E-thesis - dissertations and theses

Recent Submissions

  • Vesanto, Saara (Helsingin yliopisto, 2019)
    Tutkielman tavoitteena on kirjallisuuskatsauksen avulla tehdä yhteenveto tällä hetkellä käytössä olevista koiran kroonisen ortopedisen kivun arviointiin käytetyistä menetelmistä ja niiden eroista. Kipu on epämiellyttävä sensorinen ja emotionaalinen kokemus, johon liittyy kudosvaurio tai sen uhka. Kipu on aina subjektiivista ja sen takia kivun mittaaminen ja arviointi eläimillä on vaikeaa. Yleisin syy krooniseen kipuun koiralla on nivelrikko, josta kärsii 20% koirapopulaatiosta. Nivelrikon aiheuttama kipu on pääasiassa kroonista tulehduskipua, mutta siihen voi liittyä myös kroonisen hermosärkykivun komponentti. Kroonista kipua ei voi suoraan mitata, mutta siihen liittyviä käytösmuutoksia voi havaita. Tutkimuksissa koiran kroonista kipua on mitattu useilla erilaisilla menetelmillä, eikä parhaista kivun arvioinnin menetelmistä ole olemassa yhteisymmärrystä. Ihmisten nivelrikkotutkimuksessa on pyritty standardoimaan ja validoimaan subjektiivisia mittausjärjestelmiä luotettavan tiedon keräämiseksi. Koiran nivelrikkotutkimuksessa on yleistä käyttää kivun arviointiin subjektiivista arviointimenetelmää, jota ei ole standardoitu ja validoitu. Tämän takia eri tutkimusten tuloksia on vaikea verrata toisiinsa. Käytössä on omistajan ja eläinlääkärin subjektiivinen arvio koiran kivusta. Omistajien käyttöön on validoitu useita erilaisia kipukyselyitä kroonisen kivun mittaamiseen. Eläinlääkärin käyttöön ei ole olemassa validoitua subjektiivista kivunarviointimenetelmää. Eläinlääkäri voi käyttää kivun arvioimiseen myös objektiivisia mittausmenetelmiä, kuten röntgenlöydöksien arviointia. Nivelissä havaitut röntgenmuutokset eivät kuitenkaan mittaa varsinaisesti kipua eivätkä ne ole tutkimuksissa korreloineet muiden kivun arviointimenetelmien kanssa. Kliinisessä työssä on myös yleistä, että röntgenlöydökset eivät korreloi kliinisten oireiden vakavuuden kanssa. Kivun arviointiin on käytetty myös aktiivisuuden mittausta kiihtyvyysanturin avulla. Vielä ei ole selvää miten suuri aktiivisuuden muutos tarkoittaa kliinisesti merkittävää muutosta kivussa. Objektiivinen askellajianalyysi on nykypäivänä laajasti käytössä koiran ortopedisen kivun tutkimuksessa, koska nivelrikon seurauksena koiran painonvaraus muuttuu. Objektiivisessa askellajianalyysissä saadaan askelvoimalevyn ja -maton avulla objektiivisesti mitattua kvantitatiivista tietoa koiran painonvarauksesta. Tulosten tulkinta voi kuitenkin olla vaikeaa, jos koiralla on nivelrikkoa useammassa nivelessä tai raajassa. Hermosärkykipu koiralla on vielä huonosti tunnettu ja ymmärretty ilmiö. Kvantitatiivista sensorista mittausta on käytetty tuntoaistin herkkyyden tutkimiseen, koska hermosärkykipuun voi liittyä hermoston herkistymistä. Myös omistajan arviota koiran käytöksestä on käytetty hermosärkykivun arvioimiseen joissain tutkimuksissa, mutta yhtäkään validoitua tai standardoitua kyselyä ei ole vielä olemassa. Eläinlääketieteessä olisi tärkeää saada käyttöön validoituja menetelmiä kivun mittaamiseen ja saavuttaa yhteisymmärrys eri menetelmien käytöstä erilaisissa tilanteissa. Validoimattomien menetelmien käyttö lisää riskiä virheellisen ja epäolennaisen tiedon keräämiseen ja levittämiseen.
  • Matomäki, Alisa (Helsingin yliopisto, 2019)
    Zoonoosi tarkoittaa eläimestä ihmiseen ja toisinpäin tarttuvaa tautia. Zoonoottisiin taudinaiheuttajiin kuuluu bakteereita, viruksia, sieniä, loisia ja biologisia eliöitä. Eläinlääkärit voivat monipuolisen ammattinsa vuoksi altistua päivittäin eläimille, niiden eritteille tai ruhon osille sekä to-dennäköisesti myös zoonooseille. Tehokas suojautuminen edellyttää ymmärrystä zoonooseihin liittyvistä riskeistä. Suomen hyvä tautitilanne voi muuttua esimerkiksi eläinten liikkumisen sekä ilmaston muuttumisen myötä. Tähän muutokseen on hyvä varautua tiedostamalla Suomen ulko-puolellakin esiintyvien tautien riskejä tilanteen mukaan. Lisensiaatintutkielmani pohjautuu vuonna 2009 Eläinlääkäripäivien yhteydessä järjestetyn kyselytutkimuksen suojautumiskysymyksiin. Kirjalli-suuskatsauksen tavoitteena oli koota tietoa eläinlääkäreiden kohtaamista zoonooseista Suomessa sekä kuvailla eläinlääkäreiden suojautumiskäy-täntöjä. Tutkimusosuuden tavoitteena oli kuvailla ja analysoida suomalaisten eläinlääkäreiden suojautumiskäytäntöjä oleellisimmat zoonoosit huomioiden. Hypoteesina oli, että eläinlääkäreiden suojautumisessa olisi parantamisen varaa. Kyselyssä kysyttiin taustatietoja, altistumista sekä suojautumista työssä ja lisäksi vapaa-ajasta. Vastauksia saatiin yhteensä 306 eläinlääkäriltä. Tulokset tukevat eläinlääkärin ammatin monipuolisuutta sekä eläinlääkäreiden hyvää tietoisuutta zoonooseista. Noin joka kuudes eläinlääkäri ilmoitti työskentelevänsä Suomen lisäksi muussa maassa tai kokonaan Suomen ulkopuolella. Pieneläinten suuhun liittyvien toimenpiteiden yhteydessä olisi tarpeen suojautua erityisesti roiskeilta. Hammaskivenpoiston yhteydessä puolet vastaajista (51 %) käyttivät kirurgista suu-nenäsuojaa vähintään joskus, mutta vain joka neljäs (26 %) vastaajista käyttivät suojalaseja vähintään joskus. Australian ja Amerikan suojautumisohjeistuksiin verraten tässä olisi parannettavaa. Nautojen synnytysavun yhteydessä olisi tarpeen suojautua eritteiltä suojavaatetuksella sekä olkapään yli ulottuvilla kertakäyttöisillä suojakäsineillä eli rektalisointikäsineillä. Vastaajista lähes jokainen (92 %) suojautui läpäisemättömällä essulla, mutta ainoastaan joka kymmenes (10 %) suojautui rektalisointikäsineillä aina naudan syn-nytysavussa. Tuloksissa oli havaittavissa, että suomalaiset nautoja hoitavat eläinlääkärit pesevät käsiään useammin kuin amerikkalaiset tuotantoeläinlääkärit. Pieneläimissä käsien pesu oli yhtä yleistä suomalaisten ja amerikkalaisten kollegoiden kesken. Hypoteesi toteutui osassa toimenpiteistä, erityisesti pieneläinten suuhun liittyvissä toimenpiteissä sekä naudan synnytysavussa. Tuloksissa sel-visi myös toimenpiteitä joissa suomalaiset eläinlääkärit esimerkiksi pesivät käsiään saippualla vähintään yhtä ahkerasti kuin amerikkalaiset kol-legansa. Jokainen eläinlääkäri on vastuussa omasta suojautumisestaan sekä mahdollisten työntekijöidensä suojautumisesta. Yhtenäinen suojautumisoh-jeistus voisi olla keino lisätä suojautumisen yleisyyttä sekä lisätä rutiinia.
  • Laine, Saara (Helsingin yliopisto, 2019)
    Lisensiaatin tutkielma sisältää kirjallisuuskatsauksen ja tutkimusosuuden. Kirjallisuuskatsauksessa tarkastellaan porsimisen ja ternimaidon tuotannon hormonaalista säätelyä sekä siihen vaikuttavia tekijöitä. Porsastuotannon tehostumisen myötä pahnuekoot ovat kasvaneet. Samalla kuitenkin ennen vieroitusta tapahtuneet porsaskuolemat ovat lisääntyneet. Suurin osa porsaskuolemista tapahtuu varhaislaktaation aikana ja merkittävimmäksi kuolemien syyksi on osoitettu porsaiden riittämätön ternimaidon saanti. Ternimaidon tuotannossa on suurta emakkokohtaista vaihtelua. Ternimaidon tuotos ei ole riippuvainen pahnuekoosta, joten pahnueen kasvaessa yksittäisen porsaan ternimaidon saanti pienenee. Porsiminen ja ternimaidon tuotanto ovat yhteisen hormonaalisen ja hermostollisen säätelyn alaisia. Häiriöt näissä hienovaraisissa säätelymekanismeissa ovat yhteydessä sekä pienempään ternimaidon tuotokseen, että pitkittyneeseen porsimisen kestoon. Porsimisolosuhteilla on merkittävä vaikutus emakon fysiologiaan ja siten myös porsimiseen ja ternimaidon tuotantoon. Tutkimusosuuden tarkoituksena oli selvittää, onko porsimisen aikaisella normaalia korkeammalla verenkierron progesteronipitoisuudella yhteyttä emakon alhaisempaan ternimaidon tuotantoon. Progesteroni on tiineyttä ylläpitävä hormoni ja sen pitoisuuden lasku emakon verenkierrossa on edellytys porsimisen ja ternimaidon tuotannon käynnistymiselle. Lisäksi tarkasteltiin porsimisen käynnistämisen, karsinaolosuhteiden ja pesänrakennusmateriaalin yhteyttä porsimisen aikaiseen progesteronipitoisuuteen, sekä oksitosiinin rutiininomaisen käytön vaikutusta porsimisen kestoon. Tutkimusaineisto perustuu materiaaliin, joka on koottu yhteensä 151 emakosta viideltä suomalaiselta porsastuotantotilalta. Tilakohtaisia eroja hoitokäytännöissä oli porsimisten käynnistämisen, pesänrakennusmateriaalin käytön sekä oksitosiinin käytön suhteen. Neljällä tilalla porsiminen tapahtui porsimishäkeissä ja yhdellä tilalla emakot porsivat vapaasti karsinassa. Emakoilta otetuista verinäytteistä määritettiin porsimisen aikainen plasman progesteronipitoisuus radioimmunoanalyysimenetelmällä. Lisäksi määritettiin emakkokohtainen ternimaidon tuotto. Tilastollinen analyysi tehtiin SPSS Statistics -ohjelmalla. Ternimaidon tuotosta mitattiin kahden riippumattoman otoksen t-testillä yhtä suurten varianssien testiä käyttäen. Emakot jaettiin verinäytteiden progesteronipitoisuuden perusteella kahteen ryhmään tilastollista analyysiä varten. Progesteronin raja-arvoksi määritettiin 7 ng/ml ja ternimaitotuotosta analysoitiin näiden ryhmien välillä. Emakot, joiden progesteronipitoisuus oli alle 7 ng/ml, tuottivat ternimaitoa keskimäärin enemmän (4289 g, keskihajonta 1308 g, n = 127) verrattuna emakkoihin, joilla progesteronipitoisuus oli 7 ng/ml tai korkeampi (3839 g, keskihajonta 1412 g, n = 11) (p = 0,278). Vaikka tässä tutkimuksessa tilastollinen merkitsevyys jäi puuttumaan, on tulos suuntaa antava. Lisäksi aiemmissa tutkimuksissa on osoitettu yhteys korkean porsimisen aikaisen progesteronipitoisuuden ja heikomman ternimaidon tuotoksen välillä. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että emakon fysiologiaa paremmin tukevilla porsimisolosuhteilla on mahdollista edistää porsimiseen liittyvän hormonitoiminnan oikea-aikaisuutta. Tarjoamalla emakolle riittävästi pesänrakennusmateriaalia ja vapaampi liikkumatila porsimisen yhteydessä, helpotetaan porsimisen etenemistä ja parannetaan ternimaidon tuotosta. Samalla myös porsaiden elinvoimaisuus paranee ja kuolleisuus vähenee.
  • Koskenniemi, Heidi (Helsingin yliopisto, 2019)
    Maidontuotantotiloilla utaretulehdukset aiheuttavat merkittävää tuotannon laskua, lisäkustannuksia ja lisätyötä. Jalostamalla utareterveydeltään terveempiä nautoja voidaan vaikuttaa tuotannon kannattavuuden lisäksi eläinten hyvinvointiin sekä vähentää mikrobilääkkeiden käyttöä, hidastaen mikrobilääkeresistenssin kehittymistä. Tässä tutkielmassa on perehdytty naudan vetimen histologiseen rakenteeseen sekä sen mahdolliseen yhteyteen utaretulehdukseen. Vaikka makroskooppisen rakenteen yhteydestä utaretulehdukseen on saatu tuloksia, mikroskooppisen rakenteen yhteyttä utaretulehdukseen ei ole voitu vielä luotettavasti osoittaa. Tutkielmaan kuuluu tutkimusosa, joka on osa laajempaa vetimen morfologiaa käsittelevää tutkimusta. Tutkimusosiossa on arvioitu kuvankäsittelyohjelmistoon pohjautuvan menetelmän soveltuvuutta vetimen sisältämän kollageenisäikeiden ja elastisten säikeiden määrän arviointiin, sekä selvitetty säikeiden määrien yhteyttä utaretulehdukseen. Vetimen kollageenisäikeisiin ja elastisiin säikeisiin keskittynyttä tutkimusta ei ole aiemmin tehty, vaikka elastisten säikeiden osuutta vetimen sulkeutumiseen on pohdittu. Tutkimusosiossa tarkastellut vetimet on kerätty Heidi Vesterisen lisensiaattityötä varten vuonna 2009. Vetimistä valittiin terveystietojen perusteella 19 eläimen vetimet, eli 76 vedintä. Osa vetimistä jouduttiin hylkäämään näyteteknisistä syistä, jolloin kollageenisäikeiden tarkasteluun jäi 16 ja elastisten säikeiden tarkasteluun 13 vedintä, joiden naudoilla oli ollut utaretulehdus tai eläin oli teurastettu utaretulehduksen vuoksi. Terveiden eläinten vetimiä jäi tarkasteltavaksi kollageenisäikeiden osalta 46 ja elastisten säikeiden osalta 36 vedintä. Vetimistä valmistettiin histologiset leikkeet, joita mikroskopoitiin ja kuvattiin mikroskooppiin integroitavalla digikameralla. Kuvista määritettiin Image J -ohjelman avulla elastisten säikeiden ja kollageenisäikeiden prosentuaaliset osuudet ja verrattiin niitä nautojen utareterveystietoihin. Tutkimus antaa viitteitä siitä, että menetelmän avulla säikeiden määriä voidaan karkeasti vertailla eri näytteiden välillä, vaikka työssä käytettyä menetelmää ei voida käyttää kollageeni- tai elastisten säikeiden todellisen määrän mittaamiseen. Tutkimusosiossa ei havaittu yhteyttä kollageenisäikeiden tai elastisten säikeiden määrän ja utaretulehdusten välillä, mutta tulokset eivät ole täysin luotettavia menetelmässä havaittujen haasteiden sekä aineiston pienuuden vuoksi. Tutkimuksen yhteydessä tarkasteltiin elastisten säikeiden sekä kollageenisäikeiden sijoittumista kudoksessa. Elastisten säikeiden havaittiin kulkevan kudoksessa eri tavoin eri kohdissa sekä niiden määrien vaihtelevan. Elastisia säikeitä oli runsaasti vedinkanavan läheisyydessä, jossa ne kulkivat vedinkanavan suuntaisesti. Lihaskerroksessa elastiset säikeet kulkivat lihassyiden suuntaisesti ja säikeitä oli runsaasti. Lihaskerroksen ja ulkopinnan epiteelin välillä elastiset säikeet vaikuttivat kulkevan verkkomaisesti, myös viistosti. Kollageenisäikeet näyttivät olevan löyhemmässä lähellä epiteeliä vedinkanavan ja Fürstenbergin rosetin alueella kuin muualla kudoksessa. Havainnot elastisten säikeiden kulkusuunnista helpottavat jatkotutkimusten suunnittelua. Jatkotutkimuksissa voisi tarkastella myös lihassyiden sijoittumista kudoksessa ja selvittää lihassyiden sekä elastisten säikeiden osuutta vetimen sulkeutumisessa, esimerkiksi lihaskudoksen oksitosiinireseptorien esiintymisen avulla.
  • Brotherus, Iina (Helsingin yliopisto, 2019)
    Tämän kirjallisuuskatsauksen tavoitteena on koota yhteen ajantasainen tutkimustieto hevosen kivun tunnistamisesta ja arvioinnista eläinlääkäreiden, hevosenomistajien ja muiden hevosten kanssa toimivien käyttöön. Hevosen kivun tunnistaminen on tärkeää hevosen hyvinvoinnin, kivunhoidon ja kivunhoidon seurannan kannalta. Kipu määritellään epämiellyttäväksi sensoriseksi ja emotionaaliseksi kokemukseksi, johon liittyy kudosvaurio tai sen mahdollisuus, tai jota kuvataan kudosvaurion termein. Akuutin kivun tarkoituksena on suojata elimistöä ja estää lisävaurioiden syntyä. Krooninen kipu on pitkittynyttä kipua. Hyperalgesia tarkoittaa kivulle herkistymistä, ja sitä voi tapahtua ääreishermostossa mm. kudosvaurioalueelle tulevien tulehdusvälittäjäaineiden tai sympaattisen hermoston aktivaation vaikutuksesta. Kipusignaali muokkautuu matkalla ääreishermostosta keskushermostoon ja keskushermostossa, ja kivun kokemukseen vaikuttavat esimerkiksi yksilön aiemmat kokemukset, opitut asiat ja muistot sekä emotionaalinen tila. Stressaavan tai pelottavan kokemuksen aikana kivun kokemus voi olla pienempi kuin mitä se olisi normaalitilassa, ja toisaalta ahdistuneisuustila voi lisätä kivun kokemusta. Sydämen sykettä käytetään usein apuna hevosen kivun arvioinnissa, mutta siihen vaikuttavat myös monet muut tekijät. Muita hevosen kivun tunnistamiseen käytettyjä fysiologisia tunnusmerkkejä ovat hengitystiheys, sykevälivaihtelu, epäsuora verenpaineen mittaus ja hormonaaliset määreet kuten veren kortisolitaso. Hevosen kipua voidaan arvioida sen käyttäytymisestä, jolloin tarkkaillaan hevosen olemusta, asentoa, askellusta, vuorovaikutuskäyttäytymistä, kasvojen ilmeitä ja muuta käyttäytymistä, kuten syömiskäyttäytymistä. Kivun vaikutuksesta kasvoissa tapahtuu muutoksia silmän, korvien, turvan ja posken alueella. Kasvojen ilmeiden on todettu olevan käyttökelpoinen mittari akuuttia sisäelinperäistä, tuki- ja liikuntaelinperäistä sekä pään alueen kipua arvioitaessa. Yhdistelmäkipuasteikoissa pisteytetään kipuun liittyviä käyttäytymismuutoksia ja/tai fysiologisia parametreja, ja arvioidaan kivun vakavuusastetta niiden avulla. Hevosen tapaan ilmentää kipua vaikuttavat sen yksilölliset ominaisuudet, kuten rotu ja temperamentti, ja kivun tunnistamiseen voivat vaikuttaa näläntunne ja väsymystila, nukutus- ja kipulääkitys sekä muut sairaustilat. Koska hevoset ilmentävät kipua yksilöllisesti, on tärkeää, että hevosen normaalioloissa tuntevat ihmiset pystyvät tunnistamaan kiputilaan viittaavia käyttäytymismuutoksia. Kroonisen kivun arvioinnista on hevosten kohdalla vain vähän tutkittua tietoa. Hevosen selän ja kaulan asennolla sekä vuorovaikutuskäytöksellä suhteessa ympäristöön on todettu olevan yhteys pitkäaikaiseen selkäkipuun. Tulevaisuudessa olisi toivottavaa, että saataisiin lisää tietoa ratsastuksen tai ajon aikaisen kivun tunnistamisesta ja sen erottamisesta koulutustavasta, välineistä tai ympäristöstä johtuvista seikoista. Kroonisen ja lievän kivun tunnistamisesta tarvitaan lisää tietoa, ja akuutin kivun tunnistamiseen käytettyjen menetelmien, kuten kasvojen ilmeiden, soveltuvuutta näiden tunnistamiseen voitaisiin tutkia. Kivun arvioinnissa tulisi ottaa huomioon hevosten yksilölliset eroavaisuudet, ja pyrkiä mahdollisimman objektiivisiin tuloksiin.
  • Lan, Hangzhen (Helsingin yliopisto, 2019)
    Traditionally, sampling and sample preparation can occupy up to 70-80% of total analysis time in an analytical process that calls for state of the art technologies to reduce the time and the labor needed. In addition, authorities and researchers increasingly demand more sensitive and reliable analytical methods. Solid phase microextraction (SPME) Arrow and in-tube extraction (ITEX) techniques meet these requirements by combining sampling and sample preparation procedures into one, resulting in decreased total analysis time and improved accuracy without any need for organic solvent. The type and amount of sorbent phase, which is immobilized on/in SPME Arrow and ITEX devices, volume of the system and affinity towards targeted analytes are the four main parameters that affect the sensitivity and capability of an analytical method. The main goals of this thesis were to develop new materials, useful as the extraction sorbent in SPME Arrow and ITEX devices, and to clarify their applicability for semi-automated and automated sampling and/or extraction systems for the analysis of volatile organic compounds (VOCs) in environmental, food and biogenic samples. Atomic layer deposition and molecular deposition-conversion methods were employed to fabricate directly iron, aluminum, and zirconium-based metal organic frameworks (MOFs) SPME Arrow coatings. The efficiency of these hydrophobic MOF coatings to isolate hazardous organic compounds from wastewater was evaluated. SPME Arrows were coated also with acidified zeolitic imidazolate framework-8 (A-ZIF-8), ordered mesoporous silicas (OMSs) and functionalized OMSs with different mesopore sizes and multidimensional pore-channel structures by dipping method. Extraction selectivities of these materials were systematically studied. The dipped coatings were reproducible and reusable. The applicability of electrospun and electroblown nanofibers as the packing materials of ITEX was also evaluated. Polyacrylonitrile (PAN) nanofibers with good gas permeability, thermal stability, and excellent affinity to VOCs made them a good alternative of commercial adsorbents for ITEX packing materials. Fully automated dynamic PAN-ITEX system on-line coupled to gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) for continuous analysis of VOCs in air was developed for long-term campaigns. The applicability of aerial drone as the carrier for SPME Arrow and ITEX devices was tested as well for passive and active air sampling in the field. The effects of accessories used in the sampling device, drone flight displacement and sampling location on the sampling results were evaluated. The results demonstrated the great potential of new materials as the extraction sorbents for SPME Arrow and ITEX. They provided better or similar performance in terms of extraction capacity, extraction selectivity and extraction kinetics when compared to commercial materials for enrichment and isolation of analytes from various sample matrices. Further, the developed SPME Arrow and on-line dynamic ITEX methods offered flexibility and versatility for analysis of VOCs. The drone was an ideal platform for miniaturized passive and active air sampling in remote and difficult access regions.
  • Marwah, Veer Singh (Helsingin yliopisto, 2019)
    Toxicology is the scientific pursuit of identifying and classifying the toxic effect of a substance, as well as exploration and understanding of the adverse effects due to toxic exposure. The modern toxicological efforts have been driven by the human industrial exploits in the production of engineered substances with advanced interdisciplinary scientific collaborations. These engineered substances must be carefully tested to ensure public safety. This task is now more challenging than ever with the employment of new classes of chemical compounds, such as the engineered nanomaterials. Toxicological paradigms have been redefined over the decades to be more agile, versatile, and sensitive. On the other hand, the design of toxicological studies has become more complex, and the interpretation of the results is more challenging. Toxicogenomics offers a wealth of data to estimate the gene regulation by inspection of the alterations of many biomolecules (such as DNA, RNA, proteins, and metabolites). The response of functional genes can be used to infer the toxic effects on the biological system resulting in acute or chronic adverse effects. However, the dense data from toxicogenomics studies is difficult to analyze, and the results are difficult to interpret. Toxicogenomic evidence is still not completely integrated into the regulatory framework due to these drawbacks. Nanomaterial properties such as particle size, shape, and structure increase complexity and unique challenges to Nanotoxicology. This thesis presents the efforts in the standardization of toxicogenomics data by showcasing the potential of omics in nanotoxicology and providing easy to use tools for the analysis, and interpretation of omics data. This work explores two main themes: i) omics experimentation in nanotoxicology and investigation of nanomaterial effect by analysis of the omics data, and ii) the development of analysis pipelines as easy to use tools that bring advanced analytical methods to general users. In this work, I explored a potential solution that can ensure effective interpretability and reproducibility of omics data and related experimentation such that an independent researcher can interpret it thoroughly. DNA microarray technology is a well-established research tool to estimate the dynamics of biological molecules with high throughput. The analysis of data from these assays presents many challenges as the study designs are quite complex. I explored the challenges of omics data processing and provided bioinformatics solutions to standardize this process. The responses of individual molecules to a given exposure is only partially informative and more sophisticated models, disentangling the complex networks of dynamic molecular interactions, need to be explored. An analytical solution is presented in this thesis to tackle down the challenge of producing robust interpretations of molecular dynamics in biological systems. It allows exploring the substructures in molecular networks underlying mechanisms of molecular adaptation to exposures. I also present here a multi-omics approach to defining the mechanism of action for human cell lines exposed to nanomaterials. All the methodologies developed in this project for omics data processing and network analysis are implemented as software solutions that are designed to be easily accessible also by users with no expertise in bioinformatics. Our strategies are also developed in an effort to standardize omics data processing and analysis and to promote the use of omics-based evidence in chemical risk assessment.
  • Rajan, Nandita (Helsingin yliopisto, 2019)
    Nitrous oxide (N2O), a major greenhouse gas and long-lived trace gas has been increasing in concentration in the atmosphere since the 1900s. Natural sources including soils account for approximately 62% of the total N2O emitted annually into the atmosphere. Biological processes lead to the production and consumption of nitrous gases in soils. Denitrification, the anaerobic reduction of nitrate to dinitrogen (N2), produces N2O as one of the intermediate volatiles. This process is driven by soil environmental factors such as temperature, moisture and nutrient availability as well as various underlying factors. Anthropogenic activities greatly affect these processes. Boreal peat soils are an important source of nitrous gases due to high content of soil nutrients (carbon and nitrogen) and drained peat soils can become potential ‘hotspots’ for N2O emissions. The environmental factors regulating the emissions are complex and remain unclear. The aim of this study is to investigate the importance of these factors on the emissions of N2O and N2, from drained peatland soil under changing temperature and moisture using measured data and process modelling. Soil samples from drained peatland sites in Southern Finland were collected, the N2 and N2O direct fluxes were measured using the helium-gas-flow soil-core method. To further examine the importance of different factors on the nitrous gas emissions in drained organic soil, a dynamic process-based model, CoupModel was used to simulate similar conditions as those in the laboratory experiment setup for measurement of the fluxes. The model includes a number of parameters which aim to quantify the detailed nitrification-denitrification process. A simple parameterization method was used to define parameter values and estimate the emissions based on the experimental conditions and known soil properties. Parameters were carefully selected and tested for their impact on the N-emissions. Key parameters and factors determining the soil N2O and N2 emissions were thus identified. The results show that nutrient-rich Lettosuo peat produced relatively high N2O (6 x 10-4 g N m-2 day-1) and N2 emission (2.6 x 10-3 g N m-2 day-1) on average as compared to nutrient poor Kalevansuo peat, which showed uptake of N2O (-1.5 x 10-5 g N m-2 day-1) and low N2 emission (0.7 x 10-3 g N m-2 day-1) on average. A significant response to changes in soil environmental conditions, temperature and moisture, was observed in both sites. The model output was consistent with the measurements of abiotic (soil temperature and soil moisture) and biotic responses (soil respiration). The model explained 53% of the variability in measured N2O emissions of the nutrient-rich soil. The dynamics of N2O and N2 emissions were simulated successfully by the model but included overestimation (up to 88%) in the case of N2O. The optimum soil water content for N2O production was between 80-85% vol. Most of the N2O and N2 emissions occurred under anaerobic conditions and hence originated from denitrification. In conclusion, denitrification is the main source of N2O in drained peat soils and soil temperature and water content regulating soil oxygen along with nutrient availability are the major factors influencing this process. Management practices as well as climate change can potentially influence these factors thus leading to changes in the greenhouse gas emissions origination from soils.
  • Santala, Marianne (Helsingin yliopisto, 2019)
    Tämä työ on tapaustutkimus, joka tarjoaa yhdenlaisen toimintamallin siihen, miten sosiaalista mediaa voi käyttää ilmastotieteen ja –viestinnän edistämiseen. Ilmastonmuutos on lähes päivittäin esillä populaarissa mediassa, mutta kansalaisten luottamus tieteeseen perustuvaan ilmastotietoon on silti puutteellista ja tutkijoiden ääni uupuu julkisesta keskustelusta. Tämä tutkielma tuottaa viestinnän, kansalaistieteen ja ilmastokasvatuksen aiempaan tutkimukseen perustuen tietoa siitä, miksi vuorovaikutteinen ilmastoviestintä ja kansalaistiede voivat olla hyviä keinoja edistää ilmastotiedettä ja kasvattaa suuren yleisön luottamusta sitä kohtaan. Työ havainnollistaa toimintamallin käyttöesimerkkien avulla luonnontieteelliseen aineistoon sekä viestinnän ja kasvatuksen teorioihin perustuen, miten toimintamalli voi lisätä ilmastotieteen ja sen tutkimusmenetelmien sekä ilmastojärjestelmän ja ilmastonmuutoksen ymmärrystä. Tutkimuksen kohteena on kansalaisia ja tutkijoita osallistava vuorovaikutteisen ilmastoviestinnän ja kansalaistieteen palvelukokonaisuus, joka mahdollistaa suoran ja vastavuoroisen kommunikaation tutkijoiden ja kansalaisten välillä. Toimintamallin ydin on verkossa toimiva sosiaalisen median sovellus, joka mahdollistaa kaksisuuntaisen viestinnän. Sen lisäksi kokonaisuuteen kuuluu työpajatoimintaa, jossa toteutetaan kansalaistiedettä osallistamalla kansalaisia tutkimusprojektien ideointiin ja suunnitteluun. Vuorovaikutus tukee kansalaisten ilmastokasvatusta ilmiöpohjaisesti tarjoten poikkitieteellistä, yleistajuista ja arkeen helposti sovellettavaa ilmastotietoa. Vuoropuhelu mahdollistaa kansalaisten tarpeiden ja motiivien huomioimisen, mikä kasvattaa viestinnän vaikuttavuutta. Erityisesti henkilökohtainen kasvokkain tapahtuva vuorovaikutus tehostaa osallistujien sitoutumista, yhteenkuuluvuuden tunnetta ja tulosten pysyvyyttä. Toimintamalli tarjoaa tutkijoille helpon ja vaivattoman kanavan esitellä tutkimusta ja tuoda äänensä julkiseen keskusteluun. Verkostoyhteiskunnassa läsnäolo sosiaalisessa mediassa ja julkisissa keskusteluissa on ensisijaisen tärkeää mielipidevaikuttamisen kannalta. Kuuntelemalla kansalaisia voivat tutkijat tuottaa tietoa, joka on helpommin sovellettavissa yhteiskunnan hyödyksi. Ilmastontutkimus, ilmastonmuutoksen hillintä ja muutokseen sopeutuminen vaativat moniammatillista ja sektoreiden välistä yhteistyötä, jota tämä toimintamalli tukee. Toimintamalli on skaalattavissa kansainväliselle tasolle, joten sillä on potentiaalia edistää myös kansainvälistä yhteistyötä.
  • Salokivi, Jouni (Helsingin yliopisto, 2019)
    The aim of this Master’s thesis is to study the local and remote effects of the Arctic sea ice decline on atmospheric circulation in the Northern Hemisphere in the Eurasian continent. The climate in the Arctic area has been getting warmer due to global warming and the Arctic Amplification enhancing its effect. This has caused a decline in the Arctic sea ice extent and thickness, and a lengthening of the melting season. Local effects of the sea ice decline have been the rise in surface air temperature, increase in sensible and latent heat fluxes from the ocean, increase of moisture in the troposphere and therewith increase in cloudiness and precipitation. This has also caused more turbulence and smaller stratification in the lower troposphere, and an increased boundary layer thickness. A warmer Arctic area and a consequent sea ice decline has decreased the meridional pressure field height gradient and thereby the westerly geostrophic wind in the upper troposphere. The jet stream trajectory has become more meridional and meandering, which resembles the negative phase of the NAO/AO index. This has advected in winter warm air to the Pole and cold air to the Eurasian continent. Blocking highs over the Atlantic and Siberia have further advected cold air to the continent with cold and snow-rich winters as a result. In China the effect has been a more stable lower troposphere with less cyclone activity in winter whereas in spring the sea ice decline has brought lower temperatures and a weakening of the East Asian Jet. In summer Europe has experienced higher precipitation and eastern Asia a strengthening of the Eastern Asia Summer Monsoon. Different studies have suggested different mechanisms for this. Effects in autumn have been mainly the same as in winter, with weather patterns similar to the negative phase of the NAO/AO index. As a conclusion, it was found in the study that the decline in Arctic sea ice has had quite expected, better understood local effects. The results on remote effects are still partly controversial and not as well comprehended. A decrease in the meridional pressure gradient seems to have effects in several seasons and geographical regions through changes in tropospheric cold/warm advection and in jet stream strength and trajectories. Longer and more accurate data series and more studies with enhanced models are needed in the future in order to get a better understanding of the mechanisms and to separate them from other sources of atmospheric variability.
  • Elliott, Todd (Helsingin yliopisto, 2019)
    An investigation into switchable polarity ionic liquids was carried out to find greener alternative substituents and still obtain a switchable polarity ionic liquid. First for fluorinated compounds (fluorinated alcohol and amine) with a non-fluorinated hydroxylamine to form a mixed carbamate, then replacing the superbase with a basic tertiary (or secondary) amine. The trigger molecule for switching polarity was CO2. It was found that O-hexylhydroxylamine was a suitable replacement for fluorinated ethanol and fluorinated ethylamine to work with DBU (superbase) to form a switchable polarity ionic liquid. The three amines of triethylamine (TEA), diisopropylethylamine (Hünigs base) and diisopropylamine (DIPA) were inconclusive or unsuccessful. Both TEA and DIPA require further alternative analysis for a conclusive result while Hünigs base was proven to be unsuccessful. These reaction products were characterised with 1H and 13C NMR and ReactIR spectral data. Synthesis of hydroxylamine was also approached for a greener improvement. A new synthesis method is demonstrated that is successful using water and methylamine in ethanol working on reaction equilibria. The new method proposed had a yield of 29.1%, while the patent literature method that used hydrazine monohydrate (which is highly toxic and unstable unless in solution) gave a yield of 54.3% of hydroxylamine. A secondary investigation was also undertaken in to basicity effects of caesium carbonate on the CO2 addition to aniline, with and without a superbase present. The superbase used was tertramethylguanidine (TMG). Aniline, p-nitroaniline and p-methoxyaniline were tested for CO2 addition by formation of an amide peak in ReactIR. There was formation of the amide peak with caesium carbonate, though not as much as with the already known TMG. A concentration series of caesium carbonate and TMG in aniline was also devised to observe the effect the added caesium carbonate had on the aniline-TMG system in absorbing CO2. This was also analysed using ReactIR spectra. It was seen generally that by increasing the concentration of both/either TMG/Cs2CO3 there is an increase in carbamate. However further concentration series data is required before a generalised rule can be defined.
  • Otaki, Miho (Helsingin yliopisto, 2019)
    In terms of nuclear waste management, the behavior of radionuclides with long half-lives, such as I-129, is of special concern especially for the final depository of nuclear waste. In addition, generally speaking, iodine is highly mobile and easily transferable to the natural environment. Furthermore, because iodine is an essential element for the synthesis of thyroid hormones, it accumulates in the human thyroid. Thus, radioactive iodine can also be the greatest potential danger of dose uptake for humans. Among many kinds of iodine species, it is rather challenging to separate iodate selectively from other anions and thus it is necessary to investigate new materials which can adsorb iodate efficiently for the removal of radioactive iodine. In this study, the iodate adsorption ability of hydrous zirconia has been investigated. Hydrous zirconia has been reported as an anion-exchanger, and because of its stability, this material is a promising candidate for selective iodate removal from radioactive waste solutions. White solid of hydrous zirconia was successfully synthesized with an amorphous structure. Its surface showed a character in between amphoteric and basic. The isotherm indicated that the material has a preference to adsorb iodate and the saturation value of adsorption was estimated to 1.8 mmol/g. The material showed lower uptakes as pH got higher. Among several competing anions tested, divalent sulphate ions suppressed the iodate adsorption to some extent due to higher affinity to the material surface. In a basic environment, boric acid also suppressed strongly the adsorption probably because of the formation of tetrahydroxyborate with hydroxide sites on the material surface. These suppressions of iodate adsorption became stronger as the concentration got higher. Post-heating at 400 °C resulted in the transformation of the material structure to tetragonal and a slight improvement of iodate adsorption rate. As the temperature of post-heating got higher, the structure became more monoclinic and showed the lower uptakes, which may be due to the loss of hydroxide sites. A column setup of the material with simulant of wastewater from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant has been operating and approximately 11,000 bed-volume of the solution has been gone through, but still, the column is yet to reach a 100% breakthrough. Based on the results presented in this study, it can be concluded that synthesized hydrous zirconia showed clear iodate preference and a possible high performance for the waste treatment from nuclear power plants.
  • Bandini, Elena (Helsingin yliopisto, 2019)
    The aim of this work is to synthetize a series of thermoresponsive microgels that have never been reported before, based on strong polycations, and study their properties such as the change in volume in response to a temperature stimulus. Polymer microgels are interesting materials for practical applications as drug delivery systems, in separation techniques and catalysis. The interest on these materials arises from their physical properties of colloids combined with gel properties. The microgels presented in this work can undergo phase transitions not only in water but also in DMF/water mixtures. A crosslinked polymer that displays cloud point behaviour when heated forms a temperature-sensitive gel network. Cloud point is the temperature above which an aqueous solution of a water-soluble polymer becomes turbid in the case of polymer with LCST (Lower Critical Solution Temperature) behaviour. Upon heating such a gel, the gel shrinkage is observed by expelling water over a temperature range. The transition is largely driven by the entropy gain associated with the release of water from the network, and the concomitant collapse of the polymer chains. In addition, the size of the microgels is tuneable by adding NaCl at different concentration. The synthesis is carried out as a normal radical polymerization always in the same conditions except for the solvent mixture. The homopolymer, synthetized for comparison, is polymerized with RAFT (Reversible Addition-Fragmentation chain-Transfer) method. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) confirmed the structure of the microgels validating the synthetic method. The hydrodynamic radius of the microgels after the addition of salty solutions at different concentration is determined by Dynamic Light Scattering (DLS). The thermo-responsive properties are investigated in terms of polarity using fluorescence and turbidity measurements and in terms of changes in volume calculated from the hydrodynamic radius with DLS at different temperature. The microgels show a thermo-responsive behaviour in the temperature range between 10 °C and 90 °C. In fact, the raise in temperature causes an increase in volume and hydrophobicity. Finally, it is reported a trend that follows the NaCl concentration of salt solutions added to the microgels. These microgels can be used for a wide range of applications, amongst them, they are useful support for metal nanoparticles for catalytic purposes. Here, AuNPs are formed directly on the microgel and the formation is ascertained by DLS and TGA (Thermogravimetric Analysis). Then, they are tested to effectively work during a catalysis experiment.
  • Chou, Hao-Wei (Helsingin yliopisto, 2019)
    Diblock copolymers, poly(lactide)-block-poly(2-isopropyl-2-oxazoline) (PiPOx-b-PLA) and n-octadecyl poly(2-isopropyl-2-oxazoline) (PiPOx-C18), were characterized using the steady-state fluorescence with two fluorescence probes, pyrene and (1,6-diphenyl-l,3,4-hexatriene) (DPH), to investigate the core structure of the particles formed by the polymers. The two enantiomers of PiPOx-b-PLA, which are PiPOx-PLLA and PiPOx-PDLLA, reflected very different features in terms of polarity of the micellar core and the partitioning equilibrium constants of pyrene (Kv). This suggests that the core of the particles formed by PiPOx-PDLLA has higher polarity due to high water content in the range of the polymer concentrations from 0.03 g/L to 3 g/L, and more pyrene molecules are bound to the particles. Furthermore, the core of the particles formed by PiPOx-PDLLA reveals rigidity lower than that of PiPOx-PLLA, which is supported by the low anisotropy value (r) of DPH. r did not change upon heating from 15 ⁰C to 65 ⁰C for the PiPOx-PLLA particles. A slight decrease of r occurred above 50 ⁰C for the PiPOx-PDLLA particle. The PiPOx-C18 micelles exhibit higher critical micellar concentration (CMC), smaller Kv, and softer core in comparison to the PiPOx-b-PLA micelles. These differences owe to the nature of the alkyl chain end. Loading and release of a hydrophobic drug, curcumin, to/from the PiPOx-PLLA and PiPOx-PDLLA micelles were investigated by means of the steady-state fluorescence. The release test was conducted using the dialysis bag method. The PiPOx-PDLLA particles encapsulated more curcumin with encapsulation efficiency (EE) value being 98% while the curcumin-to-polymer ratio was 1:20. Curcumin intake of the PiPOx-PLLA particles was lower under the same condition (EE = 56%). The PiPOx-PDLLA particles show excellent ability of trapping curcumin. PiPOx-PDLLA bear 70% of curcumin inside the dialysis bag after 50 h, whereas 40% of curcumin was discharged from dispersions of PiPOx-PLLA. Precipitation of curcumin was observed in presence of PiPOx-PLLA in 4 days. No curcumin precipitating from the PiPOx-PDLLA dispersion occurred and a decrease in the intensity of curcumin owed to the degradation of curcumin. Finally, all the phenomena observed are well illustrated by the hypothesis of the morphology of the particles formed by PiPOx-PLLA and PiPOx-PDLLA. The particle formed by PiPOx-PDLLA consists of a loose hydrophobic core with hydrated tails extending to the aqueous phase, whereas the core of PiPOx-PLLA particle is dense.
  • Battistuzzi, Cristina (Helsingin yliopisto, 2019)
    The large variety of shapes, functions, and conformations of proteins explains the challenges in protein identification and separation in solution. Gel electrophoresis, and more specifically SDS-PAGE, is an established technique applied to large proteins. Capillary gel electrophoresis offers the advantage of miniaturization coupled with higher speed of analysis and sample throughput. Protein analysis in silica capillaries is affected by the presence of charges on the silica surface, causing absorption, reliability and repeatability issues. Electroosmotic flow may also contribute, requiring buffer additives such as sodium dodecyl sulphate and dynamic or permanent coatings on the capillary wall. Coatings employed in capillary zone electrophoresis can be neutral or charged. They include copolymers such as poly((1-vinylpyrrolidone)-co-(2-dimethylaminoethyl methacrylate)), polyacrylamide, diazoresin as a coupling agent to form covalently bound coatings with polyvinyl alcohol, carboxyl fullerene and graphene oxide, and proprietary coatings. Capillary gel electrophoresis offers the advantages of a sieving matrix to enhance the separation of large proteins with similar charge-to-mass ratio. Dilute and semi-dilute polymer solutions with or without self-coating properties can be employed, such as polyacrylamide, polydimethyl acrylamide, and hydrophilic cellulose derivatives such as hydroxypropyl cellulose and hydroxyethyl cellulose. UV detection is enhanced by stacking techniques such as field-amplified sample stacking and the addition of sodium chloride to the sample. The focus of experimental laboratory works for this thesis was the identification of BSA, the lipoproteins HDL and LDL, and an apolipoprotein ApoB-100 using capillary gel electrophoresis. The polymer solution employed was cross-linked polyacrylamide. Instrumental factors such as run voltage, injection type, presence of sieving matrix and SDS in the BGE, sample concentration and presence of NaCl in the sample were examined. Repeatability was an issue throughout the study caused by current instability, although SDS in the BGE and addition of NaCl to the sample prior to injection had a positive effect. Stability of the BGE and the sieving matrix, together with addition of NaCl to the sample could be explored further.
  • Filipek, Adriana (Helsingin yliopisto, 2019)
    The conventional drugs administration causes severe side effects caused by the interactions with heathy cells or body components The development of drug delivery systems (DDS) aims to overcome side effects and improve target-ability to the site of actions. Lignin is a renewably-resourced natural biopolymer obtained as a by-product in wood processing. Recently, lignin has been extensively investigated due to its wide availability, cost-effective preparation, nanoscale size, biocompatibility, and biodegradability, suggesting the suitability in DDS applications. Melanoma is an aggressive cancer originated from the pigmented cells called melanocytes, which produce pigments: eumelanin and pheomelanin. High content of pheomelanin and increased pheomelanin to eumelanin ratio is correlated with higher possibility of melanoma development. About 75% of patients with melanoma arising from a genetic mutation have a mutation in codon 600 of exon 15 of the B-RAF gene (V600E), which enhances the activity of MAPK/ERK signaling pathway responsible for the cell proliferation. Vemurafenib is a B-RAF inhibitor disrupts this pathway and leads to the programmed cell death. In this study, vemurafenib-loaded lignin nanoparticles (v-LNPs) were developed and characterized. In vivo behavior was investigated in both immune and melanoma cell lines. The aim of this work was also to investigate possibility of simultaneous label-free detection of v-LNPs and pheomelanin by using Raman spectroscopy, time-gated Raman spectroscopy
  • Vasara, Leena (Helsingin yliopisto, 2019)
    Suuri määrä ydinvoimaloita on tulossa lähivuosina ja -vuosikymmeninä käytöstäpoisto vaiheeseen. Valtavasta käytöstäpoisto- ja purkamistöistä syntyy tuhansia tonneja jätettä. Osa tästä jätteestä on metallijätettä, joka voidaan kierrättää ja käyttää uudelleen dekontaminoinnin jälkeen. Kirjallisuusosassa tarkastellaan erilaisia dekontaminaatiomenetelmiä sekä dekontaminoimisessa syntyvän happaman sekundäärisen liuosjätteen käsittelyä ioninvaihtimilla. Pääpaino on primääripiirien kemialliseen dekontaminaatioon soveltuvissa menetelmissä. Näistä CORD (Chemical Oxidation Reduction Decontamination) on yksi käytetyimmistä maailmalla. Tutkimuksen tavoitteena oli löytää ioninvaihtomateriaaleja, jotka pystyisivät tehokkaasti ottamaan Co-60:a ja Ni-63:a CORD tyyppisistä dekontaminaatioliuoksista. Co-60 ja Ni-63 esiintyvät yleisesti primääripiirien korroosiokerroksissa. Co-60 usein määrittää käytössä olevan ydinvoimalan säteilytason ja Ni-63:stä tulee merkittävin säteilyn aiheuttaja 20 vuotta reaktorin sulkemisen jälkeen. Kokeellisessa osassa tutkittiin seitsemän epäorgaanisen ioninvaihtomateriaalin kykyä ottaa Co-60:a ja Ni-63:a CORD -tyyppisistä dekontaminaatioliuoksista. Tutkimuksissa selvitettiin materiaalien kemiallista kestävyyttä ravistelemalla ioninvaihtimia oksaali- ja permanganaattihapoissa kahden viikon ajan. Liuoksista mitattiin metallipitoisuus MP-AES:lla tai ICP-MS:llä. Lisäksi selvitettiin materiaalien ioninvaihtokyky nuklidien suhteen eri pH -arvoissa. Ioninvaihtokyvyn mittana käytettiin jakaantumiskerrointa. Näiden alkumittausten jälkeen jatkoon valittiin kolme materiaalia, joiden ioninvaihtokykyä testattiin happamissa oloissa oksaalihapossa ja kaliumpermanganaatissa. Lisäksi selvitettiin ioninvaihtimien tehoa, kun läsnä on myös kilpailevia ioneja (Fe, Cr, Ni /Co). Kd -arvot määritettiin mittaamalla Co-60 liuokset Wizardin gammalaskurilla ja Ni-63 liuokset Perkin Elmerin nestetuikelaitteella. Osa ioninvaihtimista ei toiminut juuri lainkaan happamissa oloissa eikä niiden tutkimista kannattanut jatkaa alkutestien jälkeen. Tutkimuksissa löytyi kolme hyvin tai kohtuullisesti happamissa oloissa toimivaa ioninvaihdinta: Sb2O5, CoTreat ja MnO2. Kd -arvot olivat pääasiassa parempia Co-60 kuin Ni-63 suhteen kaikissa testeissä. Sb2O5:lla saavutettiin pH:ssa 2 jopa Kd arvo 25 000 (Co-60) mutta arvo puolittui, kun mukana oli oksaalihappoa. Ni-63 suhteen Kd oli enää 100 – 1000 välillä oksaalihapossa. Mitatut tulokset vaihtelivat paljon eri kokeissa.
  • Lehtonen, Markus; Lehtonen, Markus (Helsingin yliopisto, 2019)
    We humans utilise many kinds of chemicals, some of them are safe to use and some of them are dangerous to use. There are chemicals that fall into grey area in the terms of safety. Surfactants are one of them. They are used abundantly and they find their ways to the environment. It is an established fact that surfactants can more or less hinder normal functions of cells, and in the worst cases can cause cell deaths. Despite of this, it is not completely understood what harm surfactants can do to the living organisms in the environment. We live and work in houses that are cleaned with washing chemicals and surfactants. Recently, surfactants were supposed to exist in indoor air, and new studies prove this hypothesis. Literature explains that there might be the possibility that surfactants can adsorb into aerosols. However, analysis methods capable to be used directly for determination of surfactants in aerosol condensate samples are not available. In this M.Sc. thesis a new surfactant determination method was developed with capillary electrophoresis using UV detection and tetraborate complex formation. First surfactant determination methods, found from the literature for environmental samples were reviewed and described in this M.Sc. thesis. Then their suitability for experimental studies was evaluated. Among many options, capillary electrophoresis coupled with ultraviolet detection was selected. The method was developed for determination of didecyldimethylammonium chloride (DDAC) and polyethylene glycol monoalkyl ether (Genapol X-80), which are representatives of cationic and nonionic surfactans, respectively, and represent the surfactants in cleaning chemicals. In the experimental work method development was focused on composition of the electolyte solutions, since they played an important roles in separation and sensitivity of the analytes. First Tricine was selected for electrolyte, because it provided the best responses in the preliminary tests. However, in the later studies it, unfortunately, proved to be unsuitable for the determination of cationic and nonionic surfactants. Therefore, in accordance with published literature tetraborate electrolyte was chosen. As application studies, we demonstrated that the studied surfactants are present in water vapour by analysing seperately DDAC and Genapol X-80 in collected water condensates by laboratory scale piloting tests.The developed method was also applied to authentic samples of indoor water condensates and washing solutions that were collected from two elementary schools with air quality issues. Surfactants were detected in these samples too.
  • Iso-Markku, Taneli (Helsingin yliopisto, 2019)
    As more nuclear power plants around the world face shut down and decommissioning in coming years, a need for methods to separate and analyse difficult-to-measure radionuclides is increasing. This work presents a brief overview of difficult-to-measure radionuclides and waste types of interest to Finnish nuclear power plant operators, with various methods developed to analyse them. Also included is information about research and analysis methods used by various Finnish organizations. Aside from literature overview, the results from laboratory work that was conducted are also included. An analytical method to simultaneously determine 55Fe and 63Ni in pressure vessel steel from BWR and VVER type reactors was tested. The method consisted of separation of iron and nickel from other metals and each other by hydroxide precipitation and anionic ion exchange chromatography, followed by purification of nickel with dimethylglyoxime complexation. Poor recoveries and low decontamination factor of 60Co led to abandonment of the method and adoption of different separation procedure based on anion exchange in HCl-acetone medium. In the second method Fe and Ni were separated from cobalt and each other by loading them to anion exchange column that had been preconditioned with a 9:1 mixture of acetone and HCl. Iron forms a complex with acetone that is not absorbed on anion exchange resin, while nickel and cobalt are both absorbed. Nickel was eluted with a 7:2 mixture of acetone and HCl, separating it from cobalt. Radioactivity of 55Fe and 63Ni was determined with liquid scintillation counting, while chemical yield was determined with atomic emission spectroscopy.
  • Yahya, Aaesha (Helsingin yliopisto, 2019)
    Meretojan tauti, suomalainen perinnöllinen gelsoliiniamyloidoosi (PGA), on harvinainen suomalaiseen tautiperimään kuuluva systeeminen perinnöllinen amyloidoosi, jolle on ominaista ihon poikkeava löystyminen, sarveiskalvon rappeutuminen ja perifeerinen neuropatia. Lisäksi taudilla voi olla vaikutuksia muihin elinjärjestelmiin. Maailmalla se on huonosti tunnettu, mutta tautitapauksia on löytynyt ympäri maailmaa. Taudin taustalla on geenivirhe gelsoliinia koodaavassa geenissä. Pistemutaatio gelsoliiniproteiinia koodaavassa geenissä johtaa viallisen proteiinin syntymiseen ja sitä kertyy systeemisesti. Gelsoliini on elimistössä yleinen proteiini ja se on mukana lukuisissa elimistön toiminnoissa. Sen päätehtävänä on toimia aktiinia säätelevänä proteiinina ja sen toiminta on tarkoin säädeltyä. PGA on merkittävästi elämänlaatuun vaikuttava ja laaja-alainen tautitila. Oireet alkavat näkyä n. 30 vuoden iässä ja eteneminen on hidasta. Tällä hetkellä taudille ei ole parantavaa keinoa ja hoito perustuu oireiden lieventämiseen. Diagnoosin saaminen on potilaan kannalta tärkeää, jotta voidaan antaa oikeanlaista hoitoa. Tutkimuksessa pyrittiin selvittämään PGA:han liittyvän kasvohermohalvauksen ilmenemistä, vaikutuksia ja etenemistä olemassa olevan kirjallisuuden avulla. Suurin aineisto oli 227 potilaan (FIN-GAR-rekisterin) aineisto. Tutkimuksista voidaan päätellä, että PGA:han liittyvä kasvohermohalvaus on yksi taudin merkittävimmistä ongelmista. Sen aiheuttamat oireet alkavat keskimäärin 50-vuotiaana. Kasvohermohalvaus voi alkaa symmetrisesti edeten bilateraalisesti. Se alkaa otsasta edeten kasvojen alempiin osiin aiheuttaen mm. kasvojen roikkumista, silmäluomien uloskääntymistä ja liikevaikeutta sekä puhevaikeutta. Kasvohermohalvauksesta johtuvia ongelmia voidaan hoitoa kirurgisin toimenpitein. Leikkauksiin liittyy komplikaatioita ja usein niitä joudutaan toistamaan taudin edetessä. Potilaiden hoitokeinojen parantamiseksi vaaditaan lisätutkimusta.

View more