Optical manipulation and advanced analysis of cells using an innovative optofluidic platform

This doctoral research project aims to analyse complex processes of living cells using Digital Holographic Microscopy (DHM) as a three-dimensional (3D) imaging tool. DHM is a real-time, high-throughput, label-free and quantitative phase imaging technique which permits advanced cell analysis in microfluidic environment. In particular, an innovative optofluidic platform is implemented, composed of a DHM modulus and aided by holographic optical tweezers (HOT) for optical manipulation and a fluorescence modulus. This platform has been used for blood disease screening, cell manipulation studies and tracking of migrating cells. In this thesis, three main topics have been investigated. The first topic focuses on diagnostics, which plays several critical roles in healthcare. Here a novel and cost-effective approach for detecting real blood disorders such as iron-deficiency anaemia and thalassemia at lab-on-chip scale is shown. In addition, cell dynamics studies were performed by DHM. In particular, a study regarding the temporal evolution of cell morphology and volume during blue light exposure is reported. The second topic aims to investigate cell mechanics. To this end, the capabilities of HOT were used to enable the generation and the independent high-precision control of an arbitrary number of 3D optical traps. The combination of HOT and DHM provides the possibility to manipulate cells, detect nano-mechanical cell response in the pN range, and reveal cytoskeleton formation. To confirm the formation of the cytoskeleton structures after the stimulation, a fluorescence imaging system was used as control. Finally, the third topic focuses on cell manipulation using an innovative electrode-free dielectrophoretic approach (DEP) for investigating smart but simple strategies for orientation and immobilization of biological samples such as bacteria and fibroblast. In particular, the light-induced DEP is achieved using ferroelectric iron- doped lithium niobate crystal as substrate. In this way, a dynamic platform that can dynamically regulate the cell response has been developed. In this case, DHM is going to be used as a time-lapse imaging tool for the characterization of dynamic cell processes. In conclusion, the results show that DHM is a highly relevant method that allows novel insights into dynamic cell biology, with applications in cancer research and toxicity testing. In addition, this study could pave the way for detecting and quantifying circulating tumor cells and for providing multidimensional information on tumour metastasis. In this framework, the optofluidic platform is a promising tool for both identification and characterization of “foreign” cancer cells in the blood stream in order to achieve an early diagnosis

3D imaging lipidometry in single cell by in-flow holographic tomography

The most recent discoveries in the biochemical field are highlighting the increasingly important role of lipid droplets (LDs) in several regulatory mechanisms in living cells. LDs are dynamic organelles and therefore their complete characteriza- tion in terms of number, size, spatial positioning and relative distribution in the cell volume can shed light on the roles played by LDs. Until now, fluorescence microscopy and transmission electron microscopy are assessed as the gold standard methods for identifying LDs due to their high sensitivity and specificity. However, such methods generally only provide 2D assays and partial measurements. Furthermore, both can be destructive and with low productivity, thus limit- ing analysis of large cell numbers in a sample. Here we demonstrate for the first time the capability of 3D visualization and the full LD characterization in high-throughput with a tomographic phase-contrast flow-cytometer, by using ovarian cancer cells and monocyte cell lines as models. A strategy for retrieving significant parameters on spatial correlations and LD 3D positioning inside each cell volume is reported. The information gathered by this new method could allow more in depth understanding and lead to new discoveries on how LDs are correlated to cellular functions

Valorizzazione dei rifiuti da manutenzione del verde urbano: analisi di fattibilità fra stato attuale e prospettive future per l'implementazione di impianti cogenerativi a syngas

Il punto focale dell’elaborato è rappresentato da uno dei temi caldi della conferenza delle Nazioni Unite sullo Sviluppo Sostenibile (Rio, 2012). Infatti, la green economy è il nuovo paradigma che mira a trasformare il classico sviluppo ad impronta capitalista in un nuovo modello che tenga conto non solo degli impatti economici, ma anche di quelli ambientali. Un altro punto importante sono i Sustainable Development Goals (SDGs).Tra questi, quelli tematicamente vicini all'elaborato risultano il 9° e il 12°. Successivamente si analizzano le criticità dell’modello economico lineare che fanno emergere degli spunti per un cambio di rotta, che prevedere il modello economico circolare come pilastro dello sviluppo economico futuro. Si passa in rassegna i principali modelli business alla base dell’economia circolare. Inoltre, è affrontata la tematica della valorizzazione degli dei rifiuti da verde urbano, centrale nello sviluppo del caso studio. Si analizza l’evoluzione del processo di compostaggio delle biomasse, passando dalle tecnologie tradizionali fino ad arrivare ai nuovi processi di gassificazione. Infine, si passa al caso studio, che si colloca all'interno di un progetto più ampio chiamato “Roveri Smart Village”. Il progetto del workcase è incentrato sulla valorizzazione energetica del verde proveniente dalla manutenzione urbana, attraverso l’utilizzo di un impianto cogenerativo a syngas, che consente, grazie al supporto di due impianti ausiliari, di produrre energia elettrica e termica oltre che pellet e biochar. Questi sottoprodotti sono riutilizzati nella stessa area industriale attraverso l’implementazione di un modello business circolare. Questo progetto, in definitiva, propone una soluzione a livello di impatto ambientale attraverso una riduzione dei rifiuti e una loro valorizzazione economica che, dopo il processo di trasformazione, possono essere venduti ad aziende terze, all’interno del sito industriale, nel rispetto della circolarità del progetto

Strategic economic policy : Milan, Dublin and Toulouse

This chapter compares three European cities with well-established and successful creative and/or knowledge based economies - Milan, Dublin and Toulouse. However, each economy has different sectoral strengths and has different associated historical development paths and economic trajectories developed over varying time periods.Not applicabl

Il panico del 1907 e la distruzione creatrice

L’elaborato avrà come scopo quello di analizzare una delle più importanti crisi finanziarie del XX secolo, quella avvenuta nel 1907 negli Stati Uniti, da un punto di vista schumpeteriano. A tal fine, lo studio si avvarrà di alcuni elementi caratterizzanti il pensiero schumpeteriano riguardanti sia il processo capitalistico sia i cicli economici. Nel primo capitolo verrà introdotto il pensiero schumpeteriano nel suo insieme, attraverso l’analisi di alcuni aspetti fondamentali quali il ruolo dell’imprenditore, quello del credito, della moneta e degli istituti bancari, che, per Schumpeter, risultano fondamentali per lo sviluppo del processo capitalista. A questi elementi verrà affiancata la teoria dei cicli economici sviluppata dall’economista austriaco, soffermandosi in particolar modo sull’idea della presenza di più cicli all’interno del sistema economico (Kondratieff, Juglar, Kitchin), per finire con un confronto con la teoria delle grandi depressioni derivanti da debiti e deflazione, ad opera di Irving Fisher. Il secondo capitolo, invece, si focalizzerà sui vari avvenimenti intercorsi durante la crisi del 1907 prendendo in considerazione alcuni dei pilastri della teoria schumpeteriana. Inizialmente l’analisi avrà come tema i “business cycles” schumpeteriani partendo dalla considerazione che ebbe della crisi lo stesso economista austriaco. Successivamente, l’analisi verterà sui vari avvenimenti che portarono al panico dell’autunno del 1907 quali il mancato corner nei confronti della United Copper da parte dello speculatore Heinze, il fallimento della seconda Trust company della City di New York, la Knickerbocker, per poi trattare i vari elementi “schumpeteriani” di questa crisi. Nello specifico, si analizzeranno quelli che furono gli effetti sul credito, sulla moneta, nonché sui vari intermediari finanziari, causati dalla crisi. Infine, si approfondiranno sia aspetti riguardanti il ruolo ricoperto dai banchieri attraverso l’analisi dell’influenza che ebbe nella vicenda il più famoso banchiere di New York dell’epoca, J. P. Morgan, sia quelle furono le conseguenze della crisi stessa, intese come l’intervento da parte del governo degli Stati Uniti che decise di creare una propria banca centrale e che portò, di lì a poco, alla nascita della Federal Reserve

The underrepresentation of female executives in the beauty industry: Does mentoring, networking, and advanced training help with career advancement?

Women account for half of the workforce; however there is a small percentage in executive positions (Omotayo, Oladile, & Adenike, 2013). The small percentage of women in executive positions can be attributed to an invisible barrier that blocks their career advancement known as the glass ceiling (Elacqua, Beehr, Hansen, & Webster, 2009). Research on the glass ceiling has concluded effective strategies that have aided women in career advancement (Elacqua et al., 2009; Laud, Paterson & Johnson, 2013; Metz & Tharenou, 2001). Three of the top career advancing strategies supported by research includes mentoring, networking and training (Chen, 2005; Elacqua et al., 2009; Laud et al., 2013). This quantitative correlational study aimed to determine if the effective strategies of mentoring, networking, and training correlated with the career advancement of women in the beauty industry. A total of 144 female managers in the beauty industry completed the online survey administered by SurveyMonkey®. A Pearson’s r test was conducted to determine a relationship between mentoring, networking, training and the career advancement of women in the beauty industry. Additionally, a multiple regression test was conducted in order to determine the additive variance explained by mentoring networking and training. The results of the Pearson’s r determined that mentoring, networking, and training were positively correlated to the career advancement of female executives in the beauty industry. In addition, 26% of the variance in career advancement could be explained by the multiple regression model. Mentoring, however, was not significantly related to career advancement according to the multiple regression test

Organizational Behavior Management tra teoria e pratica: una rassegna degli studi e delle prospettive

L’Organizational Behavior Management è l’applicazione dei principi comportamentali per individui e gruppi, nel mondo delle organizzazioni, delle industrie, dei governi e dei servizi umani. L’analisi comportamentale applicata nei contesti aziendali consente ai membri organizzativi di stabilire condizioni che diano luogo a modelli di condotta prevedibili, stabili e produttivi nel tempo. La rassegna espone le basi teoriche dell’OBM, le sue principali aree applicative e di intervento, e ne discute le principali limitazioni e le prospettive per il futuro. Nel corso del tempo, l’OBM si è perfezionato dando vita a diverse aree applicative nel campo della sicurezza, della formazione e delle prestazioni; oltre alla Behavior-based Safety e alla System Analysis, ha ricevuto particolare seguito scientifico il Performance Management, un processo per la programmazione, la gestione e la valutazione delle performance che aiuta le organizzazioni a raggiungere risultati prestabiliti, stimolando e valorizzando il capitale umano. Nonostante molti contributi in letteratura abbiano dimostrato l’efficacia dei sistemi di Organizational Behavior Management-Performance Management (OBM-PM) in diversi contesti organizzativi, di recente, sono state evidenziate alcune limitazioni metodologiche e teoriche che sembrano indicare la necessità di una rivisitazione dei costrutti e dei modelli di analisi. Il presente articolo si propone come una rassegna delle prospettive di sviluppo della disciplina, con l’obiettivo di tracciare un percorso evolutivo per la ricerca e le applicazioni future

Verso una nuova sociologia dei disastri italiani

La sociologia dei disastri, come disciplina che indaga la relazione tra società ed eventi estremi, pur avendo avuto i suoi inizi in ritardo rispetto ad altri paesi, vanta ormai una tradizione solida, a partire sugli studi del terremoto del Friuli del 1976. Il capitolo ricostruisce gli studi svolti nel nostro paese sulle calamità naturali ed antropiche, evidenziando anche l'evoluzione delle politiche e dei dispositivi per la gestione dell'emergenza, che si è prodotta parallelamente. In seguito si sofferma a tratteggiare i contributi che possono provenire dalla sociologia territorialista tanto all'analisi delle conseguenze sociali degli eventi catastrofici, quanto alla definizione di politiche ed interventi sia in sede preventiva, sia in emergenza e, soprattutto, nella fase di ricostruzione