Double-walled carbon nanotube-based polymer composites for electromagnetic protection.

In this paper, we present a microwave absorber based on carbon nanotubes (CNT) dispersed inside a BenzoCycloButenw (BCB) polymer. The high aspect ratio and remarkable conductive characteristics of CNT give rise to good absorbing properties for electromagnetic protecting in microelectronic devices with very low concentration. In this article, nanocomposites are prepared using a solution-mixing method and are then evaluated and modeled by means of coplanar test structures. First, CNT concentrations are quantified by image processing. The nanocomposites implemented with coplanar test waveguides are then characterized using a vector network analyzer from 40 MHz to 20 GHz. An algorithm is developed to calculate the propagation constant "γ" constant "α", and relative effective complex permittivity (εreff = εreff' - jεreff'') for each CNT concentration. The extracted effective parameters are verified using the electromagnetic FEM-based Ansoft’s® high frequency structure simulator (HFSS). Power absorption (PA) of 7 dB at 15 GHz is obtained with only 0.37 weight percent of CNT concentration in the polymer matrix. The resulting engineerable and controllable composite provides consequently a novel degree of freedom to design and optimize innovative microwave components

DC and radio-frequency transmission characteristics of double-walled carbon nanotubes-based ink

In this paper, double-walled carbon nanotubes (DWNTs) network layers were patterned using inkjet transfer printing. The remarkable conductive characteristics of carbon nanotubes (CNTs) are considered as promising candidates for transmission line as well as microelectronic interconnects of an arbitrary pattern. In this work, the DWNTs were prepared by the catalytic chemical vapor deposition process, oxidized and dispersed in ethylene glycol solution. The DWNTs networks were deposited between electrodes contact and then characterized at DC through current-voltage measurements, low frequency, and high frequency by scattering parameters measurements from 40 MHz up to 40 GHz through a vector network analyzer. By varying the number of inkjet overwrites, the results confirm that the DC resistance of DWNTs networks can be varied according to their number and that furthermore the networks preserve ohmic characteristics up to 100 MHz. The microwave transmission parameters were obtained from the measured S-parameter data. An algorithm is developed to calculate the propagation constant "γ", attenuation constant "α" in order to show the frequency dependence of the equivalent resistance of DWNTs networks, which decreases with increasing frequency

Brief note about plasma catecholamines kinetics and submaximal exercise in untrained standardbreds

Four untrained standardbred horses performed a standardized exercise test on the treadmill and an automated blood collection system programmed to obtain blood samples every 15 s was used for blood collection in order to evaluate the kinetics of adrenaline and noradrenaline. The highest average values obtained for adrenaline and noradrenaline were 15.0 +/- 3.0 and 15.8 +/- 2.8 nmol/l respectively, with exponential accumulation of adrenaline (r = 0.977) and noradrenaline (r = 0.976) during the test. Analysis of the correlation between noradrenaline and adrenaline for each phase of the test shows that correlation coefficient decreases as the intensity of exercise increases (from r = 0.909 to r = 0.788). This suggests that during submaximal exercise, the process for release, distribution and clearance of adrenaline into blood circulation differs from that of noradrenaline

Etude des potentialités des nanotubes de carbone dans le domaine hyperfréquence : Application à l'élaboration de matériaux nanocomposites et contribution à la miniaturisation de composants électromécaniques (NEMS)

My research presents two possible uses of carbon nanotubes (CNTs) for microwave applications, thanks to their exception properties, of electrical and mechanical ones. The first one correspond to exploit their properties metallic or semiconducting to modify the electrical behavior of polymer (BCB) doped with carbon nanotubes. The second one aims to extend the concept of passive components and reconfigurable micrometer (MEMS) at the nanoscale to develop Nano-Electro-Mechanics Systems (NEMS).La découverte des nanotubes de carbone (NTCs) par S.Iijima en 1990 a permis d'explorer un nouveau monde à l'échelle nanométrique. Les études sur la synthèse des NTCs durant le début de cette décennie ont apporté une reproductibilité des formes allotropiques de carbone. Les propriétés mécaniques et électriques exceptionnelles des NTCs ont éveillé l'esprit des scientifiques afin de concevoir des systèmes touchant le domaine de la nanotechnologie. Dans ce contexte, mes travaux de recherches ont visé à étudier les potentialités des nanotubes de carbone dans le domaine des hyperfréquences. Deux types d'applications peuvent être distinguées : l'élaboration de matériau nano-composite mais aussi la miniaturisation des composants électromécaniques (NEMS). L'application la plus immédiate des NTCs consiste à les utiliser comme additif dans des polymères, thermoplastiques, thermodurcissables ou élastomères, afin d'en modifier les propriétés. L'utilisation des matériaux composites à base de nanotubes de carbone apparaît comme une voie prometteuse dans le domaine des nanotechnologies grâce à leurs propriétés structurales et électroniques très particulières. Pour élargir le domaine d'application des NTCs, nous avons étudié un nouveau matériau composite à base d'un polymère (BenzoCycloButène BCB'') et de nanotubes de carbone double parois (DNTCs) pour une utilisation aux fréquences micro-ondes. Nous rapportons ici une étude des propriétés micro-ondes de composites BCB/DNTCs en fonction de la concentration massique de nanotubes. Nous présentons, dans un premier temps, les méthodes d'homogénéisation et de fabrication du composite, puis nous traitons l'élaboration de structures de test adaptées à des mesures µondes et millimétriques. Après caractérisation, nous donnons le comportement spectral et la modélisation pour les pertes linéiques ainsi que e* (permittivité effective complexe). Cette étude a permis de montrer qu'il est possible de configurer les performances électriques d'un matériau composite en fonction du % de NTCs incorporés. Ceci peut permettre de réaliser des matériaux absorbants d'ondes électromagnétiques pour la microélectronique. Une autre possibilité d'utilisation est d'exploiter les propriétés physiques ainsi que dimensionnelles des NTCs pour étendre le concept de composants passifs reconfigurables et micrométriques (MEMS) à l'échelle nanométrique avec l'élaboration de Système Nano-Electro- Mécaniques (NEMS). Leurs dimensions nanométriques permettraient de concevoir de futurs dispositifs électroniques fortement miniaturisés. Nous nous sommes donc intéressés au développement d'une filière technologique d'interconnexions pour réaliser une capacité variable dont la partie mobile est réalisée à l'aide de NTCs. Plusieurs voies ont été étudiées. Une 1ère comporte la croissance localisée des NTCs, réalisée à 600°C minimum par le LPICM. Cette température a impliqué de nombreux choix quant à la filière d'interconnexions (procédés chauds-froids suivant le positionnement de l'étape de croissance des NTCs) et d'études de compatibilité thermique. Une seconde voie est basée sur l'emploie de film mince de NTCs dispersés aléatoirement.- Au final, cette étude représente une grande avancée vers l'élaboration de NEMS RF à base de NTCs

Determination of non-enzymatic antioxidant molecules in animal semen and their correlations with seminal parameters and fertility

In this Doctoral Thesis the natural presence of Carnosine and L-Histidine in seminal plasma and spermatozoa of boar, donkey and stallion was proved. These molecules showed a positive effect, in nature, on some seminal parameters. The artificial addition to BTS extender in boar fresh semen of these molecules demonstrated that Carnosine affect positively the kinetic parameters and the same happens with Taurine, instead l-Histidine demonstrated a negative effects. Their additions to thawing extender in frozen-thawed boar spermatozoa showed that Taurine increased the sperm functionality, instead Carnosine could induce pro-oxidative process in high concentration with consequent negative effect on spermatozoa although no significant differences were showed in motility, viability or chromatin condensation. In conclusion, Carnosine and Taurine appears to play an important role in the sperm antioxidant defence strategy. Indeed addition of Carnosine to the extender in boar fresh semen and of Taurine to thawing extender in frozen boar semen could be of significant benefit in improving the function and fertilizing ability of boar spermatozoa

Efeitos cardiorrespiratórios da tiletamina-zolazepam em cães hipovolêmicos

O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da associação tiletamina-zolazepam em cães hipovolêmicos. Estudaram-se as alterações cardiovasculares em 14 cães, divididos em grupo A (controle, n=7) e grupo B (experimental, n=7). Os cães foram anestesiados com sevoflurano (1,5 concentração alveolar mínima - CAM) para a implantação dos cateteres venosos, arteriais e da termodiluição. A concentração do sevoflurano foi reduzida (0,5 CAM) e nos cães do grupo B, induziu-se hipovolemia retirando-se sangue na proporção de 30ml/kg de peso corpóreo. Subseqüentemente, registraram-se as freqüências cardíaca (FC) e respiratória (FR), a pressão arterial (PAM) e o débito cardíaco (DC), e aplicaram-se 10 mg/kg de tiletamina-zolazepam, pela via intravenosa. Aos cães do grupo A aplicou-se igual tratamento. Os cães foram observados por 120 minutos. A associação tiletamina-zolazepam produziu apnéia transitória e manteve estável a FC, PAM e DC. O resultados permitem concluir que a associação manteve estáveis as pressões arteriais sistólica, diastólica e média, e não alterou o débito cardíaco, podendo vir a ser usada com segurança na anestesia de cães com hipovolemia.Cardiovascular alterations were studied in 14 mongrel dogs divided into two groups (A n=7 control; B n=7, with hypovolemic dogs) under sevoflurane anesthesia (0.5 minimal alveolar concentration - MAC). Thirty minutes after the induction, blood was removed from right femural artery, equivalent to 30ml/bw (body weight). Thirty minutes past bleeding 10 mg/kg tiletamine-zolazepan (TZ) were given intravenously. No changes were noticed in heart rate, arterial blood pressure and cardiac output but TZ had induced transitory apnea immediately after injection. It was observed that tiletamine- zolazepan produced transitory breathing depression and it seems that it do not induce significant cardiovascular changes in hypovolemic dogs

Confronto tra diverse fasi mobili per la determinazione in hplc di carnosina, anserina, l-istidina, 3-metil-l-istidina

RIASSUNTO Scopo della ricerca è stato quello di determinare la miglior fase mobile che in condizioni isocratiche ed alla temperatura di derivatizzazione post colonna di 50°C consentisse la separazione dei picchi della carnosina, anserina e dei loro componenti. Partendo da una fase mobile costituita da 20% acetonitrile e 80% di soluzione 6 mM HCl + 0,48 moli/litro di NaCl, sono state preparate fasi mobili con % di acetonitrile a decrescere (15-10-5) fino al raggiungimento della separazione completa dei picchi. La fase mobile che ha permesso la totale separazione delle molecole è stata quella costituita dal 5% di acetonitrile. Le rette di regressione di ciascuna molecola hanno mostrato R2 di correlazione estremamente elevati (∼1) per un intervallo di concentrazione compreso tra 62.5 – 0.5 ng/20μl evidenziando una elevata accuratezza (∼100%) ed un aumento della sensibilità per ogni composto a tutte le concentrazioni utilizzate. Quindi, se l’aumento della temperatura della reazione di derivatizzazione post colonna con o-ftalaldeide (OPA) ha prodotto un forte incremento della sensibilità di rilevazione di questi composti ed in particolare modo della l-istidina e della 3-metil-l–istidina (∼70%), l’utilizzazione di una diversa fase mobile ha consentito la separazione di tutti i composti e principalmente la carnosina dalla 3-metil-l-istidina che in condizioni isocratiche mostrano tempi di ritenzione molto ravvicinati. In conclusione la possibilità di poter determinare esigue concentrazioni di questi composti con una adeguata sensibilità ed un’elevata accuratezza può consentire di rilevarli anche in quei compartimenti dell’organismo dove la loro presenza appare molto ridotta. SUMMARY This research proposes an high-performance-liquid-chromatography (HPLC) method for a quantitative detection of carnosina, anserine, l-histidine and 3-methyl-l-histidine, with ophthalaldehyde (OPA) post column derivatisation by isocratic elution. For this purpose some mobile-phases were prepared with scalar acetonitrile concentrations. The best mobile phase for a complete separation of all molecules was composed of Acetonitrile and 6mM Hydrochloric acid with 0,48 M sodium chloride solution (5%:95% v/v). The regression lines, obtained by a range of concentration between 62.5 – 0.5 ng/20μl for all substances showed a very high values of R2 (∼1) indicating a very high sensibility and accuracy (∼100%) of this new mobile phase in isocratic conditions. Temperature increase of post column derivatisation (50°C) with (OPA) showed a greater sensibility for l-histidine and 3-methyl-l-histidine detection (∼70%) and the new mobile phase in isocratic conditions produced a complete separation for all compound and in particular way between carnosine and 3-methyl-l-histidine. The high sensibility of this HPLC method can detect histidine dipeptides and correlated compounds l-histidine and 3-methyl-l-histidine in animal tissues where can be present in different and very low concentrations. In addition this very simple and fast method could be used to histidine dipeptides detection in biological compartments were their concentrations could be very low

Determinazione quantitativa dei dipeptidi istidinici nel cervello bovino mediante metodica HPLC

RIASSUNTO La Carnosina (b-Alanil-L-Istidina) e i dipeptidi ad essa correlati (Omocarnosina e Anserina) sono molecole largamente distribuite nei tessuti degli organismi vertebrati, soprattutto in quelli eccitabili come il tessuto muscolare e il sistema nervoso. Nel tessuto nervoso dei vertebrati inferiori (osteitti, anfibi e rettili) sono presenti soprattutto l’Omocarnosina e in misura minore la Carnosina. Scopo della presente ricerca è stato quello di determinare mediante metodica HPLC le concentrazioni dei dipeptidi istidinici e loro componenti nella corteccia cerebrale e nel cervelletto di 15 bovini (10-12 mesi di età) di ambo i sessi. I dati ottenuti dimostrano che l’Omocarnosina risulta più concentrata (nmoli/g di campione ± E.S.) nella corteccia (3506,33 ± 447,45) rispetto alla Carnosina (102,82 ± 16,18) ed alla L-Istidina (2616,93 ± 116,07). È stata inoltre osservata una correlazione positiva tra Carnosina ed Omocarnosina (r = 0,57, p < 0,02) e correlazioni negative tra la Carnosina e la L-Istidina (r = 0,484, p < 0,05) e tra la Omocarnosina e la L-Istidina (r = 0,61, p < 0,01). La loro distribuzione % nella corteccia cerebrale è risultata la seguente: 2% Carnosina, 42% L-Istidina e 56% Omocarnosina. Nel cervelletto la presenza di Carnosina è stata dimostrata solamente nel 25% degli animali presi in esame mentre l’Omocarnosina (517.17 ± 55,10) e la L-Istidina (2093,96 ± 281,43) sono state determinate in concentrazioni minori rispetto a quelle osservate nella corteccia cerebrale. Nel cervelletto sono state osservate correlazioni negative tra le concentrazioni di Omocarnosina e L-Istidina (r = 0,676; p < 0,01) e tra le concentrazioni di L-Istidina presenti nella corteccia e nel cervelletto (0.64; p<0.01). La distribuzione % di queste due molecole nel cervelletto era: 20% Omocarnosina e 80% L-Istidina. Infine i livelli di Omocarnosina rilevati nella corteccia e nel cervelletto risultavano essere inversamente correlati (r = 0,486; p < 0,05). Nessuna differenza significativa era osservata tra maschi e femmine; con questa metodica di analisi in HPLC, è stato possibile determinare le concentrazioni di questi dipeptidi e della L-Istidina in animali giovani di ambo i sessi appartenenti alla specie bovina. I dati ottenuti, in questi giovani soggetti, mostrano come l’Omocarnosina sia presente in concentrazioni maggiori nella corteccia rispetto al cervelletto dove è presente in concentra- zione minore di circa sette volte. La Canosina risulta invece praticamente assente nel cervelletto mentre la concentrazione di L-Istidina in questo compartimento si riduce di appena il 20%. Questa distribuzione è in accordo con studi effettuati sul ratto (De Marchis et al., 2000) dove è stata osservata mediante metodica di immunoreattività una localizzazione della Carnosina nel cervelletto dipendente dall’età del soggetto, probabilmente a causa di una evoluzione dell’attività metabolico enzimatica delle cellule gliali e dei neuroni. In conclusione la determinazione quantitativa in HPLC di questi Dipeptidi nel bovino associata a metodiche immuno istochimiche in giovani e vecchi animali potrebbero essere utili per meglio comprendere la distribuzione quantitativa e il ruolo che questi Dipeptidi hanno in relazione allo sviluppo del sistema nervoso. SUMMARY Carnosine (b-Alanyl-L-Histidine) and other related dipeptides, such as Anserine and Homocarnosine are widely distributed in tissues of vertebrate organisms particularly in muscle and nervous tissue. As to cellular localisation of Carnosine related dipeptides in central nervous system of reptiles and amphibians, studies show high concentrations of Homocarnosine and lower concentrations of Carnosine. The aim of this research was to evaluate by HPLC method the concentrations of Histidinic Dipeptides and their components in 15 samples of bovine’s cerebral cortex and cerebellum (male and female, 10-12 months of age). Our data show that in cerebral cortex the concentration (nmol/g of sample ± E.S.) of Homocarnosine (3506.33 ± 447.45) is higher respect to Carnosine(102.82 ± 16.18) and to L-Histidine (2616.93 ± 116.07). In addition, a positive correlation has been founded between Carnosine and Homocarnosine (r = 0.57; p < 0.02) and negative correlations between Carnosine and L-Histidine (r = 0.484; p < 0.05) and between Homocarnosine and L-Histidine (r = 0.61 p < 0.01). The distribution of these dipeptides and their components in cerebral cortex is: 2% Carnosine, 42% L-Histidine and 56% Homocarnosine. The presence of Carnosine in cerebellum has been detected only in 25% of all animals and the concentrations of L-Histidine (2093.96 ± 281.43) and Homocarnosine (517.17 ± 55.10) are lower respect to cerebral cortex. The % distribution of these components in cerebellum was: 80% L-Histidine and 20% Homocarnosine. Our data show that in cerebellum a negative correlation exists between Homocarnosine and L-Histidine (r = 0,676; p < 0.01). In addition a negative correlations were observed between Homocarnosine concentrations in cerebellum and cerebral cortex (r = 0.486; p < 0.05). This negative correlation was relieved also for L-Histidine distribution between these compartments (0.64; p < 0.01). No significative gender related differences have been founded. From this study has been possible to find the Histidinic Dipeptides and L-Histidine concentrations by a very simple and rapid HPLC method in young bovine animals. Our data show clearly that Homocarnosine concentration was higher respect to Carnosine levels in cortex and that Carnosine was practically absent in cerebellum. In cerebellum Homocarnosine concentrations in all subjects were reduced respect to cerebral cortex (about 7 times less) and also in cerebellum L-Histidine levels were reduced about 20 % respect to cerebral cortex. These differences of Histidinic Dipeptides distribution could be do probably at the progressive metabolic activity of glial cells and neurones that has been reported in rat brain study 34 ANNALI FAC. MED. VET., LVIII (2005) (De Marchis et al., 2000). In this research it has been demonstrated by immunohistochemical method that the brain’s concentration of Carnosine increases with age. In conclusion a quantitative HPLC detection of these Dipeptides in bovine, associated with immunohistochemical methods, in old and young animals could be useful to understand the quantitative distribution and role of these dipeptides in relation to nervous system development

Applicazione di un kit di analisi per la determinazione quantitativa della superossido dismutasi nel seme crioconservato di asino

RIASSUNTO Le superossido dismutasi (SOD) sono una classe di metalloenzimi che catalizzano la dismutazione dell’anione superossido in ossigeno molecolare e perossido di idrogeno, attraverso reazioni di ossido-riduzione che coinvolgono lo ione metallo del sito attivo. Sotto questo aspetto, la SOD assume un ruolo centrale nella risposta dell’organismo alla tossicità dei sottoprodotti metabolici dell’ossigeno. Alla luce del coinvolgimento delle diverse forme di SOD nei meccanismi legati allo stress ossidativo, quali l’invecchiamento e l’insorgenza di varie patologie, sono stati sviluppati alcuni kit per il dosaggio quantitativo delle SOD nel sangue. Nell’ambito di un rinnovato interesse degli aspetti riproduttivi per specie minori di interesse zootecnico, la determinazione quantitativa della SOD nell’eiaculato può essere di particolare utilità per lo sviluppo e messa a punto di tecniche di conservazione e di valutazione della qualità del seme. Scopo di questa indagine è stato quello di verificare la possibilità di applicare un kit commerciale per la determinazione della SOD negli spermatozoi e nel plasma seminale di Asino amiatino, specie questa di particolare interesse per la salvaguardia di una razza autoctona in via di estinzione. I dati ottenuti hanno mostrato la presenza di questo enzima nelle due tipologie di campione e che, a parità di % di inibizione, nel plasma seminale la SOD è risultata 10 volte più concentrata (235,65 UI/ml) rispetto a quella determinata negli spermatozoi (19,15 UI/ml). Di particolare interesse applicativo è risultata la determinazione della diluizione ottimale che ha consentito di rilevare la % di inibizione che rimane su valori costanti per le diluizioni di 1/110 - 1/140 per gli spermatozoi (concentrazione del campione 575*106 spermatozoi/ml) e di 1/1400 – 1/1700 per il plasma seminale che corrispondono al tratto lineare della cinetica enzimatica della SOD. La diversa concentrazione di SOD nei due campioni, a parità di % di inibizione, potrebbe essere una caratteristica intrinseca come pure, invece, essere dovuta alla procedura di preparazione del campione. Infatti l’utilizzo della procedura del cold-shock potrebbe avere permesso la liberazione di enzimi dal cappuccio acrosomiale che, a loro volta, potrebbero avere contribuito ad inattivare parte della SOD presente oppure, di converso, l’efficienza della rottura delle membrane negli spermatozoi potrebbe non essere stata sufficiente. In conclusione: il kit pur essendo specifico per campioni eritrocitari può risultare applicabile anche a campioni biologici diversi quali gli spermatozoi ed il plasma seminale di asino purché l’analisi della SOD venga effettuata nell’intervallo di diluizione 1/110 – 1/140 per gli spermatozoi (concentrazione del campione 575*106 spermatozoi/ml) e di 1/1400 – 1/1700 per il plasma seminale. SUMMARY Superoxide dismutase (SODs) are metalloenzymes that catalyze the dismutation of the superoxide anion to oxygen peroxide and molecular oxygen by redox cycling involving a metal ion. Superoxide dismutase is an important enzyme in the antioxidant cellular pathway so the amount of SOD in cell and in the extracellular environment have consequences in prevention of aging and disease. The oxide anion dismutation catalyzed by the SOD in a very fast reaction (2*109 M-1sec-1 turnover) and one unit of SOD is defined as the amount of enzyme needed to exhibit 50% dismutation of the superoxide radical. In order to assay the SOD activity in plasma, serum, erythrocyte and cell lysate several kit are available. The aim of this investigation was to assay SOD activity in seminal plasma and spermatozoa of the Amiata Donkey by using a commercial kit. The Amiata Donkey is an endangered native species and SOD quantitation could contribute for the development and new set up of semen conservation methods and quality valuation. SOD was detected into both the samples. SOD in seminal plasma resulted to be 10 time more concentrate (235,65 UI/ml) than in spermatozoa (19,15 UI/ml). Concentration differences between the two samples could be a real sample intrinsic difference as well could be due to the spermatozoa protein extraction method. Spermatozoa underwent to a cold-shock treatment so that the subsequent release into the medium of the acrosomial proteinase could have, as a consequence, the partial inactivation of the SOD; as well the same treatment could be not sufficient for the complete membrane disruption. The kit resulted suitable for the assay of the SOD into ejaculate of the Amiata Donkey in the dilution range (1/110–1/140) in spermatozoa (with a concentration of 575*106 spermatozoa/ml) and (1/1400 – 1/1700) for the seminal plasma