|
Freezing technology of bull sperm in relation to its survivability and fertilization ability
Doležalová, Martina ; Stádník, Luděk (advisor) ; Jiří, Jiří (referee)
The aim of optimalization the insemination doses production is to provide the highest fertilization ability of spermatozoa during the demanding proces of processing fresh semen and its subsequent cryopreservation. Temperature changes causes spermatozoa damage during the cooling and freezing. Spermatozoa is exposed to cold shock and many others limiting factors, which leads to cell death and therefore to decline of fertilization ability of thawed insemination doses. For increasing spermatozoa resistance, exactly the plasma membrane resistance against cold shock was fraction of egg yolk LDL cholesterol (low density lipoprotein) at various concentrations into the comercially produced diluents added. It is believed that LDL acts possitively to plasma membrane and helps to maintain the fertilization ability of spermatozoa after thawing. Following step in the proces of insemination doses production is slow cooling of diluted semen and equilibration, when the straws are store at cooling box for 30 minutes to 240 hours. This period is necessary to penetrate of certain diluent components into the spermatazoa also maintain the balance between their intracellular and extracellular concentration. Also important is subsequent freezing temperature gradient of insemination doses. The most suitable freezing method is based on computer controlled temperature decline in freezing chamber which allows the precise control of ice crystals formation that could tear and kill the cell.
During 2012 to 2016 was repeatedly collected semen from the group of breeding bulls (n = 27, Holstein and Czech Fleckvieh breed) at AI centre. Semen which fulfill the standard entrance conditions in first step was evenly into several parts divided. For dilution the three types of comercially diluents AndroMed, Bioxcell and Triladyl with and without LDL addition were used. Into the diluents AndroMed and Bioxcell the concentration of LDL 4 %, 6 % and 8% into the dilent Triladyl 6 %, 8 % and 10 % was added. Diluted semen was filled into the glass capillares with volume 0,1 ml and temperature +4 °C. Subsequently the sample was placed to cold bath (0°C) for 10 minutes. Then the volume of capillare with physiological solution (37 °C) was mixed and for next 120 minutes was incubate. The effect of cold shock to proportion of live spermatozoa was evaluated by using Eosin and Nigrosine staining technique during heat test of spermatozoa survivability after spermatozoa heating and after 120 minutes of incubation.
The more suitable semen diluents which provide the higher spermatozoa resistance against cold shock were AndroMed and Bioxcell. Together the possitive effect of LDL addition into the diluents to lower decrease of proportion of live spermatozoa during heat test was found (P<0.05). The most suitable LDL concentration which had a favorable influence at spermatozoa resistance against cold shock was 6 % in diluent Bioxcell. Values of the proportion of live sperm were higher at the beginning of the heat test (+1.31% to + 3.2%) and after 120 minute incubation (+5.82% to +8.41%) compared to other diluents with and without addition of LDL.
In the next step the process of equilibration was optimized, is an important part of insemination doses production. The effect of the length of equilibration for subsequent fertilization ability of spermatozoa was evaluated using spermatozoa motility based of CASA and proportion of live spermatozoa after thawing and during heat survival test lasting 120 minutes (37 ° C). Suitable semen was diluted by comercially used diluent AndroMed based on soya lecithin, filled into the straws (0.25 ml), cooled and equilibrated in cooling box for 30, 120 and 240 minutes and freezed in programmable freezing box applying four types of freezing curves differing in temperature rate decline. There was used standard and by producer recommended 3. phase freezing curve, then 2. phase freezing curve, and 3. phase freezing curve with slower as well as rapid decline of temperature rate in freezing chamber, compared with standard freezing curve. The highest spermatozoa motility was found using 240 minutes of equilibration by +2.72% and +4.58% compared to other lengths of equilibration (P <0.05 to 0.01). The highest proportion of live spermatozoa was found using 120 minutes of equilibration (+6.87 % and +8.68 %). The highest average spermatozoa motility during heat test after thawing was achieved by using 2. phase freezing curve (from +2.97% to +10.37%, P <0.05), also in the proportion of live spermatozoa (from + 4.37% to +8.82%, P <0.01). When evaluating interaction between the length of equilibration and freezing curve (standard 3. phase and 2 . phase freezing curve), the highest average spermatozoa motility and proportion of live spermatozoa using 240 minutes of equilibration by both freezing curves was reached, there was no statistically significant differences. As well as, in all evaluated parts of this study the individual differences between ejaculate of bulls and within semen from one bull (P <0.05) as secondary effect were found.
To maintain good fertilization ability of semen during cryopreservation is necessary to increase the spermatozoa resistance against cold shock using addition of correct concentration of LDL into the commercially used diluents AndroMed and Bioxcell. Subsequently the fertilization ability of insemination dose is influenced by cooling, the length of equilibration and freezing. The length of equilibration 120 minutes and more as well as gentle way of freezing according to freezing curve, which ensures a gradual decrease of temperature in freezing chamber provided the higher average spermatozoa motility and proportion of live spermatozoa.
|
|
Individual human odor as a forensic trail in criminal proceeding made by contact or contactless transmission and its resistance to physical agents
Santariová, Milena ; Bartoš, Luděk (advisor) ; Chmelíková, Eva (referee)
The dissertation thesis consists of four papers that have been published in scientific journals.
Study n. 1
The need to recover evidence from water is quite common in criminal investigation. The article deals with the possibility to collect human scent from such objects and with the ability of specially trained dogs to match such scent samples with scent samples collected from detained suspects. During an experiment, designed as a blind one, it has been proved, that human scent can survive on submerged objects and can be later used for scent identification.
Study n. 2
To collect odors the Czech Republic Police use special fabric sorbents manufactured under the registered mark ARATEX. Before use the fabric sorbent is treated by water vapor sterilization. After the scent identification the sorbent is destroyed. The goal of the study was to verify if the vapor sterilization is effective enough to remove human scent that has already penetrated into the sorbent structure or in other words if the sorbent can be exposed to vapor sterilization and then used again. Specially trained dogs were used to match starting odors with target odors in the line-ups. The results showed that dogs are able to correctly match human odors even after they have being exposed to vapor sterilization.
Study n. 3
The purpose of the study was to determine the temperature at which the human scent is degraded so that a dog would not be able to identify it. In contrast to expectations, eight dogs used in the experiment almost flawlessly identified human scents from five scent donors exposed to temperatures of 100°C, 200°C, 300°C, 400°C, 500°C, 600°C, 700°C, and 800°C. Only two of the dogs were able to identify 5 of 15 scent samples exposed to 900°C. No dog identified a scent exposed to 1000°C. Our study verified heat survivability of human scent far beyond existing expectations.
Study n. 4
We tested the hypothesis that if odor fallout (the release of a human odor onto an untouched object) in human subjects exists, then holding a hand above an absorbent will produce a detectable scent which will be subsequently matched in a detection test by trained dogs. Scents were collected from seven males to sterile cotton absorbent squares. The left hand was used to get the control scent and the right hand served as the target scent. Each experimental subject was sitting and his left hand was laid down on a cotton square for 3 min. The right hand was held 5 cm above another cotton square for 3 min. The scent identification was done by two specially trained police German shepherds. Both dogs performed 14 line-ups and correctly matched the collected scents of all test subjects. The results suggest the existence of human odor fallout, whereby a human scent trace is left by humans even if they do not touch an object.
|
|
Conversations with Jindřiška Křivánková
Fröhlichová, Marie ; SOPROVÁ, Jana (advisor) ; HALAŠ, Adam (referee)
The aim of the thesis is to describe the principles of creativity of Jindřiška Křivánková, senior professional and a highly experienced theatre performer; and confront her way of thinking and creativity with my own artistic view and my skills gained during my time of study at HAMU. Thereafter, the thesis will first elaborate on her theatre development, from the beginning of her carrier until now. Further it will addresses the major aspects and circumstances that led to her prospering in the field. It also examines the influence of particular personalities that helped her to develop her distinct views on theatre. A further discussion on the various aspects of artistic creation and creative process in a mutual confrontation of the two of us, in which we touch not only broad general issues concerning the culture and theatre, but also the special approaches towards it.
|
|
Possibilities in monitoring of laser welding process
Horník, Petr ; Mrňa, Libor
With increasing demands on the quality of the welds, it is usual to apply automated machine welding with monitoring of the welding process. The resulting quality of the weld is largely affected by the behavior of keyhole. However, its direct observation during the welding process is practically impossible and it is necessary to use indirect methods. At ISI we develop optical methods of monitoring the process based on analysis of radiation of laser-induced plasma using Fourier and autocorrelation analysis. Observation of keyhole inlet opening is partially possible through a coaxial camera mounted on the welding head and the subsequent image processing. A high-speed rear camera to understand the dynamics of the plasma plume. Through optical spectroscopy of the plume, we can study the excitation of elements in a material. Shielding gas flow can be visualized using schlieren method.
|
|
Noise, Transport and Structural Properties of High Energy Radiation Detectors Based on CdTe
Šik, Ondřej ; Lazar, Josef (referee) ; Navrátil, Vladislav (referee) ; Grmela, Lubomír (advisor)
Poptávka ze strany vesmírného výzkumu, zdravotnictví a bezpečnostního průmyslu způsobila v posledních letech zvýšený zájem o vývoj materiálů pro detekci a zobrazování vysokoenergetického záření. CdTe a jeho slitina CdZnTe. jsou polovodiče umožnují detekci záření o energiích v rozsahu 10 keV až 500 keV. Šířka zakázaného pásma u CdTe / CdZnTe je 1.46 -1.6 eV, což umožňuje produkci krystalů o vysoké rezistivitě (10^10-10^11 cm), která je dostačující pro použití CdTe / CdZnTe při pokojové teplotě. V mé práci byly zkoumány detektory CdTe/CdZnTe v různých stádiích jejich poruchovosti. Byly použity velmi kvalitní spektroskopické detektory, materiál s nižší rezistivitou a výraznou polarizací, detektory s asymetrií elektrických parametrů kontaktů a teplotně degenerované vzorky. Z výsledků analýzy nízkofrekvenčního šumu je patrný obecný závěr, že zvýšená koncentrace defektů způsobí změnu povahy původně monotónního spektra typu 1/f na spektrum s výrazným vlivem generačně-rekombinačních procesů. Další výrazná vlastnost degenerovaných detektorů a detektorů nižší kvality je nárůst spektrální hustoty šumu typu 1/f se vzrůstajícím napájecím napětí se směrnicí výrazně vyšší než 2. Strukturální a chemické analýzy poukázaly, že teplotní generace detektorů způsobuje difuzi kovu použitého při kontaktování a stopových prvků hlouběji do objemu krystalu. Část mé práce je věnována modifikaci povrchu svazkem argonových iontů a jejímu vlivu na chemické složení a morfologii povrchu.
|
|
New Methods for Increasing Efficiency and Speed of Functional Verification
Zachariášová, Marcela ; Dohnal, Jan (referee) ; Steininger, Andreas (referee) ; Kotásek, Zdeněk (advisor)
Při vývoji současných číslicových systémů, např. vestavěných systému a počítačového hardware, je nutné hledat postupy, jak zvýšit jejich spolehlivost. Jednou z možností je zvyšování efektivity a rychlosti verifikačních procesů, které se provádějí v raných fázích návrhu. V této dizertační práci se pozornost věnuje verifikačnímu přístupu s názvem funkční verifikace. Je identifikováno několik výzev a problému týkajících se efektivity a rychlosti funkční verifikace a ty jsou následně řešeny v cílech dizertační práce. První cíl se zaměřuje na redukci simulačního času v průběhu verifikace komplexních systémů. Důvodem je, že simulace inherentně paralelního hardwarového systému trvá velmi dlouho v porovnání s během v skutečném hardware. Je proto navrhnuta optimalizační technika, která umisťuje verifikovaný systém do FPGA akcelerátoru, zatím co část verifikačního prostředí stále běží v simulaci. Tímto přemístěním je možné výrazně zredukovat simulační režii. Druhý cíl se zabývá ručně připravovanými verifikačními prostředími, která představují výrazné omezení ve verifikační produktivitě. Tato režie však není nutná, protože většina verifikačních prostředí má velice podobnou strukturu, jelikož využívají komponenty standardních verifikačních metodik. Tyto komponenty se jen upravují s ohledem na verifikovaný systém. Proto druhá optimalizační technika analyzuje popis systému na vyšší úrovni abstrakce a automatizuje tvorbu verifikačních prostředí tím, že je automaticky generuje z tohoto vysoko-úrovňového popisu. Třetí cíl zkoumá, jak je možné docílit úplnost verifikace pomocí inteligentní automatizace. Úplnost verifikace se typicky měří pomocí různých metrik pokrytí a verifikace je ukončena, když je dosažena právě vysoká úroveň pokrytí. Proto je navržena třetí optimalizační technika, která řídí generování vstupů pro verifikovaný systém tak, aby tyto vstupy aktivovali současně co nejvíc bodů pokrytí a aby byla rychlost konvergence k maximálnímu pokrytí co nejvyšší. Jako hlavní optimalizační prostředek se používá genetický algoritmus, který je přizpůsoben pro funkční verifikaci a jeho parametry jsou vyladěny pro tuto doménu. Běží na pozadí verifikačního procesu, analyzuje dosažené pokrytí a na základě toho dynamicky upravuje omezující podmínky pro generátor vstupů. Tyto podmínky jsou reprezentovány pravděpodobnostmi, které určují výběr vhodných hodnot ze vstupní domény. Čtvrtý cíl diskutuje, zda je možné znovu použít vstupy z funkční verifikace pro účely regresního testování a optimalizovat je tak, aby byla rychlost testování co nejvyšší. Ve funkční verifikaci je totiž běžné, že vstupy jsou značně redundantní, jelikož jsou produkovány generátorem. Pro regresní testy ale tato redundance není potřebná a proto může být eliminována. Zároveň je ale nutné dbát na to, aby úroveň pokrytí dosáhnutá optimalizovanou sadou byla stejná, jako u té původní. Čtvrtá optimalizační technika toto reflektuje a opět používá genetický algoritmus jako optimalizační prostředek. Tentokrát ale není integrován do procesu verifikace, ale je použit až po její ukončení. Velmi rychle odstraňuje redundanci z původní sady vstupů a výsledná doba simulace je tak značně optimalizována.
|
| |
|
Physically-based Modeling and Simulation
Dvořák, Radim ; Racek, Stanislav (referee) ; Šujanský,, Milan (referee) ; Zbořil, František (advisor)
Disertační práce se zabývá modelováním znečištění ovzduší, jeho transportních a disperzních procesů ve spodní části atmosféry a zejména numerickými metodami, které slouží k řešení těchto modelů. Modelování znečištění ovzduší je velmi důležité pro předpověď kontaminace a pomáhá porozumět samotnému procesu a eliminaci následků. Hlavním tématem práce jsou metody pro řešení modelů popsaných parciálními diferenciálními rovnicemi, přesněji advekčně-difúzní rovnicí. Polovina práce je zaměřena na známou metodu přímek a je zde ukázáno, že tato metoda je vhodná k řešení určitých konkrétních problémů. Dále bylo navrženo a otestováno řešení paralelizace metody přímek, jež ukazuje, že metoda má velký potenciál pro akceleraci na současných grafických kartách a tím pádem i zvětšení přesnosti výpočtu. Druhá polovina práce se zabývá poměrně mladou metodou ELLAM a její aplikací pro řešení atmosférických advekčně-difúzních rovnic. Byla otestována konkrétní forma metody ELLAM společně s navrženými adaptacemi. Z výsledků je zřejmé, že v mnoha případech ELLAM překonává současné používané metody.
|
|
Intrusion Detection in Network Traffic
Homoliak, Ivan ; Čeleda, Pavel (referee) ; Ochoa,, Martín (referee) ; Hanáček, Petr (advisor)
Tato práce se zabývá problematikou anomální detekce síťových útoků s využitím technik strojového učení. Nejdříve jsou prezentovány state-of-the-art datové kolekce určené pro ověření funkčnosti systémů detekce útoků a také práce, které používají statistickou analýzu a techniky strojového učení pro nalezení síťových útoků. V další části práce je prezentován návrh vlastní kolekce metrik nazývaných Advanced Security Network Metrics (ASNM), který je součástí konceptuálního automatického systému pro detekci průniků (AIPS). Dále jsou navrženy a diskutovány dva různé přístupy k obfuskaci - tunelování a modifikace síťových charakteristik - sloužících pro úpravu provádění útoků. Experimenty ukazují, že použité obfuskace jsou schopny předejít odhalení útoků pomocí klasifikátoru využívajícího metriky ASNM. Na druhé straně zahrnutí těchto obfuskací do trénovacího procesu klasifikátoru může zlepšit jeho detekční schopnosti. Práce také prezentuje alternativní pohled na obfuskační techniky modifikující síťové charakteristiky a demonstruje jejich použití jako aproximaci síťového normalizéru založenou na vhodných trénovacích datech.
|
|
Security of Biometric Systems
Lodrová, Dana ; Busch, Christoph (referee) ; Provazník, Ivo (referee) ; Drahanský, Martin (advisor)
Hlavním přínosem této práce jsou dva nové přístupy pro zvýšení bezpečnosti biometrických systémů založených na rozpoznávání podle otisků prstů. První přístup je z oblasti testování živosti a znemožňuje použití různých typů falešných otisků prstů a jiných metod oklamání senzoru v průběhu procesu snímání otisků. Tento patentovaný přístup je založen na změně barvy a šířky papilárních linií vlivem přitlačení prstu na skleněný podklad. Výsledná jednotka pro testování živosti může být integrována do optických senzorů. Druhý přístup je z oblasti standardizace a zvyšuje bezpečnost a interoperabilitu procesů extrakce markantů a porovnání. Pro tyto účely jsem vytvořila metodologii, která stanovuje míry sémantické shody pro extraktory markantů otisků prstů. Markanty nalezené testovanými extraktory jsou porovnávány oproti Ground-Truth markantům získaným pomocí shlukování dat poskytnutých daktyloskopickými experty. Tato navrhovaná metodologie je zahrnuta v navrhovaném dodatku k normě ISO/IEC 29109-2 (Amd. 2 WD4).
|
guest ::
