Dispositivos microfluidos operados por fuerzas capilares son fáciles de operar plataformas para realizar herramientas Lab-On-a-Chip (LOC). Si estas “simplistas” aplicaciones LOC tengan éxito, la operación unitaria del control de flujo hay que desarrollarse. Esto es particularmente verdad para herramientas “ASSURED” (término introducido por A. Guiseppi-Elie: Affordable, Sensitive, Specific, User-friendly, Rapid and robust, Equipment-free and Deliverable) y aplicaciones bioanalíticas en las cuales la respuesta depende de la disolución de los reactivos previamente depositados, la cinética de afinidad biológica y enzimática, y el transporte en materia de productos a un transductor en los microcanales. En esta tesis el diseño, fabricación e implementación de tres alternativas electroquímicas para el control del flujo capilar se han desarrollado basadas en electrowetting usando i) superficies superhidrófobas basándose a polímeros que responden inteligentemente a los estímulos eléctricos, ii) superficies nanoporosas superhidrófobas de electrodos de carbono, y iii) electrodos con superficies superhidrófobas acoplados a otros electrodos que facilitan la generación de gradientes que pueden propulsar el líquido. La tesis estudia el mecanismo de la respuesta en cada caso en estos sistemas y demuestra opciones para la reducción a la práctica de herramientas que pueden “democratizar” la “teranostica” (theranostics). / Capillary force-operated microfluidic devices are easy to use, low cost realization platforms for Lab-on-a-Chip (LOC) configurations. If such “simplistic” LOC applications are to have success, flow control is an important unit operation to develop. This is particularly true for ASSURED (a term introduced by A. Guiseppi-Elie: Affordable, Sensitive, Specific, User-friendly, Rapid and robust, Equipment-free and Deliverable) devices for bioanalytical applications where an analytical response depends on the dissolution of previously deposited reagents, the kinetics of biological affinity and enzymatic reactions, and mass transport of products to a transducer in the microchannels. In this thesis the design, fabrication and implementation of three different electrochemically actuated capillary flow control schemes have been developed through low voltage electrowetting/ electrochemical actuation of the flow using i) electrical stimuli responsive superhydrophobic surfaces based on intelligent polymers ii) superhydrophobic nanoporous carbonaceous surfaces, and iii) superhydrophobic electrodes coupled to other electrodes that facilitate the generation of gradients to propel the liquid. The thesis unravels the mechanism of response of such systems and demonstrates ways for reduction to practice of such devices for the “democratization” of theranostics.

L'objectiu general d'aquesta tesi és desenvolupar un mètode dinàmic de dosificació de productes fitosanitaris que permeti incrementar significativament l'eficiència d'aplicació, reduir les pèrdues i disminuir la variabilitat de les deposicions sense disminuir l'eficàcia de les aplicacions en plantacions fructícoles. El mètode proposat es basa en la caracterització electrònica de les dimensions de la capçada i en dosificar el producte fitosanitari de forma variable, contínua i en temps real. Aquest objectiu s'ha establert a partir de la formulació de tres hipòtesis de partida sustentades en la revisió bibliogràfica i els coneixements previs del grup de recerca en el que s'emmarca aquest treball. La Hipòtesi 1 sosté que les capçades de les explotacions fructícoles intensives actuals de la zona de Lleida i similars presenten una variabilitat dimensional elevada i que aquest fet contribueix a la variabilitat de les deposicions de productes fitosanitaris. La Hipòtesi 2 sosté que és possible implementar un polvoritzador equipat amb la tecnologia necessària per a la dosificació variable contínua en temps real que permeti adaptar la dosi aplicada a les característiques geomètriques de la capçada de la plantació. I la Hipòtesi 3 sosté que un mètode dinàmic de dosificació per a l'aplicació de productes fitosanitaris pot aconseguir aplicacions equivalents o millors que les que es realitzen actualment amb mètodes i equips convencionals en termes d'eficàcia del tractament, d'eficiència d'aplicació, de variabilitat de les deposicions i de respecte pel medi ambient.Una vegada desenvolupat el mètode de dosificació variable, ha estat necessari implementar un prototipus de polvoritzador capaç d'executar-lo en condicions de camp per tal de procedir a la seva validació. La irrupció de l'electrònica en l'agricultura i la seva progressiva implantació des de les darreries del segle passat han permès materialitzar el prototipus emmarcant-lo en el que avui es coneix com a tecnologies de dosificació variable en el context de l'agricultura de precisió. De tots els aspectes que contempla aquesta pràctica, aquesta tesi doctoral s'enquadra en l'agricultura de precisió basada en sensors i en temps real. El prototipus consta d'un sistema per a la caracterització electrònica de la capçada, d'un sistema electrònic de regulació i d'actuadors que possibiliten la dosificació del brou fitosanitari en funció de les seves dimensions.Els resultats obtinguts han validat les tres hipòtesis de partida i han satisfet tant l'objectiu general com els objectius específics plantejats. El sistema per a la caracterització de la capçada ha posat de manifest coeficients de variació d'entre el 30% i el 60% en plantacions de perers i pomers. Els assajos de validació finals han mostrat que hi ha una tendència clara a que els tractaments amb dosificació variable es comportin més favorablement que els tractaments convencionals. L'increment d'eficiència d'aplicació dels vuit tractaments variables analitzats ha estat d'entre l'1,37%, en el cas més desfavorable, i el 57,13%. Les pèrdues totals s'han vist reduïdes entre el 5,13% i el 55,72%. Tanmateix, durant la realització dels assajos i l'anàlisi dels resultats s'han identificat algunes mancances i es proposen una sèrie de millores per tal de solucionar-les. Tot i que el resultat d'aquesta tesi no és d'aplicació comercial immediata, s'ha validat un mètode i una tecnologia que poden representar un avenç vers la innovació i la implantació de la fructicultura de precisió. / El objetivo general de esta tesis es desarrollar un método dinámico de dosificación de productos fitosanitarios que permita incrementar significativamente la eficiencia de aplicación, reducir las pérdidas y disminuir la variabilidad de las deposiciones sin disminuir la eficacia de las aplicaciones en plantaciones frutícolas. El método propuesto se basa en la caracterización electrónica de las dimensiones de la copa y en dosificar el producto fitosanitario de forma variable, continua y en tiempo real. Este objetivo se ha establecido a partir de la formulación de tres hipótesis de partida sustentadas en la revisión bibliográfica y los conocimientos previos del grupo de investigación en el que se enmarca este trabajo. La Hipótesis 1 sostiene que las copas de las explotaciones frutícolas intensivas actuales de la zona de Lleida y similares presentan una variabilidad dimensional elevada y que ello contribuye a la variabilidad de las deposiciones. La Hipótesis 2 sostiene que es posible implementar un pulverizador equipado con la tecnología necesaria para la dosificación variable continua en tiempo real que permita adaptar la dosis aplicada a las características geométricas de las copas de la plantación. Y la Hipótesis 3 sostiene que un método dinámico de dosificación para la aplicación de productos fitosanitarios puede conseguir aplicaciones equivalentes o mejores que las que se realizan actualmente con métodos y equipos convencionales en términos de eficacia del tratamiento, de eficiencia de aplicación, de variabilidad de las deposiciones y de respeto por el medio ambiente.Una vez desarrollado el método de dosificación variable, ha sido necesario implementar un prototipo de pulverizador capaz de ejecutarlo en condiciones de campo para proceder a su validación. La irrupción de la electrónica en la agricultura y su progresiva implantación desde finales del siglo pasado han permitido materializar el prototipo enmarcándolo en lo que hoy se conoce como tecnologías de dosificación variable en el contexto de la agricultura de precisión. De todos los aspectos que contempla esta práctica, esta tesis doctoral se encuadra en la agricultura de precisión basada en sensores y en tiempo real. El prototipo consta de un sistema para la caracterización electrónica de la copa, de un sistema electrónico de regulación y de actuadores que posibilitan la dosificación del caldo fitosanitario en función de sus dimensiones.Los resultados obtenidos han validado las tres hipótesis de partida y han satisfecho tanto el objetivo general como los objetivos específicos planteados. El sistema para la caracterización de la copa ha puesto de manifiesto coeficientes de variación de entre el 30% y el 60% en plantaciones de peras y manzanos. Los ensayos de validación finales han mostrado que hay una tendencia clara a que los tratamientos con dosificación variable se comporten más favorablemente que los tratamientos convencionales. El incremento de eficiencia de aplicación de los ocho tratamientos variables analizados ha sido de entre el 1,37%, en el caso más desfavorable, y el 57,13%. Las pérdidas totales se han visto reducidas entre el 5,13% y el 55,72%. Sin embargo, durante la realización de los ensayos el análisis de los resultados se han identificado algunas carencias y se propone una serie de mejoras para solucionarlas. Aunque el resultado de esta tesis no es de aplicación comercial inmediata, se ha validado un método y una tecnología que pueden representar un avance hacia la innovación y la implantación de la fruticultura de precisión. / The overall objective of this thesis is to develop a dynamic method to dose plant protection products in fruit orchards. This method should significantly increase the application efficiency, reduce losses and decrease the variability of the deposition without reducing the efficacy of applications. The proposed method is based on electronic characterization of canopy dimensions and on variable rate dosage of plant protection products in a continuous and real time mode. This goal has been established from the formulation of three hypotheses grounded in the literature review and in the knowledge of the research group on which this work is framed. Hypothesis 1 holds that canopies of current intensive fruit farms in Lleida and similar areas have a high dimensional variability and that this fact contributes to the variability of deposition of plant protection products. Hypothesis 2 holds that it is possible to implement a sprayer equipped with the proper technology to dose plant protection products in a continuous variable rate and real time manner to adapt the applied dose to the geometric characteristics of trees. Hypothesis 3 holds that applications based on a dynamic method for plant protection products dosage can achieve equivalent or better results than those performed with conventional methods and equipment in terms of efficacy, application efficiency, variability of deposits and respect to the environment.Once a method of variable dosage was developed, it was necessary to implement a prototype sprayer able to execute the variable rate method in field conditions for validation. The advent of electronics in agriculture and its progressive adoption from the end of the last century have made it possible for the prototype to materialize, framing it in what today is known as variable rate technologies in the context of precision agriculture. From all aspects included in that practice, this thesis is focused on the real time sensor-based precision agriculture. The prototype consists of a system for the electronic characterization of the canopy, an electronic system to control the process, and actuators to vary the sprayed flow rate according to canopy dimensions.The results have validated the three hypotheses and have met both the general and the specific objectives. The system for the electronic characterization of canopies has shown coefficients of variation between 30% and 60% in pear and apple orchards. The final validation tests show that there is a clear tendency of variable rate treatments to behave more favourably than conventional applications. The eight variable rate treatments analyzed, showed an increase in application efficiency from 1.37% to 57.13% and a reduction in total losses (to the ground and drift) from 5.13% to 55.72%. However, during the performance of trials and the analysis of the results some defects have been identified and a list of improvements to solve them is proposed. Although the outcome of this thesis is not of immediate commercial application, a method and a technology have been validated that could represent a step towards innovation and implementation in precision horticulture/fructiculture.

OBJETIVO: Establecer la contribución de los integrones de clase 1 a la resistencia antibiótica en aislados clínicos de enterobacterias de dos contextos epidemiológicos: zoonosis por Salmonella enterica e infección por Klebsiella pneumoniae resistente a amoxicilina/clavulánico (ACL) adquirida en un centro sociosanitario. AISLADOS: Se estudiaron (a) 92 aislados humanos de Salmonella enterica serotipo Typhimurium (ST) recuperados entre 2004 y 2006 en el laboratorio de microbiología del Hospital Verge de la Cinta de Tortosa (35 aislados adicionales de una colección de 2000-2001 para estudios de epidemiología molecular) y 382 aislados de S. enterica de otros serotipos (SNT) recuperados en ese laboratorio en 2001 y entre 2004 y 2009 (b) 45 aislados de K. pneumoniae resistentes a ACL y sensibles a cefazolina y dos resistentes a ACL con fenotipo sugestivo de AmpC plasmídica y resistencia transferible a quinolonas recuperados entre 2006 y 2008 de muestras clínicas de pacientes de un centro sociosanitario de la región sanitaria Terres de l’Ebre. RESULTADOS: (a) Salmonella enterica: El 77,2% de los aislados de ST y el 16,5% de los de SNT fueron resistentes a más de dos familias de antibióticos (MDR). El 3,3% de los aislados de ST y el 41% de los de SNT fueron resistentes a ácido nalidíxico y sólo se constató resistencia a ciprofloxacino en tres aislados de S. Kentucky. Las β-lactamasas presentes en los aislados de ST resistentes a amoxicilina (60,9%) fueron OXA-1 (52%), TEM-1 (32%) y PSE-1 (18,7%) y en los aislados resistentes de SNT (24,3%) TEM-1 (90,3%), CTX-M-9 (1 aislado de S. Virchow y 1 aislado de S. Grumpensis qnrA1 positivo), CTX-M-15 (1 aislado de S. Kapemba) y DHA-1 (1 aislado de S. Newport qnrB4 positivo); ésta es la primera descripción de β-lactamasas de espectro extendido en S. Kapemba y S. Grumpensis. 56 aislados de ST y 35 de SNT, todos excepto uno MDR, poseían integrones de clase 1. En ST los aislados predominantes fueron los que albergaban el integrón de región variable (RV) blaOXA-1-aadA1, cuya frecuencia superaba la registrada para el conjunto de España, seguidos de los aislados con el perfil de integrones aadA2 + blaPSE-1 típico de la presencia de SGI1; la mayoría de aislados con uno u otro perfil de integrones estaban relacionados clonalmente. En SNT se identificaron 11 tipos de integrones en 15 serotipos distintos (incluidos S. Kapemba, S. Mikawasima y S. ser [9,12:Iv:i:-] en los que no se habían descrito previamente), siendo los de RV dfrA1-aadA1, dfrA17-aadA5 y dfrA12-orf-aadA2 los presentes en mayor número de serotipos; en los dos aislados blaCTX-M-9 positivos, este gen estaba ubicado en un integrón complejo cuya RV 1 fue dfrA16-aadA2 en S. Virchow y aadB-aadA2 en S. Grumpnesis. Se detectaron dos variantes de integrones atípicos asociados a sul3: dfrA12-orF-aadA2-cmlA-aad1 (5 aislados de ST y 4 de S. Enteritidis) y estX-psp (2 S. Grumpensis). Este último integrón y el de RV aadA13-sat, también identificado en S. Grumpensis, no se habían descrito anteriormente en S. enterica. (b) Klebsiella pneumoniae centro socio-sanitario: Todos los aislados resistentes a ACL y sensibles a cefazolina producían una penicilinasa resistente a inhibidores, IRT-11 (n=19) u OXA-1 (n=26). Los aislados productores de IRT-11 se agrupaban en tres clones y sólo uno portaba un integrón de clase 1 (RV dfrA12-orf-aadA2); este es el segundo caso comunicado de brote nosocomial por producción de un enzima IRT. Todos los aislados productores de OXA-1 eran MDR y 23 de ellos acarreaban un integrón de clase 1, transferible por conjugación y asociado a qnrS2, de RV [aac (6’)-1b-cr- blaOXA1-catB3-arr3], que en tres aislados era defectivo en 3’. Los aislados se agrupaban en tres clones diferentes según poseyesen integrones de clase 1 convencionales, defectivos o no presentaran integrones. Un integrón de idéntica RV y vinculado a blaDHA-1 y qnrB4 en un integrón complejo de nueva estructura (Genbank GU906294) muy semejante a In37 y del que se diferenciaba por haber sufrido la deleción, por la inserción de IS26, de la región comprendida entre la primera copia de 3’CS y qnrB4, se detectó en otros dos aislados MDR de K. pneumoniae, indistinguibles genéticamente y qnrS2 positivos. / The aim of this work was to assess the contribution of class 1 integrons to antimicrobial resistance in clinical isolates of Enterobacteriaceae of human origin from two epidemiological settings: zoonosis caused by Salmonella enterica and infection due to amoxicillin-clavulanate(ACL)-resistant Klebsiella pneumoniae acquired in a chronic care center. RESULTS: (a) S. Typhimurium: 71 of the 92 isolates recovered from 2004 to 2006 at the microbiology laboratory of Hospital Verge de la Cinta (Tortosa. Catalonia. Spain) were multidrug-resistant (MDR), of which 56 carried class 1 integrons. Isolates bearing the blaOXA-1-aadA1 variable region integron were the commonest among this serovar, showing a higher frequency than that reported in other areas of Spain, followed by isolates exhibiting the integron profile typical of SGI1 (aadA2 + blaPSE-1); most isolates displaying any of these two integron profiles shared identical genotype. Five isolates possessed a sul3-associated class 1 integron whose structure was 5’CS–dfrA12–orfF–aadA2–cmlA1–aadA1–qacH–IS440–sul3. (b) Non-Typhimurium S. enterica: 16.5% of the 382 isolates recovered in 2001 and from 2004-2009 at the same laboratory were MDR and 35 carried class 1 integrons. Overall, 11 different class 1 integrons were identified in 15 distinct serotypes (including S. Kapemba, S. Mikawasima and S. ser [9,12:Iv:i:-], where they had not been previously described), being those with dfrA1-aadA1, dfrA17-aadA5 and dfrA12-orf-aadA2 variable regions the most widely distributed. Two isolates (one qnrA1 positive S. Grumpensis and one S. Virchow) bore a complex class 1 integron linked to blaCTX-M-9 and 4 S. Enteritidis and 2 S. Rissen carried atypical sul3-type integrons (5’CS–dfrA12–orfF–aadA2–cmlA1–aadA1–qacH–IS440–sul3 and 5’CS–estX-psp-IS440–sul3, respectively). The former integron and the aadA13-sat one, detected in S. Grumpensis, had never been reported before in S. enterica. (c) Klebsiella pneumoniae: 47 ACL-resistant (45 cefazolin-susceptible and 2 broad-spectrum-cephalosporin-resistant) isolates, recovered between 2006 and 2008 from patients attending a chronic care center, were investigated. All cefazolin-susceptible isolates produced an inhibitor-resistant penicillinase, IRT 11 (n= 19) or OXA-1 (n=26); 23 OXA-1-producing isolates harboured a class 1 integron, associated with qnrS2, with the aac(6’)- Ib-cr, blaOXA-1, catB3, arr3 cassette arrangement (in 3 cases the integron was defective in 3’ end). An integron with identical structure, linked to blaDHA-1 and qnrB4 within an In37-like complex class 1 integron of novel structure (Genbank GU906294), was found in two epidemiologically closely related qnrS2 positive isolates.

La Tesi recull els intents d'orientar l'assistència sanitaria i social dels ciutadans de Catalunya per part dels governs amb capacitat de decisió autonòmica, en una línia que va des de les realitzacions de la Mancomunitat fins a les activitats dels consellers responsables de Sanitat i Assistència Social de la Generalitat Republicana.L'aixecament militar del 18 de juliol de 1936 obre un nou capítol durant el qual tots els elements de la vida del país i la seva gent es veuen trasbalsats pels efectes de la guerra. Dos fenòmens alteren l'aparell sanitari: les conseqüències dels fets bèl·lics modifiquen les necessitats habituals i la politització de les seves estructures transforma l'organització.El període de la Guerra Civil es divideix en tres etapes cronològiques. La primera comprèn des de l'inici de l'aixecament el juliol del 36 fins al mes d'octubre del mateix any, quan els anarcosindicalistes entren a formar part d'un nou govern de concentració. S'estudia principalment el paper del Comitè Sanitari de Milicies Antifeixistes i la resposta de la Conselleria de Sanitat davant del "nou ordre". La segona etapa s'estén des de l'octubre de 1936 fins als mes de maig de 1937, data que marca la fi de l'hegemonia anarquista. L'actuació del metge Félix Marti Ibáñez, Director general del Departament, i el paper del Consell de Sanitat de Guerra omplen el capìtol. La tercera etapa recull la darrera fase de la guerra a Catalunya, fins el mes de gener de 1939. La conselleria ha de fer front als problemes dels bombardeigs, dels refugiats, de la manca de queviures i de l'empitjorament de les condicions higièniques i sanitàries de la població. La progresiva militarització de la Sanitat es tradueix en la creació i ampliació de la xarxa d'Hospitals de Sang.El final de la guerra, amb els problemes sanitaris dels civils i soldats que marxen cap a l'exili marca la fi de l'estudi. / En este trabajo se estudia la política y la organización sanitarias llevadas a cabo por el Gobierno de Cataluña durante el período que abarca desde la proclamación de la Segunda República en abril de 1931 hasta el final de la Guerra Civil a principios de 1939.Durante los primeros años del régimen republicano, y tras unas primeras medidas de contenido circunstancial, la aprobación del Estatuto de Autonomía permite al gobierno catalán iniciar una discreta labor legislativa, que se verá interrumpida por los sucesivos cambios de orientación política. Destaca en este período el protagonismo del consejero Josep Dencàs.El período de la Guerra Civil se divide en tres etapas cronológicas. Durante la primera (julio-octubre de 1936) se estudia principalmente el papel del Comité Sanitario de las Milicias Antifascistas y la respuesta de la Consejería de Sanidad ante el "nuevo orden". La segunda etapa (octubre 1936- mayo 1937) termina con el fin de la hegemonía anarquista. La actuación del médico Félix Martí Ibáñez, Director General de Sanidad y Asistencia Social, y el papel del Consejo de Sanidad de Guerra llenan este capítulo. Durante la tercera etapa (mayo 1937-enero 1939) la Consejería se enfrenta a los problemas que plantean los bombardeos aéreos, los refugiados, la falta de alimentos y el empeoramiento de las condiciones higiénicas y sanitarias de la población. Finalmente, la progresiva militarización de la Sanidad se traduce en la creación y ampliación de una extensa red de Hospitales destinados a acoger a los combatientes heridos y enfermos. / In this work we study the sanitary politic and organization developed by the Catalunya Government during the period between the proclamation of the Second Republic in Abril 1931 and the end of the Civil War at the beginning of 1939.In the early stage of the Republican Régime, and after the first arrangements, the approval of the Autonomy Statute allowed the Catalan Government to start a reasonable legislative labour, which was often interrupt by the several political changes. To point up during this period the importance of the Councillor Josep Dencàs.The Civil War Period is divided in three chronological stages. During the first stage ( July- October 1936) the role of the Sanitary Committee of the Antifascist Militia and the answer of the Health Ministry towards the 'new order' was studied.The second stage ( October 1936- May 1937) finished with the end of the Anarchist hegemony. To remark the work of the doctor Felix Martí Ibañez, Sanitary and Welfare Managing Director, and the role of the Military Health CouncilDuring the third stage ( May 1937- January 1939) the Ministry faced the problems of the raids, refugees, shortage of food and the deterioration of health and hygienic people conditions. Finally, the progressive militaritation of the Public Health led to the creation of a wide system of hospitals to assist wounded and sick people.