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Street tree pits as bioretention units: analysis of their performance in a residential area of Montreal, Canada
No full textUrbanization, increased surface impermeability, and climate change have resulted in changes in the quantity, intensity and quality of urban stormwater runoff. Urban stormwater runoff has ecological impacts. Generally, these impacts are related to the total and peak flow volumes, and the presence of contaminants in runoff. Low impact development (LID) techniques are emerging as alternatives to traditional stormwater management systems to mitigate these impacts. One such technique is to combine soil, plants and infrastructure in a bioretention unit. This technique involves the use of multiple smaller units spread across an area; street tree pits may be suitable as bioretention units.The objective of this research was to analyze different designs of newly developed tree pits as bioretention units in the city of Montreal. These tree pits soil comprise the soil of the open part, where trees are planted, and the soil underneath the sidewalk. The two design factors were soil organic matter (SOM) content, and the permeability of the surrounding area (sidewalks and front lawns). A total of 24 tree pits were used in this study. The concentrations of trace metals and sodium were analyzed in soil solution and soil matrix. Using the estimated water flux mass flux of each contaminants was calculated. The mean contaminant concentration increased from the surface to the deep sampling depths (e.g. 46% for Ni, and 18% for Cu) but taking into account the accompanying decrease in water volumes, mass flux of contaminants decreased with the increase in depth (e.g. 72% for Ni, and 81% for Cu). In addition, tree pits with higher SOM content presented a higher reduction of mass flux of contaminants than tree pits with lower SOM content between surface and deep sampling depths. For example, tree pits with higher SOM content reduced the mass flux of Cr and Cu by 65%, and 86%, respectively, while tree pits with lower SOM content reduced the mass flux of Cr and Cu by 39% and 73% respectively.Tree pits with higher SOM content presented higher concentrations of Cr, Cu and Pb in the soil matrix. For instance, in the soil matrix of tree pits with higher SOM, Cr and Cu concentrations were 19.9 mg kg-1 and 15.3 mg kg-1, respectively, but were 17.4 mg kg-1 and 13.5 mg kg-1, respectively, in tree pits with lower SOM. This corroborates the observed effect on mass flux of Cr and Cu. In addition, an overall increase of contaminants was observed over time. For example, the concentration in soil of Cr increased from 15.9 mg kg-1 to 20.0 mg kg-1 and of Ni from 11.9 mg kg-1 to 14.4 mg kg-1 representing increases of 26% and 21% after about 18 months of monitoring. The soil matrix contained approximately one third of the maximum permitted concentration of contaminants stipulated by the Canadian Council of Ministers of the Environment for Cr and Ni in residential and park areas. High local permeability and high SOM bioretention units are recommended to mitigate the adverse effects of urbanization on runoff quality and quantity. In this study, tree pits with higher SOM retained contaminants better for all contaminants analyzed (except Pb). The increase in permeability of surrounding surfaces decreased the observed flux of water as well as the mass flux of contaminants observed in the open part of the tree pit. The reduced flux of water in the open part of the tree pit was likely a result of increased infiltration into the soil of the lawn and through the permeable sidewalk. The soil underneath the sidewalk is the same as, and contiguous with, the open area of the tree pit so it is designed to retain runoff contaminants. In this study, higher local permeability and higher SOM were both generally correlated with lower mass flux of contaminants and water. Tree pits can be used as bioretention units having their performance improved by increasing SOM and local permeability.L'urbanisation, l'augmentation de l'imperméabilité des surfaces et les changements climatiques ont entraîné des changements dans la quantité, l'intensité et la qualité des écoulements des eaux pluviales. Les techniques de développement à faible impact (DFI) émergent comme étant des alternatives possibles aux systèmes traditionnels de gestion des écoulements des eaux pluviales pour atténuer ces impacts. L'une de ces techniques est un système de biorétention dans lequel le sol, les plantes et les infrastructures sont combinés dans une unité de filtration. Cette technique implique l'utilisation de plusieurs petites unités réparties sur une zone donnée; les fosses d'arbres peuvent convenir à une unité de biorétention. L'objectif de cette recherche était d'analyser différentes configurations de fosses d'arbre en tant qu'unités de biorétention dans la ville de Montréal. Les deux facteurs de configuration étaient la teneur en matière organique du sol (M.O.) et la perméabilité de la zone (trottoirs et pelouses) sur la performance des unités de biorétention. Au total, 24 fosses d'arbres ont été utilisées dans cette étude. La concentration de métaux lourds et sodium a été analysée dans la solution et la matrice de sol. Le flux d'eau a été estimé et utilisé pour estimer le flux de masse des contaminants. La concentration moyenne en contaminants augmentait de la surface aux profondeurs d'échantillonnage (e.g. 46% pour Ni et 18% pour Cu), mais le flux massique de contaminants diminuait avec l'augmentation de la profondeur (e.g. 72% pour Ni, et 81% pour Cu). En outre, des fosses d'arbres avec une teneur en M.O. supérieure présentait une réduction plus importante du flux de masse de contaminants que les fosses arborées avec une teneur en M.O. inférieure entre les profondeurs d'échantillonnage de surface et profondes. Par exemple, des fosses d'arbres avec une teneur en M.O. supérieure a réduit le flux de masse de Na et Ni dans 87% et 80%, respectivement, tandis que les fosses d'arbres avec une teneur en M.O. inférieure réduit le flux de masse de Na et Ni dans 66% et 62% respectivement.Les fosses d'arbres avec une teneur en M.O. supérieure présentaient des concentrations plus élevées de Cr, Cu et Pb dans la matrice du sol. Par exemple, dans la matrice de sol des fosses d'arbres avec une teneur en M.O. supérieure les concentrations de Cr et de Cu étaient respectivement de 19,9 mg kg-1 et 15,3 mg kg-1, tandis que dans des fosses d'arbres avec une plus faible teneur en O.M les concentrations étaient 17,4 mg kg-1 et 13,5 mg kg-1, respectivement. Ceci corrobore avec l'effet observé sur le flux de masse de Cr et de Cu. De plus, une augmentation générale des contaminants au fil du temps a été observée. Par exemple, la concentration dans le sol de Cr a augmenté de 15,9 mg kg-1 à 20,0 mg kg-1 et la concentration de Ni de 11,9 mg kg-1 à 14,4 mg kg-1, soit 26% et 21% d'augmentation après environ 18 mois de suivi, respectivement.L'augmentation de la perméabilité locale et de le M.O dans les unités de biorétention sont recommandées pour atténuer les effets néfastes de l'urbanisation sur la qualité et la quantité des eaux de ruissellement. Dans cette étude, les fosses d'arbres avec une plus grande teneur en M.O. ont montré une meilleure performance dans la rétention des contaminants (sauf Pb). L'augmentation de la perméabilité des surfaces environnantes a diminué le flux de masse des contaminants prélevés dans la partie ouverte de la fosse. Le sol sous le trottoir fait partie de la fosse d'arbre et est conçu pour retenir les contaminants des eaux de ruissellement. Dans cette étude, l'augmentation de la perméabilité locale et l'augmentation de le M.O. dans le sol étaient corrèle avec une réduction générale du flux massique de contaminants et d'eau à travers la partie ouverte de la fosse d'arbre
From the clinic to the laboratory: azithromycin for prevention of COPD exacerbations
No full textBackground: Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients often experience exacerbations despite being on optimal therapy. The key feature of COPD exacerbation is inflammation that involves multiple immune cells and mediators. According to clinical trials, azithromycin taken daily for 1year decreased exacerbations of COPD. Objectives: First, to evaluate the effectiveness of long-term azithromycin in reducing exacerbations in patients with severe COPD on optimal therapy. Second, to assess the mechanism through which azithromycin modulates inflammation in an in vitro model of cigarette smoke-exposed airway epithelial cells. Methods: We conducted a retrospective observational study of patients with severe COPD who were prescribed azithromycin (250 mg, at least 3 times weekly for at least 6 months). The control group included patients with severe COPD not exposed to azithromycin. In order to study the effect of azithromycin on cigarette smoke-induced inflammation, first BEAS-2B bronchial epithelial cells were incubated with 5% cigarette smoke extract (CSE) for 3h, 6h, and 24h. Expression and release of IL-6 and IL-8 mRNA were analyzed. Then, airway epithelial cells were pretreated with azithromycin, exposed to 5% CSE and expression and release of IL-8 and IL-6 were measured again.Results: Clinical project: Study included 126 cases and 69 controls. They had severe airflow obstruction, mostly emphysema, and one-third bronchiectasis. A predominant feature in the case group was respiratory tract colonization with P. aeruginosa. The mean number of exacerbations per patient per year in the case group was 3.2± 2.1 before initiating azithromycin, and 2.3 ± 1.6 during the following year on therapy (p<0.001). Patients in the control group had 1.7±1.3 and 2.5±1.7 exacerbations during the first and second follow-up year respectively (p<0.001). Exacerbation changes from pre to post differed between groups (p<0.001). The decrease in emergency visits and hospital admissions was significant in the case group. Exacerbation reductions and patient proportions having >2 exacerbations extended to the second year of treatment. In vitro project: we observed a significant increase of IL-6 and IL-8 mRNA following 3h, 6h and 24h exposure to 5% CSE. Similarly, IL-8 secretion was significantly increased after exposure to 5% CSE for 24h. when cells were pre-treated with azithromycin and exposed to 5% CSE for 3h, a significant dose-dependent decrease in the expression of IL-6 mRNA was observed. Finally, our results revealed an inhibition of IL-6 and IL-8 mRNA levels in 5% CSE-exposed BEAS-2B cells when the cells were pretreated with 9ug/mL azithromycin.Conclusion: Treatment with azithromycin decreases exacerbation frequency and health service use in severe COPD patients by modulating inflammation in human airway epithelial cells exposed to CSE. Desirable effects are more likely to outweigh the risks and adverse events in patients colonized with P. aeruginosa.Contexte: Les patients atteints de maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) présentent souvent des exacerbations malgré un traitement optimal. La principale caractéristique de l'exacerbation de la MPOC est l'inflammation impliquant plusieurs cellules immunitaires et médiateurs. Selon les essais cliniques, l'azithromycine pris quotidiennement pendant un an réduisait les exacerbations de la MPOC.Objectifs: D'abord, évaluer l'efficacité de l'azithromycine à long terme pour réduire les exacerbations chez les patients atteints de BPCO sévère sous traitement optimal, en tenant compte du tabagisme. Deuxièmement, évaluer le mécanisme par lequel l'azithromycine module l'inflammation dans un modèle in vitro de cellules épithéliales des voies aériennes exposées à la fumée de cigarette.Méthodes: Nous avons mené une étude observationnelle rétrospective sur des patients atteints de MPOC grave à qui on avait prescrit de l'azithromycine (250 mg, au moins 3 fois par semaine pendant au moins 6 mois). Le groupe témoin comprenait des patients atteints de BPCO sévère non exposés à l'azithromycine. Afin d'étudier l'effet de l'azithromycine sur l'inflammation induite par la fumée de cigarette, les premières cellules épithéliales bronchiques BEAS-2B ont été incubées avec un extrait de fumée de cigarette à 5% pendant 3h, 6h et 24h. L'expression et la libération de l'ARNm d'IL-6 et d'IL-8 ont été analysées. Ensuite, les cellules épithéliales des voies aériennes ont été prétraitées avec de l'azithromycine, exposées à 5% de CSE et l'expression et la libération d'IL-8 et d'IL-6 ont été mesurées.Résultats: Projet clinique: L'étude comprenait 126 cas et 69 contrôles. Ils présentaient une obstruction grave des voies respiratoires, principalement un emphysème, et un tiers de bronchiectasie. Une caractéristique prédominante dans le groupe de cas était la colonisation des voies respiratoires avec Pseudomonas aeruginosa. Le nombre moyen d'exacerbations par patient et par an dans le groupe de cas était de 3,2 ± 2,1 avant le début du traitement par l'azithromycine et de 2,3 ± 1,6 au cours du traitement suivant (p <0,001). Les patients du groupe témoin ont présenté des exacerbations de 1,7 ± 1,3 et 2,5 ± 1,7 au cours de la première et de la deuxième année de suivi, respectivement (p <0,001). Les changements d'exacerbation de pré à post ont différé entre les groupes (p <0,001). La diminution du nombre de visites à l'urgence et d'hospitalisations a été significative dans le groupe de cas. Les réductions d'exacerbation et les proportions de patients présentant une exacerbation de > 2 se sont étendues jusqu'à la deuxième année de traitement.Projet in vitro: nous avons observé une augmentation et les proportions de patients présentant une exacerbation de 2 se sont étendues jusqu'à la deuxième année de traitement. Projet in vitro: nous avons observé une augmentation significative de l'ARNm de l'IL-6 et de l'IL-8 après une exposition de 3h, 6h et 24h à 5% de CSE. De même, la sécrétion d'IL8 était significativement augmentée après une exposition à 5% de CSE pendant 24 heures. Lorsque les cellules ont été prétraitées avec de l'azithromycine et exposées à 5% de CSE pendant 3H, une tendance à une diminution dose-dépendante de l'expression de l'ARNm de l'IL-6 a été observée. Enfin, nos résultats ont révélé une inhibition des taux d'ARNm d'IL-6 et d'IL-8 dans des cellules BEAS-2B exposées à 5% de CSE lorsque les cellules ont été prétraitées avec 9 ug/ml d'azithromycine.Conclusion: Le traitement par l'azithromycine diminue la fréquence d'exacerbation et l'utilisation des services de santé chez les patients atteints de BPCO sévère en modulant l'inflammation des cellules épithéliales des voies respiratoires humaines exposées au CST. Les effets souhaitables sont plus susceptibles de l'emporter sur les risques et les effets indésirables chez les patients colonisés par P. aeruginosa
Automatic placement of radiance probes
No full textRadiance probes are one of the most widely used techniques in real-time rendering to achieve realistic shading effects. This algorithm caches the radiance and geometry information of 3D scenes into probes, which are used to interpolate or trace rays at run-time. Probes are commonly placed in 3D regular grids to enable trilinear interpolation and efficient indexing. However, uniform density of probes usually leads to various problems such as oversampling and undersampling.We introduce algorithms that automatically generate non-uniform radiance probe positions from 3D scenes, and provide an efficient structure for organizing non-uniform probes for run-time tracing algorithms using probe textures.We generate probe candidates from skeleton information of 3D scenes, which can be built either from medial axes or signed distance functions. This structure, alongside an optional optimization step using gradient descent, allows us to achieve full spatial coverage and reduce grazing angles between probes and surfaces. At run-time, we adapt a standard probe ray tracer to non-uniform probe placement by caching probe and visibility information into a sparse voxel octree. To further accelerate our raytracer, we augment the distance probes with data needed to apply hi-Z ray tracing to hierarchically trace rays in distance probes. Our benchmarks show that our algorithm achieves better performance with fewer probes when rendering at fixed visual quality.Les sondes de radiance sont l'une des techniques de rendu en temps réel les plus utilisées pour obtenir un rendu réaliste. Cet algorithme permet de stocker les informations de radiance et de géométrie d'une scène 3D dans des sondes, qui sont utilisées pour interpoler ou lancer des rayons en temps réel. Les sondes sont généralement placées dans une grille régulière 3D pour permettre une interpolation trilinéaire et une indexation efficace. Cependant, la densité uniforme des sondes pose généralement divers problèmes, tels que le sur-échantillonnage et le sous-échantillonnage.Nous introduisons des algorithmes pour générer automatiquement les positions non uniformes des sondes de radiance à partir d'une scène 3D. Nous fournissons une structure de données efficace pour organiser des sondes non uniformes pour des algorithmes de lancer de rayons en temps réel utilisant des textures de sondes.A partir d'informations du squelette de la scène 3D, nous générons des sondes candidates pouvant être construites à partir d'axes médians ou de fonctions de distance signée. Cette structure, associée à une étape optionnelle d'optimisation utilisant la descente de gradient, permet d'obtenir une couverture spatiale complète et de réduire les angles rasants entre les sondes et les surfaces.A l'exécution, nous adaptons un traceur de rayons de sondes standard à un placement de non uniforme sondes en mettant en cache les informations de sondes et de visibilité dans un octree de voxels clairsemé. Afin d'accélérer notre lancer de rayons, nous ajoutons des données dont nous avons besoin dans le but d'appliquer le lancer dans un tampon-Z hiérarchique selon les distances avec les sondes.Nos mesures montrent que notre algorithme réalise de meilleures performances avec moins de sondes lors du rendu pour une qualité visuelle fixe
High-rate psychrophilic anaerobic digestion of ozone pretreated waste activated sludge
No full textNew challenges are now to be met for the sustainable disposal of waste biosolids from wastewater treatment. Among others, Québec has decided to ban their landfilling or incineration by 2022. This regulation led to an urgent need to reduce the amount of biosolids produced. Anaerobic digestion is a commonly used technology to reduce biosolids production, sanitize them for agricultural land application as fertilizer, and recover energy in the form of biogas. Typically, anaerobic digesters need to be operated at mesophilic (30-38 °C) or thermophilic (50-57 °C) temperatures to achieve high-rate digestion within a 20-day solids residence time (SRT). Considering the cold weather in Québec, a significant amount of energy is required to heat up anaerobic digesters in winter. A recent study from our group has demonstrated the possibility of operating WAS anaerobic digester at 20 °C with an ozone pretreatment of the WAS. This result raised the question of the possibility of digesting WAS at even colder temperature. The goal of the current study was to investigate and document the operation of anaerobic digesters with an SRT of 20 days receiving ozone pretreated WAS and maintained at psychrophilic temperatures (i.e., below 20 °C). Two series of laboratory-scale anaerobic reactors were operated with temperatures ranging from 5 to 20 °C with an average ozone pretrement dose of 4.6 mg-O3/g-VSin. Each series tested a different acclimation regime: single-step temperature decrease or step-wise decrease over 180 days. Lowering the temperature below 20 °C greatly affected the performance of ozone pretreated WAS digesters, with greater impact when the temperature was decrease in a single-step. Volatile solid reduction and biogas production significantly decreased with decreasing temperature, with a system failure observed when operating under 5 °C. Soluble COD and specifically volatile fatty acids (VFAs) concentrations remained high in psychrophilic digesters. Previous studies in our laboratory had shown that WAS ozonation removed most of the hydrolysis kinetic limitations that limits operation of digesters below 30 °C with a 20-d SRT. In the current study, we showed that this was true for 15 °C while accumulated substrates upstream from acetogensis and methanogenesis to greater concentrations than that at 20 °C. Below 15 °C, hydrolysis became again rate-limiting with sCOD and VFAs accumulation being reduced at 5 and 10 °C.De nouveaux défis doivent maintenant être relevés pour l'élimination durable des biosolides provenant du traitement des eaux usées. Récemment, le gouvernement du Québec a décidé d'interdire l'enfouissement et l'incinération des biosolides municipaux d'ici 2022. Cette réglementation a conduit à un besoin urgent de réduire la quantité de biosolides produits. La digestion anaérobie est une technologie couramment utilisée pour l'assainissement et la réduction de la production de biosolides. La digestion anaérobie permet l'utilisation des biosolides comme engrais et la récupération de l'énergie contenue dans ces derniers sous forme de biogaz. De manière générale, les digesteurs anaérobies doivent être utilisés à des températures mésophiles (30-38 °C) ou thermophiles (50-57 °C) pour permettre une digestion rapide en un temps de rétention des solides (TRS) de 20 jours. Étant donné le froid qui règne en hiver au Québec, il faut beaucoup d'énergie pour chauffer les digesteurs anaérobies. Une étude récente de notre groupe a démontré la possibilité d'opérer un digesteur anaérobie avec des boues activées à 20 °C, lorsque ces dernières ont subi un prétraitement oxydatif avec de l'ozone. Ce résultat sous-entend la possibilité de digérer les boues activées à une température encore plus froide. L'objectif de la présente étude est de comprendre et de documenter le fonctionnement des digesteurs anaérobies avec un TRS de 20 jours recevant des boues activées prétraitées à l'ozone et maintenues à des températures psychrophiles (inférieures à 20 °C).Deux séries de réacteurs anaérobies à l'échelle de laboratoire ont été opérés à des températures allant de 5 à 20 °C, avec une dose moyenne d'ozone de 4,6 mg-O3/g-VSin. Chaque série a testé un régime d'acclimatation différent: la diminution de la température en une seule étape ou la diminution par étape sur 180 jours. L'abaissement de la température en dessous de 20 °C a considérablement affecté les performances des digesteurs de boues activées prétraitées à l'ozone, avec un impact plus important lorsque la température a baissé en une seule étape. La destruction des solides volatils et la production de biogaz ont considérablement diminué avec la baisse de la température. La température limite de digestion a été observée à 5 °C, puisqu'aucune production de biogaz n'a été observée à des températures inférieures à celle-ci. La DCO soluble et les concentrations d'acides gras volatils sont restées élevées dans les digesteurs psychrophiles. Des études antérieures menées dans notre laboratoire avaient montré que l'ozonation des boues activées éliminait la plupart des limitations cinétiques de l'hydrolyse, l'étape vue comme limitante lors de la digestion anaérobie à des températures inférieures à 30 °C. Dans la présente étude, nous avons démontré que cette limitation reste surmontée lorsque la température d'opération est de 15 °C, malgré le fait que les substrats accumulés en amont de l'acétogénèse et de la méthanogénèse sont présents à des concentrations supérieures aux concentrations observées lors de la digestion à 20 °C. Au-dessous de 15 °C, l'hydrolyse redevient limitante, l'accumulation de DCO soluble et d'AGV étant réduite à 5 et 10 °C
The 5' amp-activated protein kinase in bovine mammary epithelial cells
No full textThe synthesis of milk components requires a sufficient supply of energy substrates. In the ruminant, acetate and glucose provide the main source of energy for the animal. 5' adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) is a cellular energy gauge that controls anabolic and catabolic processes to maintain a balance between energy supply and demand. The overall objective of this study was to assess the role of AMPK on de novo lipid synthesis and glucose metabolism in response to energy substrates in bovine mammary epithelial cells (BMEC). Primary BMEC were isolated from lactating mammary tissue of 3 independent cows. The cells were induced to differentiate by incubation in Dulbecco's Modified Eagle Medium: Nutrient Mixture F-12 (DMEM/F12) supplemented with lactogenic hormones (5 µg/mL each of insulin, prolactin and hydrocortisone) for 4 d. Site-specific phosphorylation was measured by immunoblotting. The expression of lipogenic and glycolytic genes was quantified by qPCR. The quantification of de novo lipid synthesis and lactose synthesis was measured by the incorporation of 3H-acetate and 14C-glucose into cellular lipids and lactose, respectively. Data were analyzed by ANOVA using a randomized complete block design with PROC MIXED in SAS. Treatment differences were considered significant when P < 0.05. We first characterized activation of AMPK by pharmacological compounds in BMEC. Cells were treated with 100 μM A-769662, an allosteric activator of AMPK, or vehicle control for 16 h. Interestingly, while treatment of BMEC cells A-769662 had no effect on AMPK phosphorylation for 16 h, it remarkably increased phosphorylation of its targets, ACC and TSC2, by 144% and 26% (P < 0.05). The role of AMPK in de novo lipid synthesis and glucose metabolism was subsequently assessed. Activation of AMPK by A-769662 resulted in increasing gene expression of SREBF1 and SCD1 by 42% and 63%, respectively. In addition, AMPK reduced the proportion of mature SREBP-1c by 19%. These changes resulted in a decrease of 19% in the incorporation of acetate into total cellular lipid. Activation of AMPK also increased expression of VEGF-A by 46%, but did not change the expression of SLC2A1, which encodes for GLUT1. Lactose synthesis was reduced by 24%. To assess the regulation of AMPK by energy substrate availability in BMEC, cells were incubated in control medium containing 4 mM D-glucose and 1 mM sodium acetate, or medium lacking glucose or acetate for 4 h. Deprivation of glucose or acetate significantly promoted phosphorylation of AMPKα at Thr172 by 84% or 58%, respectively, compared to cells in control medium. To define the sensitivity of AMPK to glucose levels, BMEC were treated incubated in DMEM media without or with 1, 2 or 4 mM glucose for 4 h. The phosphorylation of AMPKα, as well as ACC and TSC2, differed from 4 mM change with completely devoid of glucose for 4 h. We conclude that senses energy substrate deprivation AMPK in BMEC. Pharmacological activation of AMPK inhibits de novo lipid and lactose synthesis through transcriptional and post-translational mechanisms in BMEC.La synthèse des composantes du lait nécessite un apport suffisant en substrats énergétiques. Chez le ruminant, l'acétate et le glucose constituent les principales sources d'énergie pour l'animal. La protéine kinase activée par l'adénosine monophosphate (AMPK) est une jauge d'énergie cellulaire qui contrôle les processus anaboliques et cataboliques afin de maintenir un équilibre entre l'offre et la demande en énergie. L'objectif général de cette étude était d'évaluer le rôle de l'AMPK sur la synthèse de novo des lipides et sur le métabolisme du glucose en réponse à des substrats énergétiques dans les cellules épithéliales mammaires bovines (BMEC). Les BMEC primaires ont été isolées à partir de tissu mammaire en lactation de 3 vaches indépendantes. Les cellules ont été induites à se différencier par incubation dans du Dulbecco's Modified Eagle Medium: Nutrient Mixture F-12 (DMEM / F12) additionné d'hormones lactogènes (5 µg / mL d'insuline, de prolactine et d'hydrocortisone) pendant 4 jours. La phosphorylation spécifique au site a été mesurée par immunoblot. L'expression de gènes lipogéniques et glycolytiques a été quantifiée par qPCR. La quantification de la synthèse de novo des lipides et du lactose a été mesurée par l'incorporation de 3H-acétate et de 14C-glucose dans les lipides cellulaires et le lactose, respectivement. Les données ont été analysées par ANOVA en utilisant une conception de bloc complète randomisée avec PROC MIXED dans SAS. Les différences de traitement ont été considérées comme significatives lorsque P <0,05. Nous avons d'abord caractérisé l'activation de l'AMPK par des composés pharmacologiques dans le BMEC. Les cellules ont été traitées avec 100 pM de A-769662, un activateur allostérique de AMPK, ou un contrôle pendant 16 h. Fait intéressant, bien que le traitement des cellules BMEC A-769662 n'ait pas d'effet sur la phosphorylation de l'AMPK pendant 16 h, il a remarquablement augmenté la phosphorylation de ses cibles, ACC et TSC2, de 144% et 26% (P <0,05). Le rôle de l'AMPK dans la synthèse de novo des lipides et le métabolisme du glucose a ensuite été évalué. L'activation de l'AMPK par l'A-769662 a entraîné une augmentation de l'expression des gènes de SREBF1 et SCD1 de 42% et 63%, respectivement. De plus, l'AMPK a réduit de 19% la proportion de SREBP-1c mature. Ces changements ont entraîné une diminution de 19% de l'incorporation d'acétate dans les lipides cellulaires totaux. L'activation de l'AMPK a également augmenté l'expression de VEGF-A de 46%, mais n'a pas modifié l'expression de SLC2A1, qui code pour GLUT1. La synthèse de lactose a été réduite de 24%. Pour évaluer la régulation de l'AMPK par la disponibilité du substrat énergétique dans le BMEC, les cellules ont été incubées dans un milieu de contrôle contenant du D-glucose 4 mM et de l'acétate de sodium 1 mM, ou du manque de glucose ou d'acétate pendant 4 h. La privation de glucose ou d'acétate a favorisé de manière significative la phosphorylation de l'AMPKα, au niveau de la Thr172, de 84% ou 58%, respectivement, par rapport aux cellules du milieu témoin. Pour définir la sensibilité de l'AMPK aux taux de glucose, les cellules BMEC ont été traitées et incubées dans un milieu DMEM sans ou avec du glucose à 1, 2 ou 4 mM pendant 4 h. La phosphorylation de l'AMPKα, ainsi que de l'ACC et du TSC2, différait de 4 mM avec une absence totale de glucose pendant 4 h. Nous concluons que la détection de la privation de substrat énergétique AMPK dans BMEC. L'activation pharmacologique de l'AMPK inhibe la synthèse de novo des lipides et du lactose par le biais de mécanismes transcriptionnels et post-traductionnels dans les cellules BMEC
Assessing the abundance, diversity and distribution of microplastics in the Upper St. Lawrence River
No full textAlthough microplastics are recognized as globally pervasive pollutants in fresh waters, their presence and fate in riverine environments are still poorly documented. Previous research demonstrated that microplastics in the form of polyethylene microbeads are abundant in the sediments of the St. Lawrence River; however, the extent to which the river is contaminated by microplastics (beads, fibres, fragments) in general and the factors that govern the distribution and abundance of such pollutants remain to be determined. In this thesis, I attempt to bridge this gap by quantifying the abundance and diversity of a broad range of microplastics in the sediments and surface waters and by relating these metrics to environmental variables in the St. Lawrence River. I sampled 21 sites spanning a land use gradient, including 10 wastewater effluent sites, along the fluvial corridor between Montreal and Quebec City. Microplastics were removed from sediments using an oil extraction protocol and enumerated under fluorescent microscopy. The mean concentration of microplastics across all sites was 832 (±150 SE) particles (range 62 to 7562 particles) per kg dry weight. I found that microplastic concentrations in the sediments can be predicted from a small selection of environmental variables. Particle characteristics, proximity to point sources, and environmental filters each play a role in explaining microplastic concentrations in the sediment. In water samples, mean concentrations of microplastics were 0.12±0.01 (SE) particles per litre upstream and 0.16±0.02 (SE) particles per litre downstream of wastewater effluents; but in only one case out of the ten wastewater effluents was the average microplastic concentration higher downstream of the effluent site. Overall, this is the first study to demonstrate empirically which environmental variables best explain the diversity, abundance and distribution of microplastic particles in riverine sediments. Furthermore, I present an interim protocol that can be used to detect microplastics with relatively high efficiency and accuracy, and that could be standardized for large-scale monitoring.Bien que les microplastiques soient reconnus mondialement comme des polluants omniprésents dans les milieux aquatiques d'eaux douces, leur présence et leur sort dans les environnements riverains sont encore peu documentés. Des recherches antérieures ont démontré qu'une forme de microplastique; les microbilles de polyéthylène, sont abondantes dans les sédiments du fleuve Saint-Laurent. Cependant, le degré de contamination du fleuve par les microplastiques (billes, fibres, fragments) et les facteurs qui régissent la répartition et l'abondance de ces polluants restent à déterminer. Pour combler ces lacunes, l'objectif de ma thèse est de quantifier l'abondance et la diversité d'une vaste gamme de microplastiques retrouvés dans les sédiments et les eaux de surface du fleuve Saint-Laurent et de les relier à des variables environnementales. J'ai échantillonné 21 sites représentant différents types d'utilisation du territoire, dont 10 sites associer aux l'effluent des eaux usées, le long du corridor fluvial entre Montréal et la ville de Québec. Les microplastiques ont été retirés des sédiments à l'aide d'une méthode utilisant l'huile de canola et les particules ont été énumérés par la microscopie à fluorescence. La concentration moyenne de microplastiques sur tous les sites était de 832 (± 150 SE) particules (62 à 7562 particules) par kg de poids sec. Suite aux analyses des variable environnementales, j'ai découvert que la concentration de microplastique dans les sédiments peut être prédite et expliquée par les caractéristiques des particules, la proximité des sources ponctuelles et les filtres environnementaux. Dans des échantillons d'eau, la concentration moyenne des microplastiques étaient de 0,12 ± 0,02 (SE) particules par litre en amont et de 0,16 ± 0,02 (SE) particules par litre en aval des effluents d'eaux usées; mais dans seulement un cas sur dix, la concentration de microplastiques était plus élevée en aval du site d'effluent. Cette étude est la première à démontrer empiriquement quelles variables environnementales expliquent le mieux la diversité, l'abondance et la distribution des particules de microplastiques dans les sédiments riverains. De plus, je présente un protocole provisoire qui peut être utilisé pour détecter les microplastiques avec une efficacité et une précision relativement élevée, et qui pourrait être normalisé pour une surveillance à grande échelle
Next generation sequencing to identify genes underlying methylmalonic aciduria
No full textInborn errors of cobalamin metabolism give rise to an array of clinical disorders with hematological and neurological manifestations, elevations of methylmalonic acid and/or homocysteine in blood and/or urine. Adenosylcobalamin is required as a cofactor for methylmalonyl-CoA mutase in the production of succinyl CoA from methylmalonyl CoA, and methylcobalamin is required as a cofactor for methionine synthase in the remethylation of homocysteine to methionine. Over the past 40 years, our laboratory has studied fibroblasts from patients with elevated methylmalonic acid, homocysteine, or both, using somatic cell complementation studies to classify patients into different complementation groups. These studies have allowed further investigations for gene discovery. The laboratory has accumulated over 200 cell lines from patients with elevated methylmalonic acid levels in which no genetic cause could be identified. Following analysis of DNA from 188 patients with a next generation sequencing gene panel, there remained 127 patients with elevated methylmalonic acid and no genetic diagnosis. Cultured fibroblasts from 26 of these patients had low [14C] propionate incorporation into macromolecules, possibly reflecting decreased methylmalonyl-CoA mutase function. Whole genome sequencing was performed on genomic DNA extracted from these patients. Copy number variation analysis was employed to explore structural variations such as duplications and deletions that could be causal. In addition, RNA sequencing was performed to detect monoallelic events, splicing defects and to investigate any variants that could have been missed by whole genome sequencing. In 3 different patients, the analysis has revealed pathogenic events in two genes (PCCA, EPCAM), and a 17q12 duplication. In an additional patient that was added to the study, there were pathogenic findings in the TTN gene. These results do explain part of the phenotype in these respective patients. One patient carries one nonsense variant and an intragenic duplication in PCCA, (NM_000282.3:c.1749_1750delGGinsTT). The nonsense variant causes a stop- gained mutation and leads to a stop codon which is involved in propionic academia. The second patient had a homozygous frameshift mutation, c.583dupC; p.Gln195fs, in EPCAM that has been reported to be pathogenic by ClinVar for diagnosis of chronic diarrhea. The third patient had a duplication, location 17q12 which corresponds to 17q12 duplication syndrome. These findings do not explain the elevated methylmalonic acid in this cohort of patients. Somatic cell studies and targeted sequencing such as a cobalamin gene panel have been used as the standard methods of diagnosis. Whole genome and RNA-sequencing did not detect any additional genetic defects in cobalamin genes, indicating that somatic cell studies including complementation analysis are reliable for the diagnosis of patients with inborn errors of cobalamin metabolism.Les erreurs innées du métabolisme de la cobalamine donnent lieu à une série de troubles cliniques avec des manifestations hématologiques et neurologiques et à des élévations de l'acide méthylmalonique et / ou de l'homocystéine dans le sang et / ou l'urine. L'adénosylcobalamine est nécessaire en tant que cofacteur pour la méthylmalonyl-CoA mutase dans la production de succinyl-CoA à partir de méthylmalonyl-CoA, et la méthylcobalamine en tant que cofacteur pour la méthionine synthase dans la reméthylation de l'homocystéine en méthionine. Au cours des 40 dernières années, notre laboratoire a étudié les fibroblastes de patients présentant une élévation de l'acide méthylmalonique, de l'homocystéine, ou les deux, en utilisant des études de complémentation en cellules somatiques pour classer les patients en différents groupes de complémentation. Ces études ont permis de poursuivre les recherches sur la découverte de gènes. Le laboratoire a accumulé plus de 200 lignées cellulaires de patients présentant des niveaux élevés d'acide méthylmalonique dans lesquels aucune cause génétique n'a pu être identifiée. Après analyse de l'ADN de 188 patients porteurs d'un panel de gènes de séquençage de prochaine génération, il restait 127 patients avec un taux élevé d'acide méthylmalonique et aucun diagnostic génétique. Les fibroblastes en culture de 26 de ces patients présentaient une faible incorporation de propionate [14C] dans les macromolécules, reflétant peut-être une diminution de la fonction méthylmalonyl-CoA mutase. Un séquençage complet du génome a été réalisé sur l'ADN génomique extrait de ces patients. L'analyse de la variation du nombre de copies a été utilisée pour explorer les variations structurelles telles que les duplications et les suppressions pouvant être causales. En outre, le séquençage de l'ARN a été effectué pour détecter les événements monoalléliques, les défauts d'épissage et pour rechercher les variants que le séquençage du génome entier aurait pu omettre. Chez 3 patients différents notre analyse a révélé événements pathogènes dans deux gènes (PCCA, EPCAM) et un duplication 17q12. Un autre patient qui a été ajouté à l'étude a également révélé des résultats pathogènes dans le gène TTN. Ces résultats expliquent une partie du phénotype chez ces patients. Un patient porte une variante non-sens et une duplication intragénique dans PCCA, (NM_000282.3: c.1749_1750delGGinsTT). La variante non-sens provoque une mutation arrêtée et conduit à un codon d'arrêt qui est impliqué dans les universités propioniques. Le deuxième patient avait une mutation homozygote, avec décalage de cadre, c.583dupC; p.Gln195fs, dans EPCAM, qui a été signalé comme pathogène par ClinVar pour le diagnostic de la diarrhée chronique. Le troisième patient avait une duplication, emplacement 17q12 qui correspond au syndrome de duplication 17q12. Ces découvertes n'expliquent pas l'acidité élevée de l'acide méthylmalonique dans cette cohorte de patients. Les études sur les cellules somatiques et le séquençage ciblé, comme un panel de gènes de la cobalamine, ont été utilisés comme méthodes de diagnostic standard. Le génome entier et le séquençage d'ARN n'ont pas détecté de défauts génétiques supplémentaires dans les gènes de la cobalamine, ce qui indique que les études sur les cellules somatiques, y compris l'analyse de complémentation, sont fiables pour le diagnostic des patients présentant des erreurs innées du métabolisme de la cobalamine
Synthetic vascularized bone grafts
No full textBackground Bone graft procedures are commonly performed worldwide for segmental bone defects resulting from high-energy trauma, congenital deformity, infection or tumor resection. The current gold standard for repair of large long bone defects is the use of bone and blood vessels, as vascularized bone graft, harvested from another part of the body and transplanted to the area of the missing tissue. This creates significant donor site injury and is often an inadequate anatomical match. Making synthetic vascularized bone without recourse to potentially dangerous and expensive growth factors can potentially revolutionize reconstructive surgery and provide significant improvements in patients' lives. Inducing new blood vessels and engineering bones to custom geometry is the objective of many researchers but several technological hurdles remain. My thesis explores whether axial vascularization of a bioceramic affects bone generation from marrow aspirate and, to understand the impact of axial vascularization in bio-scaffolds. Methods We designed, cross-shaped, monetite bioceramic to fit the rat femoral vein and impregnated the scaffold with autologous bone marrow taken from the other leg. This implant was then implanted circumferentially around the vein of 16 rats and removed after 8 weeks. The structure, stability, and composition of the new bone was be assessed by micro computed tomography (micro-CT), Scanning Electron Microscope (SEM), and histopathology examinations. Results Scaffolds were printed with a mean deviation of +150 µm compared to their theoretical CAD model, were mainly composed of monetite (80.2%wt) and unreacted α- (1.8 %wt) and β-TCP (18 %wt) phases and displayed a micro- (> 50%vol between 1 and 10 µm) and Nano-porosity. A greater volume of new bone tissue was observed and quantified (SEM, µCT) in scaffolds perfused by a central vein compared with the non-perfused negative control (65.0 ± 5.6 % of the initial scaffold volume versus 29.0 ± 4.2%, P < 0.0001, N=4 or 5, triplicate representative areas per sample). Bone formation and ceramic biodegradation were (2.2 ± 0.2) and (2.9 ± 0.3) times higher for the experimental group than for the control one, respectively. In addition, implant biodegradation for both control and experimental groups were far greater than for both historical controls (implant and implant vascularized by a vein, ≈ 16.5% degradation). Conclusion Experiments showed promising results, we produced an axially vascularized tissue-engineered bone using marrow at a higher level than has been reported in the literature. This illustrates the intimate relationship between angiogenesis and osteogenesis, this is especially important to tackle the issues encountered for regeneration of critical-sized bone defects. In this study we showed that the presence of a vein perfusing a blood marrow soaked monetite implant allowed for generating enormous amount of bone (up to 65%) replacing the quasi totality of the implant (≈ 15% remaining). Even more, the structure adopted by this host-made engineered construct may surprisingly remain the structure of long bone, including a low vascularized and dense cortical layer surrounding a highly vascularized trabecular zone which hosts the marrow. Future work will focus on the mechanical stability of these vascularized bone flaps in load bearing sites.ContexteLe manque de substance osseuse faisant suite à un traumatisme, malformation congénitale, infection ou encore à l'ablation d'une tumeur peut être compensé par une greffe autologue de substance osseuse. En cas de perte osseuse importante, la procédure privilégiée consiste à transplanter un greffon osseux vascularisé, provenant d'un site sain du patient, au sein du défaut osseux où il sera connecté aux vaisseaux sanguins environnants. Bien que très bénéfique, la forme du greffon est souvent mal adaptée au défaut osseux, et la procédure comporte des risques non-négligeables. Générer à façon un greffon synthétique vascularisé sans prélever d'os sain ou utiliser les techniques onéreuses et encore peu maitrisées d'ingénierie tissulaire représenterait une avancée significative dans le domaine de la chirurgie reconstructrice ainsi qu'une amélioration significative de la vie des patients. Induire la formation sur mesure d'un tissu osseux vascularisé a fait l'objet de nombreuses recherches, néanmoins de multiples verrous technologiques persistent. Mes recherches visent à étudier l'impact que pourrait avoir l'insertion d'une veine au sein d'un implant imprégné de moelle osseuse sur sa revascularisation et sur sa colonisation par une nouvelle matrice osseuse. Méthodes Des biocéramiques en monétite comportant un canal central ont été produites via fabrication additive. Un modèle murin (N=8 rats / group) a été utilisé pour cette étude. Après avoir été imprégné par de la moelle osseuse, prélevée sur un des fémurs, la biocéramique a été placée autour de la veine fémorale du site opposé. Après sacrifice (8 semaines d'implantation), la structure, organisation et composition du nouvel os formé a été évaluée par microCT, microscope électronique à balayage et histologie.RésultatsUn écart moyen de +150 µm entre la géométrie des biocéramiques imprimées et leur modèle CAD a été observé. Après stérilisation, les implants comportaient une microporosité ente 1 et 10 µm, leur composition étant 80.2% en masse de monétite et respectivement 1.8 et 18% massique de réactifs initiaux (α- et β-TCP). Les analyses des explants (µCT, SEM, N= 4-5 x3) après 8 semaines d'implantation ont révélé que (i) la formation osseuse était (2.2 ± 0.2) fois plus importante (P<0.0001) lorsque la biocéramique était perfusée par la veine fémorale (65.0 ± 5.6% versus 29.0 ± 4.2%) et (ii) la biodégradation des céramiques était (2.9 ± 0.3) supérieure en présence de cette veine. En outre, notons que la présence de moelle osseuse au sein de ces biocéramiques a stimulé leur biodégradation (c.f. contrôles historiques). Conclusion L'approche considérée a permis le développement de volumes osseux vascularisés par des vaisseaux de taille importante (≈ 1mm) en site ectopique – les valeurs rapportées étant bien supérieures à celles trouvées dans la littérature. Nos résultats illustrent les liens intimes entre angiogenèse et ostéogenèse, et avancent des perspectives prometteuses pour la régénération des défauts osseux de taille critique. En bref, nous avons démontré que la présence d'une veine peut supporter la formation d'un os nouveaux en site ectopique (65% du volume de l'implant) qui vient se substituer à la biodégradation de sa structure d'accueil. De plus, la structure adoptée par l'os formé n'est pas sans rappeler la structure naturelle des os longs, avec une corticale dense et peu vascularisée et une zone trabéculaire largement vascularisée et accueillant la moelle osseuse. De futurs travaux se focaliseront sur la transplantation et stabilité de ces greffons synthétiques vascularisés en site porteur orthotopique (e.g. fémur)
Sustainable alternatives for carbonyl reduction
No full textCarbonyl reduction is a key process in chemistry, both in academic and industrial research. In the context of biomass valorization, C=O reduction shines as an essential upgrading pathway. Indeed, most biomass-derived molecules are naturally oxygen-rich in contrast to petroleum-based chemicals. H2 gas is the most ideal reductant in terms of atom-economy. Hydrogenation catalysts have been widely studied, such as Noyori-type catalysts for enantioselective reduction of prochiral ketones. Due to pressure and flammability constraints though, alternative reducing agents may be preferred. On big scale processes, hydride salts such as NaBH4 and LiAlH4 are commonly used, due to their high reactivity. However, stoichiometric amounts of waste are concomitantly formed during the process. Therefore, sustainable solutions need to be developed to decrease the environmental impact of chemical processes. Key factors are energy consumption, waste generation and safety. In this thesis, we have explored alternative energy sources and novel catalysts to solve the issues mentioned above. In the first part, we covered the catalytic applications of silver nanoparticles. Then, we applied microwave heating to the synthesis of magnetically recyclable silver nanoparticles, using a biomass-derived polymer (carboxymethyl cellulose) as a reductant and stabilizer. It was applied for the selective hydrogenation of C=O bonds in water. Then, we explored the metal-free and mechanochemical reduction of carbonyls, using polymethylhydrosiloxane as a reductant, that is a waste from the silicon industry. Due to the solvent-free conditions, we successfully reduced substrates having solubility issues (5-hydroxymethyl furfural and polyketone). Our mechanistic investigations showed the in situ formation of a highly reactive gas [H3SiFMe]- during the reaction, that was responsible for the reaction. Lastly, we explored the synthesis of magnetically recyclable (Ni0.5Cu0.5)Fe2O4 NPs by plasma induction. We have successfully applied them for the amination of alcohols under microwave irradiation, through a borrowing hydrogen pathway. Under our optimized conditions, the catalyst proved to be active at the 10-gram scale at metal loadings comparable to those of homogeneous complexes (<2 mol%).Following the guiding principles of green chemistry, we have successfully applied various alternative sources to both nanoparticle synthesis and organic reactions. In every case they were exploited to solve issues linked to the use of solvents or due to conventional heating.La reduction de carbonyles est un procédé crucial en chimie, autant en recherche académique qu'en industrie. Dans le contexte de la conversion de la biomasse, ce procédé est particulièrement important car les molécules biosourcées sont riches en oxygène, contrairement à ceux issus de l'industrie pétrolière. En termes d'économie d'atomes, l'hydrogène est le réducteur idéal. Les catalyseurs d'hydrogénation ont été l'objet de recherches poussées, tels que les catalyseurs de type Noyori pour la réduction énantiosélective de cétones prochirales. Mais des réducteurs alternatifs, ne posant pas de problèmes d'inflammabilité ou de pression, peuvent être utilisés. Des sels d'hydrure très réactifs tels que NaBH4 ou LiAlH4 sont communément utilisés à grande échelle. Mais ces sels génèrent aussi des quantités stœchiométriques de déchets. Il est donc nécessaire de développer des solutions plus durables, pour réduire l'impact de ces procédés chimiques sur l'environnement, en considérant la consommation d'énergie, les déchets générés, et la sécurité. Pour résoudre ces problèmes, nous avons exploré des sources d'énergie alternatives et des nouveaux catalyseurs.Tout d'abord, nous avons passé en revue les applications en catalyse des nanoparticules d'Argent. Puis, nous avons exploré la fabrication de nanoparticules d'Argent sur un support magnétique par micro-ondes, à l'aide d'un biopolymère (carboxyméthylcellulose) en tant que réducteur et stabilisateur. Ces nanoparticules se sont révélées sélective pour l'hydrogénation de liaisons C=O dans l'eau. Ensuite, nous avons exploré la réduction sans metal de carbonyles en mécanochimie, en utilisant le polymethylhydrosiloxane, un déchet de l'industrie du silicone, en tant que réducteur. Sans utiliser de solvant, nous avons résolu des problèmes de solubilité avec des substrats difficiles tels que la polycétone ou l'hydroxyméthylfurfural. Nous avons mis en évidence par des études mécanistiques la formation d'un réducteur gazeux pendant la réaction. Finalement, nous avons exploré la synthèse de nanoparticules magnétiques de (NiCu)Fe2O4 par induction plasma. Nous les avons utilisés pour catalyser l'amination d'alcools sous micro-ondes, par un mécanisme d'emprunt d'hydrogène. Nous montrons que le catalyseur fonctionne à l'échelle des 10 grammes, à des taux métalliques comparable à ceux des catalyseurs homogènes (<2 mol%).En se basant sur les principes fondamentaux de la chimie verte, nous avons exploité des sources alternatives d'énergie sur la synthèse de nanoparticules et des réaction organiques pour résoudre des problèmes liés à l'utilisation de solvant ou du chauffage convectif
Probing a spin transfer controlled magnetic nanowire with a single nitrogen-vacancy spin in bulk diamond
No full textThe point-like nature and exquisite magnetic field sensitivity of the nitrogen vacancy (NV) center in diamond can provide information about the inner workings of magnetic nanocircuits in complement with traditional transport techniques. Here, we use a single NV in bulk diamond to probe the stray field of a ferromagnetic nanowire controlled by spin transfer (ST) torques. We first report an unambiguous measurement of ST tuned, parametrically driven, large-amplitude magnetic oscillations. At the same time, we demonstrate that such magnetic oscillations alone can directly drive NV spin transitions, providing a potential new means of control. Finally, we use the NV as a local noise thermometer, observing strong ST damping of the stray field noise, consistent with magnetic cooling from room temperature to ∼150 K