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Enregistrement W7133008502

The Development and Miniaturization of In-Vivo Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy Towards Mass-Limited Environmental Samples

2023· dissertation· W7133008502 sur OpenAlexfundno aff
Monica Bastawrous

Notice bibliographique

RevueTSpace · 2023
Typedissertation
Langue
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueNMR spectroscopy and applications
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesOntario Ministry of Research and InnovationNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaKrembil FoundationDeutsche ForschungsgemeinschaftGovernment of Ontario
Mots-clésMiniaturizationNuclear magnetic resonance spectroscopyMetabolomicsMicrocoilCharacterization (materials science)Sensitivity (control systems)Complex matrix
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The continual release of environmental contaminants is a global concern that impacts human and environmental health. To monitor and characterize the risk of contaminants, it is critical to determine their toxic mode of action. Unfortunately, our understanding of toxicity pathways is limited, in large part due to a lack of analytical methods capable of monitoring living organisms at the molecular level. Current methods often rely on apical endpoints; however, metabolomics focuses on characterizing biochemical changes in response to external stimuli. Recently, in-vivo Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy has demonstrated a distinguished ability to monitor living organisms in real-time with the potential to decipher complex interconnected response pathways. Unfortunately, environmentally crucial specimens, such as aquatic eggs, are challenging to study using in-vivo NMR due to their small size and the low sensitivity of NMR. This dissertation will address this challenge through miniaturization of in-vivo NMR. After an introduction to environmental metabolomics and NMR in Chapter 1, Chapter 2 focuses on optimizing in-vivo NMR using existing technology. This chapter examined NMR probes and experiments to establish that the optimal protocol to monitor 13C enriched living organisms was an inverse 2D experiment and an inverse cryoprobe. In the next chapter, NMR was first miniaturized here using microcoils. Chapter 3 compares two main microcoil designs (surface and 3D volume coils) for their ability to perform complex experiments on intact biological samples, concluding a 3D coil is most beneficial for in-vivo studies. In Chapter 4, a microlitre probe is modified with a separate lock and used to significantly reduce sample size requirements for the analysis of D. magna hemolymph and eggs. Additionally, a L volume flow system is introduced for an in-vivo stress study of neonates at the microcoil level. Lastly, Chapter 5 miniaturizes NMR using a novel Lenz lens design while integrating sensitivity enhancements from cryoprobes. The detection system created here leads to massive reductions in sample requirements and substantial increases in sensitivity for mass-limited samples. This dissertation miniaturizes in-vivo NMR techniques and positions it as an important approach to help improve the fundamental understanding of biochemical processes and for future environmental risk assessments.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,006

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,305
Écart entre enseignants0,294 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
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Résumé présentoui

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