Diagnostics and epidemiology of human bocaviruses

Parvoviruses are small single-stranded DNA viruses that infect both vertebrates and insects. Since 2005, six new species of human parvoviruses have been reported, quadrupling the number of known human parvoviruses to eight. Among these are four human bocaviruses (HBoV1-4). HBoV1 was discovered in human respiratory specimens and is likely to cause respiratory disease in young children. In contrast, HBoV2-4 were discovered in human stool specimens and HBoV2 has been tentatively associated with acute gastroenteritis. At the moment there are too little data to evaluate the associations of HBoV3 or HBoV4 with human disease. To facilitate the diagnostics of HBoV1-4 infections, we developed a multiplex real-time PCR method for their detection in a single reaction. Differentiation and precise quantitation of the individual bocaviruses can be subsequently achieved with singleplex PCRs that are based on the same primers as the multiplex reaction, or by sequencing. These newly developed PCR methods were shown to be highly specific and sensitive, with detection limits of less than 10 copies/reaction. To study the immunology of these novel viruses, antibody assays based on HBoV capsid proteins VP2 and VP1 were developed. The newly developed antibody and DNA assays were used to assess the incidences of HBoV1-4 primary infections among constitutionally healthy Finnish children. The incidence of HBoV1-4 viremias and the stability of HBoV1-4 IgG responses were also studied. The study population consisted 109 children of whom serum samples (n=1961) were collected with 3 to 6 month intervals, starting from infancy and up to 13 years of age. All children became seropositive for one or more human bocaviruses by the age of 5 years. The median HBoV1-3 IgG seroconversion ages were 1.7 to 1.9 years. IgG seroconversions for HBoV1-4 were observed in 86%, 53%, 10% and 0% of the children, respectively. Typically HBoV1 IgG levels remained high throughout the follow-up period, whereas HBoV2 IgG levels were markedly lower and characterized by waning and sharp fluctuations. In contrast to acute HBoV1 infections that appear to be mostly viremic, primary HBoV2 infections were found to be rarely associated with viremia or to be short in duration. HBoV1 IgG seroconversions were rarely detected in children who had HBoV2 IgG and vice versa. In children who nevertheless had IgG towards both viruses, antibody responses to the second infecting virus were typically very weak. This weakness of secondary IgG responses was evident in most of the 9 children who had antibodies for one bocavirus species before showing viremia for another species. Of these nine children, seven did not develop detectable levels of specific antibodies against the second infecting bocavirus. Put together, these results indicate that priming with one bocavirus species may inhibit generation of antibodies toward the novel epitopes of another bocavirus species, a phenomenon known as original antigenic sin (OAS). Alternatively, or possibly intertwined with OAS, infection with one bocavirus species may result in cross-protective immunity against other bocavirus species. This weakness or absence of secondary HBoV antibody responses should be taken into consideration when diagnosing HBoV infections serologically.Vuoden 2005 jälkeen on löydetty neljä kokonaan uutta parvoviruksiin lukeutuvaa ihmisen bokavirusta (Human bocavirus; HBoV). Viruksia kutsutaan löytymisjärjestyksensä mukaisesti nimillä HBoV1, HBoV2, HBoV3 ja HBoV4. HBoV1 on yhteydessä nuorten lasten hengitystieinfektioihin ja virukseen yhdistettyjä oireita ovat nuha, yskä ja uloshengitysvaikeus. Muiden kolmen bokaviruksen kliiniset merkittävyydet ovat vielä epäselviä, mutta alustavat tulokset viittaavat HBoV2:n olevan yhteydessä maha-suolitulehdukseen. Tässä väitöskirjaprojektissa kehitettiin vasta-aineisiin ja virus-DNA:han pohjautuvat diagnostiset menetelmät kaikkien näiden neljän viruksen aiheuttamien infektioiden toteamiseksi potilasnäytteistä. Projektissa tutkittiin myös perustutkimustasolla näiden viruslajien immunologista sukulaisuutta ja peräkkäisten HBoV-infektioiden immunologisia vuorovaikutuksia. Kehitetyillä testeillä havaittiin, että hiljattain tapahtuneeseen HBoV1-infektioon liittyy hyvin usein HBoV1-DNA:n esiintyminen potilaan veressä (viremia) ja vasta-aineiden tuotanto. Viremia ja vasta-aineiden kehittyminen vereen todettin näin ollen luotettaviksi diagnostisiksi kriteereiksi HBoV1-infektiolle. Väitöskirjassa osoitettiin, että vasta-aineet bokaviruksia vastaan ovat ristireagoivia ja näin ollen bokavirusten vasta-ainediagnostiikka vaatii erityistoimenpiteitä luotettavien tulosten mittaamiseksi. HBoV1:n havaittiin olevan yleinen patogeeni suomalaislapsissa. Vähintään 75% lapsista kokee HBoV1-infektion kouluikään mennessä. HBoV2 on infektoinut vähintään 50% ja HBoV3 vähintään 20% suomalaislapsista kouluikään mennessä. HBoV4 vaikuttaa olevan harvinainen Suomessa, sillä yksikään testatuista lapsista ei ollut sille vasta-ainepositiivinen. Lasten seurantanäytteistä tehdyissä vasta-ainepohjaisissa tutkimuksissa havaittiin, että peräkkäisillä HBoV-infektioilla on merkittäviä immunologisia vuorovaikutuksia. Aikaisemmin kehittynyt immuunivaste yhtä bokaviruslajia vastaan näyttäisi nimittäin alentavan lajispesifistä immuunivastetta myöhemmin kohdattavia bokaviruslajeja vastaan. Tämä on merkityksellinen havainto sekundaaristen HBoV-infektioiden diagnostiikan kannalta, sillä ilmiö voi estää joidenkin HBoV-infektioiden vasta-ainepohjaisen havaitsemisen

Peeling and Cutting a Multi-Walled Carbon Nanotube inside a Scanning Electron Microscope

Proceedings of the 2nd IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems, January 16 - 19, 2007, Bangkok, Thailan

Newly discovered KI, WU, and Merkel cell polyomaviruses: No evidence of mother-to-fetus transmission

Peer reviewe

B-Cell Responses to Human Bocaviruses 1-4 : New Insights from a Childhood Follow-Up Study

Human bocaviruses (HBoVs) 1-4 are recently discovered, antigenically similar parvoviruses. We examined the hypothesis that the antigenic similarity of these viruses could give rise to clinically and diagnostically important immunological interactions. IgG and IgM EIAs as well as qPCR were used to study similar to 2000 sera collected from infancy to early adolescence at 3-6-month intervals from 109 children whose symptoms were recorded. We found that HBoV1-4-specific seroprevalences at age 6 years were 80%, 48%, 10%, and 0%, respectively. HBoV1 infections resulted in significantly weaker IgG responses among children who had pre-existing HBoV2 IgG, and vice versa. Furthermore, we documented a complete absence of virus type-specific immune responses in six viremic children who had pre-existing IgG for another bocavirus, indicating that not all HBoV infections can be diagnosed serologically. Our results strongly indicate that interactions between consecutive HBoV infections affect HBoV immunity via a phenomenon called "original antigenic sin", cross-protection, or both; however, without evident clinical consequences but with important ramifications for the serodiagnosis of HBoV infections. Serological data is likely to underestimate human exposure to these viruses.Peer reviewe

Widespread infection with homologues of human parvoviruses B19, PARV4, and human bocavirus of chimpanzees and gorillas in the wild

Infections with human parvoviruses B19 and recently discovered human bocaviruses (HBoVs) are widespread, while PARV4 infections are transmitted parenterally and prevalent specifically in injecting drug users and hemophiliacs. To investigate the exposure and circulation of parvoviruses related to B19 virus, PARV4, and HBoV in nonhuman primates, plasma samples collected from 73 Cameroonian wild-caught chimpanzees and gorillas and 91 Old World monkey (OWM) species were screened for antibodies to recombinant B19 virus, PARV4, and HBoV VP2 antigens by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Moderate to high frequencies of seroreactivity to PARV4 (63% and 18% in chimpanzees and gorillas, respectively), HBoV (73% and 36%), and B19 virus (8% and 27%) were recorded for apes, while OWMs were uniformly negative (for PARV4 and B19 virus) or infrequently reactive (3% for HBoV). For genetic characterization, plasma samples and 54 fecal samples from chimpanzees and gorillas collected from Cameroonian forest floors were screened by PCR with primers conserved within Erythrovirus, Bocavirus, and PARV4 genera. Two plasma samples (chimpanzee and baboon) were positive for PARV4, while four fecal samples were positive for HBoV-like viruses. The chimpanzee PARV4 variant showed 18% and 15% nucleotide sequence divergence in NS and VP1/2, respectively, from human variants (9% and 7% amino acid, respectively), while the baboon variant was substantially more divergent, mirroring host phylogeny. Ape HBoV variants showed complex sequence relationships with human viruses, comprising separate divergent homologues of HBoV1 and the recombinant HBoV3 species in chimpanzees and a novel recombinant species in gorillas. This study provides the first evidence for widespread circulation of parvoviruses in primates and enables future investigations of their epidemiology, host specificity, and (co)evolutionary histories

Piirilevyjen valmistuksessa käytettävän autokatalyyttisen nikkelipinnoitusprosessin mallinnus, estimointi ja säätö

Electroless nickel plating is a part of electroless nickel immersion gold (ENIG)-surface finish used in printed circuit board (PCB) manufacturing. In the ENIG-surface finish, the electroless nickel alloy prevents the oxidation of a circuitry by working as a diffusion barrier between the coppered circuitry and protective gold alloy and protecting the circuitry from mechanical tearing. It is well-known that the thickness and phosphorous content of the electroless nickel alloy have a dramatic effect on the PCB's characteristics. Unfortunately, these parameters cannot be directly measured during the plating process which makes it impossible to control the parameters in traditional way. In this thesis a new model for electroless nickel plating process is developed using electrochemical reaction mechanism and mixed potential theory. The model inputs are the standard online measurements of PCB plating line. From these the model produces accurate realtime estimates inter alia from alloy thickness, phosphorous content, by-product concentrations and current densities of partial reactions. The developed model has been tested against independent data gathered from three active and several passive experiments conducted in an industrial PCB manufacturing line. In all the experiments, the model shows good agreement with the data and correct response to the changes in plating conditions. The behavior of the model is in a good agreement with the literature and former research results. It the thesis, the model is applied in model-based monitoring of an industrial plating process and it is shown to be capable of estimating online the unobservable product and electrical process parameters from standard measurements of PCB-industry. Based on the model also a new sophisticated control algorithm is developed. The algorithm calculates the optimal nickel ion concentration and pH trajectories by which the desired alloy thickness and phosphorous content are reached. These trajectories are tracked by PI-controlled pumping of ammonia and nickel sulphate. The performance of the control algorithm is tested by simulation and it is shown to be effective.Autokatalyyttinen nikkelipinnoitus on osa piirilevyjen valmistuksessa käytettävää nikkeli-kulta -pintaviimeistelyä. Tässä prosessissa autokatalyytinen nikkeli suojaa virtapiiriä hapettumiselta estämällä diffuusion kuparisen virtapiirin ja suojaavan kultaisen pintakerroksen välissä. Samalla nikkelikerros parantaa virtapiirin kulutuskestävyyttä. On yleisesti tiedettyä, että autokatalyyttisen nikkelikerroksen paksuudella ja fosforipitoisuudella on kriittinen vaikutus piirilevyn laadullisiin ominaisuuksiin. Valitettavasti näitä parametreja ei voida mitata reaaliaikaisesti pinnoitusprosessin aikana, mikä tekee perinteisen prosessisäädön hyödyntämisen mahdottomaksi. Tässä väitöskirjassa on kehitetty uusi malli kuvaamaan autokatalyyttistä nikkelipinnoitusprosessia. Malli perustuu elektrokemialliseen reaktiomekanismiin ja ns. sekapotenttiaaliteoriaan. Mallin syötteenä ovat piirilevyjen tuotantolinjan standardit, reaaliaikaiset prosessimittaukset, joiden perusteella malli tuottaa reaaliaikaiset estimaatit mm. kerrospaksuudesta, fosforipitoisuudesta, sivutuotteiden konsentraatioista ja osittaisreaktioiden virrantiheyksistä. Kehitetyn mallin tarkkuutta on testattu teollisesta tuotantolinjasta mitatulla riippumattomalla mittausaineistolla. Testien perusteella mallin on todettu olevan tarkka ja sen vasteet eri olosuhteidenmuutoksiin oikeita. Malliin perustuen on väitöskirjassa kehitetty mallipohjainen monitorointialgoritmi autokatalyytisen nikkelipinnoitusprosessin ohjaamiseen. Monitorointialgoritmia on testattu riippumattomalla mittausaineistolla ja sen on osoitettu kykenevän ennustamaan reaaliaikaisesti ei-mitattavat tuote- ja prosessiparametrit standardeista prosessimittauksista. Kehitettyyn malliin perustuen on väitöskirjassa kehitetty myös uusi säätöalgoritmi. Algoritmi laskee mallin avulla optimaaliset trajektorit pinnoituskylvyn nikkeli-ioni konsentraatiolle ja pH-indeksille annettujen tavoitekerropaksuuden ja -fosforipitoisuuden perusteella. Kylvyn pitoisuudet saatetaan trajektorien määräämälle tasollle PI-säädettyjen ammoniakki ja nikkelisulfaattipumppausten avulla. Säätöalgoritmi on osoitettu tehokkaaksi suoritettujen simulointien perusteella.reviewe

Auton mittaristosovellus web -kehittäjän työkaluilla

Opinnäytetyön tilaajana toimi Centria ammattikorkeakoulu ja se on kehitetty D2I –ohjelmaa varten. D2I-ohjelma käynnistyi huhtikuussa 2012. Sen tavoitteena on oppia hyödyntämään ja jalostamaan yhä kasvavaa tietomassaa uusilla, moderneilla tavoilla. Opinnäytetyöni tavoitteena oli korvata autossa jo olemassa oleva mittaristo digitaalisella näytöllä. Tavoitteena on luoda teknologiademonstraatio ja pohtia mittariston digitalisoinnin tuomia mahdollisuuksia ja rajoituksia käyttäen web –kehittäjän työkaluja. Web –kehittäjän työkaluiksi voidaan kuvailla HTML –sivunkuvauskielen, JavaScriptin ja CSS:n käyttöä. Mittariston näyttönä toimi seitsemän tuumainen Android –taulutietokone. Auton mittariston tiedot saadaan taulutietokoneelle langattomasti Bluetoothin ja auton OBD –väylään tulevan lukijan avulla. Toiminnallisuus, jota ei voitu toteuttaa JavaScript:llä, tehtiin käyttäen Phonegap –työkalua, joka mahdollistaa natiivin alustan toiminnallisuuden ja kirjastojen käytön JavaScriptillä. Opinnäytetyöhöni ei kuulu mittariston käyttöliittymän suunnittelu, eikä käytettävyyden arviointi, vaan lähestyin opinnäytetyötäni teknisestä näkökulmasta. Sovelluksen käyttöliittymän on suunnitellut mediatekniikan opiskelija Johanna Hartikka. Opinnäytetyön tuloksena syntyi järjestelmä, joka visualisoi auton mittariston digitaalisella näytöllä.This thesis was commissioned by Centria University of Applied Sciences and it was developed for the D2I program. D2I program started in April 2012. The aim of the program is to develop intelligent tools and methods for managing, refining and utilizing diverse data. The goal of this thesis was to replace the existing meters in the vehicle dashboard with a digital display. The aim was to create a technology demonstration and to contemplate the (possibilities that is) opportunities brought by igitalization using web development tools. The Web development tools include HTML, JavaScript and CSS. The display was chosen to be a seven inch Android tablet device. The meter information is brought to the device by A Bluetooth enabled OBD adapter. The functionality which was not possible to implement with JavaScript was developed using the Phonegap toolset, which provides the possibility of using native development libraries with JavaScript. Designing the user interface and the assessment of the usability were not the aim of this thesis and thus, the thesis was made purely from the technical point of view. The user interface for the application was designed by Johanna Hartikka. As a result of this thesis a system which visualizes the car meters on a digital display was created

Paikannin- ja raportointijärjestelmän hankintaprosessi

Tämän kehitystehtävän tavoitteena oli toteuttaa ajoneuvojen paikannin- ja raportointijärjestelmän hankintaprosessi Vantaan kaupungin varikolle. Tutkimusongelmana oli selvittää Vantaan kaupungin koko organisaation tarpeet hankittavan järjestelmän osalta. Tämän selvityksen pohjalta tehtiin myös tarjouspyynnön tekniset vaatimukset. Tavoite on onnistunut, jos löytyy toimittaja, joka pystyy vastaamaan näihin vaatimuksiin. Kehitystehtävän tutkimusmenetelmänä käytin toimintatutkimusta. Teoreettinen viitekehys koostettiin tavara- ja palveluhankintojen parhaiden käytänteiden avulla. Parhaiksi käytänteiksi valikoituivat omistamisen kokonaiskustannukset, markkinatuntemus, poikkiorganisatoriset tiimit ja kategoriset hankinnat. Teoriassa tutkin näitä malleja ja niiden toimivuutta Vantaan kaupungin julkisen hankinnan toteuttamisessa. Nykytilan kartoituksessa selvitin aikaisemmin käytössä olevan järjestelmän tuomaa tietoa erilaisista paikannusratkaisuista ja niistä kokemuksista esille noussutta kehittämisen tarvetta. Markkinakartoituksella selvitettiin, onko markkinoilla yhtä toimijaa, joka pystyy toteuttamaan kaikki vaatimukset. Työn tuloksena markkinoilta löytyi kiinnostuneita toimijoita, jotka esittelivät toimintaansa hankinnan projektiryhmälle. Yritysesittelyjen ja Vantaan toimialojen tarpeiden pohjalta tehtiin hankinnan tekniset ja toiminnalliset vaatimukset, joita käytettiin tarjouspyynnössä. Julkinen avoin hankinta toteutettiin ja siihen saatiin neljä tarjousta. Kun paikannus- ja raportointijärjestelmä saadaan käyttöön koko kaluston osalta, voidaan ennakoida, että toiminnan kustannukset alenevat. Esimerkiksi polttoaineen kulutus laskee ja toiminnan tehostamisen takia ajoneuvojen kokonaismäärä vähenee jonkin verran. Kun järjestelmä saadaan osaksi tehokasta päivittäistä työnjohtoa, voidaan sen avulla kerätä tietoa kokonaisvaltaisen päätöksenteon tueksi.The goal of this Master’s thesis was to develop a procurement process of a positioning and reporting system for vehicles for City of Vantaa’s Depot of Vehicles. The research problem was to unravel the needs of Vantaa’s different departments. The study was carried out as an action research. The theoretical framework was built around the best practices in procurement. The selected methods were total cost of ownership, market research, categorizing, cross-organizational teams and public procurement. A current state analysis was built around functions of the old system and by identifying the parts that needed to be improved. Market research was used to find if there were suitable companies who were able to handle the demands. Presentations were given by possible service providers about their product and service. It was established that supply and demand were in balance. The technical specification for the invitation of tenders was created from the data collected. A public procurement open for all tenders was made out and four offers were received. When the positioning and reporting system will be in use in all vehicles, it is estimated that the City of Vantaa may expect reduce of cost in fuel and other operating costs of vehicles due to better data flow and decision making