Optical methods for ultrafast screening of microorganisms

En aquesta tesi doctoral hem desenvolupat un mètode per la detecció i quantificació múltiple dels microorganismes més comuns que causen infeccions bacterianes amb una velocitat de detecció sense precedents a baix cost i alta sensibilitat. A més a més, fent servir fluids humans reals directament evitant així, els pretractaments tediosos de les mostres. El disseny del sistema està basat en augments d'intensitat del senyal obtingut per espectroscòpia SERS. Això s'aconsegueix utilitzant nanopartícules plasmòniques codificades i funcionalitzades amb elements de reconeixement biològics. D'aquesta manera, quan una mostra conté el patogen a identificar interactua amb els elements de reconeixement units a les nanopartícules, induint la seva acumulació en la superfície del microorganisme. Aquesta agregació de partícules a la membrana dels bacteris produeix espais molt petits entre les partícules fent que el senyal Raman s'amplifiqui en diversos ordres de magnitud respecte a les partícules soltes. Permetent així, la identificació de múltiples microorganismes a la vegada. La quantificació d'aquests, s'aconsegueix passant la mostra a través d'un dispositiu de micro-fluids amb una finestra de recol•lecció on un làser interroga i classifica els agregats a temps real. A més a més, també hem investigat els avantatges de fer servir aptàmers en lloc d'anticossos com a elements de reconeixement biològic. Aquest nou sistema de detecció de patògens obre interessants perspectives per al diagnòstic ràpid i econòmic d'infeccions bacterianes.En esta tesis doctoral hemos desarrollado un método para la detección y cuantificación múltiple de los microorganismos más comunes que causan infecciones bacterianas con una velocidad de detección sin precedentes a bajo coste y alta sensibilidad. Utilizando además, fluidos humanos reales directamente evitando así, pre-tratamientos tediosos de las muestras. El diseño del sistema está basado en aumentos de intensidad de la señal obtenida por espectroscopia SERS. Esto se logra utilizando nanopartículas plasmónicas codificadas y funcionalizadas con elementos de reconocimiento biológico. De esta manera, cuando una muestra que contiene el patógeno a identificar interactúa con los elementos de reconocimiento unidos a las nanopartículas, induce su acumulación en la superficie del microorganismo. Esta agregación de partículas en las membranas de las bacterias produce espaciados muy pequeños entre las partículas haciendo que la señal Raman se amplifique en varios órdenes de magnitud con respecto a las partículas sueltas. Permitiendo así la identificación de múltiples microorganismos a la vez. La cuantificación de los mismos, se logra pasando la muestra a través de un dispositivo de micro-fluidos con una ventana de recolección donde un láser interroga y clasifica los agregados en tiempo real. Además, también hemos investigado las ventajas de usar aptámeros frente a anticuerpos como elementos de reconocimiento biológico. Este nuevo sistema de detección de patógenos abre interesantes perspectivas para el diagnóstico rápido y barato de las infecciones bacterianas.This doctoral thesis intended to develop and optimize a method for multiplex detection and quantification of the most common microorganisms causing bacterial infections. This detection approach envisions to directly use different real human fluids avoiding thus, tedious pre-treatments of the samples with an unprecedented speed, low cost, and sensitivity. The design of the system is based on variations in the SERS intensity. This is accomplished using encoded plasmonic nanoparticles functionalized with bio-recognition elements. Consequently, when a sample containing the biological target to be identified interacts with the recognition elements attached to the nanoparticle, will induce an accumulation of them at the surface of the targeted microorganism. This particle aggregation on the bacteria membranes renders a dense array of inter-particle gaps in which the Raman signal is amplified by several orders of magnitude relative to the dispersed particles, enabling a multiplexed deterministic identification of the microorganisms. Quantification is achieved by passing the sample through a microfluidic device with a collection window where a laser interrogates and classifies the bacteria–nanoparticle aggregates in real time. Additionally, a comparison between two of the most common bio-recognition elements (antibodies and aptamers) was performed. This new pathogen detection system opens exciting prospects for fast inexpensive diagnosis of bacterial infections

A methodology for user-oriented scalability analysis

Scalability analysis provides information about the effectiveness of increasing the number of resources of a parallel system. Several methods have been proposed which use different approaches to provide this information. This paper presents a family of analysis methods oriented to the user. The methods in this family should assist the user in estimating the benefits when increasing the system size. The key issue in the proposal is the appropriate combination of a scaling model, which reflects the way the users utilize an increasing number of resources, and a figure of merit that the user wants to improve with the larger system. Another important element in the proposal is the approach to characterize the scalability, which enables quick visual analyses and comparisons. Finally, three concrete examples of methods belonging to the proposed family are introduced in this paper.Peer ReviewedPostprint (published version

La formación de las familias para el aprendizaje de la comunidad

Los centros de éxito estudiados en el proyecto INCLUD-ED tienen una característica común: todos ellos desarrollan actividades de formación para las familias. La oferta responde a las demandas de éstas e incluye cursos de alfabetización e idiomas y formación en TIC, entre otras propuestas. Padres y madres se ven así más capaces de ayudar a sus hijos e hijas con los deberes y les transmiten un punto de vista muy positivo sobre el aprendizaje

EduRom: Promoting the access of Roma to LLP, VET and employment through family education in Primary schools

Over the last two decades, it is apparent that the socio-economic situation of many Roma people has stagnated or even deteriorated in a number of EU Member States. Many Roma people experience unemployment, low income, reduced life expectancy and poor quality of life (Background document of the Final conference on the Adult Learning Action plan - 2011

Yield in double cropping system as affected by N fertilization rate with pig slurry in a Catalonia dryland region

Intensive swine production is an important agricultural and economical activity in Europe. The high availability of pig slurry (PS) lead to attractive fertilization strategy to reduce costs, therefore is mainly applied as fertilizer in agricultural systems. The optimization N fertilization in these areas should be taken in into to avoid nitrates losses by lixiviation and to achieve maximum efficiency in crop nutrition. Many studies have shown that PS applications can achieve satisfactory yields in different crops by partially or completely replacing synthetic fertilizers. In addition, for the last years, in Northeast Spain (Catalonia) has been widely extended the double-cropping forage system

Empowerment and social inclusion of migrant women through dialogic literary gatherings

La superación de las desigualdades de género es uno de los principales retos de organismos internacionales como la Comisión Europea. En el marco de los objetivos globales de las Naciones Unidas para superar la pobreza y conseguir la prosperidad para todos los colectivos se plantean una serie de directrices dirigidas a avanzar en la mejora de la situación de la mujer. Si bien dichas estrategias visibilizan la preocupación de los principales organismos internacionales y gobiernos alrededor de las injusticias de género, persisten aún problemáticas sobre las que profundizar. El presente artículo analiza cómo las tertulias literarias dialógicas están permitiendo empoderar a las mujeres inmigrantes y disminuir su situación de vulnerabilidad. Se ha desarrollado a partir de un estudio cualitativo con orientación comunicativa, en concreto se han realizado ocho entrevistas semiestructuradas, un grupo de discusión y observaciones comunicativas articuladas en sesiones semanales durante dos cursos escolares (2014-2015 y 2015-2016). Los resultados muestran que esta actuación educativa de éxito está contribuyendo a mejorar el aprendizaje del idioma, dotando de seguridad a las mujeres, fortaleciendo su auto-estima y reforzando sus relaciones familiares y de amistadOvercoming gender inequalities is one of the main challenges of international organizations such as the European Commission. Within the framework of the United Nations' overall objectives for overcoming poverty and achieving prosperity for all groups, a series of guidelines are proposed to advance the improvement of the situation of women. Although these strategies raise the concern of the main international organizations and governments around gender injustices, there are still problems to be studied. This article analyzes how literary dialogues are enabling immigrant women to be empowered and to reduce their vulnerability. It has been developed from a qualitative study with a communicative orientation, in particular eight semi-structured interviews, a discussion group and communicative observations articulated in weekly sessions during two school years (2014- 2015 and 2015-2016). The results show that this successful educational action is contributing to improve language learning, providing women of self-confidence, strengthening their self-esteem and their family and friendship relationship

Exploiting single-cycle symmetries in branch-and-prune algorithms

As a first attempt to exploit symmetries in continuous con- straint problems, we focus on permutations of the variables consisting of one single cycle. We propose a procedure that takes advantage of these symmetries by interacting with a Branch-and-Prune algorithm without interfering with it. A key concept in this procedure are the classes of symmetric boxes formed by bisecting a n-dimensional cube at the same point in all dimensions at the same time. We quantify these classes as a function of n. Moreover, we propose a simple algorithm to generate the representatives of all these classes for any number of variables at very high rates. A problem example from the chemical field and a kinematics solver are used to show the performance of the approach in practice.Peer Reviewe