Suppression of the high affinity phosphate uptake system:A mechanism of arsenate tolerance in Holcus lanatus L.

In Holcus lanatus L. phosphate and arsenate are taken up by the same transport system. Short-term uptake kinetics of the high affinity arsenate transport system were determined in excised roots of arsenate-tolerant and non-tolerant genotypes. In tolerant plants the V_max of ion uptake in plants grown in phosphate-free media was decreased compared to non-tolerant plants, and the affinity of the uptake system was lower than in the non-tolerant plants. Both the reduction in V_max and the increase in K_m led to reduced arsenate influx into tolerant roots. When the two genotypes were grown in nutrient solution containing high levels of phosphate, there was little change in the uptake kinetics in tolerant plants. In non-tolerant plants, however, there was a marked decrease in the V_max to the level of the tolerant plants but with little change in the K_m. This suggests that the low rate of arsenate uptake over a wide range of differing root phosphate status is due to loss of induction of the synthesis of the arsenate (phosphate) carrier. © 1992 Oxford University Press.

The TARANIS laser : A multi-terawatt system for laser plasma physics

The Terawatt Apparatus for Relativistic And Non-linear Interdisciplinary Science (TARANIS), installed in the Centre for Plasma Physics at the Queen's University Belfast, supports a wide ranging science program, including laser-driven particle acceleration, X-ray lasers and high energy density physics experiments. We present (1) an overview of the laser facility, (2) results of preliminary investigations on proton acceleration, laser action at 13.9 nm and Kα sources and (3) speculation on future experiments using these extreme sources.

Freedom as non-domination: radicalisation or retreat?

Key challenges for contemporary neorepublicans are identified and explored. Firstly, the attempt to maintain a sharp line between neorepublicanism and the wider family of liberal–egalitarian political theories is questioned. Secondly, in response to challenges from democratic theorists, it is argued that republicanism needs to effect an appropriate rapprochement with the ideal of collective political autonomy, on which it appears to rely. Thirdly, it is argued that freedom as non-domination draws so heavily on the idea of equal respect that it is hard to maintain that freedom is the sole value grounding the theory. Finally, it is suggested that the consequentialist framework of Pettit’s theory imposes significant limitations on republican social justice. How republican political theorists respond to these challenges will determine whether the neorepublican revival will be seen as enriching contemporary debates about democracy and social justice or as a retreat from more ambitious accounts of freedom and justice.

Large scale test of a novel back-pass non-perforated unglazed solar air collector

This paper describes large scale tests conducted on a novel unglazed solar air collector system. The proposed system, referred to as a back-pass solar collector (BPSC), has on-site installation and aesthetic advantages over conventional unglazed transpired solar collectors (UTSC) as it is fully integrated within a standard insulated wall panel. This paper presents the results obtained from monitoring a BPSC wall panel over one year. Measurements of temperature, wind velocity and solar irradiance were taken at multiple air mass flow rates. It is shown that the length of the collector cavities has a direct impact on the efficiency of the system. It is also shown that beyond a height-to-flow ratio of 0.023m/m³/hr/m², no additional heat output is obtained by increasing the collector height for the experimental setup in this study, but these numbers would obviously be different if the experimental setup or test environment (e.g. location and climate) change. An equation for predicting the temperature rise of the BPSC is proposed.

Polarized skylight does not calibrate the compass system of a migratory bat

In a recent study, Greif et al. (2014) demonstrated a functional role of polarized light for a bat species confronted with a homing task. These non-migratory bats appeared to calibrate their magnetic compass by using polarized skylight at dusk, yet it is unknown if migratory bats also use these cues for calibration. During autumn migration, we equipped Nathusius' bats, Pipistrellus nathusii, with radio transmitters and tested if experimental animals exposed to a 90° rotated band of polarized light during dusk, would head in a different direction compared with control animals. After release, bats of both groups continued their journey in the same direction. This observation argues against the use of a polarization-calibrated magnetic compass by this migratory bat and questions that the ability of using polarized light for navigation is a consistent feature in bats. This finding matches with observations in some passerine birds that used polarized light for calibration of their magnetic compass before but not during migration.

Landauer’s Principle in Multipartite Open Quantum System Dynamics

We investigate the link between information and thermodynamics embodied by Landauer’s principle in the open dynamics of a multipartite quantum system. Such irreversible dynamics is described in terms of a collisional model with a finite temperature reservoir. We demonstrate that Landauer’s principle holds, for such a configuration, in a form that involves the flow of heat dissipated into the environment and the rate of change of the entropy of the system. Quite remarkably, such a principle for heat and entropy power can be explicitly linked to the rate of creation of correlations among the elements of the multipartite system and, in turn, the non-Markovian nature of their reduced evolution. Such features are illustrated in two exemplary cases.

An effective key generation system using improved channel reciprocity

In physical layer security systems there is a clear need to exploit the radio link characteristics to automatically generate an encryption key between two end points. The success of the key generation depends on the channel reciprocity, which is impacted by the non-simultaneous measurements and the white nature of the noise. In this paper, an OFDM subcarriers' channel responses based key generation system with enhanced channel reciprocity is proposed. By theoretically modelling the OFDM subcarriers' channel responses, the channel reciprocity is modelled and analyzed. A low pass filter is accordingly designed to improve the channel reciprocity by suppressing the noise. This feature is essential in low SNR environments in order to reduce the risk of the failure of the information reconciliation phase during key generation. The simulation results show that the low pass filter improves the channel reciprocity, decreases the key disagreement, and effectively increases the success of the key generation.

Study of pesticide effects on non-target organisms

A utilização insustentável de pesticidas, especialmente em zonas com elevado valor ecológico constitui uma ameaça à integridade dos ecossistemas. Sendo um problema à escala mundial, e também no contexto nacional, o presente trabalho pretende ser um contributo para a avaliação dos efeitos de pesticidas em organismos não alvo terrestres e, principalmente, aquáticos, em contextos de progressiva relevância ecológica. Neste sentido, o estudo foi direccionado para áreas (A1 e A2) integradas numa zona agrícola extensa em Portugal, utilizada para a produção de milho e, principalmente, de arroz (Baixo Mondego), a qual sustenta uma elevada biodiversidade. O estudo teve início na área A1, onde a monitorização físico-química e os ensaios com amostras naturais (ensaios WET - whole effluent tests) provenientes desta área evidenciaram que, apesar da ausência de pesticidas, as amostras de água colhidas no canal que atravessava os arrozais foram as mais nocivas para o crescimento de Pseudokirchneriella subcapitata e Chlorella vulgaris. Uma vez que outras fontes de contaminação (produção de gado) actuavam em A1, o estudo prosseguiu apenas na área A2. Assim, em A2, começou-se por determinar a toxicidade individual e da mistura de dois herbicidas formulados aplicados nos campos de arroz (Viper®) e milho (Mikado®) em condições laboratoriais. Viper® foi o herbicida mais tóxico, tanto para o crescimento de P. subcapitata e C. vulgaris, como para a sobrevivência, reprodução e crescimento de Daphnia longispina e Daphnia magna. Adicionalmente, estimou-se que a mistura Viper®/Mikado® induz efeitos antagonistas no crescimento de P. subcapitata e efeitos sinérgicos no crescimento de C. vulgaris e na sobrevivência dos dafnídeos. A avaliação da toxicidade destes herbicidas formulados e seus ingredientes activos no comportamento de minhocas terrestres (Eisenia andrei), usando solos naturais, demonstrou que Viper® e penoxsulam causaram uma % de evitamento superior nos organismos expostos. Contudo, o risco para E. andrei será à partida reduzido se as taxas de aplicação dos herbicidas forem respeitadas. Ensaios WET foram novamente usados para testar amostras naturais da área A2. Verificou-se que a qualidade do sistema aquático e do arrozal diminuiu durante a estação agrícola, em paralelo com a presença de nutrientes e pesticidas. O crescimento algal foi inibido, apesar dos parâmetros de história de vida dos dafnídeos terem sido estimulados. O resultado desta avaliação subestimou, em certos casos, os impactos reais causados pela aplicação de pesticidas. A avaliação in situ simultânea à aplicação de herbicidas nos arrozais demonstrou que os efeitos registados foram de facto restritos aos pulsos de herbicidas. A inibição das taxas de alimentação de D. longispina e D. magna forneceram um sinal precoce de alterações no sistema, seguido pela diminuição da sua sobrevivência e do crescimento de P. subcapitata. Em suma, as diferentes fases da avaliação efectuada confirmaram a existência de condições desfavoráveis devido às práticas agrícolas, reforçando a necessidade de se conjugar ensaios laboratoriais com avaliações in situ de maior relevância ecológica, para reduzir o grau de incerteza aliado à determinação dos riscos.

Caracterização de novas membranas de titanossilicatos microporosos por ensaios de permeabilidade

O interesse crescente das membranas inorgânicas deve-se à potencial aplicação em novas áreas de investigação e da indústria, e em alternativa a operações mais convencionais. Em particular, as membranas de titanossilicatos oferecem vantagens importantes sobre as de zeólitos, pois podem ser sintetizadas sem agentes estruturantes orgânicos, para evitar a calcinação subsequente usualmente responsável por defeitos irreversíveis, exibem novas possibilidades de substituição isomórfica da matriz, permitindo um ajuste mais fino das propriedades catalíticas e de adsorção, e são capazes de separar misturas com base em diferenças de afinidade e tamanho molecular (efeito de peneiro). Os objectivos principais deste trabalho foram: i) a caracterização dinâmica de membranas do tipo zeolítico sintetizadas no Laboratório Associado CICECO, realizando-se experiências de permeação com gases puros e misturas; ii) o desenvolvimento e validação de novos modelos para a transferência de massa multicomponente através de membranas porosas pela abordagem de Maxwell-Stefan, tendo em conta os mecanismos específicos encontrados, particularmente a contribuição por difusão superficial; e iii) a modelação dos pontos experimentais medidos, bem como dados compilados da literatura. De forma a realizar os ensaios de permeação, desenhou-se, montou-se e testou-se uma instalação experimental. Para gases puros, os objectivos principais foram a medição de permeâncias a temperatura constante, por variação da pressão transmembranar r ( ΔP ), e de permeâncias a temperatura programada, conduzidas a ΔP constante. Seguidamente, calcularam-se as selectividades ideais. Em relação a misturas, a determinação de selectividades reais requer as fracções molares no permeado e no retido. Na globalidade, estudaram-se três suportes diferentes (aço inoxidável e α − alumina) e dezanove membranas de AM-3, ETS-10, ZSM-5 e zeólito 4A, utilizando-se H2, He, N2, CO2, e O2. A primeira avaliação exploratória da qualidade das membranas foi feita permeando azoto à temperatura ambiente. Assim, permeâncias superiores a 10−6 mol/m2s.Pa evidenciavam defeitos grosseiros, levando-nos a efectuar cristalizações adicionais sobre as primeiras camadas. Este procedimento foi implementado com oito membranas. Um trabalho experimental mais detalhado foi conduzido com cinco membranas. Membranas com curvas permeância-temperatura ( Π −T ) decrescentes indicam tipicamente transporte viscoso e de Knudsen, i.e. meso e macrodefeitos. Por exemplo, a membrana nº 3 de AM-3 exibiu este comportamento com H2, He, N2 e CO2 puros. A contribuição de Knudsen foi confirmada pela relação linear encontrada entre as permeâncias e o inverso da raiz quadrada da massa molar. O mecanismo viscoso foi também identificado, pois as permeâncias eram inversamente proporcionais à viscosidade do gás ou, atendendo a equações do tipo de Chapman-Enskog, directamente proporcionais a 2 0.5 k d M (onde k d é o diâmetro cinético e M a massa molar). Um comportamento de permeação distinto observou-se com a membrana nº 5 de AM-3. As permeâncias registadas a temperatura programada eram aproximadamente constantes para o N2, CO2 e O2, enquanto com o H2 cresciam significativamente. Conjuntamente elas evidenciam a ocorrência de macro, meso e microdefeitos intercristalinos. O transporte gasoso activado através dos microporos compensa o impacto diminuidor dos meso e macroporos. Ao contrário do N2, CO2 e O2, o pequeno diâmetro do hidrogénio torna-lhe possível permear através dos microporos intracristalinos, o que lhe adiciona um mecanismo de transferência responsável por esse crescimento. No que respeita à difusão superficial, o sistema CO2/ZSM-5 pode ser tomado como um exemplo paradigmático. Uma vez que este zeólito adsorve o CO2, as permeâncias diminuem com o crescimento de ΔP , em virtude de as concentrações no sólido aumentarem de forma não linear e tenderem para a saturação. Os resultados contrastantes obtidos com azoto realçam ainda mais o mecanismo superficial, pois o N2 não é adsorvido e as permeâncias medidas são constantes. Globalmente, as selectividades ideais calculadas ( α* ) variam de cerca de 1 a 4.2. Este parâmetro foi também utilizado para discriminar as melhores membranas, uma vez que baixos valores de α* denotam o escoamento viscoso não-selectivo típico de macrodefeitos. Por exemplo, o H2/CO2 na membrana nº 3 de AM-3 apresentou α* = 3.6 − 4.2 para 40–120ºC, enquanto que na membrana nº 5 de AM-3 originou α* = 2.6 − 3.1. Estes resultados corroboraram as observações anteriores, segundo as quais a membrana nº 5 era melhor do que a nº 3. Alguns ensaios foram realizados com membranas saturadas com água para aumentar a selectividade: as medições mostraram claramente uma melhoria inicial seguida de uma redução consistente de α* com o aumento da temperatura, devido à remoção das moléculas de água responsáveis pela obstrução de alguns poros. Em relação às selectividades reais de misturas contendo hidrogénio, devem ser realizadas mais experiências e a quantificação do hidrogénio deve ser melhorada. No que concerne à modelação, novos factores termodinâmicos de Maxwell- Stefan foram derivados para as isotérmicas mono e multicomponente de Nitta, Langmuir-Freundlich e Toth, tendo sido testadas com dados de equilíbrio e de permeação da literatura. (É importante realçar que só estão publicadas equações para Langmuir e Dual-Site Langmuir de componentes puros e misturas). O procedimento de validação adoptado foi exigente: i) as isotérmicas multicomponente foram previstas a partir das de gás puro; ii) os parâmetros de difusão dos componentes puros foram ajustados a dados de permeação de cada gás; iii) depois, as difusividades cruzadas de Maxwell- Stefan foram estimadas pela relação de Vignes; finalmente, v) as novas equações foram testadas usando-se estes parâmetros, tendo sido capazes de estimar com sucesso fluxos binários. Paralelamente ao enfoque principal do trabalho, derivou-se um novo modelo para permuta iónica em materiais microporosos baseado nas equações de Maxwell-Stefan. Este foi validado com dados experimentais de remoção de Hg2+ e Cd2+ de soluções aquosas usando ETS-4. A sua capacidade preditiva foi também avaliada, sendo possível concluir que se comporta muito bem. Com efeito, conseguiram-se boas previsões com parâmetros optimizados a partir de conjuntos de dados independentes. Este comportamento pode ser atribuído aos princípios físicos sólidos da teoria de Maxwell-Stefan.

Simulation of economic benefits achieved by water quality improvement for recreational and professional users, within the SPICOSSA SSA (SPICOSSA System Approach) 11 - Guadiana estuary ecosystem sic

Dissertação de Mestrado, Gestão da Água e da Costa, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2010

An autonomous system for ocean acoustic tomography

Vertical line arrays (VLA) are a widely used apparatus in underwater acoustics with applications in sonar prediction, underwater communications and acoustic tomography, among others. Recent developments in digital electronics and communications allow for off-the-shelf development of VLA systems, with a large number of embedded acoustic and non-acoustic sensors able to fulfill application requirements, as opposed to single or few receiver configurations available until only a few years ago. Very often, the flexibility in water column sampling is achieved by splitting the VLA into modules that can be assembled according to the application. Such systems can be deployed and recovered from small vessels with a shorthanded crew, and make it possible for research labs with reduced budgets and operational means (ships and manpower) to gain control over the whole development process, from data acquisition to post-processing.

Peroxide-based hybrid and prodrug antimalarials to deliver cysteine protease inhibitors into the parasitic food vacuole

Tese de doutoramento, Farmácia (Química Farmacêutica e Terapêutica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

How hydrogen peroxide and CXCL8 modulate neutrophil recruitment "in vivo"

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Biologia Celular e Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Automated P.falciparum detection system for post-treatment malaria diagnosis using modified annular ring ratio method

The gametocytes of the malaria parasite Plasmodium falciparum are highly resistant to antimalarial drugs. Its presence in the blood can be detected even after a successful malaria treatment. This paper explains a modified Annular Ring Ratio method which successfully locates and differentiates gametocytes of P. falciparum species in thin blood film images. The method can be used as an efficient tool for gametocyte detection for post-treatment malaria diagnosis. It also identifies the presence of any White Blood Cells (WBCs) in the image, and discards other artifacts and non infected cells. It utilizes the information based on structure, color and geometry of the cells and does not require any segmentation or non-illumination correction techniques that are commonly used for cell detection.

Natural deduction system in paraconsistent setting: proof search for PCont

This paper continues a systematic approach to build natural deduction calculi and corresponding proof procedures for non-classical logics. Our attention is now paid to the framework of paraconsistent logics. These logics are used, in particular, for reasoning about systems where paradoxes do not lead to the `deductive explosion', i.e., where formulae of the type `A follows from false', for any A, are not valid. We formulate the natural deduction system for the logic PCont, explain its main concepts, define a proof searching technique and illustrate it by examples. The presentation is accompanied by demonstrating the correctness of these developments.