O objetivo deste trabalho foi identificar o padrão de vigor e status metabólico através da determinação da frequência dos sinais objetivos e metabólitos sanguíneos após o nascimento, possivelmente associados à transferência de imunidade passiva, além de determinar o melhor horário para o uso do refratômetro de Brix na avaliação da transferência de imunidade passiva em bezerros neonatos após a ingestão de colostro. No primeiro experimento foram utilizados 46 bezerros neonatos de ambos os sexos, nascidos entre setembro de 2013 e julho de 2014. A avaliação do vigor dos animais foi realizada entre 15 e 30 minutos após o nascimento com o auxílio da escala APGAR modificada pela Universidade de Guelph. A colheita de sangue para análise de metabólitos seguiu os horários de 0h (antes da ingestão), 1h, 2h, 4h, 6h, 12h, 24h, 48h contadas a partir da ingestão do colostro. Os parâmetros sanguíneos foram determinados por kit enzimático específico para cada parâmetro em Sistema Automático para Bioquímica. Todos os animais utilizados neste estudo foram oriundos de partos eutócicos e apresentaram, de acordo com a escala APGAR, vigor satisfatório. As concentrações de metabólicos sanguíneos dos neonatos mostraram que o consumo de colostro aumentou a disponibilidade de energia e a concentração de frações proteicas, comumente utilizadas como indicativos da transferência de imunidade passiva. No segundo experimento foram utilizados 47 bezerros neonatos de ambos os sexos, nascidos entre março e julho de 2014. O colostro foi ordenhado após o parto e a qualidade determinada com auxílio do colostrômetro e do refratômetro digital. A colheita do sangue para a análise dos parâmetros sanguíneos seguiu os horários de 0h (antes da ingestão), 1h, 2h, 4h, 6h, 12h, 24h, 48h, 72h, 96 e 120h, contadas a partir da ingestão do colostro. A concentração de proteína total foi determinada por refratômetro de Brix e por kit enzimático em Sistema Automático para Bioquímica. Os demais parâmetros sanguíneos foram determinados por kit enzimático específico para cada parâmetro em Sistema Automático para Bioquímica. A contagem global e diferenciada das células sanguíneas foi realizada nos tempos 0, 12 e 24h após o fornecimento do colostro. O colostro se manteve na faixa de boa qualidade, segundo os critérios de classificação de medidas pelo colostrômetro e refratômetro digital de Brix. O consumo de colostro foi o principal fator de variação dos parâmetros estudados neste trabalho. A avaliação da transferência de imunidade passiva em bezerros recém-nascidos deve ser realizada por volta das 24 horas após a ingestão do colostro, pois neste momento a absorção de macromoléculas colostrais já está encerrada e a PT alcança estabilidade. A partir deste período, não é possível determinar se as frações proteicas avaliadas são de origem colostral ou endógena, o que não garante avaliação segura sobre a transferência de imunidade passiva. / The objective of this study was to identify the vigor and metabolic status through the determination of objective signs and blood metabolites just after birth of dairy calves, possibly associated with the passive immunity transfer. Also, determine the best time after colostrum intake to estimate the passive immunity transfer using a Brix refractometer. The first trial evaluated 46 newborn calves, males and females, born from September 2014 to July 2014. Animals\' vigor evaluations were carried out between 15 and 30 minutes after birth using the APGAR scale modified by the University of Guelph. The blood sample collection for metabolites analysis were done at 0h (before intake), 1h, 2h, 4h, 6h, 12h, 24h, and 48h after colostrum intake. Blood parameters were analyzed by enzymatic kits using an automatic biochemical system. All animals were born from eutocic births and presented, according to the APGAR scale, satisfactory vigor. The newborns metabolites blood concentrations revealed that colostrum intake increased the energy availability and the concentration of protein fractions, commonly used as indicative of passive immunity transfer. For the second trial 47 newborn calves of both sexes, born from March and July 2014, were used. The colostrum was milked after parturition and quality was determined using a colostrometer and digital Brix refractometer. Blood samples were taken from calves at 0h (before intake), 1h, 2h, 4h, 6h, 12h, 24h, 48h, 72h, 120h and 96, after colostrum intake. The total protein (TP) concentration was measured by a Brix refractometer and an enzymatic kit using an automatic biochemical system. Other blood parameters were determined by specific enzyme kit for each parameter in Automatic System for Biochemistry. The global and differential blood cell count were performed at times 0, 12 and 24h after colostrum feeding. Colostrum has remained in the range of good quality according to the criteria of classification measures by colostrometer and digital Brix refractometer. Colostrum intake was the main factor of variation of the studied parameters. The evaluation of the passive transfer of immunity to newborn calves should be performed at about 24 hours after colostrum intake, because at this time, the absorption of colostral macromolecules is already finished and TP reaches stability. From this period, it is not possible to determine whether the assessed protein fractions are from colostrum or endogenous origin, which does not guarantee reliable assessment on the transfer of passive immunity.

Um biossensor de afinidade química baseado no fenômeno da reflexão total interna é apresentado. Nesse, as propriedades particulares apresentadas pelas componentes ortogonais de polarização do campo elétrico da luz permitem que ambas se cancelem na vizinhança do ângulo crítico da reflexão interna, proporcionando um meio para sua determinação unívoca, permitindo monitorar o mesmo como função do índice de refração de uma amostra de interesse. Um estudo acerca dos principais aspectos teóricos envolvidos no fenômeno da reflexão total interna foi realizado, a fim de explorar e justificar os fenômenos observados. A montagem experimental utilizada nos experimentos consiste de um laser de HeNe emitindo em 633 nm, um polarizador, uma lente semicilíndrica de alto índice de refração, produzida com um vidro denso do tipo flint, um filme produzido com um anticorpo, que é depositado sobre essa lente, um analisador paralelamente orientado com relação ao eixo de transmissão do polarizador, um dispositivo transdutor, que converte um sinal luminoso em sinais elétricos, uma solução aquosa do antígeno específico e de um computador, onde as informações coletadas pelo transdutor são tratadas por meio de um programa de aquisição de dados desenvolvido em uma plataforma gráfica de programação. O programa empregado permite o acompanhamento das variações do perfil luminoso, devido à interação do filme de anticorpos com a solução de antígenos, coletado pelo transdutor em tempo real, ou seja, é possível acompanhar toda evolução da reação química entre um par de espécies químicas em tempo real. Para confirmação da efetividade da técnica, foram comparadas medidas obtidas com um refratômetro comercial, onde foi constatado que o sistema possui sensibilidade suficiente para acompanhar mudanças da ordem de 10-5 unidades do índice de refração. / A chemical affinity biosensor based on the phenomenon of total internal reflection is presented. In it, the particular properties exhibited by the orthogonal polarization components of the electric field of light allow them to cancel in the vicinity of the critical angle of the internal reflection, providing means for its univocal determination, allowing its monitoring as a function of the refractive index of a sample of interest. A study about the theoretical aspects involved in the total internal reflection phenomenon was carried out in order to explore and justify the observed phenomena. The experimental set up consists of a HeNe laser emitting at 633 nm; a polarizer; a high refractive index semi-cylindrical lens, produced with a dense flint type glass; a film produced with an antibody, which is deposited over the aforementioned lens; an analyzer oriented parallel to the transmission axis of the polarizer; a transducer device, which converts a light signal into electric signals; an aqueous solution of the specific antigen and a computer, where the information collected by the transducer is treated with a data acquisition software developed in a graphical programming platform. The software allows one to monitor changes in the light profile due to interaction of the antibody with the antigen solution, collected by the transducer in real time, i.e. it’s possible to follow the evolution of the chemical reaction between a couple of chemical species in real time. To confirm the effectiveness of the technique a comparison with measurements obtained with a commercial refractometer was carried out, where it was verified enough sensitivity to follow changes of the order of 10-5 refractive index units.

O objetivo deste trabalho foi identificar o padrão de vigor e status metabólico através da determinação da frequência dos sinais objetivos e metabólitos sanguíneos após o nascimento, possivelmente associados à transferência de imunidade passiva, além de determinar o melhor horário para o uso do refratômetro de Brix na avaliação da transferência de imunidade passiva em bezerros neonatos após a ingestão de colostro. No primeiro experimento foram utilizados 46 bezerros neonatos de ambos os sexos, nascidos entre setembro de 2013 e julho de 2014. A avaliação do vigor dos animais foi realizada entre 15 e 30 minutos após o nascimento com o auxílio da escala APGAR modificada pela Universidade de Guelph. A colheita de sangue para análise de metabólitos seguiu os horários de 0h (antes da ingestão), 1h, 2h, 4h, 6h, 12h, 24h, 48h contadas a partir da ingestão do colostro. Os parâmetros sanguíneos foram determinados por kit enzimático específico para cada parâmetro em Sistema Automático para Bioquímica. Todos os animais utilizados neste estudo foram oriundos de partos eutócicos e apresentaram, de acordo com a escala APGAR, vigor satisfatório. As concentrações de metabólicos sanguíneos dos neonatos mostraram que o consumo de colostro aumentou a disponibilidade de energia e a concentração de frações proteicas, comumente utilizadas como indicativos da transferência de imunidade passiva. No segundo experimento foram utilizados 47 bezerros neonatos de ambos os sexos, nascidos entre março e julho de 2014. O colostro foi ordenhado após o parto e a qualidade determinada com auxílio do colostrômetro e do refratômetro digital. A colheita do sangue para a análise dos parâmetros sanguíneos seguiu os horários de 0h (antes da ingestão), 1h, 2h, 4h, 6h, 12h, 24h, 48h, 72h, 96 e 120h, contadas a partir da ingestão do colostro. A concentração de proteína total foi determinada por refratômetro de Brix e por kit enzimático em Sistema Automático para Bioquímica. Os demais parâmetros sanguíneos foram determinados por kit enzimático específico para cada parâmetro em Sistema Automático para Bioquímica. A contagem global e diferenciada das células sanguíneas foi realizada nos tempos 0, 12 e 24h após o fornecimento do colostro. O colostro se manteve na faixa de boa qualidade, segundo os critérios de classificação de medidas pelo colostrômetro e refratômetro digital de Brix. O consumo de colostro foi o principal fator de variação dos parâmetros estudados neste trabalho. A avaliação da transferência de imunidade passiva em bezerros recém-nascidos deve ser realizada por volta das 24 horas após a ingestão do colostro, pois neste momento a absorção de macromoléculas colostrais já está encerrada e a PT alcança estabilidade. A partir deste período, não é possível determinar se as frações proteicas avaliadas são de origem colostral ou endógena, o que não garante avaliação segura sobre a transferência de imunidade passiva. / The objective of this study was to identify the vigor and metabolic status through the determination of objective signs and blood metabolites just after birth of dairy calves, possibly associated with the passive immunity transfer. Also, determine the best time after colostrum intake to estimate the passive immunity transfer using a Brix refractometer. The first trial evaluated 46 newborn calves, males and females, born from September 2014 to July 2014. Animals\' vigor evaluations were carried out between 15 and 30 minutes after birth using the APGAR scale modified by the University of Guelph. The blood sample collection for metabolites analysis were done at 0h (before intake), 1h, 2h, 4h, 6h, 12h, 24h, and 48h after colostrum intake. Blood parameters were analyzed by enzymatic kits using an automatic biochemical system. All animals were born from eutocic births and presented, according to the APGAR scale, satisfactory vigor. The newborns metabolites blood concentrations revealed that colostrum intake increased the energy availability and the concentration of protein fractions, commonly used as indicative of passive immunity transfer. For the second trial 47 newborn calves of both sexes, born from March and July 2014, were used. The colostrum was milked after parturition and quality was determined using a colostrometer and digital Brix refractometer. Blood samples were taken from calves at 0h (before intake), 1h, 2h, 4h, 6h, 12h, 24h, 48h, 72h, 120h and 96, after colostrum intake. The total protein (TP) concentration was measured by a Brix refractometer and an enzymatic kit using an automatic biochemical system. Other blood parameters were determined by specific enzyme kit for each parameter in Automatic System for Biochemistry. The global and differential blood cell count were performed at times 0, 12 and 24h after colostrum feeding. Colostrum has remained in the range of good quality according to the criteria of classification measures by colostrometer and digital Brix refractometer. Colostrum intake was the main factor of variation of the studied parameters. The evaluation of the passive transfer of immunity to newborn calves should be performed at about 24 hours after colostrum intake, because at this time, the absorption of colostral macromolecules is already finished and TP reaches stability. From this period, it is not possible to determine whether the assessed protein fractions are from colostrum or endogenous origin, which does not guarantee reliable assessment on the transfer of passive immunity.

Machine tool coolant concentration and pH data.

The object of my thesis is the analysis and design of equipment for eye examination regarding the aesthetic, environmental and technical requirements. The aim of the design is to create eye examination equipment which manipulation will be comfortable in ergonomic way and the shape will be enriched by other functional elements.

Chemical detection, including analysis of gases and liquids, is a large field in environmental research and industry. It requires sensitive, rapid, and inexpensive chemical sensors. Many industrial materials such as coatings and adhesives readily absorb chemical analytes, which may result in changes of their chemical, mechanical, and optical properties. This uptake of volatile organic compounds either from the gas phase or from an aqueous solution into a thin film is frequently accompanied by a change in material refractive index and film thickness. While the undesired swelling of thin film coatings and their refractive index changes affect their use in harsh environments, the sensitivity of some polymers to solvent vapours can also be exploited for sensing applications. In this project, a method is reported for real-time monitoring of vapour uptake by simultaneous detection of the refractive index, n, and thickness, d, of thin transparent films with a precision of 10-4 for refractive index and 100 nm for thickness. The setup combines a total internal reflection refractometer with an interferometric imaging method. Two setups using 1550 nm and 635 nm measurement wavelengths were developed, with a detection rate of 1 second per measurement. Two processing methods using a fast Fourier transform algorithm to calculate n and d are applied to the experimental results and compared. Both methods could extract n and d simultaneously from each image captured by the refractometer. The results show that the setup is capable of monitoring film RI and thickness change in real-time. The partitioning of volatile organic compound vapours into polydimethylsiloxane (PDMS) and PDMS-polydiphenylsiloxane (PDPS) copolymers is described. The system is also suited for characterization of other solid and liquid films like SU-8 photoresist and crude oil. It shows great potential in commercial applications of thin film characterization. / Thesis (Master, Electrical & Computer Engineering) -- Queen's University, 2013-09-19 22:21:38.836

No presente trabalho propomos a utilização de uma técnica refratométrica baseada na determinação do ângulo crítico para o desenvolvimento de um sensor de umidade relativa e, no mesmo escopo de aplicação, um medidor de vácuo primário. A técnica proposta tira vantagem da diferença de fase adquirida pelas componentes paralela e perpendicular de um feixe luminoso, linearmente polarizado, passando por reflexão interna, para produzir um laser de HeNe sintonizável, um polarizador, um prisma semicilíndrico de índice de refração conhecido fabricado em vidro tipo flint, um analisador, um mínimo de intensidade, facilmente detectável no perfil refletido correspondendo à posição do ângulo crítico. Desenvolvemos um estudo acerca dos principais aspectos teóricos envolvidos no fenômeno da reflexão total interna, onde realizamos algumas simulações buscando avaliar as variações da posição angular do ângulo crítico a partir de alterações no índice de refração. A montagem básica utilizada nos experimentos consiste de um CCD linear e de um computador, onde as informações coletadas pelo CCD foram tratadas por meio de um programa de aquisição de dados desenvolvido na plataforma LabVIEWTM. O programa empregado permite o acompanhamento das variações do perfil refletido da base do prisma ponto a ponto, ou seja, é possível acompanhar toda a dinâmica de evolução do índice de refração da amostra analisada em tempo real. Para confirmação da efetividade da técnica, realizamos medidas da variação do índice de refração de amostras gasosas em função da umidade relativa e da pressão. O sistema demonstrou sensibilidade suficiente para acompanhar mudanças da ordem de 10-5em unidades do índice de refração. / In the present work we propose the use of a refractometric technique based on the determination of the critical angle for the development of a relative humidity sensor and, in the same application scope, a primary vacuum gauge. The proposed technique takes advantage of the phase difference acquired by the parallel and perpendicular components of a, linearly polarized, light beam undergoing internal reflection, to produce an easily detectable intensity minimum in the reflected profile corresponding to the position of the critical angle. We develop a study about the main theoretical aspects involved in the total internal reflection phenomenon, where we perform some simulations aiming to evaluate the variations of the critical angle angular position from changes on the refractive index. The basic set up used in the experiments consist of a HeNe tunable laser, a polarizer, a semi-cylindrical prism with known refractive index made of flint glass type, a analyzer, a linear CCD and a computer, where the information collected by de CCD were treated by means of a data acquisition program developed on the LabVIEWTM platform. The used program allows the point-by-point monitoring of the changes of the profile reflected from the prism base, in other words, one can monitor all the evolution dynamics of the refractive index of the analyzed sample in real time. To confirm the effectiveness of the technique, we perform measurements of changes of the refractive index of gaseous samples as function of the relative humidity and the pressure. The system has shown enough sensitivity to track changes of the order of 10-5 in units of the index of refraction.

The aim of the thesis was to evaluate the influence of selected factors on the level of passive immunization of calves (expressed in total protein, g/l in blood serum) in selected beef cattle breeding. In the monitored period 2014-2016, a total of 205 samples of calf serum were evaluated. The selected factors were: the length of dry period and parity, colostrum quality, the time of first intake of colostrum after birth, the weight and sex of the calf. An adequate level of passive immunity was found in 90.2% of calves. This result was also reflected in low calf mortality rates in monitored years: 1.16% (2014), 1.15% (2015) and 1.23% (2016). At the level of passive immunization, the time of the first colostrum intake (P < 0,001), parity (P = 0,0002), colostrum quality (P = 0,0061) and the length of dry period (P = 0,0008) were the most important factors. The other evaluated factors (sex and birth weight of calves) were not statistically significant. Colostrum period management is essential for the rearing of healthy calves and profitability of breeding.

No presente trabalho propomos a utilização de uma técnica refratométrica baseada na determinação do ângulo crítico para o desenvolvimento de um sensor de umidade relativa e, no mesmo escopo de aplicação, um medidor de vácuo primário. A técnica proposta tira vantagem da diferença de fase adquirida pelas componentes paralela e perpendicular de um feixe luminoso, linearmente polarizado, passando por reflexão interna, para produzir um laser de HeNe sintonizável, um polarizador, um prisma semicilíndrico de índice de refração conhecido fabricado em vidro tipo flint, um analisador, um mínimo de intensidade, facilmente detectável no perfil refletido correspondendo à posição do ângulo crítico. Desenvolvemos um estudo acerca dos principais aspectos teóricos envolvidos no fenômeno da reflexão total interna, onde realizamos algumas simulações buscando avaliar as variações da posição angular do ângulo crítico a partir de alterações no índice de refração. A montagem básica utilizada nos experimentos consiste de um CCD linear e de um computador, onde as informações coletadas pelo CCD foram tratadas por meio de um programa de aquisição de dados desenvolvido na plataforma LabVIEWTM. O programa empregado permite o acompanhamento das variações do perfil refletido da base do prisma ponto a ponto, ou seja, é possível acompanhar toda a dinâmica de evolução do índice de refração da amostra analisada em tempo real. Para confirmação da efetividade da técnica, realizamos medidas da variação do índice de refração de amostras gasosas em função da umidade relativa e da pressão. O sistema demonstrou sensibilidade suficiente para acompanhar mudanças da ordem de 10-5em unidades do índice de refração. / In the present work we propose the use of a refractometric technique based on the determination of the critical angle for the development of a relative humidity sensor and, in the same application scope, a primary vacuum gauge. The proposed technique takes advantage of the phase difference acquired by the parallel and perpendicular components of a, linearly polarized, light beam undergoing internal reflection, to produce an easily detectable intensity minimum in the reflected profile corresponding to the position of the critical angle. We develop a study about the main theoretical aspects involved in the total internal reflection phenomenon, where we perform some simulations aiming to evaluate the variations of the critical angle angular position from changes on the refractive index. The basic set up used in the experiments consist of a HeNe tunable laser, a polarizer, a semi-cylindrical prism with known refractive index made of flint glass type, a analyzer, a linear CCD and a computer, where the information collected by de CCD were treated by means of a data acquisition program developed on the LabVIEWTM platform. The used program allows the point-by-point monitoring of the changes of the profile reflected from the prism base, in other words, one can monitor all the evolution dynamics of the refractive index of the analyzed sample in real time. To confirm the effectiveness of the technique, we perform measurements of changes of the refractive index of gaseous samples as function of the relative humidity and the pressure. The system has shown enough sensitivity to track changes of the order of 10-5 in units of the index of refraction.

Salinity and turbidity are two important seawater properties for the physical oceanography. The study of physical oceanography requires a compact high-resolution in-situ salino-turbidi-meter. The main objective of this work is to propose, design and implement an optical solution to simultaneously measure the seawater salinity and turbidity. Our first study is carried out to design a high-resolution refractometer based on a laser beam deviation measurement by a Position Sensitive Device (PSD). The refractive index measurements obtained by the voltage value delivered by PSD have been evaluated to quantify the performances of the sensor. According to the obtained results, it is clear that this PSD-based refractometer is attractive for innovative applications in metrology. However, PSD lacks the capability to retrieve the power distribution information of laser beam, which is related to the turbidity measurements. On the contrary, Charge-Coupled Device (CCD) gives much more information of laser beam than PSD. In the second part of the thesis, a performance comparison between PSD and CCD combined with a centroid algorithm are discussed with special attention paid to the CCD-based refractometer. According to the operating principle of CCD-based system, five factors of CCD-based system: image window size, number of processed images, threshold, binning and saturation are evaluated to optimize the CCD-based refractometer. By applying the optimized parameters, the performance of CCD-based refractometer is better than PSD-based refractometer in measuring the refractive index. Furthermore, by applying different post-processing algorithms, CCD-based system possesses the capability of measuring the power distribution sensitive quantities. To show this advantage of CCD-based system, the attenuation measurement method is used to measure turbidity without modifying the refractometer configuration. The turbidity measurement and salinity measurements influence each other in a refractometer. To overcome these influences, a CCD combined with a new location algorithm is used to measure both the refractive index and the attenuation. Several simulations and experiments are carried out to evaluate this new method. According to the results, the way to improve the resolution is discussed as well. Comparing to the nephelometer specified by the NTU standard, our method has been proved as a valid method to measure turbidity. By studying the performances of CCD-based refracto-turbidi-meter, 3 new prototypes are proposed to improve the salinity and turbidity measurement performance at the end of this thesis.