The ability of culturing cells in vitro has given many advantages in biological research and has become a standard methodology in drug discovery and toxicology. However traditional culturing methods give limited possibilities comparing to microfluidic systems. In order to understand the cellular mechanisms of Natural killers against virus infected cells and tumors, we developed a method for observing in parallel, high numbers of individual Natural killer-target cell conjugates in confined regions. An important advantage of this method is that it gives the possibility to keep track of large numbers of specific conjugates in a time scale of several days. Thus live cell imaging of NK-Target cell interactions in multi-well microstructures, can offer valid statistical information about NK cells processes that can lead to a better understanding of the function and regulation of the immune system. / Ανοσολογία είναι ο επιστημονικός κλάδος που διερευνά τους σύνθετους μηχανισμούς με τους οποίους το ανθρώπινο σώμα αντιδρά και καταπολεμά μολύνσεις ή δυσλειτουργίες που προέρχονται είτε από παθογόνα ή από μεταλλάξεις των κυττάρων του ίδιου του οργανισμού. Οι αντιδράσεις του ανοσοποιητικού συστήματος διαχωρίζονται σε εγγενείς και προσαρμοσμένες άνοσες αντιδράσεις ανάλογα με την ταχύτητα και την εξειδίκευση των αντιδράσεων αυτών ενάντια στα παθογόνα. Το εγγενές ανοσοποιητικό σύστημα αντιδρά άμεσα και συνήθως είναι αρκετά αποτελεσματικό ώστε να εξοντώσει το παθογόνο πριν προκαλέσει αρρώστια. Σε περιπτώσεις όπου η δραστικότητα το εγγενούς δεν είναι επαρκής, το προσαρμοσμένο ανοσοποιητικό σύστημα ενεργοποιείται με την βοήθεια του εγγενούς και χρησιμοποιώντας πολύ συγκεκριμένους μηχανισμούς με τη βοήθεια των οποίων παύει η διαδικασία της μόλυνσης. Τα φυσικά κύτταρα δολοφόνοι (Natural killer cells-NK) ανήκουν στο εγγενές ανοσοποιητικό σύστημα και παίζουν σημαντικό ρόλο στην προστασία του οργανισμού και την ρύθμιση του ανοσοποιητικού συστήματος. Βασικός στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ φυσικών κυττάρων δολοφόνων και κυττάρων στόχων. Τα κύτταρα στόχοι είναι είτε κύτταρα μολυσμένα με ιούς ή καρκινικά κύτταρα. Η αρχική υπόθεση ήταν ότι οι πληροφορίες σχετικά με τις λειτουργίες των NK κυττάρων είναι ευκολότερο να καταγραφούν και να αναλυθούν εκτενέστερα, αν μεγάλος αριθμός μεμονωμένων ζευγών ΝΚ-στόχων παρατηρηθούν ξεχωριστά σε περιορισμένο μικρόχωρο. Για την επίτευξη του σκοπού αυτού χρησιμοποιήθηκαν μικροσυσκευές πολυκυψελών εντός των οποίων καλλιεργήθηκαν ξεχωριστά για αρκετές μέρες κύτταρα στόχοι και κύτταρα δολοφόνοι, έτσι ώστε να ελεγχθεί η ζωτικότητα και η λειτουργικότητα των κυττάρων μέσα στους μικρόχωρους. Πιο συγκεκριμένα, για τον έλεγχο αυτό τα κύτταρα τοποθετήθηκαν στις κυψέλες και καλλιεργήθηκαν για 3-4 ημέρες. Κάθε μέρα μία συγκεκριμένη περιοχή της μικροσυσκευής παρατηρήθηκε σε απλό οπτικό μικροσκόπιο και τα κύτταρα μέσα στις κυψέλες μετρήθηκαν. Τα δεδομένα καταγράφηκαν σε μορφή πινάκων και επεξεργάστηκαν στο MatLab. Τα ιστογράμματα που κατασκευάστηκαν έδειξαν ότι η κατανομή των κυττάρων μέσα στις κυψέλες μεταβάλεται και ο συνολικός αριθμός τους αυξάνεται. Τα πειράματα σχετικά με τον έλεγχο του πολλαπλασιασμού των κυττάρων πραγματοποιήθηκαν για 3 διαφορετικούς τύπους, 221Cw6, Nishi και NKL. Εφόσον πρώτα έγινε ο έλεγχος βίο-συμβατότητας των κυττάρων στις μικροκυψέλες, στη συνέχεια κύτταρα δολοφόνοι και κύτταρα στόχοι επεξεργάστηκαν με ειδικές φθορίζουσες βαφές, τοποθετήθηκαν στις μικροσυσκευές και παρατηρήθηκαν με τη χρήση συνεστιακού φθορίζοντος μικροσκοπίου. Με χρήση ειδικής λειτουργίας του μικροσκοπίου, εικόνες συλλέχθηκαν κάθε1-3 λεπτά για 6-12 ώρες. Με τη χρήση της λειτουργίας αυτής ήταν δυνατή η παρακολούθηση των κινήσεων των κυττάρων μέσα στις κυψέλες και η καταγραφή της συμπεριφοράς τους και των γεγονότων κατά την διάρκεια του πειράματος. Έχοντας μεγάλο αριθμό κυψελών (60-100) σε κάθε πείραμα, υπήρξε η δυνατότητα παρατήρησης μεγάλου αριθμού γεγονότων εκ των οποίων κάποια ήταν εξαιρετικά σπάνια η ακόμα και μοναδικά. Λεπτομέρειες σχετικά με την μεθοδολογία των πειραμάτων, την καταγραφή και ανάλυση των αποτελεσμάτων, αναγράφονται αναλυτικά και επεξηγούνται στην παρούσα εργασία.

Ιατρικές έρευνες έχουν δείξει ότι η ανδρική υπογονιμότητα σχετίζεται άμεσα με την ύπαρξη κατατμημένου DNA στον πυρήνα των σπερματοζωαρίων. Οι διαταραχές στις τιμές της συγκέντρωσης σπερματοζωαρίων, της κινητικότητάς τους, του όγκου της εκσπερμάτισης και στη μορφολογία τους που παρατηρούνται σε ένα σπερμοδιάγραμμα έχουν σα βαθύτερο αίτιο την ύπαρξη κατατμημένου DNA. Το εργαστήριο πειραματικής εμβρυολογίας και ιστολογίας της Ιατρικής Αθηνών χρησιμοποιεί τη μέθοδο TUNEL (deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end labeling) για να σηματοδοτήσει τα άκρα κάθε τμήματος του DNA με χρώμα διαφορετικό από αυτό που χρησιμοποιεί για το υπόλοιπο τμήμα του DNA. Αποτέλεσμα της επεξεργασίας που υφίστανται τα σπερματοζωάρια σε μια αντικειμενοφόρο πλάκα είναι ένα σύνολο από μπλε φθορίζοντα σπερματοζωάρια με πιθανό κόκκινο στο πυρήνα τους, στην περίπτωση που υπάρχει κατατμημένο DNA. Όσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός κατάτμησης, τόσο περισσότερο είναι το κόκκινο και τόσο περισσότερο παθολογικό το σπερματοζωάριο και άρα λιγότερο ικανό να γονιμοποιήσει. Τη διαδικασία της TUNEL ακολουθεί η φωτογράφηση της αντικειμενοφόρου πλάκας με κάμερα υψηλής ανάλυσης και μεγάλης ευαισθησίας, ειδική για εφαρμογές φθορισμού. Στη συνέχεια, οι εικόνες επεξεργάζονται με ειδικό λογισμικό, όπως έχει προταθεί στο «Automatic Analysis of TUNEL assay Microscope Images» από τους Kontaxakis et al. στο 2007 IEEE International Symposium on Signal Processing and Information Technology. Το αποτέλεσμα της επεξεργασίας των εικόνων είναι η ταξινόμηση των αντικειμένων που απεικονίζονται σε ομάδες από α) σπερματοζωάρια μονήρη β) επικαλυπτόμενα και γ) «σκουπίδια» όπως λευκοκύτταρα ή θραύσματα σπερματοζωαρίων. Στη συνέχεια για κάθε μονήρες σπερματοζωάριο γίνεται ο υπολογισμός των κόκκινων και μπλε pixels. Κατ’ αυτό τον τρόπο έχουμε ποσοτικοποιημένη την έκταση του κερματισμού κάθε σπερματοζωαρίου. Στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι αρχικά η μελέτη και στη συνέχεια η σχεδίαση και υλοποίηση ενός συστήματος, το οποίο λαμβάνοντας υπόψη τα δεδομένα από την επεξεργασία εικόνας καθώς και δεδομένα που είναι γνωστά από το σπερμοδιάγραμμα, όπως η κινητικότητα και η συγκέντρωση των σπερματοζωαριών, χρησιμοποιώντας τεχνικές της υπολογιστικής νοημοσύνης θα εκπαιδεύεται και θα ταξινομεί αυτόματα ασθενείς ανάλογα με το συνολικό βαθμό κερματισμού του DNA τους. Τέλος, θα υπολογίζει και ένα κατώφλι ή μία περιοχή τιμών άνω της οποίας ένας ασθενής θα χαρακτηρίζεται ως στείρος. Απώτερος στόχος είναι να γίνει όλη η παραπάνω διαδικασία ένας έλεγχος ρουτίνας για τα εργαστήρια που ασχολούνται με την ανδρική υπογονιμότητα και την τεχνητή γονιμοποίηση, προφυλάσσοντας ζευγάρια από άσκοπες και επιβλαβείς για την υγεία της γυναίκας προσπάθειες τεχνητής γονιμοποίησης. / Studies have proven that male infertility is directly connected with the existence of fragmented DNA in sperm nucleus Structural disorders and functional abnormalities are often present in spermatozoa from infertile men, as they are the impact of DNA fragmentation. The histology and embryology laboratory in Medical School in Athens uses the TUNEL assay to mark the edges of DNA helix with color different from the rest of the helix. The result of this procedure is that the human spermatozoa are blue and in the interior of every cell, an area proportional to the degree of the cell DNA fragmentation has been stained in reddish color. The more reddish the area is, the more fragmented the DNA is and the more infertile the patient is. The TUNEL assay is followed by image collection using a camera of high sensitivity appropriate for fluorescence applications. Afterwards, the obtained images are processed as described in “Automatic Analysis of TUNEL assay Microscope Images” at IEEE International Symposium on Signal Processing and Information Technology in 2007. The results of the processing above is image segmentation, shapes classification in 3 groups, solitary spermatozoa, overlapped spermatozoa and debris and at last the area measurement of red pixel for each solitary spermatozoon. This way, we have in numbers how much fragmented the DNA is. This master thesis aims at the study and the design of a system, that taking into consideration the data from the image analysis accompanied by the data from the basic sperm analysis, like sperm concentration and motility, and using computational intelligence techniques, it will be trained and will automatically classify the patients according their DNA fragmentation degree. In the end, it will estimate a threshold or an area of values above which a patient will be considered as infertile. Our ultimate goal is the above procedure to be a routine for the labs that are dealing with male infertility and artificial insemination, so that couples are protected against pointless and prejudicial artificial insemination attempts.

Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία με ευαισθητοποίηση χρωστικής (Dye Sensitized Solar Cells, DSSCs) κίνησαν το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας ύστερα από την πρωτότυπη δημοσίευση του 1991 των Grätzel και O' Regan. Προτάθηκαν ως μία φθηνή εναλλακτική λύση σε σύγκριση με τα συμβατικά ηλιακά στοιχεία από άμορφο πυρίτιο (amorphous silicon). Οι κύριοι παράγοντες που οδήγησαν την επιστημονική κοινότητα να στραφεί προς αυτή την κατεύθυνση ήταν η ευκολία σύνθεσης των χρωστικών με σχετικά απλές χημικές διαδικασίες και η λειτουργία των νέων αυτών φωτοβολταϊκών στοιχείων υπό συνθήκες διάχυτου φωτός. Γενικά, ένα τέτοιο φωτοβολταϊκό στοιχείο αποτελείται από μία φωτοάνοδο (photoanode), ένα πορώδες υπόστρωμα από ημιαγώγιμο οξείδιο μετάλλου (metal oxide semiconducting film), μία χρωστική που χρησιμοποιείται ως φωτοευαισθητοποιητής (sensitizer), έναν ηλεκτρολύτη (electrolyte) και ένα αντιηλεκτρόδιο (counter electrode), το οποίο, συνήθως, επικαλύπτεται με ένα λεπτό στρώμα από πλατίνα (Pt). Η κύρια διεργασία που λαμβάνει μέρος σε ένα DSSC, μετά από την απορρόφηση φωτός, είναι μία διεπιφανειακή μεταφορά φορτίου (interfacial electron transfer IET) από την ηλεκτρονιακά διεγερμένη στάθμη της χρωστικής προς τη ζώνη αγωγιμότητας του ημιαγωγού. Η χρονική της διάρκεια είναι της τάξεως των μερικών εκατοντάδων fs και κατατάσσεται στα υπερταχέα φαινόμενα. Ο όρος που έχει επικρατήσει, για τη διεργασία αυτή στα DSSCs, είναι έκχυση ηλεκτρονίων (electron injection) και χρησιμοποιείται στην παρούσα διπλωματική εργασία. Η τεχνική της φασματοσκοπίας φθορισμού χρονικής ανάλυσης με παλμούς διάρκειας μερικών δεκάδων fs, αποτελεί μία από τις πιο αξιόπιστες και άμεσες τεχνικές για την καλύτερη δυνατή καταγραφή υπερταχέων φαινομένων, όπως η έκχυση ηλεκτρονίων. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της έκχυσης ηλεκτρονίων με τη χρήση δύο νέων οργανικών χρωστικών, της μορφής D-π-A, ως φωτοευαισθητοποιητές σε DSSCs με την τεχνική αυτή.Στο πρώτο κεφάλαιο πραγματοποιείται μία γενική επισκόπηση των βασικών αρχών που διέπουν τα φωτοβολταϊκά στοιχεία με ευαισθητοποίηση χρωστικής. Αρχικά, γίνεται αναφορά στα μέρη που αποτελούν ένα τέτοιο φωτοβολταϊκό στοιχείο και ακολούθως στα υλικά και στις διεργασίες οι οποίες συμμετέχουν σε ένα ολοκληρωμένο DSSC.Στο δεύτερο κεφάλαιο επιχειρείται, στο πρώτο σκέλος, μία γενική ανασκόπηση της θεωρίας του Markus για τη μεταφορά των ηλεκτρονίων (Markus Theory). Έπειτα, πραγματοποιείται μία αναλυτική επισκόπηση της δυναμικής και κινηματικής των διεργασιών που συντελούνται στα DSSCs. Συνεχίζοντας στο τρίτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται πληροφορίες σχετικές με τα υποστρώματα και τις χρωστικές που χρησιμοποιούνται στα DSSCs. Το κεφάλαιο επικεντρώνεται στην περιγραφή των υποστρωμάτων TiO2 και ΖnO, τα οποία αποτελούν τα κύρια υποστρώματα που χρησιμοποιούνται στα DSSCs. Στο δεύτερο σκέλος του κεφαλαίου, πραγματοποιείται αναφορά στις ιδιότητες που οφείλουν να πληρούν οι χρωστικές, για τη χρήση τους στα DSSCs, καθώς και εκτενής ανασκόπηση των χρωστικών, οι οποίες έχουν χρησιμοποιηθεί, μέχρι σήμερα, ως φωτοευαισθητοποιητές. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι μηχανισμοί που συμμετέχουν κατά την αποδιέγερση ενός οργανικού μορίου και οι χρονικές κλίμακες, που αυτοί εμφανίζονται (διάγραμμα Jablonski). Επίσης, γίνεται αναφορά στις πληροφορίες που εξάγονται από τα φάσματα σταθερής κατάστασης (steady state spectra) και χρονικής ανάλυσης (time-resolved spectra), καθώς και η μεταξύ τους σύγκριση. Στο πέμπτο κεφάλαιο πραγματοποιείται μία αναλυτική περιγραφή της πειραματικής διάταξης, η οποία χρησιμοποιήθηκε για την εξαγωγή των πειραματικών δεδομένων. Τέλος, στα τελευταία δύο κεφάλαια (πέμπτο και έκτο) περιγράφεται, στο πρώτο, ο φωτοφυσικός χαρακτηρισμός των δύο νέων οργανικών χρωστικών, ΜΖ-173 και ΜΖ-175, της δομής D-π-Α, σε διάλυμα THF και σε στερεό υπόστρωμα TiO2 αντίστοιχα, το οποίο χρησιμοποιήθηκε ως το υπόστρωμα προσρόφησης των χρωστικών. Ακολούθως, μελετήθηκε η δυναμική και η απόδοση της έκχυσης των ηλεκτρονίων από τις χρωστικές αυτές προς το ημιαγώγιμο υπόστρωμα TiO2, με χρήση της τεχνικής της φασματοσκοπίας χρονικής ανάλυσης φθορισμού με παλμούς διάρκειας μερικών δεκάδων fs (femtosecond time resolved fluorescence spectroscopy). Ως δείγμα αναφοράς, για την εύρεση της απόδοσης της έκχυσης των ηλεκτρονίων στη ζώνη αγωγιμότητας του ημιαγωγού, χρησιμοποιήθηκε νανοκρυσταλλικό υπόστρωμα Al2O3. Τέλος, πραγματοποιήθηκε η μελέτη της δυναμικής της έκχυσης των ηλεκτρονίων με τη χρήση του μορίου CDCA, ως συνπροσροφητή στην επιφάνεια των υποστρωμάτων TiO2 και Al2O3, μαζί με χρωστική ΜΖ-173, σε διάφορες συγκεντρώσεις. Αυτή η μελέτη έγινε με σκοπό τη μείωση της συσσωμάτωσης των μορίων της χρωστικής, αφού το μόριο CDCA έχει την ιδιότητα, λόγω της δομής του, να κρατά σε απόσταση τα μόρια της χρωστικής. / Dye-sensitized solar cells (DSSCs) have attracted great scientific interest after the first demonstration of Grätzel and O’Regan in 1991. They were proposed as low cost alternatives to the conventional amorphous silicon solar cells. The key factors which led the scientific community to this direction are the simplicity of their fabrication procedures with mild chemical processes and their operation under ambient conditions of diffused light. Generally, a DSSC consists of a photoanode, a nanostructured metal oxide semiconducting film, a dye sensitizer, an electrolyte and a counter electrode which is usually coated with Pt. The fundamental process that takes place in a DSSC, after the absorption of a photon by the dye, is an interfacial electron transfer (IET) from the dye’s electronically excited state to the semiconductor’s conduction band (CB), taking place within a few hundred femtoseconds. The term which is generally used for this process in DSSCs is electron injection. Ultrafast fluorescence upconversion spectroscopy is one of the most precise and direct techniques for the study and interpretation of such phenomena. The main subject of this master thesis is the presentation of two novel synthesized organic dyes with D-π-A structure and their study as photosensitizers for DSSCs. It is focused on the photophycical properties of these two dyes in solution and on titanium dioxide (TiO2) substrate, which is used as the metal oxide semiconducting film, and especially on the dynamics of electron injection process from the dye’s excited state to the conduction band of the TiO2 with the aforementioned technique. Finally, the electron injection dynamics of one of dyes with coadsorption of co-adsorbers also investigated. This type of molecules can decrease the amount of aggregates penetrating among the dye molecules but on the same time they cause a decrease of the total amount of the adsorbed dye molecules.

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.

Ο Πατραϊκός Κόλπος βρίσκεται στη Δυτική Ελλάδα μεταξύ Στερεάς Ελλάδας και Πελοποννήσου. Είναι ένας σχετικά αβαθής θαλάσσιος κόλπος που συνδέει το βαθύ Κορινθιακό Κόλπο με το Ιόνιο Πέλαγος. Η περιοχή μελέτης εκτείνεται από την παραλία της Καλόγριας, Δ. Λαρισσού, μέχρι το Ακταίο του Δήμου Ρίου. Πραγματοποιηθήκαν 2 εποχικές δειγματοληψίες, για τη συλλογή θαλάσσιου νερού, μια χειμερινή το Μάρτιο του 2009 και μία θερινή το Σεπτέμβριο του ίδιου έτους. Εμβόλιμα έγινε δειγματοληψία λίγο μετά από ατύχημα πετρελαιοκηλίδας στο λιμάνι της Πάτρας. Στην εργασία αυτή με μία τροποποίηση της μεθόδου MARPOLMON-P, μετρήθηκε η εκπομπή φθορισμού των δειγμάτων μετά από την εκχύλιση τους με εξάνιο και διερευνήθηκε η παρουσία και η συγκέντρωση πετρελαϊκών ενώσεων καθώς και η διασπορά των πετρελαιοειδών στις παράκτιες περιοχές του Πατραϊκού Κόλπου. Σε κάθε δείγμα μετρήθηκαν φυσικές παράμετροι όπως η θερμοκρασία, το pH, η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η θολερότητα του θαλάσσιου νερού. Η σύσταση των δειγμάτων της δεύτερης δειγματοληψίας διερευνήθηκε με τη χρήση GC-MS για τον εντοπισμό της πηγής των πετρελαϊκών ρύπων. Τα αποτελέσματα των δύο κύριων δειγματοληψιών παρουσίασαν μεγάλες διακυμάνσεις στη συγκέντρωση αλλά και στην κατανομή των πετρελαϊκών υδρογονανθράκων, με τα εύρη των τιμών των συγκεντρώσεων να κυμαίνονται για τη χειμερινή από 0 – 290 μg/L ισοδύναμων μονάδων χρυσενίου (Λιμάνι Προβλήτα Αγ. Νικολάου) και για τη θερινή δειγματοληψία από 0- 56 μg/L μονάδων χρυσενίου (Μαρίνα Τερψιθέας). Η κατανομή και η διασπορά των πετρελαιοειδών φαίνεται να επηρεάζεται άμεσα από τη διεύθυνση και ταχύτητα των κυμάτων και του επικρατούντος άνεμου στις περιοχές δειγματοληψίας, αλλά και από την ωκεανογραφική συμπεριφορά του Πατραϊκού Κόλπου. Στην ανάλυση GC/MS βρέθηκε μεγάλη αναλογία αλκάνιων σε όλα τα δείγματα, ενώ σε κάποια από αυτά βρέθηκαν πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες και αλκένια, παράγωγα του πετρελαίου και των καυσίμων. Άλλες οργανικές ενώσεις όπως φθαλικοί εστέρες, σουλφίδια, αλκοόλες κ.α., ανιχνεύτηκαν σε χαμηλές συνήθως συγκεντρώσεις και πιθανόν προέρχονται από ρυπογόνες χερσαίες πηγές (επιφανειακή απορροή, αστικά και βιομηχανικά λύματα κ.α.). / The Gulf of Patras located between Continental Greece and Peloponnesus, in West Greece. The Gulf of Patras is relatively shallow and connects the deep Gulf of Corinth with Ionian Open Sea. The experimental area of our study extends from the beach of Kalogria, department of Municipality of Larissos, to Aktaion, department of Municipality of Rion. Two samplings, one in March of 2009 and one in September of the same year, were carried out in order to get sea water samples. After the occurrence of an oil slick accident in the port of Patras, an interstitial sampling was carried out. In this study, MARPOLMON-P method partially modified was used, in order to estimate the fluorescence emission of the hexane extracted sea water samples. The presence of Dissolved/Dispersed petroleum hydrocarbons (DDPH) was also investigated as well as their concentration and the distribution of those in the maritime areas of the Gulf of Patras. In every sample, physical parameters such as temperature, pH, electrical conductivity and turbidity of sea water were estimated. The identification of various substances within the samples of the second sampling (September of 2009) was conducted with GC-MS method, in order to find out the source of oil pollution. Considering our results of the two main samplings we found out that there were important ranges in concentration as well as in distribution of DDPH. At first sampling the range of values was between 0 to 290 μg/L of chrysene equivalents (Port of St. Nikolaos) and at second sampling was between 0 to 56 μg/L of chrysene equivalents (Port of Marina Terpsithea). The results showed that wave’s direction and speed, wind speed and oceanographical status of Gulf of Patras affected by the distribution and dispersion of petroleum hydrocarbons. During the GC/MS analysis high content of alkanes in all collected samples was identified, while some of them contained polycyclic aromatic hydrocarbons and alkenes, such as products of crude oil and mineral fuel. Other organic compounds such as pthallic esters, sulphides, alcoholes etc were found in low concentrations. These organic compounds were probably derived from pollutant ground sources (superficial rain flow or dilution drainage, urban and manufacturing wastesreams).

Το γένος Bellevalia, (οικογ. Hyacinthaceae), αποτελείται από βολβώδη taxa, τα οποία παρουσιάζουν ιδιαίτερο ταξινομικό και κυτταρολογικό ενδιαφέρον. Στην Ελλάδα, οκτώ taxa του γένους έχουν καταγραφεί μέχρι σήμερα. Τρία από αυτά, η Bellevalia hyacinthoides, η B. brevipedicellata και η B. sitiaca είναι ενδημικά, ενώ τέσσερα, η B. dubia subsp. boissieri, η B. trifoliata, η B. romana και η B. ciliata είναι μεσογειακά στοιχεία. Επιπλέον, η B. edirnensis, γνωστή από την Ευρωπαϊκή Τουρκία ως ένα στενότοπο ενδημικό, βρέθηκε στην περιοχή του Έβρου στα πλαίσια της παρούσας μελέτης, προσθέτοντας ένα ακόμα είδος στην ελληνική χλωρίδα. Εκτός των ανωτέρω ειδών που απαντούν στον Ελλαδικό χώρο, μελετήθηκαν επιπλέον και τρία είδη της ανατολικής Μεσογείου, τα B. nivalis, B. flexuosa και B. longistyla. Πραγματοποιήθηκε ταξινομική μελέτη, χρήση της κλασσικής τεχνικής χρώσης των χρωμοσωμάτων για τον προσδιορισμό του χρωμοσωματικού αριθμού και των επιπέδων πολυπλοειδίας και στατιστική επεξεργασία των κυτταρολογικών δεδομένων, τόσο των taxa που απαντώνται στην Ελλάδα, όσο και ειδών της Ανατολικής Μεσογείου. Παράλληλα, έγινε για πρώτη φορά στο γένος Bellevalia μελέτη του γονιδιώματος με την χρήση Κυτταρογενετικής (χρώση με φθορισμό για τον εντοπισμό πλούσιων σε CG και ΑΤ ζωνώσεων), και Μοριακής Κυτταρογενετικής (in situ υβριδοποίηση φθορισμού –FISH– σε ριβοσωματικά γονίδια), καθώς και προσδιορισμού της ποσότητας του γενετικού υλικού με κυτταρομετρία ροής. Τα αποτελέσματα αυτής της προσπάθειας απαντούν σε σημαντικά ερωτήματα, σχετικά με την ταξινόμηση και φυλογένεση του γένους, τον προσδιορισμό του γενετικού υλικού, την οργάνωση του γονιδιώματος, το είδος και την προέλευση των πολυπλοειδιών, αλλά και την διαφοροποίηση των ειδών. / Bellevalia, an attractive genus of the Hyacinthaceae family, consists of small perennial geophytes interesting from both taxonomical and karyological points of view. In Greece, eight taxa of the genus had been recorded, three of which are endemic, i.e. Bellevalia hyacinthoides, B. brevipedicellata and B. sitiaca, while the remaining four, B. dubia subsp. boissieri, B. trifoliata, B. romana and B. ciliata, are Mediterranean elements. Additionally, B. edirnensis, one of the most localized endemics of European Turkey, was found in the framework of this thesis, adding a new species to the flora of Greece. In the present thesis three East Mediterranean species have been studied: B. nivalis, B. flexuosa and B. longistyla. Τhe above mentioned taxa of the genus were studied from a taxonomical point of view, as well as cytologically, with classical karyological techniques (squash technique) in order to determine chromosome number, ploidy level and karyotype morphology. Moreover, for the Greek taxa cytogenetic (staining with fluorochrome, in order to locate GC- and AT-rich areas) and molecular-cytogenetic techniques (fluorescence in situ hybridization, -FISH- in ribosomal genes). Cytogenetic, molecular cytogenetic studies and the determination of the genome size using flow cytometry are given for the first time for the genus Bellevalia. The results by this first attempt to study Bellevalia taxa, through the implementation of cytogenetic and molecular-cytogenetic techniques and statistical analysis, besides taxonomic and classical karyomorphometric analysis, provides valuable information on the taxonomic relationships among the species, the phylogeny of the genus, the origin of polyploids, as well as on chromosomal identification, genome organization and differentiation.