Multichannel QCM-based system for continuous monitoring of bacterial biofilm growth

© 2020 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes,creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works.Quartz crystal microbalance (QCM) sensors are becoming a good alternative to analytical methods for the measurement of bacterial growth in liquid media culture. For this purpose, two essential resonance parameters allow monitoring of biofilm formation: the series resonance frequency shift and the change of the resistance at this frequency. Nevertheless, several problems arise in determining these parameters, as their relative variation is very small. This means that an accurate procedure must be implemented for the measurement of the QCM resonance parameters, including the automatic calibration of the frequency response effects of the measurement circuits and the automatic compensation of the static electrical capacitance of the QCM. In this paper, a novel multichannel system for on-line monitoring of biofilm formation based on QCM sensors is proposed. QCM resonance parameters are determined from the electrical impedance analysis by means of an auto-balanced impedance bridge. This configuration has allowed the implementation of an affordable multichannel measurement instrument. Obtained results, based on binary mixtures of water-glycerol measurements and real microorganism experiments, are in good agreement with the theoretical behaviour. These results show the great potential of this instrument to be used for monitoring microbial growth and biofilm formation.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Caracterización automatizada de sistemas fotovoltaicos conectados a red

Postprint (published version

Impact of preemptive hospitalization on health outcomes at the temporary COVID-19 hospital in Mexico City: a prospective observational study.

INTRODUCTION: In response to the evolution of the coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic, the admission protocol for the temporary COVID-19 hospital in Mexico City has been updated to hospitalize patients preemptively with an oxygen saturation (SpO2) of >90%. METHODS: This prospective, observational, single-center study compared the progression and outcomes of patients who were preemptively hospitalized versus those who were hospitalized based on an SpO2 ⩽90%. We recorded patient demographics, clinical characteristics, COVID-19 symptoms, and oxygen requirement at admission. We calculated the risk of disease progression and the benefit of preemptive hospitalization, stratified by CALL Score: age, lymphocyte count, and lactate dehydrogenase (<8 and ⩾8) at admission. RESULTS: Preemptive hospitalization significantly reduced the requirement for oxygen therapy (odds ratio 0.45, 95% confidence interval 0.31-0.66), admission to the intensive care unit (ICU) (0.37, 0.23-0.60), requirement for invasive mechanical ventilation (IMV) (0.40, 0.25-0.64), and mortality (0.22, 0.10-0.50). Stratification by CALL score at admission showed that the benefit of preemptive hospitalization remained significant for patients requiring oxygen therapy (0.51, 0.31-0.83), admission to the ICU (0.48, 0.27-0.86), and IMV (0.51, 0.28-0.92). Mortality risk remained significantly reduced (0.19, 0.07-0.48). CONCLUSION: Preemptive hospitalization reduced the rate of disease progression and may be beneficial for improving COVID-19 patient outcomes

Caracterització automatitzada de sistemes fotovoltaics connectats a la xarxa elèctrica

[ANGLÈS] The main objective is the implementation of an automated system for the characterization of grid connected photovoltaic applications. This project arises by the need of automating the configuration and the measures extraction of photovoltaic systems. The manual characterization requires many hours of work with highly repetitive actions. With the implementation of the automated platform, these problems are avoided and a complete photovoltaic system characterization can be easily achieved. The automated system implementation is based on the design and the development of a LabVIEW application. On the one hand, this application allows defining the actions sequence that will be done totally automatically, such as the instruments configuration, the data acquisition, the activation of certain circuit elements, the captures with oscilloscope waveforms, etc. When these actions are finished, different reports are generated with the photovoltaic system characterization results. On the other hand, and not least, the application allows the remote control of each instrument that is used for supply, configuration and characterization of the grid connected photovoltaic system. Finally, to test the functionality of the automated platform developed in this project, a practical example is presented, in which the performance of two fabrication MOSFETs technologies (Silicon and Carbide Silicon) are comparatively evaluated on the photovoltaic system.[CASTELLÀ] El objetivo específico es la implementación de un sistema de automatización para la caracterización de sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica. Este proyecto nace de la necesidad de automatizar la configuración y extracción de medidas de sistemas fotovoltaicos, ya que para realizar una caracterización de forma manual se requieren de muchas horas de trabajo y de la realización de acciones muy repetitivas. Con la plataforma de automatización implementada, se evitan estos problemas y se consigue una caracterización del sistema fotovoltaico mucho más optimizada y completa. La implementación de este sistema de automatización se basa en el diseño y desarrollo de una aplicación en LabVIEW. Por un lado, esta aplicación permite definir la secuencia de acciones que se realizarán de forma totalmente automática, como la configuración de equipos, la adquisición de datos, la puesta en marcha de determinados elementos del circuito, las capturas con las formas de onda del osciloscopio, etc. Cuando se finalizan estas acciones, se generan unos reportes con los resultados completos de la caracterización del sistema fotovoltaico. Por otro lado, y no menos importante, la aplicación permite el control remoto de cada uno de los instrumentos que se utilizan para alimentar, configurar y caracterizar el sistema fotovoltaico conectado a red. Finalmente, a fin de verificar el funcionamiento de la plataforma de automatización desarrollada en este proyecto, se realiza un ejemplo práctico en el que se evalúa comparativamente las prestaciones de dos tecnologías de fabricación de MOSFETs diferentes (Silicio y Carburo de Silicio) aplicadas en el sistema fotovoltaico.[CATALÀ] L’objectiu específic és la implementació d’un sistema d’automatització per a la caracterització de sistemes fotovoltaics connectats a la xarxa elèctrica. Aquest projecte neix de la necessitat d’automatitzar la configuració i extracció de mesures de sistemes fotovoltaics, ja que per a realitzar una caracterització de forma manual es requereixen de moltes hores de treball i de la realització d’accions molt repetitives. Amb la plataforma d’automatització implementada, s’eviten aquests problemes i s’aconsegueix una caracterització del sistema fotovoltaic molt més optimitzada i completa. La implementació d’aquest sistema d’automatització es basa en el disseny i desenvolupament d’una aplicació en LabVIEW. Per una banda, aquesta aplicació permet definir la seqüència d’accions que es realitzaran de forma totalment automàtica, com la configuració d’equips, l’adquisició de dades, la posada en marxa de determinats elements del circuit, les captures amb les formes d’ona del oscil·loscopi, etc. Quan es finalitzen aquestes accions, es generen uns informes amb els resultats complets de la caracterització del sistema fotovoltaic. Per altra banda, i no menys important, l’aplicació permet el control remot de cada un dels instruments que s’utilitzen per alimentar, configurar i caracteritzar el sistema fotovoltaic connectat a xarxa. Finalment, a fi de verificar el funcionament de la plataforma d’automatització desenvolupada en aquest projecte, es realitza un exemple pràctic en el que s’avaluen comparativament les prestacions de dos tecnologies de fabricació de MOSFETs diferents (Silici i Carbur de Silici) aplicades en el sistema fotovoltaic

Real-time multichannel system for the monitorization of biofilm formation based on quartz crystal resonators

Desarrollo, implementación y puesta en marxa de un sistema de monitorización del crecimiento de biopelículas bacterianas. Estas biopelículas, también llamadas biofilms, tienen un comportamiento peculiar y son de especial importancia cuando se desarrollan sobre prótesis ya que son de difícil eliminación. El sistema a desarrollar pretende ser una herramienta que acelere el análisis del crecimiento de los biofilms y de los tratamientos que se desarrollan para combatirlos.The ability of certain microorganisms to bind to the surfaces of various materials (plastic, metal, ceramics) and develop complex structures such biofilm, is a critical health problem. The development of these structures in medical prosthesis generates severe infections and expensive treatments. The purpose of this project is to design, develop and implement a multichannel measurement system based on piezoelectric resonators. It is destined to monitor the evolution of bacterial biofilm growth. This system is developed from the need of having a tool capable of diagnosing the growth state of bacterial films. The microbiologists will be able to use this system in the future in order to reduce the development time of new medicines. The principle of measurement and the design of the different parts of the system, both hardware and software, are presented through this work, explaining their theoretical basis and validating their operation with simulations or experimental results. At the end of the project, different experiments are performed in order to verify the properly functioning of the designed system. One of these experimental examples using the developed system is a monitoring of the growth of a bacterial film of Staphylococcus Epidermidis strain during a complete day

Caracterització automatitzada de sistemes fotovoltaics connectats a la xarxa elèctrica

[ANGLÈS] The main objective is the implementation of an automated system for the characterization of grid connected photovoltaic applications. This project arises by the need of automating the configuration and the measures extraction of photovoltaic systems. The manual characterization requires many hours of work with highly repetitive actions. With the implementation of the automated platform, these problems are avoided and a complete photovoltaic system characterization can be easily achieved. The automated system implementation is based on the design and the development of a LabVIEW application. On the one hand, this application allows defining the actions sequence that will be done totally automatically, such as the instruments configuration, the data acquisition, the activation of certain circuit elements, the captures with oscilloscope waveforms, etc. When these actions are finished, different reports are generated with the photovoltaic system characterization results. On the other hand, and not least, the application allows the remote control of each instrument that is used for supply, configuration and characterization of the grid connected photovoltaic system. Finally, to test the functionality of the automated platform developed in this project, a practical example is presented, in which the performance of two fabrication MOSFETs technologies (Silicon and Carbide Silicon) are comparatively evaluated on the photovoltaic system.[CASTELLÀ] El objetivo específico es la implementación de un sistema de automatización para la caracterización de sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica. Este proyecto nace de la necesidad de automatizar la configuración y extracción de medidas de sistemas fotovoltaicos, ya que para realizar una caracterización de forma manual se requieren de muchas horas de trabajo y de la realización de acciones muy repetitivas. Con la plataforma de automatización implementada, se evitan estos problemas y se consigue una caracterización del sistema fotovoltaico mucho más optimizada y completa. La implementación de este sistema de automatización se basa en el diseño y desarrollo de una aplicación en LabVIEW. Por un lado, esta aplicación permite definir la secuencia de acciones que se realizarán de forma totalmente automática, como la configuración de equipos, la adquisición de datos, la puesta en marcha de determinados elementos del circuito, las capturas con las formas de onda del osciloscopio, etc. Cuando se finalizan estas acciones, se generan unos reportes con los resultados completos de la caracterización del sistema fotovoltaico. Por otro lado, y no menos importante, la aplicación permite el control remoto de cada uno de los instrumentos que se utilizan para alimentar, configurar y caracterizar el sistema fotovoltaico conectado a red. Finalmente, a fin de verificar el funcionamiento de la plataforma de automatización desarrollada en este proyecto, se realiza un ejemplo práctico en el que se evalúa comparativamente las prestaciones de dos tecnologías de fabricación de MOSFETs diferentes (Silicio y Carburo de Silicio) aplicadas en el sistema fotovoltaico.[CATALÀ] L’objectiu específic és la implementació d’un sistema d’automatització per a la caracterització de sistemes fotovoltaics connectats a la xarxa elèctrica. Aquest projecte neix de la necessitat d’automatitzar la configuració i extracció de mesures de sistemes fotovoltaics, ja que per a realitzar una caracterització de forma manual es requereixen de moltes hores de treball i de la realització d’accions molt repetitives. Amb la plataforma d’automatització implementada, s’eviten aquests problemes i s’aconsegueix una caracterització del sistema fotovoltaic molt més optimitzada i completa. La implementació d’aquest sistema d’automatització es basa en el disseny i desenvolupament d’una aplicació en LabVIEW. Per una banda, aquesta aplicació permet definir la seqüència d’accions que es realitzaran de forma totalment automàtica, com la configuració d’equips, l’adquisició de dades, la posada en marxa de determinats elements del circuit, les captures amb les formes d’ona del oscil·loscopi, etc. Quan es finalitzen aquestes accions, es generen uns informes amb els resultats complets de la caracterització del sistema fotovoltaic. Per altra banda, i no menys important, l’aplicació permet el control remot de cada un dels instruments que s’utilitzen per alimentar, configurar i caracteritzar el sistema fotovoltaic connectat a xarxa. Finalment, a fi de verificar el funcionament de la plataforma d’automatització desenvolupada en aquest projecte, es realitza un exemple pràctic en el que s’avaluen comparativament les prestacions de dos tecnologies de fabricació de MOSFETs diferents (Silici i Carbur de Silici) aplicades en el sistema fotovoltaic

Real-time multichannel system for the monitorization of biofilm formation based on quartz crystal resonators

Desarrollo, implementación y puesta en marxa de un sistema de monitorización del crecimiento de biopelículas bacterianas. Estas biopelículas, también llamadas biofilms, tienen un comportamiento peculiar y son de especial importancia cuando se desarrollan sobre prótesis ya que son de difícil eliminación. El sistema a desarrollar pretende ser una herramienta que acelere el análisis del crecimiento de los biofilms y de los tratamientos que se desarrollan para combatirlos.The ability of certain microorganisms to bind to the surfaces of various materials (plastic, metal, ceramics) and develop complex structures such biofilm, is a critical health problem. The development of these structures in medical prosthesis generates severe infections and expensive treatments. The purpose of this project is to design, develop and implement a multichannel measurement system based on piezoelectric resonators. It is destined to monitor the evolution of bacterial biofilm growth. This system is developed from the need of having a tool capable of diagnosing the growth state of bacterial films. The microbiologists will be able to use this system in the future in order to reduce the development time of new medicines. The principle of measurement and the design of the different parts of the system, both hardware and software, are presented through this work, explaining their theoretical basis and validating their operation with simulations or experimental results. At the end of the project, different experiments are performed in order to verify the properly functioning of the designed system. One of these experimental examples using the developed system is a monitoring of the growth of a bacterial film of Staphylococcus Epidermidis strain during a complete day

Caracterització automatitzada de sistemes fotovoltaics connectats a la xarxa elèctrica

[ANGLÈS] The main objective is the implementation of an automated system for the characterization of grid connected photovoltaic applications. This project arises by the need of automating the configuration and the measures extraction of photovoltaic systems. The manual characterization requires many hours of work with highly repetitive actions. With the implementation of the automated platform, these problems are avoided and a complete photovoltaic system characterization can be easily achieved. The automated system implementation is based on the design and the development of a LabVIEW application. On the one hand, this application allows defining the actions sequence that will be done totally automatically, such as the instruments configuration, the data acquisition, the activation of certain circuit elements, the captures with oscilloscope waveforms, etc. When these actions are finished, different reports are generated with the photovoltaic system characterization results. On the other hand, and not least, the application allows the remote control of each instrument that is used for supply, configuration and characterization of the grid connected photovoltaic system. Finally, to test the functionality of the automated platform developed in this project, a practical example is presented, in which the performance of two fabrication MOSFETs technologies (Silicon and Carbide Silicon) are comparatively evaluated on the photovoltaic system.[CASTELLÀ] El objetivo específico es la implementación de un sistema de automatización para la caracterización de sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica. Este proyecto nace de la necesidad de automatizar la configuración y extracción de medidas de sistemas fotovoltaicos, ya que para realizar una caracterización de forma manual se requieren de muchas horas de trabajo y de la realización de acciones muy repetitivas. Con la plataforma de automatización implementada, se evitan estos problemas y se consigue una caracterización del sistema fotovoltaico mucho más optimizada y completa. La implementación de este sistema de automatización se basa en el diseño y desarrollo de una aplicación en LabVIEW. Por un lado, esta aplicación permite definir la secuencia de acciones que se realizarán de forma totalmente automática, como la configuración de equipos, la adquisición de datos, la puesta en marcha de determinados elementos del circuito, las capturas con las formas de onda del osciloscopio, etc. Cuando se finalizan estas acciones, se generan unos reportes con los resultados completos de la caracterización del sistema fotovoltaico. Por otro lado, y no menos importante, la aplicación permite el control remoto de cada uno de los instrumentos que se utilizan para alimentar, configurar y caracterizar el sistema fotovoltaico conectado a red. Finalmente, a fin de verificar el funcionamiento de la plataforma de automatización desarrollada en este proyecto, se realiza un ejemplo práctico en el que se evalúa comparativamente las prestaciones de dos tecnologías de fabricación de MOSFETs diferentes (Silicio y Carburo de Silicio) aplicadas en el sistema fotovoltaico.[CATALÀ] L’objectiu específic és la implementació d’un sistema d’automatització per a la caracterització de sistemes fotovoltaics connectats a la xarxa elèctrica. Aquest projecte neix de la necessitat d’automatitzar la configuració i extracció de mesures de sistemes fotovoltaics, ja que per a realitzar una caracterització de forma manual es requereixen de moltes hores de treball i de la realització d’accions molt repetitives. Amb la plataforma d’automatització implementada, s’eviten aquests problemes i s’aconsegueix una caracterització del sistema fotovoltaic molt més optimitzada i completa. La implementació d’aquest sistema d’automatització es basa en el disseny i desenvolupament d’una aplicació en LabVIEW. Per una banda, aquesta aplicació permet definir la seqüència d’accions que es realitzaran de forma totalment automàtica, com la configuració d’equips, l’adquisició de dades, la posada en marxa de determinats elements del circuit, les captures amb les formes d’ona del oscil·loscopi, etc. Quan es finalitzen aquestes accions, es generen uns informes amb els resultats complets de la caracterització del sistema fotovoltaic. Per altra banda, i no menys important, l’aplicació permet el control remot de cada un dels instruments que s’utilitzen per alimentar, configurar i caracteritzar el sistema fotovoltaic connectat a xarxa. Finalment, a fi de verificar el funcionament de la plataforma d’automatització desenvolupada en aquest projecte, es realitza un exemple pràctic en el que s’avaluen comparativament les prestacions de dos tecnologies de fabricació de MOSFETs diferents (Silici i Carbur de Silici) aplicades en el sistema fotovoltaic