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Simulación y Herramientas de análisis de imagen. Aplicación en biología celular, Simulation and image processing tools. Application in celular biology

  • Fernández Troyano, Juan Carlos
RESUMEN: La endocitosis es un proceso por el cual la célula introduce moléculas, y lo hace englobándolas en una invaginación de la membrana citoplasmática, formando una vesícula que termina por desprenderse de la membrana para incorporarse al citoplasma. La endocitosis de receptores como consecuencia de la acción de compuestos químicos puede ser estudiada, como una respuesta biológica con implicaciones farmacológicas. Para este tipo de estudio se hace imprescindible el desarrollo de una herramienta que permita evaluar de forma cuantitativa la formación de vesículas o endosomas. Durante este trabajo presentaremos una herramienta virtual o simulador, que simula imágenes del proceso de endocitosis en célula viva y además dicho simulador nos servirá para comparar distintos métodos de análisis de imagen con el objetivo de seleccionar el mejor de todos ellos y aplicarlo a un algoritmo de cuantificación de endosomas ya implementado en [1]., ABSTRACT: Endocytosis is a process used by cells to introcue molecules. The cells includes the molecules in an invagination of the plasma membrane, forming a vesicle that eventually detaches from the membrane to enter the cytoplasm. Receptor endocytosis as a consequence of the action of chemical compounds can be studied as a biological response to pharmacological implications. For this type of study it is essential to develop a tool to assess quantitatively the formation of vesicles or endosomes. In this paper we present a virtual tool or simulator, which simulates images of endocytosis in living cells. we will use the simulator to compare different methods of image analysis in order to select the best one and apply it to the quantification algorithm of endosomes implemented in [1]., Grado en Matemáticas
Proyecto:


Predicción de la masa del Higgs en el modelo supersimétrico, Predictions for Higgs masses on the supersymmetric model

  • Díaz García, Javier
RESUMEN: Se ha realizado un estudio acerca de la dependencia de la masa del boson de Higgs ligero en función de varios parámetros en el marco del MSSM. A diferencia de estudios anteriores, en este trabajo los cálculos son realizados tomando también una fase compleja del acoplamiento del bosón de Higgs ligero a los squark top. Posteriormente se realiza una comparativa entre los resultados obtenidos para valores reales del acoplamiento y los obtenidos para valores complejos de este. Todos los cálculos han sido realizados con el programa FeynHiggs, desarrollado en el IFCa, utilizando el MSSM completo., ABSTRACT: It has been done an study about the dependences of some parameters over the light Higgs boson masses on the MSSM frame. In contrast with previous studies, calculus on this work has been done taking a complex phase on Higgs couplings with squark top. Thereafter a comparison is made between results obtained with real values for the coupling and the ones obtained with complex values. All calculations have been made using FeynHiggs, developed in IFCa, using the complete MSSM., Grado en Física
Proyecto:


Datación de sedimentos y evaluación de la tasa de acumulación sedimentaria mediante el análisis de la radiactividad de 210Pb y 137Cs, Measurement of sediment chronologies and sedimentation rates using the activity of 210Pb and 137Cs radioisotopes

  • Pérez Avelleira, Sara
RESUMEN: Para estudiar, con fines de datación, la presencia de diferentes isótopos radiactivos, naturales y artificiales, en sedimentos, se ha realizado un estudio de las propiedades de un detector de centelleo de NaI(Tl) y de un detector semiconductor HPGe, haciendo hincapié en el calibrado en energías y en la medida de la resolución y de la eficiencia absoluta de ambos equipos. A la vista de las limitaciones que presenta el detector de centelleo, se ha medido la presencia de diferentes isótopos radiactivos mediante espectrometría gamma de alta resolución, utilizando un detector de HPGe, en un conjunto de muestras obtenidas mediante una cata de sedimentos a distintas profundidades en dos zonas del estuario de San Pedro del Mar (La Maruca, Santander). El estudio de los diferentes elementos, naturales y artificiales, presentes en los sedimentos, nos ha permitido la aplicación del método de datación utilizando el 210Pb en exceso (natural) y el 137Cs (antropogénico) como trazadores. Por último, se han analizado los diferentes modelos aplicables a las medidas realizadas con el fin de estudiar la tasa de acumulación sedimentaria. El primer modelo (CIC: Constant Initial Concentration) supone una concentración inicial de 210Pb en exceso constante. El segundo modelo, (CRS: Constant Rate Supply) supone una velocidad de aporte constante de 210Pb en exceso. Como resultado principal del trabajo, hemos conseguido obtener la evolución temporal de la tasa de acumulación sedimentaria para los últimos 150 años, tasa que presenta un crecimiento que parece alcanzar un máximo alrededor de 1980., ABSTRACT: To study with dating purposes the presence of different radioactive, natural and artificial, isotopes in sediments, it was performed a study of the properties of a NaI(Tl) scintillation detector and a HPGe semiconductor detector, emphasizing on energy calibration and the measurement of the resolution and the absolute efficiency of both systems. It was measured the presence of different radioactive isotopes by high resolution gamma spectrometry using a HPGe detector in a set of samples obtained from two cores of sediments at different depths in two areas of the estuary of San Pedro del Mar (La Maruca, Santander). The study of the activities of different elements, natural and artificial, in the sediments, has allowed us to apply the method of dating using the excess 210Pb (natural) and the 137Cs (anthropogenic) as tracers. Finally, the measurements have been analyzed using two different models in order to study the accumulation rate of sediments. The first model (CIC: Constant Initial Concentration) involves a constant initial concentration of excess 210Pb. The second model (CRS: Constant Rate Supply) assumes a constant supply of excess 210Pb. As the main result of our work, we have obtained the time evolution of the accumulation rate for the last 150 years. This rate shows a growing trend with a maximum around 1980., Grado en Física
Proyecto:


Caracterización experimental de metamateriales quirales basados en tecnología de circuito impreso a frecuencias de microondas

  • Ruiz Fernández, Raúl
Los metamateriales quirales (MTMQ) son un tipo particular de metamaterial caracterizados por presentar un alto índice de quiralidad. Este tipo de medios mejoran las características presentes en los medios quirales (rotación del plano de polarización y dicroísmo circular), así como propiedades que no se encuentran en la naturaleza, relativas a los metamateriales (índice de refracción negativo). Concretamente, en este trabajo se emplean MTMQ basados en tecnología de circuito impreso, sistemas periódicos creados a partir de una celda unidad compuesta por un dieléctrico sobre el que se superpone una metalización en ambas caras. A lo largo de este trabajo, se ha realizado un estudio paramétrico de dos estructuras seleccionadas, “Cruces” y “Eles”. Estas estructuras presentan alta quiralidad utilizando construcciones diferentes, una con un giro mutuo entre caras y otra con una combinación de estructura y su enantiomero. Para ambas estructuras se ha observado la influencia que ejerce la variación de sus parámetros geométricos sobre la rotación del plano de polarización y dicroísmo circular y así como sobre sus propiedades electromagnéticas (índice de refracción, quiralidad, permitividad y permeabilidad). Este estudio tiene como objetivo determinar qué configuración geométrica (dimensiones, giros…) de la estructura registra los mayores valores de rotación del plano de polarización y de dicroísmo circular, así como cuál presenta un índice de refracción negativo. Asimismo, se ha creado un nuevo diseño a partir de las dos estructuras analizadas, formando un sistema de tipo bi-banda capaz de trabajar en dos regiones frecuenciales cada una de ellas presentando similar valor absoluto de rotación aunque una a izquierdas y la otra a derechas., Licenciatura en Física
Proyecto:


Propiedades òpticas de materiales híbridos ordenados: películas colorante/arcilla, Optical prperties of hybrid ordered materials: dye/clay films

  • Temiño Gutiérrez, Inés
RESUMEN: En el presente trabajo se estudia la intercalación del colorante Pironina-Y en películas de arcilla tipo esmectita, concretamente en Saponita, con el fin de desarrollar materiales híbridos ordenados susceptibles de presentar propiedades de interés para aplicaciones ópticas. La elaboración de las películas de Saponita mediante la técnica spin-coating proporciona una distribución bidimensional ordenada de las láminas de arcilla. El colorante se incorpora en el espacio interlaminar de las películas de arcilla mediante un proceso de intercambio catiónico. El espesor de las películas de arcilla se analiza mediante perfilometría, mientras que la carga de colorante intercalada y el aumento del espacio interlaminar se estudia por análisis elemental y difracción de rayos-X, respectivamente. Las propiedades fotofísicas del sistema PY/Sap se determinan mediante las espectroscopías de absorción y fluorescencia, cuya evolución con la concentración de colorante permite estudiar la agregación del mismo. El colorante se incorpora con una orientación preferencial respecto a la normal a la película, dando lugar a un material híbrido macroscópicamente ordenado con respuesta anisótropa a la luz linealmente polarizada. Finalmente, se compara el comportamiento fotofísico de la PY adsorbida en Saponita y en Laponita, en particular el grado y tipo de agregación y cómo afecta a la eficiencia fluorescente del material, resultando más atractivas las películas confeccionadas con Saponita., ABSTRACT: In this work, the intercalation of Pyronin-Y dye into thin solid films of Saponite clays is studied with the goal of developing ordered hybrid materials with interesting properties for optical applications. The elaboration of Saponite films by spin-coating procedure gives rise to a bidimensional organized distribution of the clay layers. The dye is incorporated in the interlayer space of the clay by a cation exchange process. The thickness of the clay films is analyzed by a perfilometer, while the dye loading and the change in the size of the interlayer space is studied by elemental analysis and X-ray diffraction technique, respectively. The photophysical properties of the PY/Sap system are analyzed by absorption and fluorescence spectroscopies at different dye loadings, which also allows studying the dye aggregation. The dye is distributed with a preferential orientation respect to the normal axis of clay films, providing a macroscopic ordered system which shows an anisotropic response to linearly polarized light. Finally, the photophysical behavior of PY adsorbed in Saponite and in Laponite is compared, focusing on the extent and type of molecular aggregation and how it affects the fluorescence efficiency, being Saponite films the most attractive ones., Máster en Nuevos Materiales
Proyecto:


Algoritmo para determinar la posibilidad de aplicar técnicas de codificación de red interflujo sobre redes malladas inalámbricas, Algorithm to assess the feasibility of inter-flow network coding techniques over wireless mesh networks

  • Garrido Ortiz, Pablo
RESUMEN: Este trabajo pretende estudiar la aplicabilidad de las técnicas de Network Coding sobre escenarios con un carácter aleatorio. Esta técnica, propuestas por Ahlswede, pretende mejorar el rendimiento mediante la combinación de paquetes pertenecientes a diferentes flujos de información. En concreto, se plantea su uso sobre redes malladas inalámbricas. La demanda de capacidad de los dispositivos inalámbricos ha sufrido un vertiginoso crecimiento en los últimos años y se espera que esta dinámica se mantenga, debido principalmente debe al aumento de dispositivos de comunicaciones inalámbricas y las capacidades que se ofrecen a los usuarios (videos, juegos, redes sociales...). Se marcan dos grandes retos para satisfacer las exigencias del mercado: ampliar la cobertura y mejorar el rendimiento, entendiendo que este último factor es una de las grandes debilidades de las comunicaciones inalámbricas. En el intento de mejorar ambos aspectos surgen las técnicas de Network Coding sobre redes malladas. Por un lado, las redes malladas pretenden aumentar el área de cobertura de despliegues más tradicionales y, por otro, las técnicas de Network Coding buscan mejorar el rendimiento que se alcanza en la comunicación bajo los estándares actuales de IEEE 802.11 (a nivel de enlace) y TCP/IP (a nivel de transporte y red). Para evaluar la aplicabilidad de estas técnicas se despliegan escenarios aleatorios y se desarrolla un algoritmo que permite evaluar si existe la opción de utilizar Network Coding. A pesar de que los escenarios aleatorios generados tienen ciertas características que favorecen el uso de Network Coding, los resultados no son muy esperanzadores. Se obtiene únicamente un 8% de escenarios proclives a usar estas técnicas. Además, algunos de los escenarios desplegados se han llevado al simulador ns-3, para analizar qué mejora de rendimiento se podría alcanzar., ABSTRAC: In this work we asses the feasibility of network Coding over random scenarios. This technique, which was proposed by Ahlswede, aim to improve the performance by combining packets, that belong to different flows. In particular, we focus on the use of Network Coding technique over wireless mesh networks. The capacity required by the wireless devices has remarkably grown during the latest years and such growth is expected to be maintained in the future. This higher demand is a consequence of the increase in the number of devices with wireless communication capabilities and the capacity they offer to the end users (videos, games, social networks, ...). There are two mains issues to satisfy the market requirements: to broaden the network coverage and to enhance the performance. The use of Network Coding techniques over mesh wireless networks looms so as to tackle both goals. On the one hand, wireless mesh network broaden coverage network deployments and, on the other hand, network coding improves the performance offered by current technologies, such as IEEE 802.11 and TCP. In order to evaluate the feasibility of network coding we deploy random scenarios and we propose an algorithms to establish the possibility of applying network coding. Despite the advantageous features of the deployed random topologies, which benefit the applicability of network coding, the results show that the probability of promoting these techniques is rather low. Moreover, we use the ns-3 simulator to analyze the performance that can be achieved., Máster en Matemáticas y Computación
Proyecto:


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