Learning Object-Independent Modes of Variation with Feature Flow Fields

We present a unifying framework in which "object-independent" modes of variation are learned from continuous-time data such as video sequences. These modes of variation can be used as "generators" to produce a manifold of images of a new object from a single example of that object. We develop the framework in the context of a well-known example: analyzing the modes of spatial deformations of a scene under camera movement. Our method learns a close approximation to the standard affine deformations that are expected from the geometry of the situation, and does so in a completely unsupervised (i.e. ignorant of the geometry of the situation) fashion. We stress that it is learning a "parameterization", not just the parameter values, of the data. We then demonstrate how we have used the same framework to derive a novel data-driven model of joint color change in images due to common lighting variations. The model is superior to previous models of color change in describing non-linear color changes due to lighting.

Branqueamento Dentário

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Medicina Dentária

Reductive Amination Reaction

A simple, solventless procedure for reductive amination that results in an impressive color change. Reaction proceeds in three stages: imine formation, reduction, and acetylation and purification is done by crystallization.

A new approach for the detection of ethylene using silica-supported palladium complexes

The coordination of olefins to square-planar Pd(II) and Pt(II) complexes containing 2,9-dimethylphenanthroline (L1) often involves a change of color associated with a change of geometry at the metal center. In order to obtain suitable colorimetric detectors for ethylene gas, a series of new Pd(II) and Pt(II) compounds with a range of 2,9-disubstituted phenanthroline ligands [2,9-di-n-butyl-1,10-phenanthroline (L-2), 2,9-di-s-butyl-1,10-phenanthroline (L3), 2,9-diphenyl-1,10-phenanthroline (L4), and 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (bathocuproine, L5)] have been prepared and their reactivity toward ethylene investigated both in solution and after depositing the detector compounds on a variety of solid supports. The Pd(II) complex [PdCl2(L2)] supported on silica undergoes a clear color change upon exposure to ethylene, while remaining stable toward air and water, and forms the basis for new simple colorimetric detectors with potential applications in ethylene pipe-leak detection and the monitoring of fruit ripening. Encouragingly, the detector is able to discriminate between fruit at different stages of ripening. The response of the detector to other volatiles was also examined, and specific color changes were also observed upon exposure to aromatic acetylenes. The crystal structures of four new derivatives, including the ethylene-Pt(II) complex [PtCl2(C2H4)(L2)], are also described.

Development and clinical validation of a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) method for the rapid detection of Neisseria meningitidis

Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) is an innovative technique that allows the rapid detection of target nucleic acid sequences under isothermal conditions without the need for complex instrumentation. The development, optimization, and clinical validation of a LAMP assay targeting the ctrA gene for the rapid detection of capsular Neisseria meningitidis were described. Highly specific detection of capsular N. meningitidis type strains and clinical isolates was demonstrated, with no cross-reactivity with other Neisseria spp. or with a comprehensive panel of other common human pathogens. The lower limit of detection was 6 ctrA gene copies detectable in 48 min, with positive reactions readily identifiable visually via a simple color change. Higher copy numbers could be detected in as little as 16 min. When applied to a total of 394 clinical specimens, the LAMP assay in comparison to a conventional TaqMan® based real-time polymerase chain reaction system demonstrated a sensitivity of 100% and a specificity of 98.9% with a ? coefficient of 0.942. The LAMP method represents a rapid, sensitive, and highly specific technique for the detection of N. meningitidis and has the potential to be used as a point-of-care molecular test and in resource-poor settings.

A Novel, Fast-Responding, Indicator Ink for Thin Film Photocatalytic Surfaces

A new photocatalyst indicator ink based on methylene blue (MB) is described that allows the presence and activity of a thin (15 nm) photocatalytic film to be assessed in seconds. The ink is very stable (shelf life > 6 months) and the color change (blue to colorless) striking. The ink utilizes a sacrificial electron donor, glycerol, to trap the photogenerated holes, leaving the photogenerated electrons to react with MB to produce its. reduced, leuco, form (LMB). The efficacy of the MB ink is due to the presence of acid in its formulation, which curtails significantly. the otherwise usual, rapid reoxidation of LMB by ambient O-2.

Method of rapid assessment of photocatalytic activities of self-cleaning films

An ink, comprising the redox dye resazurin (Rz) and the sacrificial electron donor glycerol, is shown to be capable of the rapid assessment of the photocatalytic activities of self-cleaning films. In the key initial stage of photocatalysis the ink changes from blue to pink. Prolonged irradiation bleaches the ink and eventually mineralizes it. The kinetics of the initial photoinduced color change is studied as a function of UV irradiance, [glycerol], [Rz], and temperature. The results reveal an apparent approximate quantum yield of 3.5 x 10(-3) and an initial rate, r(i), which increases with [glycerol] and decreases with [Rz]. It is proposed that the reduction of Rz, dispersed throughout the thick (ca. 590 nm) indicator film, may take place either via the diffusion of the dye molecules in the ink film to the surface of the underlying semiconductor layer and their subsequent reaction with photogenerated electrons and/or via the diffusion of alpha-hydroxyalkyl radicals, produced by the oxidation of the glycerol by photogenerated holes, or hydroxy radicals, away from the surface of the semiconductor into the ink film and their subsequent reaction with the dye molecules therein. The decrease in r(i) with [Rz] appears to be due to dimer formation, with the latter impeding the reduction process. The activation energy for the initial color-change process is low, ca. 9.1 +/- 0.1 kJ mol(-1) and not unlike many other photocatalytic processes. The initial rate of dye reduction appears to be directly related to the rate of destruction of stearic acid. The ink can be applied by spin-coating, stamping, or writing, using a felt-tip pen. The efficacy of such an ink for assessing the photocatalytic activity of any photocatalytic film, including those employed on commercial self-cleaning glasses, tiles, and paving stones, is discussed briefly.

Development and clinical validation of a loop-mediated isothermal amplification method for the rapid detection of Neisseria meningitidis

Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) is an innovative technique that allows the rapid detection of target nucleic acid sequences under isothermal conditions without the need for complex instrumentation. The development, optimization, and clinical validation of a LAMP assay targeting the ctrA gene for the rapid detection of capsular Neisseria meningitidis were described. Highly specific detection of capsular N. meningitidis type strains and clinical isolates was demonstrated, with no cross-reactivity with other Neisseria spp. or with a comprehensive panel of other common human pathogens. The lower limit of detection was 6 ctrA gene copies detectable in 48 min, with positive reactions readily identifiable visually via a simple color change. Higher copy numbers could be detected in as little as 16 min. When applied to a total of 394 clinical specimens, the LAMP assay in comparison to a conventional TaqMan® based real-time polymerase chain reaction system demonstrated a sensitivity of 100% and a specificity of 98.9% with a ? coefficient of 0.942. The LAMP method represents a rapid, sensitive, and highly specific technique for the detection of N. meningitidis and has the potential to be used as a point-of-care molecular test and in resource-poor settings.

Growth of Gold Nanocrystals Incorporated with Magnetic Microbead-based Separation as a Tool for Quantification of Biological Interactions

Au nanoparticles (AuNPs) have been widely used not only as optical labels or ‘weight” labels for the detections of biorecognition events but also an amplifier of surface plasmon resonance biosensors. The intrinsic property of gold nuclei composing of a group of Au atoms to catalyze the reduction of metal ions on the NPs and thereby to enlarge the metallic nanoparticles is employed in different biosensing paths. In a solution containing Au+ ions (e.g. HAuCl4) and the Au clusters, hydrated electrons which are reduced from oxidation of reducers (H2O2, sodium citrate, ascorbic acid, or NaBH4) will be used to reduce the Au+ ion leading to the deposition of Au+ to the Au0 (Au clusters). The reaction will be catalyzed continuously by the Au0 until the Au+ ions and hydrated electrons are exhausted. As a result, the AuNPs will be grown and their optical properties are also changed. If the AuNP nanoclusters are used as probes, the color change will be dependent on amount of analytes, thus give a quantitative monitoring of the analytes.

In this study, we incorporate the use of magnetic beads with the nanocrystalline growth to quantify a target protein based on immunoreactions. Prostate specific antigen (PSA) is chosen as the target analyte because of its values in diagnosis of prostate cancer. A double-sandwiched immunoassay is performed by gold-tagged monoclonal PSA antibody-PSA antigen – magnetic bead-tagged polyclonal PSA antibody interactions. After the immunoreactions, the target analytes are preconcentrated and separated by the magnetic beads while the nanogrowth plays a role of colorimetric signal developer.

The result shows that this is a very sensitive, robust and excellent strategy to detect biological interactions. PSA antigen is detected at femtomolar level with very high specificity under the presence of undesired proteins of crude samples. Furthermore, the method also shows great potential to detect other biological interactions. More details will be described in our presentation.

A retrievable and highly selective fluorescent probe for monitoring dihydrogen phosphate ions based on a naphthalimide framework

A novel selective fluorescent chemosensor based on naphthalimide derivatives (AN-SB) was synthesized and characterized. Once combined with Cu2+, compound AN-SB could give rise to a visible yellow to orange color change and fluorescence quenching, while other metal ions showed subtle disturbance. The complex (AN-SB-Cu2+) formed by Cu2+ and AN-SB displayed high specificity for H2PO4-. Among the various anions, only H2PO4- induced the revival of color and fluorescence of AN-SB, resulting in "off-on" type sensing of H2PO4- anion. The signal transduction occured via reversible formation-separation of complex AN-SB-Cu2+, however, slight changes were observed in the presence of other anions. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Influência da espessura do substrato dental sobre a eficácia clareadora e citotoxicidade de diferentes protocolos de clareamento

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Les effets de la similarité physique dans l’observation d’actions : études comportementales et neurophysiologiques

Il a été suggéré que la similarité physique entre un observateur et une action observée facilite la perception et la compréhension d’action. Par exemple, l’observation d’un acteur exécutant des gestes de la main ayant une signification culturelle est associée à une augmentation de l’excitabilité corticospinale lorsque les deux individus sont de la même ethnicité (Molnar-Szakacs et al., 2007). La perception tactile serait également facilitée lorsqu’un individu regarde un modèle de sa propre race être touché (Serino et al., 2009), tandis que des études en imagerie cérébrale fonctionnelle suggèrent la présence d’activations plus importantes dans le cortex cingulaire lorsqu’un sujet observe une personne de son propre groupe racial ressentir de la douleur (Xu et al., 2009). Certaines études ont lié ces résultats à un mécanisme de résonance motrice, possiblement associé au système des neurones miroirs (SNM), suggérant que la représentation de l’action dans les aires motrices est facilitée par la similarité physique. Toutefois, la grande majorité des stimuli utilisés dans ces études comportent une composante émotionnelle ou culturelle pouvant masquer les effets purement moteurs liant la similarité physique à un mécanisme de résonance motrice. De plus, la sélectivité de l’activation du SNM face à des stimuli biologiques a récemment été remise en question en raison de biais méthodologiques. La présente thèse présente trois études visant à évaluer l’effet de la similarité physique et des caractéristiques biologiques d’un mouvement sur la résonance motrice à l’aide de mesures comportementales et neurophysiologiques. À cet effet, l’imitation automatique de mouvements de la main, l’excitabilité corticospinale et la désynchronisation du rythme électroencéphalographique mu ont servi de marqueurs de l’activité du SNM. Dans les trois études présentées, la couleur de la peau et l’aspect biologique du stimulus observé ou imité ont été systématiquement manipulés. Nos données confirment la sélectivité du SNM pour le mouvement biologique en démontrant une réponse imitative plus rapide et une désynchronisation du rythme mu plus prononcée lors de la présentation de stimuli biologiques comparativement à des stimuli non-biologiques répliquant les aspects physiques du mouvement humain. Les deux mêmes mesures montrent une réponse neurophysiologique et comportementale équivalente lorsque l’action est exécutée par un agent de couleur similaire ou dissimilaire au participant. Nous rapportons aussi un effet surprenant de la similarité physique sur l’excitabilité corticospinale, où l’observation d’une action exécutée par un agent de couleur différente est associée à une activation plus grande du cortex moteur primaire droit de participants de sexe féminin. Prises dans leur ensemble, ces données suggèrent que la similarité physique avec une action observée ne module généralement pas l’activité du SNM au niveau des aires sensorimotrices en l’absence de composantes culturelles et émotionnelles. De plus, les résultats présentés suggèrent que le SNM est sélectif au mouvement biologique plutôt qu’à l’aspect kinématique du mouvement.

Les victimisations et les conséquences de la traite et l’esclavage négriers transatlantique selon les Afro-descendants

La traite et l’esclavage négriers transatlantique n’ont jamais été étudiés d’un point de vue criminologique. En fait, à part l’histoire, peu de disciplines des sciences sociales et humaines se sont intéressées aux évènements qui constituent la traite et l’esclavage négriers transatlantique. Toutefois, de récentes recherches commencent à se pencher sur les séquelles résultant des multiples victimisations (agressions physiques et psychologiques) subies par les Noirs durant la traite et l’esclavage négriers transatlantique. Nous postulons que la criminologie peut également contribuer à une meilleure compréhension de ces évènements. Ainsi, cette étude vise à sonder les perceptions des Afro-descendants sur les victimisations et les conséquences de la traite et de l’esclavage négriers transatlantique. L’analyse des entretiens réalisés démontrent clairement que la traite et l’esclavage négriers transatlantique n’appartiennent pas seulement au passé. Au contraire, la traite et l’esclavage négriers transatlantique restent présents dans les esprits et les cœurs. Ils sont surtout perçus comme une source de victimisations actuelles touchant la communauté africaine et antillaise tels que la faible confiance en soi, la faible estime de soi, la hiérarchie de la couleur, le racisme interne…Aussi, tous les répondants plaident pour au moins une forme de réparation (pécuniaire et monétaire, éthique ou politique, historique, éducative, psychologique, diplomatique) des conséquences de la traite et l’esclavage négriers transatlantique. Les entrevues mettent également en évidence une division dans les représentations basées sur la version (fonctionnaliste ou intentionnaliste) de cette histoire, ainsi que des différences de représentations selon le groupe ethnique d’appartenance (Africain ou Antillais).

Development of an enzyme immobilization platform based on microencapsulation for paper-based biosensors

Un papier bioactif est obtenu par la modification d’un papier en y immobilisant une ou plusieurs biomolécules. La recherche et le développement de papiers bioactifs est en plein essor car le papier est un substrat peu dispendieux qui est déjà d’usage très répandu à travers le monde. Bien que les papiers bioactifs n’aient pas connus de succès commercial depuis la mise en marche de bandelettes mesurant le taux de glucose dans les années cinquante, de nombreux groupes de recherche travaillent à immobiliser des biomolécules sur le papier pour obtenir un papier bioactif qui est abordable et possède une bonne durée de vie. Contrairement à la glucose oxidase, l’enzyme utilisée sur ces bandelettes, la majorité des biomolécules sont très fragiles et perdent leur activité très rapidement lorsqu’immobilisées sur des papiers. Le développement de nouveaux papiers bioactifs pouvant détecter des substances d’intérêt ou même désactiver des pathogènes dépend donc de découverte de nouvelles techniques d’immobilisation des biomolécules permettant de maintenir leur activité tout en étant applicable dans la chaîne de production actuelle des papiers fins. Le but de cette thèse est de développer une technique d’immobilisation efficace et versatile, permettant de protéger l’activité de biomolécules incorporées sur des papiers. La microencapsulation a été choisie comme technique d’immobilisation car elle permet d’enfermer de grandes quantités de biomolécules à l’intérieur d’une sphère poreuse permettant leur protection. Pour cette étude, le polymère poly(éthylènediimine) a été choisi afin de générer la paroi des microcapsules. Les enzymes laccase et glucose oxidase, dont les propriétés sont bien établies, seront utilisées comme biomolécules test. Dans un premier temps, deux procédures d’encapsulation ont été développées puis étudiées. La méthode par émulsion produit des microcapsules de plus petits diamètres que la méthode par encapsulation utilisant un encapsulateur, bien que cette dernière offre une meilleure efficacité d’encapsulation. Par la suite, l’effet de la procédure d’encapsulation sur l’activité enzymatique et la stabilité thermique des enzymes a été étudié à cause de l’importance du maintien de l’activité sur le développement d’une plateforme d’immobilisation. L’effet de la nature du polymère utilisé pour la fabrication des capsules sur la conformation de l’enzyme a été étudié pour la première fois. Finalement, l’applicabilité des microcapsules de poly(éthylèneimine) dans la confection de papiers bioactifs a été démontré par le biais de trois prototypes. Un papier réagissant au glucose a été obtenu en immobilisant des microcapsules contenant l’enzyme glucose oxidase. Un papier sensible à l’enzyme neuraminidase pour la détection de la vaginose bactérienne avec une plus grande stabilité durant l’entreposage a été fait en encapsulant les réactifs colorimétriques dans des capsules de poly(éthylèneimine). L’utilisation de microcapsules pour l’immobilisation d’anticorps a également été étudiée. Les avancées au niveau de la plateforme d’immobilisation de biomolécules par microencapsulation qui ont été réalisées lors de cette thèse permettront de mieux comprendre l’effet des réactifs impliqués dans la procédure de microencapsulation sur la stabilité, l’activité et la conformation des biomolécules. Les résultats obtenus démontrent que la plateforme d’immobilisation développée peut être appliquée pour la confection de nouveaux papiers bioactifs.

La déqualification des immigrantes universitaires : le rôle de l’origine ethnique

Chicha (2009) constate un « trou noir » dans la littérature en ce qui a trait au processus qui engendre une plus forte déqualification à l’endroit des immigrantes universitaires. Ce « trou noir » est considéré comme problématique. D’une part, le gouvernement québécois tente de mettre en place des politiques d’immigration qui recrutent des immigrants ayant un capital humain élevé dans l’espoir qu’ils s’insèrent facilement sur marché de l’emploi. D’autre part, la présence plus marquée de déqualification de ce bassin de main d’œuvre démontre un écart entre la volonté politique et la situation réelle en emploi de ces immigrants. Il semble donc exister un problème de discrimination systémique lorsqu’il est question de déqualification des travailleuses immigrantes. Par souci d’équité et dans l’espoir d’avoir une meilleure compréhension du processus menant à la déqualification des immigrantes les objectifs de cette thèse sont de 1- mieux saisir le concept de discrimination en emploi et 2- mettre en place des mesures mieux adaptées pour s’attaquer à cette discrimination. Pour expliquer ce « trou noir », nous considérons que l’approche systémique est pertinente à cause de sa une vision holistique. Nous avons rencontré 52 immigrantes universitaires qui ont partagé leur parcours professionnel pré et post-migratoire. Les thématiques abordées touchaient à de nombreux sujets telles que leur formation, leur expérience professionnelle, leur stratégie d’unité familiale immigrante, leurs démarches concernant tant le processus de reconnaissance de leurs diplômes étrangers que leur insertion sur le marché de l’emploi, le climat de travail, etc. Les résultats de cette recherche indiquent que la discrimination en emploi est toujours présente sur le marché de l’emploi au Québec. De plus, l’origine ethnique, tel que la couleur de la peau, affecte les attitudes, comportements et propos des acteurs du milieu du travail à l’endroit des xiii immigrantes universitaires. L’application des typologies de Van Laer et Janssens (2011) et de Bonilla-Silva (2006) contribue à l’identification des attitudes, des comportements et des propos pouvant être considérés comme étant du racisme subtil. L’un des avancements de cette thèse est l’amélioration du cadre d’analyse systémique afin de mieux comprendre les difficultés à l’emploi des immigrantes universitaires. Les différentes théories empruntées de la psychologie sociale telles que les théories de similarité attraction, de catégorisation sociale et de qualité d’échanges entre subordonné et supérieur (Roberson et Block, 2001) permettent de peaufiner ce cadre d’analyse systémique, puisqu’il permet de mieux saisir les relations, parfois complexes, qui peuvent s’établir entre les différents acteurs et résulter en de la discrimination flagrante ou subtile.