Differential proteomics analysis of the surface heterogeneity of dextran iron oxide nanoparticles and the implications for their in vivo clearance

In order to understand the role of plasma proteins in the rapid liver clearance of dextran-coated superparamagnetic iron oxide (SPIO) in vivo, we analyzed the full repertoire of SPIO-binding blood proteins using novel two-dimensional differential mass spectrometry approach. The identified proteins showed specificity for surface domains of the nanoparticles: mannan-binding lectins bound to the dextran coating, histidine-rich glycoprotein and kininogen bound to the iron oxide part, and the complement lectin and contact clotting factors were secondary binders. Nanoparticle clearance studies in knockout mice suggested that these proteins, as well as several previously identified opsonins, do not play a significant role in the SPIO clearance. However, both the dextran coat and the iron oxide core remained accessible to specific probes after incubation of SPIO in plasma, suggesting that the nanoparticle surface could be available for recognition by macrophages, regardless of protein coating. These data provide guidance to rational design of bioinert, long-circulating nanoparticles.National Cancer Institute (U.S.) (Grant CA119335)National Cancer Institute (U.S.) (Grant CA124427

Fibrin association at hybrid biointerfaces made of clot-binding peptides and polythiophene

The properties as biointerfaces of electroactive conducting polymer-peptide biocomposites formed by poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and CREKA or CR(NMe)EKA peptide sequences (where Glu has been replaced by N-methyl-Glu in the latter) have been compared. CREKA is a linear pentapeptide that recognizes clotted plasma proteins and selectively homes to tumors, while CR(NMe)EKA is an engineer to improve such properties by altering peptide-fibrin interactions. Differences between PEDOT-CREKA and PEDOT-CR(NMe)EKA reflect dissemblance in the organization of the peptides into the polymeric matrix. Both peptides affect fibrinogen thrombin-catalyzed polymerization causing the immediate formation of fibrin, whereas in the absence of thrombin this phenomenon is only observed for CR(NMe)EKA. Consistently, the fibrin-adsorption capacity is higher for PEDOT-CR(NMe)EKA than for PEDOT-CREKA, even though in both cases adsorbed fibrin exhibits round-like morphologies rather than the characteristic fibrous structure. PEDOT-peptide films coated with fibrin are selective in terms of cell adhesion, promoting the attachment of metastatic cells with respect to normal cells.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Hyperpolarized Long-T1 Silicon Nanoparticles for Magnetic Resonance Imaging

Silicon nanoparticles are experimentally investigated as a potential hyperpolarized, targetable MRI imaging agent. Nuclear T_1 times at room temperature for a variety of Si nanoparticles are found to be remarkably long (10^2 to 10^4 s) - roughly consistent with predictions of a core-shell diffusion model - allowing them to be transported, administered and imaged on practical time scales without significant loss of polarization. We also report surface functionalization of Si nanoparticles, comparable to approaches used in other biologically targeted nanoparticle systems.Comment: supporting material here: http://marcuslab.harvard.edu/Aptekar_hyper1_sup.pd

RESONANSRÖRSMETODEN - EN KORT ÖVERBLICK AV ANVÄNDNINGEN AV RESONANSRÖR I VATTEN

Resonansrör av glas har använts i talterapi i Finland sedan 1960-talet.Metoden utvecklades av professor Antti Sovijärvi. Hur den egentligenfungerar är ännu inte fullt utrett även om mycket forskning om rörfonationpågår. Under de senaste åren har man också börjat forska om rörfonationi vatten vilket är det vanligaste sättet som finska talterapeuter använderröret på i sitt kliniska arbete. Resultaten av forskningssamarbetet mellanFinland och Sverige tyder bland annat på att vattenbubblorna modulerarstämbandsvibrationen och att ökat vattendjup ökar den öppna kvoten avstämbandsvibrationen. Moduleringen av vibrationerna i glottis kan innebära en eventuell massage-effekt på larynx. Det finns två svenska studier om effekten av rörfonation i vatten på den friska rösten. Resultaten av dem tyder på en positiv effekt på röstkvaliteten. Resultaten av en studie som gjorts i samarbete med forskare från Brasilien och Finland om den omedelbara effekten av rörfonation hos röstpatienter var positiva. Att göra flera studier om behandlingseffekt är av stor vikt.Nyckelord: avbildning med höghastighetskamera, behandlingseffekt, EGG,historik, modulering av stämbandsvibration, tryckmätningPuheterapeutit ovat käyttäneet lasisia resonaattoriputkia äänihäiriöiden hoidossa 1960-luvulta asti. Resonaattoriputkimenetelmä on professori Antti Sovijärven kehittämä, mutta ei ole vielä täysin selvää, miten se toimii. Menetelmää tutkitaan, ja viime vuosien aikana on ilmestynyt joitakin tutkimuksia, missä putkea käytetään vedessä samalla tavalla kuin sitä käytetään kliinisessä työssä Suomessa. Putkea on tutkittu Suomen ja Ruotsin välisenä yhteistyönä. Alustavat tulokset viittaavat siihen, että veden kuplinnan aiheuttama ilmanpaineen vaihtelu ääniväylässä moduloi äänihuulivärähtelyä, ja että suurempi vesivastus kasvattaa äänihuulten suhteellista aukioloaikaa äänihuuliperiodin kestosta. Modulaatio saattaa vaikuttaa hierovasti kurkunpäähän. Ruotsissa on tehty kaksi tutkimusta joissa arvioitiin, miten resonaattoriputken käyttöä vedessä vaikutti terveen äänen laatuun. Tulokset olivat positiivisia. Resonaattoriputken käyttö vedessä on myöstutkittu äänihäiriöisillä henkilöillä brasilialaisten tutkijoiden ja suomalaisen tutkijan yhteistyönä. Tulokset osoittivat muun muassa, että äänen laatu tuli paremmaksi välittömästi putkiäännön jälkeen. Resonaattoriputkimenetelmän vaikutuksesta äänihäiriöiden hoidossa tulisi tehdä lisää tutkimuksia.Avainsanat: EGG, historiikki, suupaineen mittaaminen, tehokkuus, ylinopeuskuvaus, äänihuulivärähtelyn, modulointiKeywords: EGG, filming with high-speed camera, history, measurement of pressure, modulation of vocal fold vibrations, treatment efficiency

Linear-time encoding and decoding of low-density parity-check codes

Low-density parity-check (LDPC) codes had a renaissance when they were rediscovered in the 1990’s. Since then LDPC codes have been an important part of the field of error-correcting codes, and have been shown to be able to approach the Shannon capacity, the limit at which we can reliably transmit information over noisy channels. Following this, many modern communications standards have adopted LDPC codes. Error-correction is equally important in protecting data from corruption on a hard-drive as it is in deep-space communications. It is most commonly used for example for reliable wireless transmission of data to mobile devices. For practical purposes, both encoding and decoding need to be of low complexity to achieve high throughput and low power consumption. This thesis provides a literature review of the current state-of-the-art in encoding and decoding of LDPC codes. Message- passing decoders are still capable of achieving the best error-correcting performance, while more recently considered bit-flipping decoders are providing a low-complexity alternative, albeit with some loss in error-correcting performance. An implementation of a low-complexity stochastic bit-flipping decoder is also presented. It is implemented for Graphics Processing Units (GPUs) in a parallel fashion, providing a peak throughput of 1.2 Gb/s, which is significantly higher than previous decoder implementations on GPUs. The error-correcting performance of a range of decoders has also been tested, showing that the stochastic bit-flipping decoder provides relatively good error-correcting performance with low complexity. Finally, a brief comparison of encoding complexities for two code ensembles is also presented

Flow-upplevelser hos lovande amatör golfspelare i Finland : - En fallstudie om hur flow upplevs och tolkas

För att förstå idrottare i idrottsliga sammanhang, måste man sträva efter att förstå kvaliteten av deras upplevelse (Jackson & Kimiecik 2008 s. 378) Den högsta målsättningen hos tävlingsinriktade idrottare är naturligtvis att uppnå toppresultat. Ifall man inte är fullständigt koncentrerad på sin uppgift, är utmaningen stor att tillåta kroppen prestera maximalt. Flow-tillståndet möjliggör detta. (Csíkszentmihály et. al. 2000 s.17) Flow beskrivs bl.a. som ett stadie av medvetande, där människan fullständigt fördjupar sig i sin uppgift, och samtidigt stänger ut alla övriga tankar och känslor. (Matikka 2013 s. 15-16) På basis av tidigare intervjuer med idrottare, har nio komponenter konkretiserats för vad som möjliggör flow. (Csíkszentmihály & Jackson 2000 s. 20) Syftet med denna fallstudie var att undersöka hur lovande amatör golfspelare i Finland upplever och tolkar flow. Som utgångspunkt användes frågeställningarna; ”Till vilken grad överensstämmer Csíkszentmihálys komponenter av flow den verklighet som spelare upplever?” och ”Hur tolkar och hanterar spelare flow?” Urvalet bestod av 14 målmedvetna spelare handplockade från den Finska Amatör Rankingen (FAR). Datainsamlingen utnyttjade enkäter, vilka analyserades statistiskt och med innehållsanalys. Studiens resultat bekräftar till stor del tidigare forskning inom området (Cohn 1991; Jackson 1995; Chavez 2008; Swann et al. 2012), där Csíkszentmihálys komponenter upplevdes verklighetstrogna. Spelare beskrev fenomenet i liknande drag, bl.a. som ett tillstånd där allting lyckas, lugna känslor är närvarande och det är lätt att ta beslut. Grenspecifika rutiner upplevdes avgörande för att gynna tillståndet. Vidare ansågs flow vara en viktig del av topp prestationer, men samtidigt något som förekommer sporadiskt och sällan tillägnas särskild uppmärksamhet i tävlingssammanhang. Flow som kontrollerbart tillstånd gav delade tolkningar. Resultaten kan i framtiden främst utnyttjas för att skapa bättre förståelse kring den specifika målgruppens relation till flow samt dess allmänna betydelse inom mentalträning och tävlingsgolf.To understand athletes in a sports context, one must seek to understand the quality of their respective experience. (Jackson & Kimiecik 2008 p. 378) The highest aim for competitive athletes is naturally achieving top results. If you’re not completely focused on your task, the challenge to get the body performing at its peak can be hard. Flow is what enables it. (Csíkszentmihály et. al. 2000 s.17) Flow is e.g. described as a state of consciousness, where humans get totally absorbed by the task at hand, leaving out external thoughts and feelings. (Matikka 2013 s. 15-16) Based on previous interviews with athletes, nine components have been specified for what enables flow. (Csíkszentmihály & Jackson 2000 s. 20) The purpose of this case study was to explore how high-potential Finnish amateur golfers experience and interpret flow. As a study basis the following questions were asked; ” To what extend does the flow components of Csíkszentmihály correspond the reality of what players experience?” and “ How do players interpret and handle flow?” The selection consisted of 14 dedicated players purposely sampled from the Finnish Amateur Ranking (FAR). Data collection used surveys, which were then analyzed statistically and with content analysis. The results of the study to a large extent confirm previous research in the area (Cohn 1991; Jackson 1995; Chavez 2008; Swann et al. 2012), where the components of Csíkszentmihály was found realistic. Players described the phenomenon in similar contexts, e.g. as a state where success is granted, calm feelings are present and decision-making is easy. Golf-specific routines were found critical supporting the state. Further, flow was considered as an important part of peak performances, however appearing sporadically and not given particular attention in competition. Flow as being controllable, had shared views. In the future, the results mainly apply to forming a better understanding about the specific target group’s relation to flow and its overall meaning in mental training and competitive golf.Jotta ymmärtäisi urheilijoita urheilun ytimessä, tulee ensin hahmottaa miten yksittäisten suoritusten laatu koetaan. (Jackson & Kimiecik 2008 p. 378) Korkein tavoite kilpailuhenkisillä urheilijoilla on luonnollisesti saavuttaa huippu tuloksia. Mikäli keskittyminen käsillä olevaan tehtävään ei toteudu täydellisesti, on haasteellista saada keho suoriutumaan parhaalla mahdollisella tavalla. Flow-tila mahdollistaa tämän. (Csíkszentmihály et. al. 2000 s.17) Flow kuvaillaan mm. tietoisuuden tilana, jolloin ihminen paneutuu tehtäväänsä täysillä, samalla poissulkien kaikki ulkoiset ajatukset ja tunteet. (Matikka 2013 s. 15-16) Aiemmin tehtyjen urheilija-haastattelujen pohjalta ollaan määritelty yhdeksän flow-tilaa mahdollistavaa komponenttia. (Csíkszentmihály & Jackson 2000 s. 20) Tapaustutkimuksen tarkoituksena oli tutkia miten lupaavat suomalaiset amatööri golfpelaajat kokevat ja tulkitsevat flow-tilaa. Lähtökohtana toimineet tutkimuskysymykset olivat; ” Millä asteella Csíkszentmihályn komponentit täsmäävät todellisuutta” ja ” Miten pelaajat tulkitsevat sekä käsittelevät flow-tilaa?” Otanta koostui 14 määrätietoisesta pelaajasta, jotka tarkoituksellisesti valittiin Suomen Amatööri Rankingin perusteella (FAR). Tiedonkeruu tehtiin kyselyn muodossa, joiden pohjalta tulokset analysoitiin tilastollisilla menetelmillä sekä sisällönanalyysilla. Tutkimustulokset suurimmilta osin vahvistavat olemassa olevia aineistoja (Cohn 1991; Jackson 1995; Chavez 2008; Swann et al. 2012), jossa Csíkszentmihályn komponentit nähtiin todellisuuden mukaisina. Pelaajat kuvailivat ilmiötä samantapaisesti, mm. tilana jossa kaikki onnistuu, rauhalliset tunteet ovat läsnä ja päätöksenteko on vaivatonta. Lajikohtaiset rutiinit todettiin olevan keskeisiä edistämään tilaa. Edelleen, flow nähtiin tärkeänä osana huippusuorituksia, toisaalta vain satunnaisesti ilmenevänä tilana, joka harvoin kerää huomiota kilpailutilanteissa. Flow kontrolloitavissa olevana tilana, jakoi tulkintoja. Tulevaisuudessa tutkimustulosten avulla voidaan ensisijaisesti luoda parempaa ymmärrystä kohderyhmä-kohtaisesta suhtautumisesta flow-tilaan, sekä tämän merkityksestä henkisen valmennuksen ja kilpagolfin puolella

Characterization of monoolein-based lipoplexes using fluorescence spectroscopy

Lipoplexes are commonly used as delivery systems in vitro and in vivo, the role of a neutral lipid as helper being of extreme importance in these systems. Cationic liposomes composed of dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) with monoolein (MO) as a helper, at different molar ratios (1:2; 1:1 and 1:0.5) were prepared, and subsequently titrated to DNA. The structural and physicochemical properties of the lipid/DNA complexes were assessed by Ethidium Bromide (EtBr) exclusion, 90º Static Light Scattering (90º SLS) assays and Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET). In EtBr exclusion assays, the steady-state fluorescence spectra of EtBr were decomposed into the sum of two lognormal emissions, emanating from two different environments – H2O and DNA, and the effect of charge ratio (+/-) was observed. 90º SLS assays gave an important contribution, detecting size variations in systems with different MO fractions on the lipoplexes. In FRET assays, 2-(3-(diphenylhexatrienyl)propanoyl)-1-hexadecanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPH-HPC) was used as donor and EtBr as acceptor. The DNA component previously calculated by EtBr exclusion, was used to determine the energy transfer efficiency, as an indirect measurement of the lipoplexes structural and physicochemical properties. Our results demonstrate that the inclusion of monoolein in the cationic liposomes formulation significantly modifies the rate of DNA complexation, being DODAB:MO (1:1) the system with higher DNA condensation efficiency.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT