin taudin kaltaisesti solujen sisällä eikä valmiita aggregoituvia Aβ-peptidejä anneta ulkopuolelta aivoihin. Molemmat mallit ovat kuitenkin käyttökelpoisia, ja soveltuvat erityisesti Aβ:an vaikuttavien lääkeaineiden kehittämiseen. Kokeellinen osa: Kokeen tarkoituksena oli validoida kohotettu ristikko-sokkelo (elevated plus-maze, EPM) hiirillä kognitiomallina. Kokeessa käytettiin kahden koekerran (trial, T) menetelmää, jossa koekertojen pituus oli viisi minuuttia. Näin saatiin useita oppimista kuvaavia parametreja. Hiirille yritettiin saada muistihäiriö aikaviiveen avulla (koekertojen väli 1-18 vrk) tai antamalla muskariinireseptoriantagonistia skopolamiinia (0,1-0,8 mg/kg i.p.) 30 minuuttia ennen T1:tä. Nämä kokeet suoritettiin sekä C57BL/6J- että ICR:(CD-1)-hiirillä. Aikaviivekokeissa ainut ryhmä, jolla oli viitettä unohtamisesta, oli ICR:(CD-1)-hiirien 18 vrk:n ryhmä. Tämän perusteella tutkittiin vielä 21 vuorokauden aikaväli, mutta selvää muistihäiriötä ei esiintynyt. Skopolamiini ei häirinnyt muistia ICR:(CD-1)-hiirillä, mutta C57BL/6J-hiirillä 0,2 mg/kg:n annoksesta ylöspäin merkitsevä muistihäiriö esiintyi. Näin ollen jatkokokeissa käytettäväksi valittiin skopolamiinin annos 0,2 mg/kg C57BL/6J-hiirillä, ja siinä tutkittiin donepetsiilin (0,3, 0,8 ja 1,5 mg/kg s.c), memantiinin (5,0 ja 10,0 mg/kg s.c) ja kokeellisen 5-HT6-antagonistin SB742457:n (1,5 ja 6,0 mg/kg s.c) muistia parantavia vaikutuksia. Tutkittavat lääkeaineet annettiin 40 minuuttia ennen T1:tä ja skopolamiini 30 minuuttia ennen. Memantiinilla (5,0 mg/kg) oli selkeä skopolamiinin heikentämää kognitiota parantava vaikutus ja donepetsiilillakin (1,5 mg/kg) suuntaus tähän. Tulosten perusteella malli näyttäisi soveltuvan muisti- ja oppimisvaikutusten tutkimiseen käytettäväksi malliksi.