Correlation between Sub-Tg relaxation processes and mechanical behavior for different hydrothermal ageing conditions in epoxy assemblies

The aim of this study is to understand aging phenomena by monitoring physical parameters after real and simulated aging experiments. This study focuses on aluminum-epoxy assemblies, which are commonly used on spacecraft structures. Different samples are submitted to simulated aging tests. Influence of temperature and moisture is analyzed. Evolution with aging is characterized at two different scales. The macroscopic behavior of the assemblies is studied by single lap shear test. A decrease in the shear rupture stress is observed with increasing temperature and relative humidity. It is demonstrated that temperature has more important influence. The molecular behavior in the adhesive joint is studied by dynamic dielectric spectroscopy measurements. This experiment gives access to molecular mobility in the adhesive. Dipolar entities are identified as evolving with aging conditions. The temperature is more effective than moisture at this scale. An interpretation of the molecular mobility before and after aging shows that water is an important parameter of this study. A link between mechanical and molecular behavior with hydrothermal aging is found. The decrease of mechanical properties occurs while failures become interfacial. In the same time, the interactions between hydroxyether and water increase. The evolution of the macroscopic behavior of the bonded assemblies is due to this combination observed at different scales

Water, salt water, and alkaline solution uptake in epoxy thin films

As a means of characterizing the diffusion parameters of fiber reinforced polymer (FRP) composites within a relatively short time frame, the potential use of short term tests on epoxy films to predict the long-term behavior is investigated. Reference is made to the literature to assess the effectiveness of Fickian and anomalous diffusion models to describe solution uptake in epoxies. The influence of differing exposure conditions on the diffusion in epoxies, in particular the effect of solution type and temperature, are explored. Experimental results, where the solution uptake in desiccated (D) or undesiccated (U) thin films of a commercially available epoxy matrix subjected to water (W), salt water (SW), or alkali concrete pore solution (CPS) at either 20 or 60°C, are also presented. It was found that the type of solution did not significantly influence the diffusion behavior at 20°C and that the mass uptake profile was anomalous. Exposure to 60°C accelerated the initial diffusion behavior and appeared to raise the level of saturation. In spite of the accelerated approach, conclusive values of uptake at saturation remained elusive even at an exposure period of 5 years. This finding questions the viability of using short-term thin film results to predict the long-term mechanical performance of FRP materialsThe first author was funded through an Engingeering and Physical Science Research Council Doctoral Training Award.This is the peer reviewed version of Scott, P. and Lees, J.M. (2013) Water, salt water and alkaline solution uptake in epoxy thin films, Journal of Applied Polymer Science, v. 130 (3) pp. 1898-1908 which has been published on: http://dx.doi.org/10.1002/app.39331. © 2013 Wiley Periodicals, Inc

Sheeppox virus detection using molecular biology techniques

Because of the geographical position of Greece, bordering with European and Asian countries, different exotic diseases could potentially appear. Indeed, during the last few years sheeppox virus outbreaks occured in regions close to eastern borders.Since a rapid and specific diagnostic method for sheeppox virus detection is lacking we decided to carry out the present investigation. The aim was to establish an effective, fast and specific laboratory diagnostic procedure.The method of choice was the polymerase chain reaction (PCR).In the present thesis, sheeppox virus and the disease it causes, the epidemiological data for the last 1 7th years in the country and four experiments for the PCR establishment are described.In the first experiment a simple, rapid and specific diagnostic polymerase chain reaction method for sheeppoxvirus identification and differentiation from related viruses was developed. The primers that were used were developed from the sequenced genomes of the capripox viruses KS-1 and InS-l. Six different sheeppox isolates were tested against two orf viruses (parapox), one myxoma virus(/epor/pox) and two animal herpesviruses as controls. Material from uninfected cell cultures was also used as control.The sensitivity of PCR was similar with both primers and for all sheeppox isolates. All negative control virus DNAs were negative and clearly differentiated from those of the sheeppox strains. In the second experiment, PCR was applied for the earliest possible sheeppox virus detection and identification in cell cultures inoculated with clinical specimens. Seventeen skin samples with lesions suspected of sheeppox were examined. They were ground, passaged and titrated in primary lamb testis (LT) cell cultures. As negative controls, five skin samples with orf virus lesions and three skin biopsies from normal sheep were examined. The established greek isolates of sheeppox virus strain 281 and orf virus strain 1 76 were also included. PCR for sheeppoxvirus was positive on the first day of the first passage for all clinical specimens, whereas cytopathogenic effect appeared on the 2nd to 5th post inoculation days of the first, second or third passages. The identification of all isolates was made by VNT, using homologous and heterologous antisera. Thus the virus isolation and identification by VNT took from 15 to 30 days. PCR was negative with all control samples. These results indicate that PCR can be used for an early and specific identification of sheeppox virus in field samples after inoculation in LT cells.In the third experiment a comparative study was conducted to investigate the sensitivity of four diagnostic procedures for sheeppox identification. Forty clinical specimens of skin lesions from sheeppox suspected sheep were tested by PCR, virus isolation in LT cells, direct immmunofluorescent assay (DIFA) and antigen detecting agar gel immunoprécipitation test (AGIPT).All specimens were positive by PCR and virus isolation, 29 by DIFA and 16 by AGIPT. PCR proved to be equally sensitive to virus isolation in LT cell cultures (100%), whereas DIFA and AGIPT showed a sensitivity of 73% and 40% respectively.Skin samples with orf lesions or normal skin biopsies were PCR negative. Cross-reactions with orf virus were observed in three samples only in the AGIPT assay.The described PCR method combines high specificity, high sensitivity and speed. Therefore it is the method of choice for sheeppox virus diagnosis directly from clinical specimens.In the fourth experiment, the development of a multiplex polymerase chain reaction method with amplification of capripoxvirus in asingle-step procedure from skin biopsies using three primer pairs, two specifics for capripoxvirus and one specific for oi-tubulin is described. False negative results that sometimes arise due to inhibitors of DNA amplification are avoided by the inclusion of a-tubulin primers in the assay.The results reported on 42 skin biopsies from sheep suspected to have poxvirus infection, indicated that the assay could monitor simultaneously DNA extraction from skin biopsy samples and allow improved detection of capripoxvirus within 24 hours of specimen receiptin the laboratory.Λόγω της γεωγραφικής θέσης της χώρας μας ανάμεσα στην Ευρώπη στην Ασία και στην Αφρική εμφανίζονται κατά καιρούς διάφορα εξωτικά νοσήματα. Τα τελευταία χρόνια είχαμε αρκετά συχνά κρούσματα ευλογιάς του προβάτου σε διάφορες περιοχές, κυρίως κοντά στα ανατολικά σύνορα. Κάθε φορά που συνέβαινε αυτό η χώρα μας εκαλείτο από την Ευρωπαϊκή Ένωση να απαντήσει γρήγορα και επακριβώς εάν πράγματι τα ύποπτα κρούσματα ήταν ευλογιά και να λάβει τα κατάλληλα μέτρα αφού το νόσημα θεωρείται εξωτικό για τις Ευρωπαϊκές χώρες.Όμως οι διαθέσιμες εργαστηριακές διαγνωστικές μέθοδοι για την ευλογιά είναι ανεπαρκείς κατά το ότι είναι χρονοβόρες και μη ειδικές αφού έχουν μικρή ευαισθησία και δίνουν διασταυρούμενες αντιδράσεις με άλλους σχετικούς νοσογόνους παράγοντες. Έτσι, προέκυψε η ανάγκη έρευνας για την καθιέρωση ειδικής και ταχείας μεθόδου διαπίστωσης του ιού της ευλογιάς σε δείγματα παθολογικών υλικών. Με την παρούσα διατριβή δημοσιεύονται τα αποτελέσματά της. Ως μέθοδος επιλέχθηκε η αλυσιδωτή αντίδραση της πολυμεράσης (Polymerase chain reaction, PCR).Στην παρούσα διατριβή περιγράφεται το νόσημα της ευλογιάς του προβάτου, ο αιτιολογικός παράγοντας και τα επιζωοτιο- λογικά στοιχεία της χώρας μας τα τελευταία 1 7 χρόνια. Στη συνέχεια εκτίθενται οι διαδοχικές ερευνητικές εργασίες που πραγματοποιήθηκαν ώστε να καθιερωθεί η αλυσιδωτή αντίδραση της πολυμεράσης ως η ειδική δοκιμή για τη διάγνωση της ευλογιάς.Συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκαν τέσσερεις ερευνητικές εργασίες (πειράματα). Στην πρώτη αναπτύχθηκε μία ειδική PCR για την ανίχνευση του ιού της ευλογιάς από καθαρή καλλιέργεια καθιερωμένων στελεχών. Τα εκκινητικά μόρια που χρησιμοποιήθηκαν ήταν από περιοχές του γενώματος δύο στελεχών ευλογιάς, του KS- 1 και InS-l. Ελέχθηκαν έξι διαφορετικά στελέχη ευλογιάς. Ως μάρτυρες χρησιμοποιήθηκαν δύο στελέχη λοιμώδους εκθύματος, ένα στέλεχος ιού μυξωμάτωσης, δύο ερπητοϊοί ζώων και κύτταρα μη ενοφθαλμισμένα. Η ευαισθησία της PCR ήταν σχεδόν ίδια με τα δύο ζεύγη εκκινητικών μορίων και για τα έξι στελέχη ευλογιάς. Ό-λοι οι μάρτυρες έδιναν αρνητική αντίδραση στην PCR και διαφοροποιούνταν σαφώς από τα στελέχη της ευλογιάς.Στη δεύτερη εργασία η PCR εφαρμόσθηκε σε ενοφθαλμισμένες με παθολογικά υλικά κυτταροκαλλιέργειες, με στόχο την όσο το δυνατό ταχύτερη ανίχνευση του ιού. Εξετάσθηκαν 17 δείγματα δέρματος προβάτων με αλλοιώσεις ύποπτες ευλογιάς. Τα δείγματα λειοτριβήθηκαν και στη συνέχεια ενοφθαλμίστηκαν και τιτλοποιήθηκαν σε κυτταροκαλλιέργειες όρχεων αμνού. Ως αρνητικοί μάρτυρες χρησιμοποιήθηκαν πέντε δείγματα δέρματος προβάτων με αλλοιώσεις λοιμώδους εκθύματος και τρία δείγματα δέρματος από υγιή ζώα. Εξετάσθηκαν, επίσης, το ελληνικό στέλεχος 281 της ευλογιάς του προβάτου, ως θετικός μάρτυρας, και το ελληνικό στέλεχος 1 76 του λοιμώδους εκθύματος, ως αρνητικός μάρτυρας. Όλα τα ύποπτα ευλογιάς δείγματα ήταν θετικά στην PCR από την πρώτη ημέρα μετά τον ενοφθαλμισμό της πρώτης διόδου, δηλαδή σε 24-48 ώρες. Αντίθετα, το κυτταροπαθογόνο αποτέλεσμα εμφανιζόταν την 2π έως 5^ ημέρα μετά τον ενοφθαλμισμό της πρώτης, δεύτερης ή τρίτης διόδου. Η απομόνωση δηλαδή, του ιού σε κυτταροκαλλιέρ- γειες και η ταυτοποίηση του, διαρκούσαν 1 5 έως 30 ημέρες. Στους αρνητικούς μάρτυρες δεν παρατηρήθηκε θετικό αποτέλεσμα με την PCR. Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι η PCR μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την γρήγορη και ειδική διάγνωση του νοσήματος από ενοφθαλμισμένα με παθολογικά υλικά κύτταρα όρχεων αμνού.Στην τρίτη εργασία, σαράντα δείγματα δέρματος με αλλοιώσεις ύποπτες ευλογιάς εξετάσθηκαν με τέσσερεις διαγνωστικές μεθόδους, την PCR, την απομόνωση του ιού σε κύτταρα, τον άμεσο ανοσοφθορισμό και την ανοσοδιάχυση. Όλα τα δείγματα ήταν θετικά στην PCR και στην απομόνωση του ιού. Εικοσιεννέα ήταν θετικά στον ανοσοφθορισμό και δεκαέξι στην ανοσοδιάχυση. Δεδομένου ότι η απομόνωση του ιού σε κυτταροκαλλιέργειες είναι η ασφαλέστερη τεχνική διάγνωσης διαπιστώθηκε ότι η ευαισθησία της PCR ήταν 100%, η του ανοσοφθορισμού 73% και της ανοσοδιά- χυσης 40 %. Τα δείγματα δέρματος με αλλοιώσεις λοιμώδους εκθύματος και εκείνα από τα υγιή ζώα ήταν αρνητικά στην PCR. Διασταυρούμενες αντιδράσεις με τον ιό του λοιμώδους εκθύματος παρατηρήθηκαν σε τρεις περιπτώσεις, μόνο με την τεχνική της ανο-σοδιάχυσης. Η PCR αποδείχθηκε ότι είναι η μέθοδος εκλογής για την άμεση διάγνωση του νοσήματος από παθολογικά υλικά.Στην τέταρτη εργασία, αναπτύχθηκε η πολλαπλή PCR. Το παθολογικό υλικό εξετάζονταν ταυτόχρονα με τρία ζεύγη εκκινη- τικών μορίων, δύο ειδικών για την ευλογιά και ένα για την α- tubulin. Υευδώς αρνητικά δείγματα, που είναι δυνατόν να εμφανισθούν λόγω κακής εκχύλισης του DNA του δείγματος ή ύπαρξης αναστολέων της επέκτασης του DNA, μπορούν να αποκλεισθούν με την προσθήκη των εκκινητικών μορίων για την α- tubulin. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την εξέταση 42 παθολογικών υλικών ύποπτων ευλογιάς, έδειξαν ότι η πολλαπλή PCR μπορεί να ανιχνεύσει το ιικό DNA από τα παθολογικά υλικά, αποκλείοντας πιθανές περιπτώσεις λάθους.Συμπεραίνεται, λοιπόν, ότι με την εφαρμογή της PCR, και ιδιαίτερα της πολλαπλής PCR, είναι δυνατή η διάγνωση της ευλογιάς και η διάκρισή της από το λοιμώδες έκθυμα μέσα σε 24 ώρες από την παραλαβή του παθολογικού υλικού από το εργαστήριο, σε αντίθεση με τις 1 5-30 ημέρες που χρειαζόταν με τις ως τώρα γνωστές μεθόδους διάγνωσης