identifier: Rifai, Kheireddine  (2013). Étude expérimentale des approches pour améliorer la sensibilité de la technique LIBS pour l’analyse. des solides et des liquides.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux, 126 p.

subject: LIBS

subject: performance analytique

subject: élément trace

subject: applications

subject: environnement

subject: mine

subject: biomédical

abstract:
La spectroscopie de plasma induit par laser LIBS (pour l’acronyme « Laser-Induced
breakdown spectroscopy ») est une technique d’analyse multi-élémentaire qui peut être
appliquée à tous types de matériaux, qu’ils soient gazeux, liquides ou solides, conducteurs ou
isolants, sans recourir à aucune préparation préalable de l’échantillon. Cette technique consiste
à focaliser une impulsion laser en atmosphère ambiante sur une cible afin de créer un plasma.
L’émission de ce dernier est ensuite analysée à l’aide d’un spectromètre optique. Bien que cette
technique possède des caractéristiques attrayantes par rapport à d’autres techniques
analytiques existantes, notamment la possibilité de réaliser des mesures en temps réel et in
situ, elle souffre cependant de performances analytiques moins bonnes (i.e. moins bonne limite
de détection des éléments à l’état de trace et moins bonne reproductibilité) que les techniques
analytiques conventionnelles. De plus l’application de cette technique sur des surfaces liquides
présente certaines difficultés, notamment les éclaboussures, les bulles et les vagues à la
surface du liquide, produites d’un tir à l’autre.
Cette thèse de doctorat porte sur l’utilisation des techniques DP-LIBS (pour l’acronyme
« Double Pulse LIBS ») et LIBS-LIF (i.e. LIBS combiné au LIF, pour l’acronyme « Laser-Induced
Fluorescence ») pour l’analyse des solutions aqueuses, et sur l’utilisation de la technique RLIBS
(pour l’acronyme « Resonant LIBS ») pour l’analyse des solides, dans le but d’améliorer les
performances analytiques du LIBS pour ces types d’échantillons. L’analyse des surfaces
aqueuses a été réalisée au moyen d’une cellule d’écoulement horizontale qui a permis
d’éliminer une partie des problèmes inhérents à l’utilisation du LIBS sur les liquides.
La première approche que nous avons étudiée, le DP-LIBS, consiste à utiliser deux
impulsions laser successives : une première dans l’ultraviolet à 266 nm pour créer un plasma,
et une deuxième dans l’infrarouge à 1064 nm pour exciter le plasma ainsi créé. L’étude de
l’influence des paramètres expérimentaux, tels que la fluence de la seconde impulsion et le
délai entre les deux impulsions, nous a permis d’optimiser le rapport signal sur bruit de
l’élément à l’état de trace (fer, plomb ou or) présent dans la solution aqueuse. Sous ces
conditions, la limite de détection de l’élément à l’état de trace obtenue par l’approche DP-LIBS
est meilleure par un ordre de grandeur que celle obtenu en LIBS conventionnel.
La deuxième approche que nous avons étudiée, le LIBS-LIF, est aussi basée sur
l’utilisation de deux impulsions laser successives, sauf qu’à la différence du DP-LIBS la
longueur d’onde de la deuxième impulsion est accordée sur une transition de l’un des éléments
à l’état de trace (fer, plomb ou or) dans le plasma d’eau. L’optimisation des paramètres
expérimentaux nous a permis d’améliorer la limite de détection de 2-3 ordres de grandeur par
rapport à la technique LIBS conventionnelle.
Finalement, l’approche RLIBS que nous avons étudiée a consisté à utiliser une
impulsion laser unique pour ablater un alliage d’aluminium et exciter sélectivement les atomes
de l’élément majeur composant le plasma. Ces atomes excitent par la suite toutes les espèces
se trouvant au sein du plasma (notamment les traces de magnésium et de silicium) par
collisions successives. Les paramètres expérimentaux permettant d’optimiser le rapport signal
sur bruit des éléments à l’état de trace, tels que la longueur d’onde, le délai d’acquisition et la
fluence laser ont été étudiés. En particulier l’étude de la fluence laser montre que le rapport
signal sur bruit est optimal lorsque la fluence est proche du seuil d’ablation. Cette technique
permet d’obtenir une limite de détection comparable à celle du LIBS conventionnel mais en
utilisant des fluences beaucoup plus faibles (de l’ordre du J cm⁻²), ce qui rend cette méthode
très attrayante pour les analyses requérant un endommagement minimum des échantillons.


identifier: Ropagnol, Xavier  (2013). Développement d’une source de radiation térahertz (THz) intense et mise en forme d’impulsions THz à partir d’une antenne de grande ouverture de ZnSe.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux, 185 p.

type:
Thèse
Non évalué par les pairs

subject:
source de radiation térahertz
THz
haute intensité
antenne photoconductrice
ZnSe
développement
réalisation

abstract:
Dans cette thèse, nous avons développé une source de radiations THz de haute
intensité réalisée à partir d’une antenne photoconductrice de grande ouverture
interdigitale de ZnSe. Avant d’arriver à la réalisation de la source, qui est le but majeur,
nous sommes passés par une multitude d’étapes.
La première étape a été l’étude et la comparaison des performances des antennes
photoconductrices de grandes ouvertures de ZnSe monocristallin et polycristallin. Nous
avons démontré que ce type d’antenne doit être excité à la longueur d’onde de 400 nm
afin d’être plus efficace. D’autre part, nous avons observé que le champ électrique THz
sature lorsque l’antenne est excitée avec de très hautes fluences. Par la suite, nous avons
comparé les performances des antennes de grande ouverture de ZnSe monocristallin
excitées à la longueur d’onde de 400 nm aux antennes photoconductrices de grande
ouverture de GaAs excitées à la longueur d’onde de 800 nm. Nous en avons conclu que
les antennes de ZnSe avaient un plus grand potentiel pour générer des impulsions THz de
hautes intensités et pouvaient être plus efficaces.
La deuxième étape a été de créer une technique permettant la mise en forme
d’impulsion THz sur des antennes interdigitales. Cette technique, qui consiste à couvrir la
structure interdigitale de l’antenne par un masque de phase binaire, permet de moduler la
forme d’une impulsion THz allant d’une impulsion asymétrique demi-cycle à une
impulsion symétrique monocycle. Cette technique a été démontrée dans un premier temps
sur une antenne photoconductrice de grande ouverture interdigitale de GaAs puis enfin
sur une antenne photoconductrice de grande ouverture interdigitale de ZnSe.
Enfin, la dernière étape a été de caractériser l’antenne photoconductrice de grande
ouverture à structure interdigitale de ZnSe. Nous avons généré des impulsions d’une
énergie de 3.6 µJ. Cette énergie est plus de quatre fois supérieure à celle qui avait été
générée par une antenne de GaAs. Le champ électrique THz crête équivalent est de 143
kV/cm.


identifier: Shalaby, Mostafa  (2013). Magneto-photonic phenomena at terahertz frequencies.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux, 157 p.

subject:
magnétophotonique
magnétisation
fréquences térahertz
THz

abstract:
Magneto-terahertz phenomena are the main focus of the thesis. This work started as supporting
research for the science of an X-ray laser (SwissFEL). X-ray lasers have recently drawn great
attention as an unprecedented tool for scientific research on the ultrafast scale. A potential
terahertz-pump / X-ray-probe experiment is foreseen to reveal the fundamentals of magnetic
systems on the ultrafast time scale and benefits the ultrafast magnetic storage industry.
The main objective of this work was to find the conditions and prove that a suitable terahertz
pulse can induce ultrafast magnetization dynamics on the picoseconds scale. To answer this
fundamental question, we performed original numerical simulations using a coupled Landau-
Lifshitz-Gilbert Maxwell model. Calculations showed us that terahertz pulses can trigger
ultrafast dynamics, but highlighted the requirements of properly shaped pulses and beyond-current-technology peak field intensities.
Those requirements werethe motivations for the experiments performed in the second part of the
thesis. To shape the terahertz pulses, we used time-resolved optical-pump / terahertz-probe of
free carriers in semiconductors. We managed to temporally shape the terahertz pulses and even
extend the technique to spectral shaping as well. Regarding the field intensities, we followed two
approaches. The first deals with field enhancement in nanoslits arrays. We designed a sub-wavelength
structure characterized by simultaneous high field enhancementand high
transmission at terahertz frequencies to suit nonlinear sources. The second approach depended on
up-scaling the generation from laser-induced plasma by increasing the pump wavelengths.
Numerical calculations have also brought to our attention the importance of linear magneto-terahertz
effects. In particular, the simulations showed that the ultrafast dynamics could lead to
significant rotation of the polarization plane of the triggering terahertz pulse. Motivated by this
finding, we focused in the last part of the thesis on the linear effects. We performed three
original studies coming out with first demonstrations of broadband non-reciprocal terahertz
phase retarders, terahertzmagnetic modulators, and the non-reciprocal terahertz isolators. In the
first two experiments, we extended the unique properties of the magnetic liquids (Ferrofluids) to
the terahertz regime. In the latter experiment, we used a permanent magnet (Ferrite) to
experimentally show complete isolation (unidirectional transmission) of the terahertz waves.


identifier: Léonard, Simon  (2003). Caractérisation de l’interaction entre la protéine virale VPg et la protéine de l’hôte eIF4E conduisant à l’infection du virus de la mosaïque du navet.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en virologie et immunologie, 280 p.

subject: proteine infection virus mosaique navet

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce résumé peut être lue en PDF.Le virus de la mosaïque du navet (TuMV) appartient au  potyvirus qui est le plus important groupe de virus infectant les plantes. Cependant, les mécanismes moléculaires  conduisant  à une  infection  virale  sont  très  peu  connus  chez  les potyvirus.   Dans   ce   présent  ouvrage,   le  processus   de  réplication/traduction conduisant  à l'infection du virus a été  particulièrement  approfondi  en  utilisant comme modèle le TuMV.
Nous savons qu'une protéine du TuMV,  la VPg, interagit avec le facteur initiant la traduction  cellulaire 4E chez les plantes. Nous ignorons cependant  les conséquences  et l'implication de cette  interaction.  Un de nos objectifs fut donc de caractériser le domaine d'interaction de la VPg pour l'eiF4E. Des travaux de délétions en double-hybride ont permis de cibler chez la VPg une région centrale d'une  trentaine  d'acides aminés  responsables  de  la liaison avec  l'eiF4E.   Des études de mutagénèses  dirigées dans ce domaine ont également  identifié l'acide aspartique  en  position  77 de la VPg comme étant  nécessaire  pour l'interaction avec l'e1F4E.

L'eiF4E   reconnaît    la   coiffe   des   ARNm    cellulaires    pour   ensuite enclencher le processus de traduction cellulaire. Nous nous sommes interrogés à savoir  si  la  VPg,  située  à  l'extrémité 5'  de  l'ARN   viral,  ne  pourrait  pas compétitionner  avec la coiffe située à l'extrémité 5'de tous les ARNm cellulaires pour la liaison de l'eIF4E. Nous avons montré in vitro à l'aide  d'un  test de type
ELISA  que  l'ajout  de  m7GTP (un analogue  de  la coiffe) diminue  grandement l'interaction  entre l'eiF4E et la VPgPro.

De plus, nous avons fait acquisition d'un  plasmide infectieux du TuMV, un outil indispensable  pour étudier l'étude de l'expression et de la réplication des virus  à  ARN(+).  Nous  avons  muté,  dans  ce  plasmide,  l'acide aspartique  en position 77 de  la VPg  nécessaire  pour  l'interaction avec  l'eiF4E. Nous  avons procédé ensuite  à l'infection  de plantes sensibles  au TuMV  par la technique  du bombardement  particulaire.  Les  plantes  infectées  par ce  clone  ne présentaient aucun  symptôme  d'une infection  virale  suggérant  une  corrélation  entre l'interaction  VPgMeIF4E et la virulence du virus.

La  réplication  du  potyvirus  s'assemble dans  le  cytosol  de  la  cellule  sur  la membrane du réticulum endoplasmique.  Nous avons montré que la 6KVPgPro  et l'eiF4E sont  coMlocalisées aux  membranes  du  réticulum  endoplasmique. Ce résultat suggère  que l'eIF4E et la VPgPro sont toutes deux  impliqués lors de la réplication du virus.

De nombreuses études démontrent que la traduction cellulaire s'effectue  selon un mécanisme circulaire.  La queue de poly(A) présente à l'extrémité  3' des ARNm cellulaire interagit avec les protéines initiant la traduction cellulaire (eiF) par l'intermédiaire  de lapoly(A)  binding protein (PABP). Plusieurs  virus d'animaux utilisent aussi  une stratégie similaire (la circularisation)  pour traduire leur ARN et  maximiser   la  production  de  protéines  virales.  Bien  peu  de  données  sont toutefois connues pour ce qui est des potyvirus. Nous avons donc effectué des expériences in vitro en utilisant des protéines virales, comme la VPgPro et la Polymérase, afin d'établir des liens avec les protéines nécessaires à la traduction cellulaire  comme  l'eiF4E,  eiF4G  et  la  PABP.  Avec  l'aide   d'un  test  de  type ELISA, nous avons montré une nouvelle interaction entre la VPgPro et la PABP. Nos résultats ont indiqué que le domaine Pro est requis pour l'interaction avec la PABP. Nous avons également vérifié l'effet de l'ajout de la polymérase virale sur la formation du complexe VPgPro-PABP. Nos résultats démontrent que l'addition  de  la  polymérase  n'affecte  pas l'interaction  entre  la  PABP  et  la VPgPro. Cependant, à l'inverse,  l'addition de PABP empêche la polymérase de lier la VPgPro, suggérant que la PABP compétitionne avec la polymérase pour la liaison à la VPgPro. Ces résultats nous permettent d'établir un modèle de réplication/traduction du TuMV .

Les VPgPro de potyvirus et les VPgPro d'autres  virus n'appartenant  pas à ce groupe sont  très variables lorsqu'on  compare leur taille ou  leur séquence  en acides aminés. Ceci est notamment le cas entre la VPgPro du TuMV et celle du tomato ringspot virus (ToRSV) du genre népovirus. Nos travaux ont indiqué que la VPgPro du népovirus interagissait avec l'eiF(iso)4E  de blé. Ces résultats ont été  montrés  avec  l'aide   d'un   test  ELISA  et  ont  été  confirmés  par  des collaborateurs avec la technique du Far-Western. Le domaine d'interaction  a été ciblé à  la partie Pro.    En  ELISA, cette interaction est sensible  à  l'ajout  de
M7GTP, ce qui suggère que la VPgPro du népovirus peut compétionner avec la coiffe des ARNm pour la liaison avec l'eiF4E. Ces résultats suggèrent également que l'interaction VPgPro-eiF4E est un mécanisme universel, à tout le moins pour les virus phytopathogènes.


identifier: Sharma, Gargi  (2013). Development of an intense THz source using tilted pulse front method in LiNbO3 crystal and its application in non-linear THz spectroscopy.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux, 159 p.

subject:
THz spectroscopy
intense THz sources
signal to noise ratio

abstract:
The aim of this thesis was to develop an intense THz sources using tilted pulse
front technique and its application in nonlinear THz spectroscopy of
semiconductors and graphene.
At the Advanced Laser Light Source, an intense THz source based on large
aperture ZnTe crystal had already been available. This source uses 50mJ laser
energy to generate THz pulses with 1µJ energy. The main limitation of the ZnTe
based source is its low signal to noise ratio, as it uses the 100Hz laser system,
where the pulse to pulse fluctuation may vary up to 10%.
To overcome the limited signal to noise ratio and to increase the efficiency of
THz generation, a new intense THz source based on the tilted pulse front
technique in LiNbO₃ crystal is designed and developed as a first part of this thesis.
At the time of source characterization it was realized that the measurement of
intense THz electric field is a big challenge, as the conventional electro-optic
sampling technique suffers from the limitation of over-rotation. In this thesis work
a new detection technique has been demonstrated based on spectral domain
interferometry, which not only overcomes the limitation of over-rotation but also
significantly simplifies the detection system.
Using the developed intense THz sources, the nonlinear response of
semiconductors like GaAs are investigated. Optical pump-THz probe technique is
used to investigate the carrier dynamics in GaAs sample. When the THz electric
field is intense enough, it not only probes but also pumps the semiconductor
which is observed as absorption bleaching of the intense THz pulse in the GaAs
sample. The first experiment was done at fixed optical pump fluence. For further
investigation, the optical pump fluence is increased and as a result THz induced
absorption bleaching is decreased. The results are modeled using intervalley
scattering Drude model. This simple model explains the experiment results quite
well.
Next, using the available THz sources, the linear and nonlinear properties of
graphene have been investigated. The sheet conductivity of the graphene sample
is investigated using a low energy THz source. The sheet conductivity varies from
sample to sample and can be used to test the quality of the graphene sample. After
performing linear characterization, the nonlinear properties of graphene sample
are also investigated using intense THz sources available at ALLS. The results
show that when the graphene sample is pumped with an intense THz electric field,
the frequency multiplication effect takes place. This is the first experimental
demonstration of the nonlinear effects at THz frequencies. We are in collaboration
with Tokyo University for theoretical modeling of these experimental
observations.


identifier: Tannouri, Pamela  (2012). Investigation d'effets non-linéaires dans un guide d'ondes d'AlGaAs à réseau de Bragg.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'énergie et des matériaux, 107 p.

subject:
guide d’ondes
réseaux de Bragg
effets non-linéaires
AlGaAs

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
résumé peut être lue en PDF. L’étude de la photonique intégrée pour les télécommunications a récemment pris beaucoup
d’ampleur afin d’obtenir des débits binaires excédant les limitations présentées par les systèmes
électroniques. Pour réaliser ceci, plusieurs dispositifs optiques actifs sont nécessaires pour
exécuter des fonctions telles que le multiplexage en longueur d'onde, le routage d’information, la
commutation tout-optique et la conversion d’onde. L’optique non-linéaire dans des structures
périodiques, comme les réseaux Bragg, peut être exploitée pour exécuter certaines fonctions. Le
but de ce mémoire est d’étudier les effets non-linéaires observés dans des guides d'ondes
d'AlGaAs à réseau de Bragg. La propagation d’une impulsion à haute intensité dans ces
structures engendre une modification de la vitesse de phase du champ électromagnétique dû à
l’interaction non-linéaire entre le champ avec la matière. Ceci induit une variation de l’indice de
réfraction qui modifie à son tour la condition de Bragg (qui gère la bande interdite de la
structure) permettant la commutation tout-optique ultra-rapide. Grâce à la petite taille de nos
guides et de la réponse non-linéaire très élevée de l’AlGaAs, les effets non-linéaires nécessaires
pour la commutation tout-optique sont obtenus avec des puissances optiques relativement faibles.
Nous rapportons ici la démonstration d'un changement ultra-rapide de la bande rejetée. En
couplant des impulsions de 120fs générées par un amplificateur paramétrique optique (OPA
Spectra Physics 800c) dans le guide d'ondes périodique nous avons enregistré un décalage
négatif de plus de 0.5nm de la bande rejetée (centrée à 1526.08nm) avec des énergies
d'impulsion faible (niveau pJ). Pour simuler ces résultats, nous avons utilisé un model avec une
non-linéarité effective négative du deuxième ordre, χ(²) en cascade. Une deuxième série
d’expériences a dû être menée pour pouvoir confirmer que ce phénomène est vraiment celui qui
prend place dans le dispositif. Ces résultats seront d’abord présentés avec la théorie des modes
couplés respective pour confirmer la manifestation du phénomène χ(²) en cascade. Malgré que ce
phénomène ait déjà été observé dans des fibres à réseau de Bragg, nous l’explorons pour la
première fois dans des guides d’ondes intégrés. Ceci représente la première exploitation des
propriétés non-linéaires dans un guide d’ondes à réseau Bragg pour la commutation tout-optique
dans un système intégré.


identifier: Tremblay, Marie-Lise  (2011). Caractérisation de l’activité intrinsèque de catalyseurs à base de platine pour l’électro-oxydation de l’éthanol à l’aide des microélectrodes à cavité et de la spectroscopie d’impédance électrochimique.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux, 254 p.

subject:
catalyseurs à base de platine
électro-oxydation de l’éthanol
microstructure
composition
broyage mécanique

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
résumé peut être lue en PDF. L’utilisation directe de l’éthanol pour alimenter les piles à combustible est de plus en plus
étudiée car ce combustible possède une grande densité d’énergie, est disponible sous
forme de liquide facile à stocker, est non-toxique et peut être produit par valorisation de la
biomasse. Cependant, l’intérêt commercial de ces piles est conditionnel au
développement d’électrocatalyseurs performants.
Dans ce contexte, le présent travail a pour but de mieux comprendre les catalyseurs à base
de platine pour l’électro-oxydation de l’éthanol. Plus spécifiquement, l’effet de la
microstructure et de la composition des catalyseurs sur l’activité catalytique a été étudié.
Le broyage mécanique a été utilisé pour synthétiser des matériaux de Pt, PtRu et PtSn.
Cette méthode permet d’obtenir des catalyseurs ayant différentes propriétés physicochimiques.
Ces propriétés ont été caractérisées par diffraction des rayons X,
spectroscopies à dispersion d’énergie (SDE) et photoélectronique X (SPX). Ensuite, les
performances catalytiques ont été déterminées par voltampérométrie cyclique,
chronoampérométrie et spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) dans l’éthanol.
Les microélectrodes à cavité (MEC) ont été utilisées pour contenir les catalyseurs et en
tester les propriétés électrocatalytiques sans avoir recours à des liants polymériques dont
les contaminants peuvent affecter les résultats. Il est impératif de normaliser les courants
obtenus par la surface réelle de chaque électrode (i.e. activité intrinsèque) puisque les
catalyseurs étudiés ont une surface spécifique qui varie entre <1 et ~100 m²/g. Une
méthode basée sur la SIE a été proposée à cette fin. Le principe consiste à mesurer la
capacitance totale de l’électrode et de la convertir en valeur de surface réelle en utilisant
une valeur de capacité spécifique convenablement choisie. La méthode basée sur la SIE a
été contre-vérifiée par des méthodes courantes de détermination de surface active
(intégration de la charge UPD d’hydrogène, redissolution anodique du cuivre).
Cependant, ces méthodes ne s’appliquent pas à tous les matériaux de la présente étude
contrairement à la SIE. L’utilisation des MEC combinée à la détermination de la surface
réelle par SIE constitue une des contributions scientifiques originales de ce travail.
Ce travail a permis de conclure que les catalyseurs sous forme d’alliage (PtRualliage)
offrent de meilleures performances que leur équivalent composite (PtRuhss - hss pour
haute surface spécifique). En d’autres termes, le ruthénium doit être dispersé à l’échelle
atomique avec le platine pour être actif à l’électro-oxydation de l’éthanol. Cette
conclusion est un des points saillants de ce travail. Les densités maximales de courant
obtenues lors des expériences de chronoampérométrie sur ces catalyseurs de proportion
Pt:M 75:25 est la même indépendamment de la nature de M (Ru ou Sn). De plus, cette
étude démontre que les catalyseurs de PtSn ont besoin de subir une procédure d’activation
afin d’obtenir une densité de courant maximale. Les études SPX à différentes étapes de
l’activation laissent croire qu’un phénomène d’oxydation et de lixiviation de l’étain de
surface est en cause.


identifier: Vakili, Ahmad  (2012). Contributions to QoE management of live IP media.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en télécommunications, 215 p.

subject:
VVoIP
video quality
broadband network
internet
qualité vidéo
réseau à large bande

abstract:
Increased public access to broadband networks has led to a fast-growing demand for
Voice and Video over IP (VVoIP) applications such as Internet telephony (VoIP), video
conferencing, and IP television (IPTV). While the evaluation of Video (or Speech) communication
systems has been an important field for both academia and industry for decades,
the introduction of VVoIP systems has created a new set of issues that require new evaluation
methods. Moreover, since we have moved to a unique network for multiple services,
it has appeared that traditional QoS measures do not tell a sufficient story and the focus
has moved to end user’s perceptual quality. Perceived video quality is affected by distortion
caused by the encoder and the network impairments. The effect of these distortions
depends on different video specifications such as video content, video resolutions, etc., but
these parameters have not been widely used in existing perceptual video quality prediction
and management models.
The main goal of our research is the development of a control algorithm for perceptual
video quality for online video streaming applications. This aim has led to five main
contributions as follows:
• Investigation and improvement of packet loss probability estimation methods;
• Investigation and improvement of One Way Delay (OWD) estimation methods;
• Investigation of effects of packet/frame loss on multimedia/video quality according
to codec characteristics;
• Accurate (subjective) measurement of the perceived quality of videos with different
codec characteristics (Quantization parameter and frame-rate).
• Investigation of different video bit rate-controlling mechanisms/models to manage
the end user’s perceived quality and development of an algorithm to control the perceptual
video quality for video conferencing applications


identifier: Zhao, Haiguang  (2011). Synthesis and Characterization of High-quality Near Infrared-emitting Quantum Dots in an Organic Phase or in Water.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux, 179 p.

subject:
PbS/CdS
quantum dots

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
résumé peut être lue en PDF. Near infrared (NIR) emitting PbS quantum dots (QDs) have attracted much attention due to their unique size-dependent photophysical properties that are distinctly different from the corresponding bulk material. They are currently exploited for various applications, such as optoelectronics and biological sensors. To have significant impact in practical applications, they are required to show high quantum efficiency and good stability, such as photostability and colloidal stability, depending on targeted applications. It is still a big challenge to synthesize high-quality NIR-emitting QDs stable in an organic phase or in aqueous environments.
I firstly developed a simple and greener approach to synthesize high-quality PbS QDs in the organic phase. I investigated the effects of the reaction time, molar ratios of reactants, reaction temperature, capping ligands and purity of ligands and precursors on the growth of PbS QDs and how these synthetic conditions influence their structure and optical properties. Finally, the optimal synthesis conditions for high-quality PbS QDs emitting at varying NIR wavelengths were identified. Such synthesized PbS QDs show a quantum yield (QY) as high as 40% in the organic phase.
Aiming to enhance the QY of PbS QDs, the cation exchange approach was used to form PbS/CdS core/shell QDs. With this strategy, I was able to obtain a QY of 67% at optimal shell thickness of 0.7 nm. The shell composition was investigated in detail. As the experimental
identification of the shell composition of thin-shell QDs is difficult, experimental data and calculations were combined to give clues. Based on the comparison of band gap versus core size plots of different compositional models, it was found that the thin shell is primarily made of CdS. Furthermore, by developing a two-step cation exchange approach, the previous synthesis barrier was overcome and I achieved PbS/CdS QDs with various shell thickness. Owing to the preparation of a relatively thick shell, not only can the core/shell structure be easily observed by transmission electron microscopy (TEM), the characteristic absorption and emission of CdS can also be observed when shell thickness reaches 1.8 nm. Furthermore, X-ray diffraction (XRD) shows the overall diffraction pattern is basically the same as that of the CdS standard when the thickness of shell reaches 3.6 nm. The thick-shell QDs were further analyzed by performing energy dispersive X-ray spectrometry (EDX) in core and shell regions, respectively. It was found that Pb is absent in the shell region. All of these results consistently suggest that, in thick-shell PbS/CdS QDs, the shell is also made of CdS, instead of ternary PbxCd1-xS alloy. In addition to exhibiting significantly improved QY, importantly, these core/shell structured PbS/CdS QDs also show better photo- and thermal stability than the shell-free PbS QDs.
As-synthesized PbS QDs are insoluble in water. In order to disperse them into water, amphiphilic polymers of poly(maleic anhydride-alt-1-octadecene-co-poly(ethylene glycol)) (PMAO-PEG) were used as phase transferring agents. I firstly transferred the PbS QDs capped by oleylamine (OLA) ligands from chloroform into water via PMAO-PEG. The PbS QDs lose their photoluminescence (PL) in 5 minutes and change the size distribution from mono to double, attributed to ligand etching together with Ostwald ripening. These QDs further show self-selected size-dependent recovery of the PL with time, which was not reported before. After
thorough investigations, it was found that the decrease in the percentage of unpassivated surface atoms during aging explains the PL recovery behavior of the subset of smaller QDs stored in water, which is distinctly different from that of the subset of larger QDs. Realizing a significant role of ligands in the water transfer process, I further investigated the effect of different types of surface ligands on the structure and optical property of water-soluble PbS QDs encapsulated by amphiphilic polymers. Among all the samples, PbS QDs capped with oleic acid (OA)/trioctylphosphine show the highest QY (20% in water) and those capped by OA show the least spectral shift.
Overcoating PbS with a robust inorganic shell before water transfer may further improve the properties of PbS nanocrystals in aqueous solutions and minimize their dependence on the original capping ligands. I therefore applied a two-step strategy to synthesize water soluble PbS/CdS QDs. In the first step, I overcoated PbS QDs with CdS in an organic phase as aforementioned and in the second step, I transferred them into water via amphiphilic polymers. The CdS shell around the PbS core maintains the structural integrity of PbS nanocrystals and leads to a significantly higher QY in buffer as compared to that can be achieved with “bare” (without an inorganic shell) PbS QDs. Further improvement may be made by optimizing core/shell structures. By carefully varying the initial size of PbS QDs and finely tuning cation exchange experimental conditions, I am able to synthesize PbS/CdS core/shell QDs with a similar PbS core size of 4.4 ~ 4.5 nm yet different CdS shell thickness from 0.2 to 2.3 nm via a cation exchange approach. This enables me to study the effect of the shell thickness on the optical properties of these NIR emitting PbS/CdS core/shell QDs after their transfer from an organic solvent into water via PMAO-PEG. It was found that the QY of PbS core QDs (~4.5 nm in diameter) dispersed in water firstly increases with the increase of the shell thickness up to ~0.7 nm, reaching the maximum of 33%, due to better surface passivation and then decreases to 1.7% when the shell thickness reaches 2.3 nm. The decline in the QY is due to the formation of new defects with shell deposition. In contrast, as the CdS shell thickness increases, the amplitude of variation of QY, due to water transfer, decreases monotonically from 58% to 42%, because a thicker shell can endow the PbS core better protection from their environments. For the same reason, the photostability of PbS core QDs is steadily enhanced with increasing CdS shell thickness. It is clear that although the defects introduced during relatively thick shell deposition play a fundamental role in the absolute QY, they do not show any overwhelmingly negative effects on the variation of QY with environments and QD photostability. On the other hand, the colloidal stability of QDs in buffers containing different salt concentrations seems not affected by the shell thickness, quite possibly due to the same steric stabilization effect of the amphiphilic polymer in all the samples. Further investigation on a series of core/shell samples with different core size and different shell thickness confirms that ~ 0.7 nm is an optimal shell thickness for the various core sizes investigated herein, consistently yielding the maximum QY and reasonably good photostability.


identifier: Mercier, Julie  (2003). Caractérisation de l’influence de l’interleukine-13 sur la croissance tumorale.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maître en virologie et immunologie, 86 p.

subject: interleukine tumeur il 13

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce résumé peut être lue en PDF.Étant donné que 1'environnement péri-tumoral semble jouer un rôle prépondérant dans le développement de tumeurs et que la littérature suggère que l'inflammation serait bénéfique à la croissance tumorale, nous nous sommes intéressés à une cytokine anti inflanunatoire, soit l'IL-13 et nous avons étudié son influence dans le développement du lymphome. L'IL-13 est une protéine soluble sécrétée principalement par les cellules Th2 activées. Elle possède de nombreuses propriétés et fonctions biologiques similaires à une autre cytokine, l'IL-4 dû au partage d'une sous-unité commune de leur récepteur, soit la chaîne IL-4Ra.    Le patron d'expression  des récepteurs de l'IL-13  est toutefois plus restreint que celui de l'IL-4, notamment en ce qui a trait aux cellules T qui n'expriment pas de récepteur fonctionnel de l'IL-13.   Des études récentes réalisées au sein de notre laboratoire ont permis d'étudier l'effet in vivo de l'IL-13 sur le développement du lymphome.  En utilisant des transfectants stables de cellules de lymphome surexprimant de façon constitutive 1'IL-13  murine, nous avons ainsi démontré que le développement de tumeurs était supprimé de façon significative chez les souris ayant reçu ces cellules par  voie sous-cutanée et  intra-thymique comparativement aux souris ayant reçu  les cellules  témoins.      L'objectif    général   de   mon   projet   de   recherche    visait   à caractériser le mécanisme d'action  utilisé par  I'IL-13  pour  induire  une protection contre  le développement  tumoral.    En premier lieu, nous avons voulu mieux comprendre le pouvoir anti-tumoral de l'IL-13.   Nous avons, pour  ce faire, réalisé des expériences de prolifération à partir de splénocytes murins fraîchement isolés placés en culture  avec des cellules de  lymphome afm de déterminer 1'effet de  l'IL-13  sur  la prolifération des cellules du système immunitaire.  En second lieu, nous avons ciblé les cytokines et les mécanismes susceptibles d'être  modulés par l'IL-13.   En comparant l'activité in vivo de lymphomes témoins ou surexprimant l'IL-13, nous avons démontré que la migration des différentes populations leucocytaires dans l'environnement  péri tumoral n'était  pas modulée de façon significative par la présence de l'IL-13.   Des résultats similaires ont été obtenus dans le cas de 1'expression des gènes reconnus comme étant impliqués dans l'invasion tumorale, notamment les gènes codant pour les métalloprotéases de la matrice (MMPs) et les médiateurs de l'inflammation tels que le

TNFa. et l'IL-IB.    Suite à ces résultats, nous avons développé un protocole d'analyse génomique nous permettant d'analyser de façon plus globale les gènes susceptibles d'être modulés par cette cytokine et ce, au niveau des cellules péri-tumorales. Plusieurs gènes dont l'expression était modulée par l'IL-13 ont ainsi pu être identifiés. Finalement, nous avons déterminé si le pouvoir anti-tumoral de I'IL-13 était restreint au lymphome ou si cet effet protecteur contre le développement tumoral pouvait être observé chez d'autres types de cancer.  Pour ce faire, des transfectants stables de carcinome mammaire murin
4Tl  surexprimant constitutivement I'IL-13 ont été générés.  Nos résultats ont démontré que l'IL-13 ralentit de façon significative la croissance de tumeurs mammaires, de même que leurs métastases. Finalement, nous avons développé un vecteur adénoviral exprimant l'IL-13 capable d'infecter  les cellules lymphomateuses, ce qui nous permettra éventuellement d'évaluer l'effet thérapeutique de I'IL-13 via I'injection intra-tumorale de
ce vecteur.


identifier: Masri, Nabil  (2003). Exploration de la spécificité de subtrat des glycosides hydrolases du clan GH-A.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 145 p.

subject: saccharide glycoside hydrolase enzyme

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce résumé peut être lue en PDF.Les glycosides hydrolases sont des enzymes hydrolysant les liens glycosidiques contenus entre des unités saccharidiques ou entre une unité saccharidique et un groupement aglycone. La classification de ces enzymes se fait en familles et en clans dans lesquels on retrouve des enzymes ayant une structure tertiaire similaire, un même mécanisme d'hydrolyse, mais une spécificité de substrat qui peut être très variée. Le clan GH-A est le plus diversifié des 12 clans existants. En tout, 32 substrats différents sont hydrolysés  par  les  enzymes  de  ce  clan  malgré  un  repliement  commun  de  type tonneau-(p/a.)8.  Afin d'identifier  des éléments structuraux gouvernant la spécificité de substrat des enzymes du clan GH-A, la structure tridimensionnelle de la xylanase 1OA de Streptomyces lividans a été superposée par modélisation moléculaire avec les autres structures disponibles de ce clan. De là, 16 positions ont été identifiées comme potentiellement impliquées dans la spécificité de substrat chez les glycosides hydrolases du clan GH-A. Six mutations ont été introduites par PCR dans le gène de la xylanase 1OA et les gènes résultant ont été exprimés chez S. lividans. Après purification, les enzymes mutantes ont  été  comparées  à  l'enzyme  sauvage  au  niveau  du  point  isoélectrique apparent, du profil de  masse moléculaire, du spectre de dichroïsme circulaire, de la dénaturation thermique, du spectre de fluorométrie ainsi que de l'activité spécifique et du profil d'hydrolyse en présence de divers substrats. En présence de laminarin, un polysaccharide constitué de molécules de glucose unies par des liens p(1 3), la mutation V202F a provoqué une augmentation d'activité  spécifique de 1,86 fois relativement à l'enzyme sauvage. De plus, le profil d'hydrolyse a montré qu'en présence de p-glucan et de lichenane, deux polysaccharides composés de molécules de glucose unies par des liens
B(1-3) et B(1-4), la protéine mutante V202F libère des oligosaccharides que l'enzyme sauvage ne libère pas. Pour sa part la double mutation R275A/S276W a fait augmenter l'activité spécifique de 1,66 et 2,07 fois en présence respectivement de p-glucan et de lichenane relativement à l'enzyme sauvage tout en ayant le même profil d'hydrolyse.


identifier: Chakrabartty, Joyprokash  (2013). Multiferroic materials as active elements for photovoltaic devices.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'énergie et des matériaux, 88 p.

subject:
photovoltaïque
matériel multiferroïque
champs électriques

abstract:
The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due
to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract. The discovery of bulk photovoltaic (BPV) effect in multiferroic (MF) materials has opened
new perspectives in the field of photovoltaics (PV), because the photogenerated charge carriers
are separated by an electric field which is not bound to a specific site, or interface. Instead, the
mechanism of carrier separation in MFs relies on the electric field created by the spontaneous
polarization present in the non-centrosymmetric material. Additionally, when the characteristic
dimension of the material is decreased down to nana scale, for example in a multiferroic thin
film, the polarization-induced electric field is even more intense. Thus, MF materials eliminate
the need for n-p junctions that are usually employed in conventional semiconductor PV devices.
However, the electrical power conversion efficiency (PCE) of BPV effect-based devices under
sun light illumination is poor, and to date still not comparable with the conventional n-p junction
based PV devices. The main reason for this is the low bulk photoconductivity of oxide based
MFs, since the BPV originates in the ferroelectric properties, and ferroelectrics are insulating in
nature. Therefore, the ultimate challenge in developing competitive devices using the BPV effect
is to improve the conductivity by preserving the built-in spontaneous polarization of such type of
material. Nonetheless, the energy band gap of MFs (~1.2-2.7 eV), an important parameter for
photo carrier separation, is smaller than ferroelectric materials (~3-4 eV). Therefore, we
dedicated our work to the development of novel MF materials or heterostructures that would
result in PV devices with competitive PCE.
In first part of our work we developed a multi-stacking scheme, more specifically a
heterostructure based on several BiFe03/BiCr03 (BFO/BCO) epitaxial bilayers grown by pulsed
laser deposition (PLD) onto (100)-oriented LaAI03 (LAO) substrates coated with conductive
CaRu03 (CRO) buffer layers. When used as active layers in PV devices, these heterostructures
showed a remarkable PCE of ~0.01 % when illuminated with 1 sun (AM 1.5G). The fill factor
(FF) was determined to be 31 %, a prominent value for both ferroelectric- and MF-based devices.
Our results demonstrate that photocurrent density and photovoltage can be tuned by varying the
thickness and number of bilayers, opening new perspectives for the design of novel MF
heterostructures with improved PV properties, tuned via engineered interfacial layers.
In the second part, we focused our efforts to the study of the BPV effect in thin films of BiMn-
O material system. The films were again grown by PLD on (111) oriented Niobium doped
SrTi03 single crystal substrates. Detailed X-ray diffraction studies show that the films consist of
two main phases, the perovskite BiMn03 (BMO) with a (111)m orientation, and Mn304 phase
having the (101)t orientation. As revealed by Ф-scan measurements, both phases are epitaxially
grown onto substrates. For PV tests we deposited transparent tin doped indium oxide (ITO) top
electrodes, and we illuminated the devices using a sun simulator (AM 1.5G). Our findings show
that the elemental Bi/Mn ratio in the films controls the magnitude of the photovoltage and
photocurrent. Higher Bi/Mn ratio results in an increased PCE, and we obtained a maximum PCE
of ~0.1 % for the Bi/Mn ratio of 0.82. Film-electrode interfacial effect, modulated by ferroelectric
polarization of the film has employed as a model to describe the observed PV phenomena.


identifier: Dubey, Girjesh  (2011). Molecular modulation of surface electrical conduction in silicon.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux, 229 p.

subject: silicone semi-conducteurs

abstract:
The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due
to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract.Adsorption of charged or polar species on semiconductor surfaces can modulate the
electrical properties through long-range field effects. Hydrogen-terminated silicon-on-
insulator (SOI-H) is an interesting model system for investigating this sensitivity to
surface processes. Sheet resistance, Hall effect, and accumulation mode pseudo-
MOSFET measurements have been used to probe molecular adsorption and reaction
events on SOI-H.
The sheet resistance of SOI-H increases significantly with time in ambient air,
due to depletion of majority carriers caused by oxidation. Physisorbed water further
modulates the conductivity, inducing downward band bending and accumulation of
majority carriers on n-doped films, without changing the carrier mobility significantly.
Adsorption of water in a controlled vacuum system is found to strongly and reversibly
increase the conductivity of both n-type and p-type SOI-H substrates. These conductivity
changes can be attributed to water induced field effects that lead to accumulation of
majority carriers on n-type and the formation of a minority carrier channel (inversion) on
p-type substrates. The surface charge densities required to account for these effects are on
the order of ~1011 q•cm-².
Pyridine adsorption in the torr range gives rise to similar yet stronger reversible
conductivity modulation effects as compared with water (several fold) on both n-type and
p-type substrates, inducing positive surface charges of the order 1011-1012 q•cm-2. The
ability of pyridine, water and other nitrogen containing molecules such as ammonia and
triethylamine to reversibly bias p-type surfaces into inversion demonstrates a new type of
molecular triggered electronic switch where adsorption is used to reversibly gate
transport through the silicon substrate.
In addition to conductivity/Hall Effect observations, the current-voltage
characteristics of SOI-H pseudo-MOSFET n-channel devices are also found to be
sensitive to the environment. The accumulation threshold voltage, or flat-band voltage,
exhibits large reversible changes upon cycling between ambient atmosphere, high
vacuum and exposure to water and pyridine vapour at pressures in the torr range. Both
these adsorbates shift the flat band potential to more negative values, consistent with their
ability to act as effective electron donors. The field-effect mobility is found to be
comparatively less affected through these transitions. Adsorption of the well known
electron acceptor tetracyanoethylene (TCNE) is shown to cause depletion, with ppm
levels of TCNE vapour in ambient atmosphere found to rapidly decrease the saturation
current by over two orders of magnitude. The effect is only partially reversible on the
hydrogen terminated surface, due to the accumulation of strongly bound TCNE
molecules on the surface. In addition, oxidation of the H-terminated surface is seen to
result in irreversible shifts in both the flat-band voltage and field-effect mobility. In order
to passivate the surface from these irreversible processes, a photochemical gas phase
reaction with decene was used to form a decyl monolayer on the SOI(100)-H surface.
Formation of this monolayer is found to result in a relatively small shift of threshold
voltage and only a slight degradation of the field effect mobility. Decyl passivation only
slightly decreases the response of the FET to TCNE adsorption while significantly
improving the reversibility of the response. These results suggest that alkyl monolayer
dielectrics formed by the gas phase photochemical method can function as good
passivating dielectrics in field effect sensing applications.


identifier: Yahya, Rabia  (2011). L'étude et la réalisation des antennes ultra large bande à double polarisation.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en télécommunications, 95 p.

subject:
antenne
ULB
largeur de bande
planète
technique
conception
double polarisation

abstract:
Ce mémoire est le fruit des recherches effectuées dans le cadre du programme de maîtrise en télécommunication à l'Institut national de la recherche scientifique (INRS-ÉMT). L'objectif principal de ce travail consiste à concevoir et à réaliser des antennes ultra large bande qui servent à améliorer la qualité de service des systèmes de communication sans fil pour bien satisfaire les besoins croissants des utilisateurs. Par conséquent, de nouvelles antennes ultra large bande bipolarisées ont été conçues et fabriquées. Ces antennes sont capables d'émettre et de recevoir des signaux sur deux polarisations orthogonales à traves une large bande de fréquences [3.1-10.6 GHz], avec un niveau d'isolation entre les ports qui garantit une bonne séparation entre les deux polarisations, sans affecter la symétrie des structures qui assure la similarité du rayonnement sur chaque polarisation.

Avant d'exposer les résultats des études numériques et expérimentales des prototypes proposés, une revue des différentes techniques et procédures principales qui servent à concevoir les antennes ultra large bande et les antennes ULB à double polarisation est présentée dans le premier chapitre. Le deuxième chapitre présente la procédure de conception des antennes proposées ainsi que les différents paramètres qui nous permettent d'apprécier leurs capacités. Le dernier chapitre traite les résultats des mesures effectuées afin de valider les prototypes conçus ainsi qu'une brève comparaison entre les résultats des mesures et ceux obtenus par les simulations. En résumant, trois antennes ULB à deux polarisations orthogonales basées sur la technologie CPW et leurs résultats de simulations et de mesures sont présentés dans ce mémoire, ce qui prouve certainement que les objectifs de recherche sont atteints.


identifier: Zhang, Jianming  (2013). Gold nanoparticles for catalytic and potential biological applications.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux, 178 p.

subject:
nanoparticules d’or
propriétés catalytiques
chimie
modification de surface
irradiation laser
Pulsed Laser Ablation in Liquid (PLAL)

abstract:
The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due
to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract.Gold nanoparticles (AuNPs) have attracted much attention in many applications due to their unique physical and chemical properties, which the bulk material does not possess. Generally, two main approaches can be used for synthesis of AuNPs, namely chemical and physical methods. The chemical reduction method is the most widely used synthesis technique. It involves using various chemical precursors, such as Au salt and a reducing agent. Au ions are reduced to Au atoms followed by the growth of NPs. The laser ablation approach is one of the most used physical synthesis methods, such as pulsed laser ablation in liquid (PLAL), where NPs are synthesized via laser ablation of a solid target placed in a liquid medium without addition of chemicals.
AuNPs based nanomaterials used as catalyst have shown highly active catalytic properties in many reactions, such as selective hydrogenation of organic molecules, carbon monoxide (CO) oxidation, and the water-gas shift reaction. The catalytic activity of AuNPs is strongly dependent on their surface chemistry. Various Au-based nanostructures have been successfully synthesized by chemical methods, however, the surface features of AuNPs prepared by these chemical approaches are not optimal for catalysis, due to the existence of surface stabilizing molecules or tightly adsorbed reaction residues, which exerts a “barrier” effect to catalysis or poisons the catalyst. Therefore, AuNPs with relatively “bare and clean” surfaces are highly desired for catalysis. The unique relatively “bare and clean” surface of AuNPs prepared by PLAL makes them a good candidate for catalysis. However, this potential of applications of PLAL-AuNPs in the field of
catalysis is still not explored. It is therefore of great interest to investigate the catalytic properties of
PLAL-AuNPs and the influence of their surface chemistry on catalysis.
AuNPs have also been widely used in the field of biological research. In these applications,
small and toxic-chemical-free colloidal AuNPs are highly desired. Nonetheless, the colloidal
stability and molecule adsorption ability of the AuNPs are two primary properties for their
biological application development, which highly depend on the surface chemistry of AuNPs.
Unfortunately, the chemical synthesis of very small AuNPs (less than 10 nm) involves the use of
toxic chemicals which renders them unsuitable for biological applications. Another laser technique
─ laser irradiation, which combines chemical reduction and laser methods, is suitable for synthesis
of “green” Au colloids with very small sizes. Interestingly, laser irradiation introduces novel surface
chemistry to chemically synthesized AuNPs, such as surface oxidation. The effect of the surface
chemistry variation introduced by laser treatment on NP colloidal stability and amine molecule-
AuNP interaction has not been investigated so far.
The work performed in this thesis was therefore driven by two main objectives: 1) PLAL and
chemical synthesis of Au and PtAu NPs and characterization of their catalytic properties and 2)
investigation of the surface modification of chemically synthesized Au NPs by laser irradiation and
its influence on Au colloidal stability and amine-AuNP interaction. The results obtained in this work
are summarized in two sections as follows.
In the first section, the synthesis and catalytic property of AuNPs prepared using the PLAL
technique are investigated. To do so, I prepared a novel nanostructured catalyst, composed of small
(~5 nm in diameter) and uniform AuNPs and ceria nanotubes (CeO2 NTs). AuNPs with relatively
“bare and clean” surfaces fabricated by PLAL on a bulk Au target in pure water are efficiently
assembled onto the surfaces of CeO2 NTs without performing any surface functionalization of either
component to promote their coupling, thanks to the presence of the –OH groups (that do not block
catalysis) on the surfaces of PLAL-AuNPs. The model reaction of reducing 4-nitrophenol to 4-
aminophenol catalyzed by our PLAL-AuNP/CeO2-NT catalyst exhibits a remarkably higher reaction
rate than the reaction catalyzed by other supported Au catalysts reported recently by other groups.
Meanwhile the study of the effect of surface chemistry on catalysis shows that the catalytic
activity of the PLAL-AuNP/CeO2-NT catalyst is much higher in comparison to that of similar
catalysts composed of chemically prepared AuNPs (Chem-AuNPs) and/or commercially available
CeO2 powder as support. Its superior catalytic activity is found to be due to the unique, relatively
“bare” surface of the PLAL-AuNPs as well as oxidized Au species induced by the strong interaction
between the “barrier-free” surface of PLAL-AuNPs and surface defects (oxygen vacancies) of CeO2
NTs. The important role of the unique surface chemistry of PLAL-AuNPs in catalysis was further
demonstrated in the CO oxidation reaction in the gas phase. Our results suggest that the use of
PLAL-AuNPs enables easy and efficient attachment of AuNPs onto the surface of the CeO2 NTs
and their unique combination leads to the development of highly efficient catalysts.
In order to overcome the aggregation issue induced by centrifugation when recycling AuNPs
during catalysis, and to expand the application of PLAL-AuNPs for catalysis in liquid phases, I
further developed a novel in situ recyclable AuNP catalyst for 4-NP reduction using PLAL-AuNPs
and CO2-switchable polymers. The surface of PLAL-AuNPs is relatively “bare and clean” and
therefore favours easy surface functionalization. I modified the surfaces of PLAL-AuNPs by
coupling a thiol-terminated poly(N,Ndiethylaminoethylmethacrylate) (SH-PDEAEMA) with Au, to
form CO2-switchable AuNPs (PDEAEMA-AuNPs). The structure of PDEAEMA polymer was
rationally designed to enable its robust attachment to the NP surface, yet limit the number of
polymers that can be anchored onto the NP surface. So the possible, negative “blocking” effect on
the catalytic active sites of AuNPs is limited. The dispersion status of PDEAEMA-AuNPs in
aqueous solution can be easily tuned by simply bubbling CO2 or expelling CO2 from solution using
N2 bubbling, inducing novel in situ recyclable AuNPs in liquid. The PDEAEMA-AuNPs were used
as a catalyst in a model catalytic reaction of 4-nitrophenol reduction and compared with the PLAL-
AuNPs without polymer functionalization and the Chem-AuNPs. Results show that the limited
amount of PDEAEMA on the AuNP surface doesn’t noticeably reduce the catalytic activity. More
interestingly, this novel catalyst can be easily separated and re-dispersed in solution by CO2 gas-
switching and exhibits better colloidal and catalytic stability during successive reactions than
PLAL-AuNPs and similarly sized AuNPs synthesized by the conventional chemical reduction
approach (Chem-AuNPs).
In order to further enhance the catalytic activity of PLAL-AuNPs, it is highly interesting to
alloy Au with other transition metals, e.g., platinum (Pt) because of the possible synergistic effect of
the alloy structure in catalysis. Using a modified PLAL technique, stable PtAu alloy colloids with a
wide range of compositions were prepared successfully on novel metal-mixture targets in water,
which are made by compression molding a mixture of Pt and Au powders at different ratios. The
concentration of Pt in the alloys can be tuned by varying the Pt/Au ratio in the targets, and their
composition basically follows that of their corresponding targets. The effect of aqueous solution pH
and ablating laser fluence on the formation and structure of alloy NPs was further investigated. It is
found that PtAu alloy colloids of identical composition can be achieved over a pH range extending
from 4.0 to 11.0 and at fluences varying from 4 to 150 J cm-2 as long as targets of the same
composition are used. This finding suggests that alloy formation is essentially insensitive to both
factors in certain ranges and the method developed herein for the alloy NP formation is quite robust.
Moreover, the surface composition, estimated from electrochemical measurements, is identical to
the overall composition of the NPs estimated from Vegard’s law and X-ray diffraction data, which
is a strong indication of the uniform composition on the surface and in the interior of these alloy
NPs.
The as-prepared PtAu alloy NPs were assembled onto CeO2 nanotubes (NTs) to form hybrid
nanocatalysts for 4-NP reduction. As demonstrated in the PLAL-AuNP/CeO2 study, the unique
surface features of alloy NPs resulting from PLAL are mainly responsible for their robust adsorption
onto the NTs, without any additional surface functionalization to either component. The as-prepared
PtAu alloy NPs exhibit exceptional catalytic activity for the reduction of 4-nitrophenol. All PtAu
alloy NPs, and in particular the Pt50Au50 sample, outperform the activity of monometallic PLAL-Pt,
AuNPs and their mixture, and even outperform most AuNPs reported. Remarkably, the alloying of
Au with Pt enhances the catalytic activity by means of a synergistic effect.
In the second section, chemically pre-synthesized AuNPs were treated using a laser irradiation
technique, and then the effect of the surface chemistry variation introduced by laser treatment on the
colloidal stability of NPs and amine molecule-AuNP interactions was investigated.
First, monodisperse, AuNPs with diameter ~5 nm were prepared at a relatively high
concentration by optimized laser irradiation (without the involvement of any hazardous chemicals)
on 20-nm AuNPs synthesized chemically via the “green” Frens method. The citate concentration
shows an effect on the final particle size and shape during laser treatment. AuNPs after laser
irradiation demonstrate a significant improvement in colloidal stability as compared to similarly
sized Chem-AuNPs prepared by a purely chemical approach which involves the use of hazardous
NaBH4. The stability has been investigated by adjusting the dielectric constant and ionic
concentration of the colloidal solutions. The observed enhanced colloidal stability is confirmed by a
significant increase in the Zeta potential of the Au colloids and could be explained by the oxidation
of gold surface under laser irradiation. The enhanced stability is a key property for the use of AuNPs
in many applications and this study reveals the potential of the laser irradiation treatment (free of
hazardous chemicals) for the production of highly-stable ultra-small AuNPs.
Then, I investigated the surface chemistry and surface functionality variation introduced by
laser irradiation. The effect of the surface chemistry variation of AuNPs on the AuNP-amine (-NH2)
interaction was investigated via conjugating an amine probe ─ 1-methylaminopyrene (MAP)
chromophore ─ with three Au colloidal samples of the same particle size yet different surface
chemistries. The surfaces of laser-irradiated and ligand-exchanged-irradiated AuNPs are covered
with acetonedicarboxylic ligands (due to laser-introduced citrate oxidization) and citrate ligands,
respectively, and both surfaces contain oxidized Au species which are essentially lacking for the
citrate-capped AuNPs prepared by the pure chemical approach. Both laser irradiated samples show
inferior adsorption capacity of MAP as compared with the purely chemically prepared AuNPs.
Detailed investigations indicate that MAP molecules mainly complex directly with Au atoms via
Au-NH2R bonds, and the oxidation of the AuNP surface strongly influences the ratio of this direct
bonding to the indirect bonding originating from the electrostatic interaction between protonated
amine (-NH3
+) and negatively charged surface ligands. The impact of the oxidized AuNP surface
associated with the laser treatment is further confirmed by an aging experiment on AuNP-MAP
conjugation systems, which straightforwardly verifies that the surface oxidation leads to the
decrease in the MAP adsorption on AuNPs.


identifier: Caron, Antoine  (2014). Impacts des contaminants inorganiques sur les capacités métaboliques des anguilles jaunes d'Amérique et d'Europe.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 113 p.

subject:
anguille jaune
contaminant inorganique
foie
muscle
citrate synthase
cytochrome C oxydase
lactate déshydrogénase
pyruvate kinase
glucose-6-phosphate déshydrogénase

abstract:
Les anguilles d'Amérique (Anguilla rostrata) et d'Europe (Anguilla anguilla) ont vu leurs
populations décliner de façon très importante depuis les années 1980. Comme pour d'autres
facteurs (surpêche, obstacles à la migration, changements du climat et des courants marins), la
contamination semble jouer un rôle dans les déclins observés. En particulier, des effets sur
l'activité d'enzymes liées aux différentes capacités métaboliques peuvent ainsi se traduire par
une influence sur la croissance, la capacité de nage, les capacités respiratoires, et l'accumulation
de réserves énergétiques, et possiblement contribuer à compromettre leur migration et/ou leur
reproduction dans la mer des Sargasses. Dans le cadre du projet IMMORTEEL, la présente étude
avait pour but de déterminer si les contaminants inorganiques accumulés dans le foie et le muscle
(Cd, Cu, Zn, Ag, As, Pb, Cr, Ni, Se et Hg) pouvaient affecter les capacités métaboliques des
deux espèces d'anguilles au stade jaune. Les mesures d'activités d'enzymes du foie et du muscle
associées aux capacités aérobies (citrate synthase, CS; cytochrome C oxydase, CCO), aux
capacités anaérobies (lactate déshydrogénase, LDH), aux capacités glycolytiques (pyruvate
kinase, PK) et au métabolisme des lipides (glucose-6-phosphate déshydrogénase, G6PDH) ont
alors été faites. Dans le foie d'A. rostrata, les plus fortes corrélations obtenues indiquent que la
PK et la CS sont liées positivement au Zn et au Pb respectivement, tandis que la G6PDH et la
LDH sont principalement affectées négativement par l'Ag et le Ni respectivement. Au niveau du
muscle, la PK, la CS et la CCO sont toutes affectées particulièrement par le Hg, même si seule la
PK montre une corrélation positive. Du côté d'A. anguilla, la PK et la CS du foie sont toutes
deux affectées par le Pb, mais de manière positive et négative respectivement, puis la LDH est
liée négativement au Zn. Dans le muscle, la PK et la LDH montrent des corrélations négatives
avec l'As et le Se respectivement, puis la CS et la CCO sont toutes deux principalement liées
positivement à la contamination en Zn. Par ailleurs, les résultats indiquent aussi que la
concentration en protéines semble être liée aux variations d'activités enzymatiques observées
dans le foie et le muscle des deux espèces d'anguilles, mais jamais de façon systématique pour
une enzyme ou une espèce donnée. Enfin, la masse est aussi fortement liée de façon positive aux
capacités aérobies du muscle (CS et CCO), et ce pour les deux espèces d'anguilles. Les résultats
indiquent donc que la plupart des contaminants inorganiques dosés ont des effets sur les
capacités métaboliques des deux espèces.

American (Anguilla rostrata) and European (Anguilla anguilla) eels have experienced severe
population declines since the 1980s. Along with other factors (overfishing, turbines, dams and
migration obstacles, climate and ocean sea currents changes), chemical contaminants may play a
key role in the observed declines. Effects of contaminants on the activity of enzymes associated
with specific metabolic capacities may influence growth, swimming capacity, respiratory
capacities and energetic reserves accumulation of the eels, and ultimately compromise their
migration and/or reproduction in the Sargasso Sea. As a part of the IMMORTEEL project, the
present study aimed to determine whether inorganic contaminants (Cd, Cu, Zn, Ag, As, Pb, Cr,
Ni, Se and Hg) accumulated in liver and muscle could have an effect on the metabolic capacities
of both species in their yellow stage. Enzyme activity measurements were performed for aerobic
capacities (citrate synthase, CS; cytochrome C oxidase, CCO), anaerobic capacities (lactate
dehydrogenase, LDH), glycolitic capacities (pyruvate kinase, PK), and lipid metabolism
(glucose-6-phosphate dehydrogenase, G6PDH). In liver of A. rostrata, the strongest correlations
obtained indicate that PK and CS are positively related to Zn and Pb, respectively, while G6PDH
and LDH are principally negatively related to Ag and Ni, respectively. In muscle, PK is
positively correlated to Hg, while CS and CCO are negatively correlated to Hg. For A. anguilla,
liver PK and CS are positively and negatively related to Pb, respectively, and LDH is negatively
related to Zn. In the muscle, PK and LDH show negative correlations with As and Se,
respectively, while CS and CCO are both positively correlated to Zn concentrations. Otherwise,
results indicate that protein concentration seems to be linked to the enzyme activity variations
observed in liver and muscle of both eel species, but not in a systematic way for a given enzyme
or species. Finally, weight is also strongly associated to the aerobic capacities (CS and CCO) of
both species. AU these results allow us to believe that most of the inorganic contaminants studied
have effects on the metabolic capacities of both eel species.


identifier: Negandhi, Karita  (2014). Les émissions de gaz à effet de serre et les communautés microbiennes des mares associées au dégel du pergélisol dans l'Arctique.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 172 p.

subject:
méthane
CH4
dioxyde de carbone
C02
méthanogènes
méthanotrophes
carbone
mares thermokarstiques
mares de dégel
pergélisol
Arctique

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de
ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce
résumé peut être lue en PDF. Plusieurs mares dans l'Arctique sont associées au dégel du pergélisol, incluant les mares
thermokarstiques générées par le réchauffement accéléré du climat et l'érosion du pergélisol.
L'étendue de leur couverture spatiale et les propriétés limnologiques de ces mares sont
préoccupantes parce qu'elles émettent une quantité substantielle mais variable de gaz à effet de
serre (GES). À l'Île Bylot, les mares polygonales et les mares allongées sont deux formations
géomorphologiques courantes du paysage des polygones en coins de glace. Cette thèse explore
la possibilité que ces différentes formations influencent les émissions de GES par l'entremise de
leurs propriétés limnologiques et leurs assemblages microbiens distincts. Les concentrations de
GES dissous dans les mares ont été mesurées sur trois ans et variaient de 1.8 à 609 IJM pour le
dioxyde de carbone (C02), et de 0.1 à 25 µM pour le méthane (CH4). Les émissions des mares
allongées étaient systématiquement plus élevées que celles des mares polygonales pour le CO2
(+17.0 comparé à -1.7 mmol m-2 d-1) et pour le CH4 (+0.7 par rapport à +0.2 mmol m-2 d-1). Les
analyses multivariées indiquent que les différences de production de GES selon la formation
géomorphologique sont expliquées par les communautés bactériennes des sédiments et les
sources de carbone. D'autres facteurs, incluant la structure de archées et communautés
pélagiques de bactéries, n'étaient pas nettement séparés, à travers la diversité de l'UTO et leurs
fonctions inférées, en fonction des formations géomorphologiques. Pour ce qui est des
communautés bactériennes, il y avait proportionnellement plus de méthanotrophes
(consommateurs de CH4) ainsi que des signatures isotopiques δ13C-C02 et δ13C-CH4 indiquant
une plus grande oxydation du CH4 dans les mares polygonales, et ultimement des émissions plus
faibles de CH4 par comparaison aux mares allongées. La présence de méthanotrophes semble
réguler les concentrations en CH4 et ainsi leurs émissions, avec une relation négative entre les
concentrations dissoutes de CH4 et le nombre de méthanotrophes (1 - 20%) dans les sédiments
de surface (r=-0.895, P=0.040), tandis qu'aucune relation n'existe avec les méthanogènes (r=-
0.331, P=0.669). Les sédiments des mares allongées, soumis expérimentalement à des
températures plus élevées (+5°C), ont démontré une augmentation de la production en CO2 et
CH4. Les communautés bactériennes des sédiments sont devenues plus diversifiées à
température plus élevée, mais sans augmentation des méthanotrophes, ce qui pourrait expliquer
l'augmentation de production nette de CH4. En général, les mares allongées semblent
prédisposées à une production de GES plus élevée et provenant d'une source de carbone plus
grande et plus ancienne, et ainsi ont le potentiel d'agir plus directement sur le climat global. De
plus, leurs propriétés géomorphologiques instables empêchent l'établissement de tapis
microbiens de cyanobactéries qui puisent efficacement le CO2 et produisent de l'O2. Ainsi ses
mares abritent moins de méthanotrophes pour oxyder le CH4, et une communauté bactérienne
pouvant soutenir une production accrue de CH4 en réaction au réchauffement planétaire.

The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due
to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract. Under a warming climate, thermokarst and thaw ponds formation is associated with thawing
permafrost. The extent and characteristics of these ponds is of concern because they emit
substantial, but highly variable greenhouse gases (GHG). On Bylot Island, polygonal and runnel
ponds originate from two different geomorphological formations. In this thesis, the possibility that
the different geomorphological formations influence GHG emissions through distinct limnological
properties and microbial assemblages was explored. The dissolved GHG concentrations in the
ponds was measured over 3 years and varied from 1.8-609 µM for carbon dioxide (C02), and 0.1-
25 IJM for methane (CH4). Runnel ponds had consistently higher emissions than polygonal ponds
for CO2 (17.0 compared to -1.7 mmol m-2 d-1) and for CH4 (0.7 compared to 0.2 mmol m-2 d-1).
Using multivariate analysis GHG production differences between the geomophologically distinct
ponds was explained by differences in the sediment bacterial community and carbon (C)-source.
Other factors including sediment archaeal communities and water bacterial communities did not
have clear a separation, through OTUs diversity and inferred functions, between pond formations.
For the bacterial communities, there were proportionally more methanotrophs (CH4 consumers) in
the polygonal ponds along with δ13C-C02 and δ13C-CH4 signatures indicating CH4 oxidation, and
ultimately less CH4 released into the water compared to runnel ponds. Occurrence of
methanotrophs seems to regulate CH4 concentrations, with a negative relationship between
dissolved CH4 concentrations and the number of surface sediment methanotrophs (1 - 20%, r=-
0.895, P=0.040), compared to no relationship with methanogens (r=-0.331, P=0.669). Runnel
pond sediment, experimentally subjected to warmer temperatures (+5°C) showed increased CO2
and CH4. The sediment bacterial communities become more diverse under increased
temperature, but with no increase in methanotrophs, possibly explaining the increase in CH4
production. Overall runnel ponds seemed to be predisposed to higher and more climate-relevant
GHG production through access to larger and older carbon supplies. In addition, their
geomorphological origin allows for an absence of cyanobacterial mats to take up CO2 and produce
O2, fewer methanotrophs to oxidize CH4, and a bacterial community supporting increased CH4
production in response to a warming climate.


identifier: Millette, Mathieu  (2003). Études d’immobilisation de bactéries lactiques et de leurs métabolites comme moyen de contrôle de microorganismes pathogènes dans les viandes.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 174 p.

subject: bacterie lactique metabolite microorganisme pathogene viande

abstract:
La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce résumé peut être lue en PDF.En 1996, l'industrie de la viande et des produits camés était la plus grande de toutes les industries de transformation alimentaire du Canada avec un chiffre d'affaires de
10.2 milliards de dollars.   Cependant, les intoxications alimentaires rendent malades environ 76 millions de personnes annuellement aux États-Unis, dont 325 000 nécessitant une hospitalisation, et provoquant 5 000 morts. Afin de prévenir ces empoisonnements, l'utilisation des bactéries lactiques (BAL) a été envisagée.    Les BAL sont des microorganismes utilisés couramment dans l'industrie alimentaire, entre autre pour la fabrication de yogourt, de lait acidulé, de saucissons, de choucroute.    Depuis de nombreuses années, les propriétés des BAL ont été étudiées.  Elles aident à améliorer la dégradation du lactose, à prévenir la diarrhée du voyageur et surtout, elles possèdent un puissant pouvoir antimicrobien.

Nous avons encapsulé la bactérie Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454 dans une matrice biodégradable et comestible d'alginate  de calcium et  de  protéines laitières. Une modification du « agar spot test » a été apportée afin de vérifier la capacité antimicrobienne in  vitro des billes contenant des BAL contre diverses  souches indicatrices bactériennes.   De plus, une cinétique de la production de nisine a été effectuée à l'aide de ce test.  Cette étude a démontré que Lactococcus lactis sous-espèce lactis ATCC 11454 encapsulée conservait sa capacité de produire de la nisine alors que son spectre d'inhibition est demeuré inchangé.  L'activité de la bactériocine contre les souches indicatrices à  l'essai  ne se trouvait pas non plus diminuée.   Il a aussi été démontré que seulement 4 heures d'incubation sont nécessaires à des BAL immobilisées et incubées à 35°C pour produire une quantité suffisante de nisine afin d'inhiber  la croissance de Staphylococcus aureus.

Des billes de Lactococcus lactis ont aussi été ajoutées dans des échantillons de bœuf haché contaminé par S. aureus. L'étude a démontré clairement qu'il est possible de
protéger le bœuf haché d'une contamination opportuniste pouvant survenir dans le cas de
fluctuation de température, c'est-à-dire lorsque la température de réfrigération n'est pas
maintenue entre 2°C et 4°C, mais qu'elle est supérieure (7°C).  En effet, la croissance de S. aureus fut beaucoup ralentie par la présence d'une culture de départ composée de L.lactis autant libres qu'encapsulées.  De plus, il fut aussi possible de ralentir la croissance de ce même pathogène à 35°C.  Des essais de microencapsulation ont permis de ralentir la croissance de S. aureus autant à 35°C qu'à 7°C.  Il a même été observé que les BAL microencapsulées permettaient une plus forte inhibition que les BAL libres à 7°C.

La nisine a été immobilisée dans des films et des billes d'alginate  à diverses concentrations afin d'éliminer le pathogène S. aureus dans le bœuf.  Lors des essais sur des échantillons de bifteck de ronde, les films contenant de la nisine ont permis une
réduction de l.86log10 UFC g-1 de la quantité de S. aureus après 7 jours d'entreposage au

réfrigérateur.  L'immobilisation de nisine dans des billes d'alginate a permis de réduire cette même flore bactérienne de 1.42 log10 UFC g-1 dans des échantillons de bœuf haché après 14 jours de conservation à 4°C.

L'étude de nouvelles matrices permettant d'obtenir un microenvironnement imperméable aux métabolites externes avec diffusion contrôlée des actifs pourrait résulter à des solutions à court terme.  À plus long terme, la découverte d'une souche de BAL productrice de bactériocine à large spectre d'inhibition, provenant de la flore normale du bœuf et capable de croître à des températures de réfrigération sans altérer le goût de la viande serait 1'objectif visé.


identifier: Moreau, Marie Eve  (2003). Étude de la protéine de structure VP1 du parvovirus porcin (PPV)  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en virologie et immunologie, 140 p.

subject: parvovirus porcin proteine

abstract: La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce résumé peut être lue en PDF.Le  parvovirus  porcm (PPV)  comporte  une capside  icosahédrale  non-enveloppée composée  principalement de  trois  protéines de structure  soit  VP1, VP2 et  VP3. Celles nommées VPI sont constituées d'une extension amino-terminale unique dont une séquence en acides aminés hautement conservée parmi tous les parvovirus. Cette région aminée située au niveau de la partie unique de la VP1  possède un domaine enzymatique phospholipase A2 (PLA2)  vu la présence d'acides aminés dans cette région correspondant à ceux retrouvés au niveau du site catalytique de divers groupes de  PLA 2 sécrétées. De ce fait,  une activité phospholipase A 2  fut démontrée pour la partie unique de la VPI  (VPI  up) du parvovirus humain  B19,  du  Galleria  mel/one/la Densovirus  (GmDNV)  et  du  PPV  en  plus  de l'importance  de  ce  site  catalytique  pour  l'infectivité  virale. Cependant,  aucune  activité enzymatique n'est  détectable  pour les particules virales nouvellement formées suggérant que la région spécifique de la VPI  est séquestrée et réside à l'intérieur  de la capside. Un stimulus externe doit  donc  induire  l'exposition  des domaines spécifiques  aux  VPI  à  la surface de la capside virale afin que l'enzyme puisse jouer son rôle. Suivant cette idée, il fut possible de démontrer que la partie unique de la VPI  (VPI  up) n'est  pas accessible à la surface de la capside du PPV et ce, à l'aide de séquences peptidiques présentées en surface de phages. Afin d'induire  l'exposition de cette région unique à la surface du virion intacte, le  PPV  fut exposé  à  un choc  thermique  et  ainsi,  la  VPI  fut détectée  par ces  phages spécifiques. Par  immunodétection à  l'or  colloïdal, il a été  possible de  constater  qu'une augmentation  limitée  de  la température  engendre  des  réarrangements conformationnaux dans le virion permettant l'exposition  irréversible de la VPI  up sans toutefois dissocier la capside virale. De plus, en immunotluorescence, en utilisant un sérum de lapin polyclonal reconnaissant la VPI  up, il s'avère que l'externalisation de la région unique de la VPI  lors d'une  infection virale est réalisable suite à un choc thermique des cellules infectées laissant présager alors que l'existence d'un stimulus externe au niveau cellulaire est possible afin de permettre l'exposition  de cette région. L'ensemble des données expérimentales issues de la présente étude appuie donc l'idée que le domaine spécifique à la VPI soit rendu accessible dans  le  but  d'exposer   son  motif  PLA2   et  ainsi  lui  permettre  d'exercer   son  activité enzymatique.


identifier: Némorin, Jean-Guy  (2003). DOK-1 : régulateur négatif de la transduction des signaux des lymphocytes T.  Thèse.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en virologie et immunologie, 178 p.

subject: tcr lymphocyte t transduction

abstract:
L'intégration  des signaux issus du TCR et ceux issus d'autres  récepteurs comme CD28 ou CD2  permettent l'assemblage  de complexes  multimoléculaires  de signalisation qui vont orchestrer les différents programmes biologiques contrôlant le développement, la croissance et les fonctions effectrices des lymphocytes.  Les molécules adaptatrices, bien que dépourvues d'activité  enzymatique, sont des régulateurs essentiels de ces complexes multimoléculaires de signalisation.   Les protéines de la famille dok sont des prototypes de molécules dites adaptatrices. Elles présentent plusieurs domaines ou motifs qui par le biais d'interactions  «protéine : protéine» leur permettent de transférer un signal initié par des tyrosine kinases vers des mécanismes effecteurs. Deux membres de cette famille, dok-1 et dok-2, sont exprimés dans les cellules T mais leur rôle dans la transduction des signaux est  encore  très peu  connu.    Nous avons  montré que  la  phosphorylation des protéines dok est spécifiquement induite suite à la stimulation des cellules T via CD2 et non pas via le TCR. Par ailleurs, nous avons démontré que la protéine tyrosine kinase Lck  joue  un  rôle essentiel  dans  ce  processus.  De  plus,  une fois  phosphorylées,  les protéines  dok-1   et  dok-2  s'associent   au  domaine  SH2  de  Lck.     Afin  de  mieux comprendre la fonction des protéines dok dans la cascade de signaux initiée par CD2, nous avons surexprimé  de façon stable dans les cellules T Jurkat la protéine dok-1 et analysé différents évènements déclenchés suite à une stimulation CD2.  Cette étude nous a  permis de montrer que dok-1 est un régulateur négatif impliqué dans l'activation  de Erkl/2,  la mobilisation de calcium et l'activation  de NF-AT.  L'effet  inhibiteur corrèle avec une augmentation de la quantité de p120RasGAP recrutée à la membrane par l'intermédiaire  de son association avec dok-1.

De manière  à identifier les régions ou résidus clefs dans  la fonction  inhibitrice,  nous avons généré et caractérisé fonctionnellement une série de mutants dok-1.  Cette étude a permis de confirmer le rôle crucial de p120RasGAP dans l'inhibition  de l'activation  de Erkl/2.   D'autre  part, nous avons montré que le domaine PTB et la tyrosine 146 sont des résidus importants pour la phosphorylation de dok-1.   En vertu de cette importance, ces résidus sont probablement impliqués dans le recrutement de dok-1 à la membrane. Cette étude nous a permis de proposer un modèle où la dimérisation de dok-1 est une étape clef dans la phosphorylation de dok-1 qui a lieu suite à la stimulation des cellules T via le récepteur CD2.   La phosphorylation de dok-1 et dok-2 se produit aussi suite à une stimulation  CD28  du  lymphocyte  T.   Dans ces  conditions, il a été  démontré  que  la tyrosine kinase Tee est responsable, au moins en partie, de la phosphorylation de dok-1. Nous avons donc entrepris d'étudier l'implication des protéines dok dans la régulation de la fonction de la kinase Tee.   Nous avons démontré que l'activation  de Tee induit son association à dok-1 et dok-2, ce qui a pour conséquence d'induire  une diminution de la phosphorylation de Tee.  Cette étude nous a permis de conclure que dok-1 et dok-2 réguleraient négativement la fonction de Tee en inhibant son activité et les voies de signalisation initiées suite à son activation.
L'ensemble de nos travaux a apporté des informations importantes sur les mécanismes moléculaires mis en jeu par les protéines dok dans la modulation de la signalisation intracellulaire des lymphocytes T.  Une meilleure compréhension du mode d'action  des molécules impliquées dans la régulation négative de l'activation des cellules T pourrait permettre d'identifier  des cibles  potentielles  contre  lesquelles  de  nouvelles  approches thérapeutiques pourront être développées


identifier: Ng Yan Hing, John Derek  (2003). Rôle de PKC-a dans la maturation du phagosome chez le macrophage.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en virologie et immunologie, 87 p.

subject: macrophage phagosome pkc recepteur

abstract:
Les macrophages sont des phagocytes professionnels qui jouent un rôle clé dans la réponse immunitaire. Par le processus de phagocytose, le macrophage internalise et élimine la majorité des microorganismes et des pathogènes. La phagocytose est initiée suite à l'interaction  entre un ligand présent à la surface du microbe et un récepteur exprimé par le macrophage. L'activation d'un récepteur de phagocytose induit plusieurs cascades de signalisation intracellulaires nécessaires à l'internalisation du microbe. Suite à sa formation, le phagosome entreprend  un processus de maturation où, grâce à une série d'interactions avec  le  système  endocytaire,  il acquiert  des  hydrolases  et  s'acidifie  devenant  ainsi  un phagolysosome. Il a été suggéré que la protéine kinase C-a  (PKC-a) joue un rôle dans la régulation de la maturation du phagosome. De plus, l'utilisation de lignées de macrophages exprimant un mutant dominant-négatif  de la PKC-a  nous a permis de démontrer que cette kinase influence la survie de pathogènes intracellulaires tels Leishmania et Legionella, possiblement en modulant la maturation des phagosomes.

Afin d'étudier  le rôle de PKC-a  dans la maturation  des phagosomes,  nous avons utilisé une approche protéomique par gel électrophorèse à 2 dimensions permettant la comparaison du patron protéique des phagosomes isolés de macrophages  de type sauvage et de macrophages surexprimant le mutant DN PKC-a.  Nous avons observé que la surexpression du mutant DN PKC-a  cause une diminution du recrutement aux phagosomes des marqueurs de maturation LAMP-1, flotilline et Rab 7. De plus, PKC-a   semble réguler
l'acquisition  des cathepsines D et S dans les phagosomes lors de la maturation. Ainsi, nos

résultats   indiquent   que   PKC-a   joue   effectivement   un  rôle   dans   la   maturation   du phagosome, influençant ainsi la composition du phagosome.


identifier: Perrée, Mathieu  (2003). Expression de récepteurs Ly49 inhibiteurs par différentes populations leucocytaires.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en virologie et immunologie, 137 p.

subject: recepteur inhibiteur ly49 cellule nk histocompatibilite

abstract:
Les récepteurs Ly49 murins constituent une grande famille de glycoprotéines de type II  qui  s'apparentent aux  lectines de  type C.  Suite  à  leur  interaction  avec des molécules de classe 1 du complexe majeur d'histocompatibilité, ils peuvent, selon la structure de leurs portions transmembranaire et intracytoplasmique, activer ou inhiber l'activité fonctionnelle des cellules qui les expriment. Bien que le premier récepteur Ly49 ait été initialement identifié sur  une lignée de cellules T, ces  molécules sont surtout associées aux cellules NK. Cependant, on sait aujourd'hui que des récepteurs Ly49 inhibiteurs sont aussi exprimés sur des cellules NKT et certains lymphocytes T CD8+ mémoires. Le niveau d'expression des récepteurs Ly49 est modulé au cours de la différenciation cellulaire et également dans certaines conditions d'activation. Les travaux de différentes équipes, incluant ceux de notre laboratoire, ont établi que le niveau d'expression des récepteurs Ly49 détermine leur capacité de réguler l'activité cellulaire. Dans le présent travail, nous avons comparé l'expression de récepteurs Ly49 inhibiteurs sur  les  cellules  NK  et  sur  différentes sous-populations  de  cellules T.  Nos résultats montrent que la taille des populations de cellules positives et le niveau d'expression des récepteurs Ly49 varient non seulement pour chaque récepteur considéré, mais qu'ils diffèrent aussi selon le type de cellules qui l'expriment. Nous avons évalué l'effet de l'interleuk.ine-2 (IL-2), l'IL-12 et l'IL-15 sur la modulation de l'expression des récepteurs d'inhibition reconnus par des anticorps qui réagissent avec Ly49A, C, Cil et G2. Les résultats démontrent que l'effet varie non seulement selon la cytokine utilisée, mais aussi selon  le  récepteur  Ly49 étudié  et  le  type de  cellules  qui  l'expriment.  Ces  résultats suggèrent que les cytokines présentes dans l'environnement d'une cellule exprimant des récepteurs Ly49 pourraient donc être déterminantes dans la régulation de son activation en modulant l'expression de ses récepteurs Ly49 inhibiteurs, ce qui pourrait faire varier le niveau seuil auquel un signal d'activation serait perceptible.

Dans la deuxième partie du travail, nous avons amorcé la caractérisation de l'expression d'un autre récepteur Ly49 potentiellement inhibiteur, soit Ly49B. Celle-ci avait été freinée jusqu'à ce jour en raison de la non disponibilité d'un anticorps spécifique
à ce récepteur.  Notre laboratoire  ayant réussi à  produire  un tel  réactif,  nous avons pu établir  que ce récepteur a une distribution  très particulière.  Nos travaux démontrent  en effet que Ly49B est présent davantage dans la moelle osseuse que dans les autres organes. Contrairement  aux autres récepteurs Ly49, Ly49B est surtout exprimé sur des cellules de la  lignée  myéloïde.  Nous  avons  par  ailleurs  établi  que  son  expression  est  fortement stimulée  par l'IFNy.  L'immunoprécipitation  à partir de cellules Jurkat  transfectées  avec l'ADNe de Ly49B, d'une lignée de macrophages et de cellules fraîchement  isolées de la moelle osseuse et de la cavité péritonéale de souris a confirmé que leur réactivité avec l'anticorps est bien due à la présence du récepteur Ly49B et non à une protéine différente exprimant  un même épitope. De plus, cette protéine d'environ 90 kDa est exprimée sous forme d'homodimère  à l'instar des autres membres de la famille Ly49. Nous n'avons pas réussi à déterminer  le rôle que joue le récepteur Ly49B dans la régulation des fonctions des cellules myéloïdes. Toutefois, suite à une stimulation des cellules au pervanadate de sodium, nous avons pu observer le recrutement de la phosphatase SHP-1 prouvant ainsi la fonctionnalité de l'ITIM et le potentiel inhibiteur du récepteur Ly49B.


identifier: Perron, Katy  (2003). Production et caractérisation d’un récepteur de cellule T sous la forme d’une chaîne unique soluble.  Mémoire.  Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en virologie et immunologie, 104 p.

subject: tcr recepteur cellule t

abstract:
Encore très peu de TCR ont été cristallographiés depuis les vingt dernières années, moment de découverte du récepteur des cellules T.  Cette déficience se fait ressentir dans l'étendue des connaissances  sur la molécule et les interactions  avec ses ligands.  Ce lent départ  dans le développement de la caractérisation  du TCR est principalement dû à la difficulté à obtenir le TCR dans une fonne soluble.  L'existence uniquement membranaire et la difficulté  de pairage  des chaînes sont les obstacles  principaux  à la production  de TCR sous une fonne soluble.

La production du TCR 2.102 pourrait pennettre à long tenne l'ajout de notions supplémentaires sur le récepteur des cellules T.  Cela pennettrait  également de peaufiner le modèle d'étude  des mécanismes  de rejets de greffes basé sur la cellule T 2.102.   Le présent  projet de recherche  vise donc à long et moyen terme, la poursuite  des objectifs précédents en ayant comme défi immédiat la production du TCR 2.1 02 dans une fonne soluble.

Trois approches ont été utilisées pour la production  du TCR 2.102 sous la fonne d'une chaîne  unique  soluble  mais  une seule  a permis  d'atteindre les l'objectifs.   La production  en fusion avec la thioréoxineA  chezE. coli n'a  pas pennis  de retrouver  le TCR 2.102 dans la fraction soluble.  De plus, il a été impossible de purifier le TCR 2.102 en fusion avec la protéine NusA, obtenu dans la fraction soluble suite à l'expression  chez E. coli. C'est  la production du TCR 2.102 ancré à la membrane de cellule de mammifère par un lien GPI qui a pennis  de récupérer  celui-ci  sous  une fonne  soluble. 	Suite au clivage du lien GPI par une enzyme spécifique (la PI-PLC), le TCR 2.102 a été purifié à l'aide  d'une chromatographie d'affinité aux métaux  chélatés  grâce  à la présence  d'un marqueur  de six histidines  ajouté  lors de la construction  du vecteur  d'expression.  Le TCR  2.102  soluble  a ensuite  été testé de deux différentes façons  pour s'assurer qu'il reconnaissait ses ligands.  La détection par cytométrie en flux de la reconnaissance des ligands, présentés par des cellules, n'a pas été concluante.   Le test de compétition d'activation  de cellule T, où le TCR soluble est le compétiteur, a donné des résultats préliminaires très intéressants.  II semble que la présence du TCR 2.102 soluble puisse inhiber l'activation  de l'hybridome T 2.102 mais des expérimentations supplémentaires devraient être réalisées.

Un important problème de stabilité d'expression  par les cellules de mammifère s'est traduit en de faibles rendements de TCR 2.102 solubles purifiés.  Ces mauvais rendements ont considérablement affecté les tests de caractérisation.  II serait impératif d'améliorer le système d'expression de façon à permettre de meilleurs rendements et par le fait même des tests plus complets et significatifs.