Στην εργασία γίνεται μελέτη του προβλήματος μεταφοράς και διάχυσης σε μια και δυο διαστάσεις με αναλυτικό και αριθμητικό τρόπο για ρύπους βιομηχανικής μονάδας. / We study in the paper the advection/ diffusion problem in one and two dimension. We use analytical and arithmetical solutions to solve the air pollution problem.

- / -

Η παρούσα Μεταπτυχιακή εργασία πραγματεύεται την μεταφορά διατηρητικού ρύπου, ο οποίος εκρέει από γραμμική πηγή σταθερού μήκους, συνεχούς αλλά και στιγμιαίας έγχυσης, σε διαφορετικά βάθη ενός ανοικτού αγωγού με επίπεδο και υπό κλίση πυθμένα. Η επίλυση του προβλήματος της μεταφοράς ρύπου έγινε με τον εμπορικό κώδικα ANSYS FLUENT v.13 και στη συνέχεια συγκρίθηκε με τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την αναλυτική λύση. / This master thesis is dealing with the mass transport problem of a conservative neutral pollutant inside an open channel flow. The open channel is flat bottommed with a mild slope. The pollutant outflows either continuously or instantaneously out of a linear source,with specified length, which every time is positioned on different depths. The mass transport problem was solved both numerically, by ANSYS FLUENT v.13 programme, and analytically in order to get those two types of solytions compared.

Στην παρούσα εργασία μελετάμε την κυκλική μεταφορά πληθυσμών σε κβαντικά συστήματα με σπασμένη συμμετρία μέσω εξαναγκασμένης αδιαβατικής μετάβασης Raman (STIRAP) στην οποία προσθέτουμε μια διαδικασία ενός φωτονίου που κλείνει τον κύκλο μετάβασης. Αρχικά μελετάμε το σύστημα θεωρητικά για καθαρούς παλμούς ενώ στη συνέχεια προσθέτουμε όρους θορύβου και αποσβεσης (decay) προσεγγίζοντας, έτσι, περισσότερο ένα ρεαλιστικό σύστημα. Η μελέτη του δεύτερου μέρους βασίζεται στη λύση των εξισώσεων του συστήματος με αριθμητικές μεθόδους. / We study cyclic population transfer in quantum systems with broken symmetry through stimulated Raman adiabatic passage (STIRAP) in which we add a one-photon process that closes the STIRAP two-photon process. After the initial theoretical treatment of the problem, for simple Gaussian pulses, we later add noise and decay terms in the Hamiltonian of the system, rendering a more realistic approach. On the second part of this study we use numerical methods to solve the equations found.

Η κακοήθης υπεζωκοτική συλλογή (ΚΥΣ), προκαλούμενη από μεταστατικά αδενοκαρκινώματα είτε από πρωτοπαθή μεσοθηλιώματα, αποτελεί μείζον κλινικό πρόβλημα καθώς σηματοδοτεί συστηματική νεοπλασματική διασπορά και χαμηλό προσδόκιμο επιβίωσης. Η τρέχουσα αντιμετώπισή της είναι μη αιτιολογική και συχνά αναποτελεσματική. Ενώ τα νεοπλάσματα που προκαλούν ΚΥΣ φέρουν καλά χαρακτηρισμένες μεταλλάξεις και ο υπεζωκότας θεωρείται προνομιακή ανατομική θέση γονιδιακής θεραπείας, οι μέχρι τώρα μελέτες της αποτελεσματικότητας της υπεζωκοτικής διαγονιδιακής μεταφοράς υπήρξαν αποσπασματικές. ΣΚΟΠΟΣ: Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι ο χαρακτηρισμός της έκτασης, της αποτελεσματικότητας και της λειτουργικότητας της διαγονιδιακής μεταφοράς τόσο στο φυσιολογικό υπεζωκοτικό μεσοθήλιο, όσο και και στον πάσχοντα υπεζωκότα με πρωτοπαθείς ή μεταστατικούς όγκους. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ: Υγιείς ποντικοί φυσικού τύπου C57BL/6 και διαγονιδιακοί ποντικοί-ιχνηλάτες mT.mG έλαβαν ενδοϋπεζωκοτικές εγχύσεις 5 x 108 μολυσματικών μονάδων αδενοϊών τύπου 5 (Ad) που κωδικοποιούν τα γονίδια της λουσιφεράσης (Luc), της πράσινης φθορίζουσας πρωτεΐνης (GFP) και της Cre ρεκομπινάσης. Η αποτελεσματικότητα της διαγονιδιακής μεταφοράς μελετήθηκε με απεικόνιση βιοφωταύγειας/βιοφθορισμού, καθώς και με φθορίζουσα μικροσκοπία. Τα πειράματα επαναλήφθηκαν σε ποντικούς με ΚΥΣ, οι οποίες προκλήθηκαν μέσω υπεζωκοτικής έγχυσης 150.000 κυττάρων συγγενικού μεσοθηλιώματος υπεζωκότα (ΑΕ17) και αδενοκαρκινώματος πνεύμονα (LLC). Προκειμένου να μελετηθεί αν οι αδενοϊοί σε ποιο βαθμό μπορούν να διαμολύνουν κύτταρα in vitro , ανθρώπινες και ποντικίσιες κυτταρικές σειρές , φυσιολογικές και καρκινικές , διαμολύνθηκαν με 10ng/μl Ad-luc και Ad-GFP. AΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Η θωρακική φωτεινή εκπομπή ποντικών C57BL/6 κορυφώθηκε την πρώτη και υποχώρησε τη δεύτερη εβδομάδα μετά ενδοϋπεζωκοτική έγχυση Ad-Luc . Δύο εβδομάδες μετά από ενδοϋπεζωκοτική χορήγηση Ad-Cre σε ποντικούς mT.mG παρατηρήθηκε διάχυτη εξάλειψη του ερυθρού και εμφάνιση πράσινου φθορίζοντος σήματος σε όλες τις υπεζωκοτικές επιφάνειες, το οποίο εντοπιζόταν κατ’ αποκλειστικότητα στο μεσοθήλιο. Δύο εβδομάδες μετά από έγχυση Ad-Cre σε ποντικούς mT.mG που είχαν αναπτύξει όγκους παρατηρήθηκε πράσινος φθορισμός μαζί με τον κόκκκινο μέσα στους όγκους. Στατιστικώς σημαντική διαμόλυνση παρατηρήθηκε in vitro στα κύτταρα φυσιολογικού μεσοθηλίου, μεσοθηλιώματος ανθρώπου και ποντικού , αδενοκαρκινώματος πνεύμονα και παγκρέατος ποντικού. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Η ενδοϋπεζωκοτική έγχυση ανασυνδυασμένων αδενοιών αποτελεί αποτελεσματική μέθοδο διαγονιδιακής μεταφοράς στο φυσιολογικό και παθολογικό υπεζωκοτικό μεσοθήλιο. Ο βαθμός της διαγονιδιακής μεταφοράς επιβεβαιώνεται με τη διαμόλυνση φυσιολογικών και καρκινικών κυτταρικών σειρών in vitro. / --

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός ενός συστήματος ασφαλούς μεταφοράς δεδομένων από κινητές τερματικές συσκευές όπως κινητά τηλέφωνα και PDAs (Personal Digital Assistants). Ένα τέτοιο σύστημα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μετάδοση ευαίσθητων προσωπικών δεδομένων, όπως βιοϊατρικά δεδομένα που συλλέγονται από βιοαισθητήρες, ή για τη διενέργεια ηλεκτρονικών πληρωμών. Στην παρούσα εργασία κάνουμε μία σύνοψη των τελευταίων τεχνολογιών στην κινητή τηλεφωνία, τα πρωτόκολλα επικοινωνίας για διαδικτύωση σε περιβάλλον κινητών επικοινωνιών, καθώς και βασικών κρυπτογραφικών πρωτοκόλλων, ώστε να οδηγηθούμε ομαλά στο σχεδιασμό του επιθυμητού συστήματος. Τέλος, αναπτύξαμε και παρουσιάζουμε ένα σύστημα ηλεκτρονικών πληρωμών, που βασίζεται στο σύστημα για την ασφαλή ανταλλαγή πληροφορίας σε περιβάλλον κινητών επικοινωνιών, που σχεδιάσθηκε προηγουμένως, υλοποιώντας έτσι μια εφαρμογή του προταθέντος συστήματος. / The scope of this master thesis is the design of a system for secure data transfer from mobile terminal devices like cellular phones and PDAs (Personal Digital Assistants). Such a system could be used for the transmission of critical personal data, like biomedical data collected from biosensors, or the completion of electronic payments. In this work we present the state of the art in mobile telephony and communication protocols for networking in a mobile environment, also we present some basic cryptographic protocols, in order to design the wanted system. Finally, we develop and present an electronic payments system, based on the system for the secure exchange of information in the mobile communications environment we designed before, implementing in this way an application for the suggested system.

Τα υπόγεια νερά μπορούν να μολυνθούν με παθογόνα βιοκολλοειδή (ιοί, βακτήρια και πρωτόζωα) από νερό κοπρανώδους μόλυνσης, π.χ. από σηπτικές δεξαμενές ή αποχετευτικούς σωλήνες που εμφανίζουν διαρροή. Το επιφανειακό νερό μολύνεται με παθογόνους μικροοργανισμούς, που οφείλονται κυρίως στη διάθεση υγρών αποβλήτων και στην απορροή λιπασμάτων από τα γεωργικά εδάφη. Αυτά τα παθογόνα μπορούν να προκαλέσουν ένα εύρος γαστροεντερικών και άλλων σοβαρών ασθενειών. Τα υπόγεια και επιφανειακά νερά μπορούν να προστατευθούν από τη μόλυνση με παθογόνους μικροοργανισμούς μέσω των λύσεων που προσφέρει η εφαρμοσμένη μηχανική. Οι κατάλληλες στρατηγικές για την επίτευξη ασφαλούς πόσιμου νερού στηρίζονται στη γνώση των πιθανών διαδικασιών και συνθηκών μεταφοράς των παθογόνων βιοκολλοειδών. Για το σκοπό αυτό και λόγω μερικών περιορισμών, όπως η περιορισμένη ευαισθησία μεθόδων μέτρησης παθογόνων ιών και βακτηρίων, είναι λογικό να χρησιμοποιηθούν υποκατάστατα. Συγκεκριμένα, στη παρούσα Διδακτορική Διατριβή, οι βακτηριοφάγοι χρησιμοποιούνται ως υποκατάστατα για τους παθογόνους ιούς. Η μετακίνηση κολλοειδών στα πορώδη μέσα είναι επίσης ανησυχητική λόγω της διευκολυμένης από το κολλοειδές μεταφοράς των παθογόνων ιών που προσροφούνται πάνω σε αυτά τα σωματίδια και μετακινούνται σε μεγάλες αποστάσεις. Ειδικότερα, η εστίαση αυτής της έρευνας είναι στη μεταφορά των βιοκολλοειδών (βακτηριοφάγων και βακτηρίων) και των παραγόντων που επιδρούν σε αυτή μέσω των κορεσμένων πορωδών μέσων. Αρχικά ένα εύρος στατικών και δυναμικών πειραμάτων πραγματοποιήθηκε σε δύο διαφορετικές θερμοκρασίες (4 και 25 °C) για να ερευνηθεί η επίδραση της θερμοκρασίας και της ανάδευσης στην προσρόφηση των ιών (βακτηριοφάγων) πάνω στις αργίλους οι οποίες βρίσκονται συχνά στα φυσικά νερά και τα υγρά απόβλητα. Κατάλληλες ισόθερμες προσρόφησης προσδιορίστηκαν. Τα ηλεκτροκινητικά χαρακτηριστικά των βακτηριοφάγων και των αργίλων ποσοτικοποιήθηκαν για διαφορετικό pH και ιοντική ισχύ (IS). Επιπλέον, οι ενέργειες αλληλεπίδρασης μεταξύ των ιών και των αργίλων υπολογίστηκαν για τις πειραματικές συνθήκες αλλά και για διαφορετικές φυσικοχημικές συνθήκες με την εφαρμογή της θεωρίας DLVO. Στη συνέχεια εξετάστηκε η μεταφορά τριών υδατογενών μικροοργανισμών (Escherichia coli, MS2, και ΦX174), δεικτών κοπρανώδους μόλυνσης, σε εργαστηριακές x στήλες με πληρωτικό υλικό καθαρή χαλαζιακή άμμο. Εξετάστηκαν τρία διαφορετικά μεγέθη κόκκων και τρείς ενδοπορώδεις ταχύτητες. Η συμπεριφορά σύνδεσης των Escherichia coli, MS2, και ΦX174 πάνω στην άμμο αναλύθηκε περαιτέρω. Ο συνολικός συντελεστής σύλληψης η0 και ο συντελεστής απόδοσης συγκρούσεων α, υπολογίστηκαν χρησιμοποιώντας την κλασσική θεωρία διήθησης κολλοειδών (CFT). Επίσης διερευνήθηκε η αλληλεπίδραση των ιών (βακτηριοφάγων MS2 και ΦX174) με τα κολλοειδή αργίλων (καολινίτη KGa-1b και μοντμοριλλονίτη STx-1b) σε πειράματα προσκόλλησης διαλείποντος έργου αλλά και κατά την ταυτόχρονη μεταφορά τους σε κορεσμένες στήλες με πληρωτικό υλικό σφαιρίδια γυαλιού. Επιπλέον εξετάστηκε η επίδραση τριών ενδοπορωδών ταχυτήτων U στη μεταφορά των ιών, όπως επίσης και στη συμμεταφορά τους με τα κολλοειδή αργίλων. Εκτεταμένοι-DLVO υπολογισμοί της ενέργειας αλληλεπίδρασης εξηγούν ότι η προσκόλληση των ιών στα κολλοειδή αργίλων κατά κύριο λόγο προκαλείται από υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις. Η παρουσία κολλοειδών είχε σημαντική επίδραση στην κατάσταση και το μέγεθος της μη αναστρέψιμης απόθεσης των ιών στα σφαιρίδια γυαλιού στις συνθήκες που ερευνήθηκαν. Η θεωρία DLVO και η υδροδυναμική εφαρμόστηκε στα πειραματικά δεδομένα σε μια προσπάθεια ποσοτικής περιγραφής των συνθηκών που απαιτούνται για την έναρξη της αποκόλλησης των κολλοειδών από τα πορώδη μέσα (διαφορετικούς συλλέκτες) κάτω από διαφορετικές φυσικοχημικές συνθήκες (ταχύτητα και ιοντική ισχύ). Τέλος, πειράματα σε κατακόρυφα και διαγώνια τοποθετημένες στήλες με πληρωτικό υλικό σφαιρίδια γυαλιού πραγματοποιήθηκαν για τη μεταφορά και συγκράτηση ιών και κολλοειδών αργίλων αλλά και τη συμμεταφορά αυτών με την κατεύθυνση της ροής προσανατολισμένη ενάντια στη βαρύτητα (προς τα πάνω) αλλά και με κατεύθυνση ροής προς την ίδια κατεύθυνση με τη βαρύτητα (προς τα κάτω). Προβλέψεις των μοντέλων μοναδιαίων κελιών διαφορετικής γεωμετρίας συγκρίθηκαν με τα πειραματικά αποτελέσματα. / Groundwater may be accidentally contaminated with infective human enteric viruses from human and animal sewage through wastewater discharges, sanitary landfills, septic tanks, and agricultural practices or by artificial groundwater recharge, which is often used to reverse the rapid depletion of aquifers. To predict the presence of pathogens in water and wastewater, microorganisms known as indicator organisms-biocolloids (e.g. bacteria Escherichia coli, and coliphages MS2 and ΦX174), which are commonly associated with fecal contamination, are monitored. We examined the interaction of microorganisms with soil, sand, gravel or other model granular materials have been conducted using laboratory-scale columns under well-controlled environmental conditions. Theoretical and experimental studies have examined the effect of pore water solution chemistry, fluid velocity, matrix structure, moisture content, temperature, grain size, and presence of surface coatings on microbial transport and retention in porous media. Quartz sand, either clean or coated, as well as glass beads have all been employed as model granular materials in such studies. Some researchers have also investigated the transport of microorganisms through columns packed with excavated soils or undisturbed soil cores, and provided valuable information regarding the influence of soil chemistry and matrix structure on microbial transport and retention.

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι ο κίνδυνος ρύπανσης των αντλητικών γεωτρήσεων της ΔΕΥΑ Πάτρας από ρύπους που μεταφέρονται μέσα στο υδροφόρο στρώμα, τόσο μέσω του νερού που εμπλουτίζει τον υδροφορέα, όσο και από τοπικές ρυπάνσεις που προέρχονται από ανθρώπινες δραστηριότητες. Σημειώνεται ότι ο υδροφορέας του Γλαύκου ποταμού είναι ένας σημαντικός ταμιευτήρας γλυκού νερού για την πόλη των Πατρών. Εξετάστηκε η εξάπλωση ρυπάνσεων που μπορούν να προέρχονται (i) από τον ποταμό Γλαύκο, (ii) από την περιοχή των χειμάρρων Διακονιάρη–Ελεκίστρας, (iii) από την περιοχή Σαραβαλίου–Κρήνης, όπου ο υδροφορέας του Γλαύκου εμπλουτίζεται πλευρικά με σημαντικές ποσότητες νερού που προέρχονται από τους ανάντη καρστικούς σχηματισμούς, (iv) από το νερό της βροχής που κατεισδύει στη μη αστικοποιημένη περιοχή του υδροφορέα και (v) από σημειακές ρυπάνσεις που μπορεί να προκύψουν σε περιοχές με έντονες ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Μια τέτοια περιοχή είναι η περιοχή της δημοτικής Λαχαναγοράς. Η διερεύνηση έγινε με το αριθμητικό μοντέλο MT3DMS (Zheng and Wang, 1999). Οι μηχανισμοί μεταφοράς που ελήφθησαν υπόψη είναι η μεταγωγή και η υδροδυναμική διασπορά. Θεωρήθηκε ότι οι ρύποι διαλύονται στο νερό χωρίς να επηρεάζουν την πυκνότητα και το ιξώδες του. Η διείσδυση του θαλασσινού νερού στην παράκτια ζώνη, η οποία επηρεάζει την ροή του γλυκού νερού προς τη θάλασσα, ελήφθη προσεγγιστικά υπόψη (βλέπε Κεφάλαιο 4). Τα υδραυλικά χαρακτηριστικά καθώς επίσης και τα μεγέθη του υδρολογικού ισοζυγίου του υδροφορέα ελήφθησαν από την διδακτορική διατριβή του Ζιώγα (2013). / In this Master’s Thesis, the numerical simulation of groundwater contaminant transport in the coastal aquifer of Glafkos river is studied. The study region is located southwest of the city of Patras in Greece.

Στην παρούσα Ειδική Ερευνητική Εργασία μελετόνται οι φωτοφυσικές ιδιότητες γνωστών χρωμοφόρων μορίων. Συγκεκριμένα μελετάται η Coumarin 30, η Fluorescein Isothiocyanate και η Dichlorofluorescein, τόσο με φασματοσκοπία σταθερής κατάστασης όσο και με φασματοσκοπία χρονικής ανάλυσης μέσω της τεχνικής Time Correlated Single Photon Counting. Η διερεύνηση γίνεται με τα μόρια αυτά να βρίσκονται σε μορφή διαλυμάτων με στόχο τον προσδιορισμό της συμπεριφοράς τους όταν αυτά βρισκονται σε διαφορετικά περιβάλλοντα (διαλύτες). Επιπλέον ερευνώνται οι αλληλεπιδράσεις των μορίων αυτών μέσω της φασματοσκοπίας σταθερής κατάστασης και χρονικής ανάλυσης όταν βρίσκονται σε μορφή μειγμάτων. / In this Master Thesis, the phophysical properties of chromophrores are investigated. Specifically, Coumarin 30, Fluorescein Isothiocyanate and Dichlorofluorescein are studied with steady – state spectroscopy as well as with time – resolved spectroscopy via the technique of Time Correlated Single Photon Counting. The study of these molecules focuses also on solvent – solute effects. Finally, interactions between them are also studied through steady – state spectroscopy and time resolved spectroscopy.

Tο πρώτο μέρος της εργασίας αφορούσε την παρακολούθηση της ερυθρολευχαιμική σειρά ποντικού (MEL) διαμολυσμένη με το επισωματικό αυτό-αναπαραγώμενο όχημα pEPI-EGFP, τα κύτταρα της οποίας δεν παρουσίαζαν φθορισμό ενώ παρέμεναν ανθεκτικά στο αντιβιοτικό (G418). Αποδείχθηκε η επισωματική κατακράτηση του οχήματος για δύο μήνες μετά τη δημιουργία της διαμολυσμένης σειράς. Η διαπίστωση επίσης ότι το μεταφερόμενο γονίδιο μπορεί να μην εκφράζεται αλλά το όχημα να παραμένει για τουλάχιστον 60 ημέρες επισωματικό και χωρίς ενσωμάτωση μας ώθησε σε νέες προοπτικές αναζήτησης. Το δεύτερο μέρος της εργασίας έγινε παρασκευή δύο οχημάτων τα οποία διαφέρουν ως προς τον υποκινητή του γονιδίου αναφοράς ΕGFP τόσο μεταξύ τους όσο και από το όχημα pEPI-EGFP, το βασικό όχημα μελέτης έως τώρα. Η παρασκευή αυτή βασίστηκε στην αντικατάσταση του υποκινητή pCMV από: 1 τον υποκινητή pSFFV για την παρασκευή του οχήματος pEPI-pSFFV και 2 τον υποκινητή της β-σφαιρίνης (pβ-globin) για την παρασκευή του αντίστοιχου οχήματος pEPI-pβ-globin. Η παρασκευή των δύο αυτόν οχημάτων, του pEPI-pSFFV και pEPI-pβ-globin αποτελεί ένα σημαντικό βήμα στη ανάπτυξη νέων οχημάτων που αποτελέσουν οχήματα μεταφοράς γονιδίων σε αρχέγονα αιμοποιητικά κύτταρα. / The first part of this work concerned the observation of the mouse erithroid cell line (MEL) transected with the Replicating Episomal Vector pEPI-EGFP. The cells even thought that they had lost their florescence a few days after the transfection with the Vector pEPI-EGFP, they still endure to the antibiotic (G418). In the fist place we have shown that the Replicating Episomal Vector pEPI-EGFP remains in episomatic condition at list two months after the transfect ion of the cell line with out any insertion eventhought the transferred gene is not translated. The second part of this work concerned the construction of two new vectors. The new vectors have the same reference gene with the pEPI-EGFP vector the EGFP gene but they have tow totally deferent new promoters for the EGFP gene. This contract was based on the replacement of the promoter pCMV 1. with the promoter pSFFV for the contraction of the pEPI-pSFFV new vector 2. with the promoter pβ-globin for the contraction of the pEPI-pβ-globin new vector These two new vectors the pEPI-pSFFV and the pEPI-pβ-globin were tested for their ability of being used as Replicating Episomal Vectors to Hematopoietic Stem Cells, HSC sach as CD34+ cells.