Evaluating the practicability of commercial food-scanners for non-destructive quality assessment of tomato fruit

The assessment  of  tomato  fruit  quality  depends  on  a  variety  of  extrinsic and intrinsic quality parameters such as color, firmness and sugar content. Conventional measurement methods of these quality parameters  are  time  consuming,  require  various  measurement  de-vices,  and  in  case  of  intrinsic  quality,  involve  destructive  measurements. Latest research focused on the non-destructive determination of these parameters by using spectroscopic measurements. The goal of  this  study  was  to  evaluate  the  capability  of  three  commercially  available  portable  and  miniaturized  VIS /NIR spectrometers, so called food-scanners, in predicting various tomato quality attributes in a non-destructive way. Additionally, this study evaluated the software provided by manufacturers for building of prediction models by comparing the results derived from those software tools to state-of-the-art software for multivariate analysis. Evaluation of food-scanner spectra resulted in prediction models of high accuracy (r² > 0.90) for tomato fruit firmness, dry matter, total soluble solids and color values L*, a* and h°. Prediction models computed with manufacturer’s soft-ware showed similar accuracy to those derived from state-of-the-art evaluation software. Results of this study illustrate the great potential of  commercial  food-scanners  for  non-destructive  quality  measurement.  Further  important  features  of  food-scanners  with  respect  to  the application along the fresh produce supply chain are addressed

A vércukorértékek nem feltétlenül jellemzik megfelelően a sejtanyagcsere-állapotot | The blood glucose value not necessarily indicates correctly the cellular metabolic state

Absztrakt: A szakmai ajánlásokban a normális vércukorérték megvalósítása jelenti a diabetes sikeres kezelését, azaz a diabetes terápiájában az euglykaemia elérése a cél. Ez azt sugallja, hogy a normális vércukorérték normális anyagcsere-állapotot (eumetabolizmust) jelez, míg a hyperglykaemia kóros anyagcsere-állapotot (diszmetabolizmust) jelöl. Az is joggal felvethető, hogy vajon ugyanazon vércukorérték esetén az intracelluláris energiaszolgáltatás biokémiai mechanizmusai azonosak-e, avagy egymástól különböznek? A kérdés megválaszolása céljából a szerzők számos, egymástól eltérő patofiziológiai paraméterekkel jellemezhető klinikai állapotban vizsgálták a rövid távú, valamint a hosszú távú vércukorérték és a sejtanyagcsere jellemzőinek összefüggését az irodalmi adatok alapján. Tanulmányozták ezen összefüggést a micro- és a macroangiopathia patogenezisében, vizsgálták a vércukor és a sejtanyagcsere összefüggésének különbözőségeit 1-es és 2-es típusú diabetesben, valamint a vércukor és a myocardium-anyagcsere kapcsolatát akut és krónikus stresszben, továbbá a vércukor és a sejtanyagcsere viszonyát az úgynevezett „áttörési” (breakthrough) jelenségben, valamint a különböző metabolikus promoterek adása esetén. Arra a következtetésre jutottak, hogy az aktuális vércukorérték nagyon különböző mértékben jelzi az aktuális anyagcsere-állapotot. Az euglykaemiás állapot az esetek egy részében egyáltalán nem utal biztonsággal eumetabolizmusra (sejtszintű energiaegyensúlyra), és a hyperglykaemia sem a kóros (sejtszintű energiadeficiens) anyagcsere-állapotot jelzi feltétlenül. Az is megállapítható, hogy ugyanazon aktuális vércukorérték mellett ugyanazon szerv egyidejű anyagcsere-teljesítménye jelentősen különbözhet, továbbá ezen anyagcsere-állapot biokémiai háttérmechanizmusai alapvetően eltérők lehetnek. Az is megfogalmazható, hogy a tartósan fennálló ugyanazon vércukorérték-tartomány mellett az egyes szervek anyagcsere-állapota jelentősen különbözhet: bizonyos szervek anyagcsere-egyensúlya megtartott, más szervek anyagcsere-deficitje egyidejűleg jelentős lehet. A fenti következtetések arra vezethetők vissza, hogy a vércukorérték valójában egy transzportparaméter, amely az aktuális egyensúlyi állapotot jelzi a szénhidrátraktárakból a vérbe irányuló glükózforgalom, illetve a vérből a szövetekbe irányuló glükózfelvétel között. Az egyensúlyt tartó kétirányú forgalom sebességének ismerete nélkül – pusztán a vércukorértékből – érdemi következtetés alig vonható le a sejtanyagcsere mennyiségi és minőségi jellemzőire vonatkozóan. Orv. Hetil., 2017, 158(11), 409–417. | Abstract: In clinical recommendations the normalized blood glucose level is declared as the main target in therapy of diabetes mellitus, i.e. the achievement of euglycemia is the main therapeutic goal. This approach suggests, that the normal blood glucose value is the marker of the normal carbohydrate metabolism (eumetabolism), and vice versa: hyperglycemia is associated with abnormal metabolism (dysmetabolism). However the question arises, whether identical blood glucose values do reflect the same intracellular biochemical mechanisms? On the basis of data published in the literature authors try to answer these questions by studying the relations between the short/longterm blood glucose level and the cellular metabolism in different clinical settings characterized by divergent pathophysiological parameters. The correlations between blood glucose level and cellular metabolism in development of micro-, and macroangiopathy, in the breakthrough phenomenon, as well as during administration of metabolic promoters, the discrepancies of relation between blood glucose values and cellular metabolism in type 1, and type 2 diabetes mellitus, furthermore association between blood glucose value and myocardial metabolism in acute and chronic stress were analyzed. Authors conclude, that the actual blood glucose values reveal the actual cellular metabolism in a very variable manner: neither euglycemia does mandatorily indicate eumetabolism (balance of cellular energy production), nor hyperglycemia is necessarily a marker of abnormal metabolic state (dept of cellular energy production). Moreover, at the same actual blood glucose level both the metabolic efficacy of the same organ may sharply vary, and the intracellular biochemical machinery could also be very different. In case of the very same longterm blood glucose level the metabolic state of the different organs could be very variable: some organs show an energetically balanced metabolism, while others produce a significant deficit. These inconsistencies between blood glucose level and cellular metabolism can be explained by the fact, that blood glucose value is a transport parameter, reflecting the actual steady state of glucose transport from the carbohydrate pools into the blood, and that from the blood into the tissues. Without knowing the speed of these transports of opposite direction, the blood glucose value per se can not reveal the quantitative and qualitative characteristics of cellular metabolism. Orv. Hetil., 2017, 158(11), 409–417

Rollins Alumni Record, October 1999

Rite of Passage: That bittersweet first day at Rollin

Assessment of wafer-level transfer techniques of graphene with respect to semiconductor industry requirements

Graphene is a promising candidate for future electronic applications. Manufacturing graphene-based electronic devices typically requires graphene transfer from its growth substrate to another desired substrate. This key step for device integration must be applicable at the wafer level and meet the stringent requirements of semiconductor fabrication lines. In this work, wet and semidry transfer (i.e. wafer bonding) are evaluated regarding wafer scalability, handling, potential for automation, yield, contamination and electrical performance. A wafer scale tool was developed to transfer graphene from 150 mm copper foils to 200 mm silicon wafers with-out adhesive intermediate polymers. The transferred graphene coverage ranged from 97.9% to 99.2% for wet transfer and from 17.2% to 90.8% for semidry transfer, with average cop-per contaminations of 4.7x10$^{13}$ (wet) and 8.2x10$^{12}$ atoms/cm$^2$ (semidry). The corresponding electrical sheet resistance extracted from terahertz time-domain spectroscopy varied from 450 to 550 ${\Omega}/sq$ for wet transfer and from 1000 to 1650 ${\Omega}/sq$ for semidry transfer. Although wet transfer is superior in terms of yield, carbon contamination level and electrical quality, wafer bonding yields lower copper contamination levels and provides scalability due to existing in-dustrial tools and processes. Our conclusions can be generalized to all two-dimensional (2D) materials

Reakció és reakció-diffúzió rendszerek nemlineáris dinamikája = Nonlinear dynamics of reaction and reaction-diffusion systems

A 4 év alatt 5 témakörben folytattunk kutatásokat 1.) Az oszcillációs Belouszov-Zsabotyinszkij reakció mechanizmusa Metanollal, etilén-glikollal és polietilén-glikollal perturbáltuk a klasszikus (malonsav szubsztrátumú) BZ-reakciót. Az eredményeket a BZ-reakció MBM mechanizmusával modelleztük. Az oxálsav szubsztrátumú oszcillációs BZ-reakciót tanulmányoztuk kísérletileg, és szimulációkkal. Felfedeztük, hogy e rendszerben a bróm és az oxálsav láncreakció révén reagálhatnak egymással, ahol a láncvivők a karboxil gyök és a bróm atom. Nemkatalizált bromát - szubsztrát reakciókat fedezünk fel a klasszikus BZ-rendszerben. 2.) Kémiai dinamikai rendszerek analízise a parametrikus reprezentáció módszerével Globális bifurkációs diagramok szerkesztésére használtuk fel a módszert egy biológiai modellben. 3.) Gerjeszthető dinamikájú és más ?aktív? reakció-diffúzió rendszerek modellezése, kémiai hullámok heterogén közegekben Álló és mozgó csapadékfrontokat hoztunk létre Liesegang-rendszerekben. Élő sejt kalcium hullámait modelleztünk. 4.) Kémiai hullámok geometriai elmélete Az elméletet heterogén körgyűrűben keringő hullámokra alkalmaztuk. A Fermat-elvre alapozott aplanatikus felületek segítségével kémiai lencsét terveztünk, amit kísérletileg is megvalósítottunk. 5.) Elektrolit dióda és tranzisztor rendszerek kutatása Új elektrolit diódákat hoztunk létre gyenge lúg és gyenge sav felhasználásával. Módszert dolgoztunk ki gyengén töltött hidrogélek töltésének mérésére. | Research was made in 5 topics during the 4 years 1.) Mechanism of the oscillatory Belousov-Zhabotinsky reaction The classical BZ reaction (substrate: malonic acid) was perturbed with methanol, ethylene glycol and polyethylene glycol. Results were modelled by the MBM mechanism of the BZ reaction. The oscillatory BZ reaction with oxalic acid substrate was studied experimentally and by simulations. It was discovered that in this system bromine and oxalic acid can react with each other via a chain reaction where the chain carriers are carboxylic radicals and bromine atoms. Noncatalyzed bromate - substrate reactions were discovered in the classical BZ system. 2.) Analysis of chemical dynamic systems with the method of parametric representation The method was applied to construct global bifurcation diagrams in a biological model. 3.) Modelling of excitable and other ?active? reaction-diffusion systems, chemical waves in heterogeneous media Steady and moving precipitate fronts were created in Liesegang systems. We also modelled the calcium waves of a living cell. 4.) Geometric theory of chemical waves The theory was applied for waves rotating in a heterogeneous ring. With the aid of aplanatic surfaces derived by the Fermat principle a chemical lens was designed, which was realized experimentally. 5.) Research of electrolyte diodes and transistors New electrolyte diodes were created applying weak acids and bases. A new method was developed to measure the charge of weakly charged hydrogels

Reliable lift-off patterning of graphene dispersions for humidity sensors

Dispersion-based graphene materials are promising candidates for various sensing applications. They offer the advantage of relatively simple and fast deposition via spin-coating, Langmuir-Blodgett deposition, or inkjet printing. Film uniformity and reproducibility remain challenging in all of these deposition methods. Here, we demonstrate, characterize, and successfully apply a scalable structuring method for graphene dispersions. The method is based on a standard lift-off process, is simple to implement, and increases the film uniformity of graphene devices. It is also compatible with standard semiconductor manufacturing methods. We investigate two different graphene dispersions via Raman spectroscopy and Atomic Force Microscopy and observe no degradation of the material properties by the structuring process. Furthermore, we achieve high uniformity of the structured patterns and homogeneous graphene flake distribution. Electrical characterizations show reproducible sheet resistance values correlating with material quantity and uniformity. Finally, repeatable humidity sensing is demonstrated with van der Pauw devices, with sensing limits of less than 1% relative humidity.Comment: 35 page

Efficient scheme for three-photon Greenberger-Horne-Zeilinger state generation

We propose an efficient scheme for the generation of three-photon Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) state with linear optics and postselection. Several devices are designed and a two-mode quantum nondemolition (QND) detection is introduced to obtain the desired state. It is worth noting that the states which have entanglement in both polarization and spatial degrees of freedom are created in one of the designed setups. The method described in the present scheme can create a large number of three-photon GHZ states in principle. We also discuss an approach to generate the desired GHZ state in the presence of channel noise.Comment: 7pages, 3 figure

Assessing the risk of bluetongue to UK livestock: uncertainty and sensitivity analyses of a temperature-dependent model for the basic reproduction number

Since 1998 bluetongue virus (BTV), which causes bluetongue, a non-contagious, insect-borne infectious disease of ruminants, has expanded northwards in Europe in an unprecedented series of incursions, suggesting that there is a risk to the large and valuable British livestock industry. The basic reproduction number, R0, provides a powerful tool with which to assess the level of risk posed by a disease. In this paper, we compute R0 for BTV in a population comprising two host species, cattle and sheep. Estimates for each parameter which influences R0 were obtained from the published literature, using those applicable to the UK situation wherever possible. Moreover, explicit temperature dependence was included for those parameters for which it had been quantified. Uncertainty and sensitivity analyses based on Latin hypercube sampling and partial rank correlation coefficients identified temperature, the probability of transmission from host to vector and the vector to host ratio as being most important in determining the magnitude of R0. The importance of temperature reflects the fact that it influences many processes involved in the transmission of BTV and, in particular, the biting rate, the extrinsic incubation period and the vector mortality rate