http://www.openstarts.units.it:80/dspace/handle/10077/93 2013-05-19T13:08:50Z http://www.openstarts.units.it:80/dspace/handle/10077/8580 Title: Design and synthesis of functionalized metal nanoparticles for bio-analysis with surface-enhanced Raman scattering (SERS) Authors: Marsich, Lucia Abstract: The objective of this doctoral research is the development and the implementation of SERS-active substrates with biological samples. The substrates consist in coated silver nanoparticles synthesized by chemical reduction of a silver salt. The biological samples are the anionic chromophore bilirubin and two heme protein, the cationic cytochrome-c and the anionic protein cytochrome b5. In the first part of this work, positively charged nanoparticles were prepared by coating citrate-reduced silver nanoparticles with the cationic polymer poly-L-lysine and were employed with bilirubin in the experiments listed below:  detection of nanomolar bilirubin concentrations in aqueous solutions, showing that the SERS intensity increases linearly with concentration in a range from 10 nM to 200 nM, allowing quantitative analysis of bilirubin aqueous solutions.  indirect quantification of bilirubin cellular up-take, demonstrating the ability to detect the bilirubin also in a buffer solution suitable for cell growth with pH 7.4. Since the bilirubin quantification at this pH is no longer possible, the poly-L-lysine was substituted by two polymers with a quaternary nitrogen atom.  bilirubin measurement in serum, but TEM images highlights the formation of a albumin layer around the nanoparticles, blocking the interaction between bilirubin and the nanoparticles. Hence the citrate-reduced silver nanoparticles were coated with an hydrophobic capping and re-dispersed in hexane, to avoid the albumin layer around the nanoparticles. In the second part of this doctoral thesis, silver nanoparticles were prepared via seed growth method and subsequently coated with chitosan or silica in order to obtain positively or negatively charged nanoparticles respectively. Such substrates enhance the spectrum of the cytochrome-c and cytochrome-b5 on polished silver electrode without directly interact with the protein. Thanks to the presence of chitosan or silica coated nanoparticles, the cytochrome-c and cytochrome-b5 can be detected on a gold substrate.; L’obiettivo di questo dottorato è lo sviluppo e l’implementazione di substrati SERS attivi con campioni biologici. Nanoparticelle di argento ricoperte sono state scelte come substrati. I campioni biologici analizzati sono la bilirubina e due proteine eme, il citocromo-c (cationico) e il citocromo-b5 (anionico). Nella prima parte di questo lavoro le nanoparticelle di argento sono state preparate usando come agente riducente il citrato e successivamente sono state ricoperte con un polimero cationico, la poli-lisina. Le nanoparticelle cariche positivamente così ottenute sono state impiegate con la bilirubina nei seguenti esperimenti:  rilevazione di concentrazioni nano-molari di bilirubina in soluzioni acquose, dimostrando che per concentrazioni comprese tra 10 e 200 nM, l’intensità degli spettri SERS aumenta linearmente con la concentrazione. È quindi possibile l’analisi quantitativa di bilirubina in soluzioni acquose.  quantificazione indiretta dell’assorbimento cellulare di bilirubina, documentando la possibilità di rilevare la bilirubina in una soluzione tampone che permetta la crescita cellulare a pH 7.4. Dal momento che la quantificazione della bilirubina in questa soluzione buffer non è più possibile, la poli-lisina è stata sostituita con due polimeri che presentano un azoto quaternario.  misura della bilirubina nel siero, ma le immagini TEM evidenziano la formazione intorno alle nanoparticelle di uno strato di albumina, che impedisce l’interazione della bilirubina con le nanoparticelle ricoperte di poli-lisina. Per evitare la formazione dello strato di albumina, le nanoparticelle di argento sono state quindi ricoperte con un capping idrofobico e ridisperse in esano. Nella seconda parte di questa tesi di dottorato, le nanoparticelle di argento sono state preparate a partire da nanoparticelle di qualche nanometro e successivamente ricoperte con chitosano o silice. Lo spettro del citocromo-c e del citocromo-b5 sono stati amplificati grazie alla presenza di queste nanoparticelle senza interagire direttamente con le proteine. Grazie alla presenza delle nanoparticelle ricoperte di chitosano o silice, il citocromo-c e il citocromo-b5 sono stati misurati su un substrato d’oro. Description: 2011/2012 Type: Tesi di dottorato; Doctoral Thesis 2013-04-09T00:00:00Z http://www.openstarts.units.it:80/dspace/handle/10077/8570 Title: Theoretical and experimental analysis of interactions between electromagnetic fields and relativistic electrons in vacuum chamber Authors: Dal Forno, Massimo Abstract: Il laser ad elettroni liberi (FEL) è una sorgente luminosa di quarta generazione che ha specifiche più stringenti rispetto alle sorgenti luminose di terza generazione, tra le quali ricordiamo i sincrotroni. La cosiddetta emittanza e la traiettoria del fascio determinano la qualità del fascio, e devono soddisfare severi requisiti nei FEL. Per esempio, nella sala ondulatori, la posizione del fascio deve essere misurata con risoluzione micrometrica. Il controllo della posizione del fascio può essere effettuato utilizzando i “Cavity Beam Position Monitor” (Cavity BPM). Questa tesi descrive l’attività di ricerca eseguita sui Cavity BPM. Precisamente, la progettazione, la simulazione elettromagnetica e l'ottimizzazione di un Cavity BPM sono state effettuate. Successivamente, 25 Cavity BPM sono stati fabbricati e installati nella sala ondulatori del progetto FERMI@Elettra. I segnali sono stati acquisiti e processati con un nuovo tipo di elettronica, e una serie di misure sono state effettuate. Il secondo dispositivo studiato in questo dottorato è l'acceleratore lineare di particelle. Tradizionali strutture acceleranti, dotate di un accoppiatore a singolo ingresso causano la degradazione delle proprietà fascio elettronico, a causa dell’ asimmetria del campo elettromagnetico. Un nuovo tipo di accoppiatore, con cortocircuito mobile, viene proposto, nel quale il campo elettrico è stato simmetrizzato. La progettazione, simulazione elettromagnetica e ottimizzazione del dispositivo sono state effettuate, e un prototipo della struttura accelerante è stato prodotto e sintonizzato. Il campo elettrico è stato misurato con il metodo bead-pull. Infine, in questa tesi sono descritti i deflettori RF ad alta energia, che sono degli strumenti di diagnostica in grado di misurare le proprietà fascio elettronico, in particolare la lunghezza del banco di elettroni e lo spazio longitudinale di fase.; The Free Electron Laser (FEL) is a fourth generation light source that has more stringent specifications with respect to the third generation light sources, such as synchrotrons. The so-called emittance and the beam trajectory determine the beam quality, and must satisfy stringent requirements in FELs. For example, in the undulator hall, the beam position must be measured with the micrometer resolution. The control in the beam position can be achieved using a cavity beam position monitor (Cavity BPM). This thesis describes the research performed on the cavity BPM. Precisely, the electromagnetic design, the simulation and the optimization of a cavity BPM have been carried out. Subsequently, 25 cavity BPMs have been manufactured and installed in the undulator hall of the FERMI@Elettra project. A new RF front-end has been set up, and a series of measurements have been performed. The second device studied in this PhD is the travelling wave linear accelerator. Traditional accelerating structures endowed with a single feed coupler cause degradation of the electron beam properties, due to the electromagnetic field asymmetry. A new type of single feed structure with movable short circuit is proposed, where the electric field has been symmetryzed. The electromagnetic design, simulation and optimization of the device have been carried out, and a prototype of the accelerating structure has been produced and tuned. The electric field has been measured with the bead-pull method. Finally, in this thesis are described the High Energy RF Deflector (HERFD), which are a fundamental diagnostic tool to measure the electron beam properties, in particular the bunch length and the longitudinal phase space. Description: 2011/2012 Type: Tesi di dottorato; Doctoral Thesis 2013-03-13T00:00:00Z http://www.openstarts.units.it:80/dspace/handle/10077/8540 Title: Photon Beam-Position Monitor basati su diamante e quantum well per sorgenti di luce di terza e quarta generazione Authors: Antonelli, Matias Abstract: L’attività di ricerca qui presentata ha avuto come oggetto lo sviluppo di tecnologie innovative per la produzione di photon beam-position monitor (pBPM) veloci per sincrotroni di terza generazione e laser a elettroni liberi. Tali rivelatori di fotoni sono uno strumento diagnostico utile non solo per le linee che usano la luce di sincrotrone, ma anche per il sistema di controllo dell’acceleratore che la produce. A causa di diverse limitazioni delle tecnologie comunemente usate per la fabbricazione di pBPM, la diagnostica dei fasci di luce non è diffusa né consolidata quanto quella del fascio di particelle, utilizzata per controllare la macchina. Alla luce dei recenti progressi di materiali e strumentazione, si è indirizzata l’attività di ricerca sui rivelatori veloci verso tecnologie allo stato solido quali quelle del diamante monocristallino e dei dispositivi a quantum well, realizzando pBPM innovativi basati su tali tecnologie. In questo documento, dopo un’introduzione al contesto delle sorgenti di luce in cui si è operato, sono riportati e discussi gli aspetti più importanti dello sviluppo di dette tecnologie, corredati dai risultati più significativi delle numerose prove sperimentali cui sono stati sottoposti i rivelatori realizzati. Description: 2011/2012 Type: Tesi di dottorato; Doctoral Thesis 2013-03-13T00:00:00Z http://www.openstarts.units.it:80/dspace/handle/10077/8538 Title: IEEE 802.11 Networks: MAC Protocols for Heterogeneous Multi-Antenna Scenarios and Software-Defined Radio PHY Layer Implementation Authors: Dorni, Aljoša Abstract: The objective of this thesis is to discuss the performance achieved by IEEE 802.11 networks, considering in detail their simulation and experimental analysis, as well as the implementation aspects. The original contribution of this dissertation involves three main research fields within the context of distributed wireless networks: the experimental and theoretical analysis of IEEE 802.11e networks in presence of quality of service mechanisms, the development and the simulation of backward compatible medium access control protocols in presence of smart antenna systems, and, finally, the implementation of the IEEE 802.11ag physical layer on software-defined radio platforms.; L’obiettivo di questa tesi è discutere le prestazioni ottenibili nelle reti IEEE 802.11, prendendo in considerazione sia la loro simulazione ed analisi sperimentale, sia gli aspetti implementativi. Il contributo originale di questa tesi include tre argomenti principali che riguardano le reti wireless distribuite: l’analisi sperimentale e teorica delle reti 802.11e che adottano meccanismi di qualità del servizio, lo sviluppo e la simulazione di schemi di accesso multiplo retrocompatibili basati sull’utilizzo di sistemi di antenne intelligenti, e, infine, l’implementazione su piattaforme software-defined radio del livello fisico 802.11ag. Description: 2011/2012 Type: Tesi di dottorato; Doctoral Thesis 2013-03-13T00:00:00Z