Influence of surface functionalization on the behavior of silica nanoparticles in biological systems

Personalized nanomedicine has been shown to provide advantages over traditional clinical imaging, diagnosis, and conventional medical treatment. Using nanoparticles can enhance and clarify the clinical targeting and imaging, and lead them exactly to the place in the body that is the goal of treatment. At the same time, one can reduce the side effects that usually occur in the parts of the body that are not targets for treatment. Nanoparticles are of a size that can penetrate into cells. Their surface functionalization offers a way to increase their sensitivity when detecting target molecules. In addition, it increases the potential for flexibility in particle design, their therapeutic function, and variation possibilities in diagnostics. Mesoporous nanoparticles of amorphous silica have attractive physical and chemical characteristics such as particle morphology, controllable pore size, and high surface area and pore volume. Additionally, the surface functionalization of silica nanoparticles is relatively straightforward, which enables optimization of the interaction between the particles and the biological system. The main goal of this study was to prepare traceable and targetable silica nanoparticles for medical applications with a special focus on particle dispersion stability, biocompatibility, and targeting capabilities. Nanoparticle properties are highly particle-size dependent and a good dispersion stability is a prerequisite for active therapeutic and diagnostic agents. In the study it was shown that traceable streptavidin-conjugated silica nanoparticles which exhibit a good dispersibility could be obtained by the suitable choice of a proper surface functionalization route. Theranostic nanoparticles should exhibit sufficient hydrolytic stability to effectively carry the medicine to the target cells after which they should disintegrate and dissolve. Furthermore, the surface groups should stay at the particle surface until the particle has been internalized by the cell in order to optimize cell specificity. Model particles with fluorescently-labeled regions were tested in vitro using light microscopy and image processing technology, which allowed a detailed study of the disintegration and dissolution process. The study showed that nanoparticles degrade more slowly outside, as compared to inside the cell. The main advantage of theranostic agents is their successful targeting in vitro and in vivo. Non-porous nanoparticles using monoclonal antibodies as guiding ligands were tested in vitro in order to follow their targeting ability and internalization. In addition to the targeting that was found successful, a specific internalization route for the particles could be detected. In the last part of the study, the objective was to clarify the feasibility of traceable mesoporous silica nanoparticles, loaded with a hydrophobic cancer drug, being applied for targeted drug delivery in vitro and in vivo. Particles were provided with a small molecular targeting ligand. In the study a significantly higher therapeutic effect could be achieved with nanoparticles compared to free drug. The nanoparticles were biocompatible and stayed in the tumor for a longer time than a free medicine did, before being eliminated by renal excretion. Overall, the results showed that mesoporous silica nanoparticles are biocompatible, biodegradable drug carriers and that cell specificity can be achieved both in vitro and in vivo.

Removal of Cadmium, Lead and Arsenic from Water by Lactic Acid Bacteria

A number of contaminants such as arsenic, cadmium and lead are released into the environment from natural and anthropogenic sources contaminating food and water. Chronic oral ingestion of arsenic, cadmium and lead is associated with adverse effects in the skin, internal organs and nervous system. In addition to conventional methods, biosorption using inactivated biomasses of algae, fungi and bacteria has been introduced as a novel method for decontamination of toxic metals from water. The aim of this work was to evaluate the applicability of lactic acid bacteria as tools for heavy metal removal from water and characterize their properties for further development of a biofilter. The results established that in addition to removal of mycotoxins, cyanotoxins and heterocyclic amines, lactic acid bacteria have a capacity to bind cationic heavy metals, cadmium and lead. The binding was found to be dependent on the bacterial strain and pH, and occurred rapidly on the bacterial surface, but was reduced in the presence of other cationic metals. The data demonstrates that the metals were bound by electrostatic interactions to cell wall components. Transmission electron micrographs showed the presence of lead deposits on the surface of biomass used in the lead binding studies, indicating involvement of another uptake/binding mechanism. The most efficient strains bound up to 55 mg Cd and 176 mg Pb / g dry biomass. A low removal of anionic As(V) was also observed after chemical modification of the cell wall. Full desorption of bound cadmium and lead using either dilute HNO₃ or EDTA established the reversibility of binding. Removal of both metals was significantly reduced when biomass regenerated with EDTA was used. Biomass regenerated with dilute HNO3 retained its cadmium binding capacity well, but lead binding was reduced. The results established that the cadmium and lead binding capacity of lactic acid bacteria, and factors affecting it, are similar to what has been previously observed for other biomasses used for the same purpose. However, lactic acid bacteria have a capacity to remove other aqueous contaminants such as cyanotoxins, which may give them an additional advantage over the other alternatives. Further studies focusing on immobilization of biomass and the removal of several contaminants simultaneously using immobilized bacteria are required.

Strategic supply lead time management. Case Nokia Networks, Hardware Services

Teollisuuden palveluiden on huomattu olevan potentiaalinen lisätulojen lähde. Teollisuuden palveluiden dynaamisessa maailmassa räätälöinti ja kyky toimia nopeasti ovat kriittisiä asiakastyytyväisyyden ja kilpailuedun luomisprosessin osia. Toimitusketjussa käytetyn ajan lyhentämisellä voidaan saavuttaa sekä paremmat vasteajat, että alhaisemmat kokonaiskustannukset. Tutkielman tavoitteena on kuvata teollisuuden palveluiden dynaamista ympäristöä: asiakastarvetta, sekä mahdollisuuksia kaventaa pyydetyn ja saavutetun toimitusajan välistä eroa. Tämä toteutetaan pääosin strategisen toimitusajan hallinnan keinoin. Langattomien tietoliikenneverkkojen operaattorit haluavat vähentää ydinosaamiseensa kuulumatomiin toimintoihin, kuten ylläpitoon sitoutuneita pääomia. Tutkielman case osiossa varaosapalvelujen toimitusketjun kysyntä-, materiaali- ja informaatiovirtoja analysoidaan niin kvalitatiivisten haastatteluiden, sisäisten dokumenttien, kuin kvantitatiivisten tilastollisten menetelmienkin avulla. Löydöksiä peilataan vallitsevaa toimitusketjun ja ajanhallinnan paradigmaa vasten. Tulokset osoittavat, että vahvan palvelukulttuurin omaksuminen ja kokonaisvaltainen toimitusketjun tehokkuuden mittaaminen ovat ajanhallinnan lähtökohtia teollisuuden palveluissa.

Sales lead management in a global enterprise

Many companies today struggle with problems they face around sales lead management. They are suffering from inconsistent quality of leads, they miss clear sales opportunities and even cannot handle well their internal marketing lists. Meanwhile customers are better and better equipped with means to easily initiate contact via internet, via call centers etc. Investing in lead generation activities that are built on a bad process is not a good idea. Better than asking how to get more leads, companies should ask how to get better quality leads and invest in improving lead management. This study looks sales lead management as a multi step process where a company generates leads in controlled environment, qualifies them and hands over to the sales cycle. As a final step, organization needs to analyze the incomes and successes of different lead sources. Most often in sales lead management a process improvement requires setting up additional controls to enable proper tracking of all leads. A sales lead management process model for the case company is built based on the findings. Implementing the new model involves changes and improvements in some key areas of current process. Starting from the very beginning, these include redefining a bit the lead definition and revising the criteria set for qualified lead. There are some improvements to be done in the system side to enable the proposed model. Lastly a setting for responsible roles is presented.

Ion selective electrodes for determination of low and ultra low concentrations of lead (II) in natural waters

Att övervaka förekomsten av giftiga komponenter i naturliga vattendrag är nödvändigt för människans välmående. Eftersom halten av föroreningar i naturens ekosystem bör hållas möjligast låg, pågår en ständig jakt efter kemiska analysmetoder med allt lägre detektionsgränser. I dagens läge görs miljöanalyser med dyr och sofistikerad instrumentering som kräver mycket underhåll. Jonselektiva elektroder har flera goda egenskaper som t.ex. bärbarhet, låg energiförbrukning, och dessutom är de relativt kostnadseffektiva. Att använda jonselektiva elektroder vid miljöanalyser är möjligt om deras känslighetsområde kan utvidgas genom att sänka deras detektionsgränser. För att sänka detektionsgränsen för Pb(II)-selektiva elektroder undersöktes olika typer av jonselektiva membran som baserades på polyakrylat-kopolymerer, PVC och PbS/Ag2S. Fast-fas elektroder med membran av PbS/Ag2S är i allmänhet enklare och mer robusta än konventionella elektroder vid spårämnesanalys av joniska föroreningar. Fast-fas elektrodernas detektionsgräns sänktes i detta arbete med en nyutvecklad galvanostatisk polariseringsmetod och de kunde sedan framgångsrikt användas för kvantitativa bestämningar av bly(II)-halter i miljöprov som hade samlats in i den finska skärgården nära tidigare industriområden. Analysresultaten som erhölls med jonselektiva elektroder bekräftades med andra analytiska metoder. Att sänka detektionsgränsen m.hj.a. den nyutvecklade polariseringsmetoden möjliggör bestämning av låga och ultra-låga blyhalter som inte kunde nås med klassisk potentiometri. Den verkliga fördelen med att använda dessa blyselektiva elektroder är möjligheten att utföra mätningar i obehandlade miljöprov trots närvaron av fasta partiklar vilket inte är möjligt att göra med andra analysmetoder. Jag väntar mig att den nyutvecklade polariseringsmetoden kommer att sätta en trend i spårämnesanalys med jonselektiva elektroder.

Psykologinen vaikuttaminen CAST LEAD -operaatiossa

Ei-kineettinen vaikuttaminen on nousemassa – ellei jo noussut – kineettisen vaikuttamisen ohi sodankäynnin keinovalikoimassa. Viimeaikaisten konfliktien kokemukset ovat osoittaneet, että pelkällä fyysisellä voimankäytöllä ei päästä aina haluttuun lopputulokseen. Vaikka Irakissa ja Afganistanissa teknologialtaan ja kalustoltaan ylivertaiset länsiliittouman joukot saivat sotilaallisia voittoja alivoimaisista vastustajistaan, ovat ne olleet vaikeuksissa sissisotaa käyvien pienten ryhmittymien kanssa, eivätkä alueet rauhoittuneet varsinaisten sotatoimien päätyttyä. Tällöin on aloitettava taistelu sydämistä ja mielistä – ”Hearts and Minds” – ja tässä taistelussa ei pärjätä pelkästään tankein ja pommein. Omaa sanomaa levittämällä pyritään voittamaan kansan tuki itsensä taakse ja samalla viemään kannatus taistelevilta sissijoukoilta. Ilman voittoa informaatiorintamalla ei operaatiota voi voittaa. Fyysisellä voimankäytöllä on sen tuhovoiman lisäksi myös aina psykologinen vaikutus. Pitkään kestänyt tykistökeskitys aiheuttaa kranaattikauhua ja voi lamauttaa sen kohteeksi joutuneet henkisesti. Vaikutus voi ilmentyä myös muissa, kuin varsinaisen keskityksen kohteeksi joutuneissa – tieto massiivisesta tuhosta voi murentaa taistelutahdon naapurijoukoissa ilman, että se joutuisi edes tulen alle. Omissa joukoissa tieto massiivisesta tulivoimasta tukena voi vaikuttaa taistelutahtoa nostavasti. Siten myös perinteinen, fyysinen vaikuttaminen on yhä keskeinen väline psykologisessa vaikuttamisessa. Tutkimustehtävänä on selvittää, miten eri suorituskykyjä käytettiin psykologisen vaikuttamisen välineinä Israelin ja Hamasin välisessä konfliktissa 27.12.2008 - 19.1.2009. Tutkimuskysymyksinä ovat mitä eri suorituskykyjä ja niitä tukevia toimintoja käytettiin psykologisen vaikuttamisen välineinä sekä voidaanko niillä todeta olleen mitään vaikutuksia. Tutkimusmenetelmänä käytettiin teoriaohjaavaa aineiston analyysia, jossa aineisto on kerätty operaation ajalta eri uutissivustoilta sekä eri laitosten ja järjestöjen tutkimusraporteista ja selvityksistä. Aineistosta on etsitty havaintoja viitekehyksen mukaisten suorituskykyjen käytöstä ja tämän jälkeen on pyritty arvioimaan, miten kyseistä suorituskykyä käytettiin psykologisen vaikuttamisen välineenä ja olisiko sillä ollut vaikutusta. Operaation aikana molemmat osapuolet käyttivät omia suorituskykyjään vaikuttaakseen eri kohdeyleisöihin. Vaikuttamisen luonne riippui kohdeyleisöstä. Oman väestön ja joukon taistelutahtoa yritettiin vahvistaa, vastustajan taistelutahtoa yritettiin murentaa ja ulkopuolisia tahoja houkuteltiin antamaan itselle tukea ja vastustamaan toista osapuolta. Eri suorituskykyjen käytön vaikutuksia on vaikea arvioida etukäteen ja niiden aiheuttamat vaikutukset voivat olla haluttuja tai ei-haluttuja, yllättäviä tai odotettuja tai täysin arvaamattomia. Pienistäkin tapahtumista voi syntyä valtava vaikutus, mikäli se tapahtuu oikeaan aikaan oikeassa paikassa – tai päinvastoin väärässä paikassa väärään aikaan. Huolellisimminkin suunnitellut psykologiset operaatiot taas saattavat kaatua mitättömiltä tuntuviin sivuseikkoihin.

System-level characterization of Th2 cell development and immune cell responses to ZnO and TiO2 nanoparticles

Asthma and allergy are common diseases and their prevalence is increasing. One of the hypotheses that explains this trend is exposure to inhalable chemicals such as traffi c-related air pollution. Epidemiological research supports this theory, as a correlation between environmental chemicals and allergic respiratory diseases has been found. In addition to ambient airborne particles, one may be exposed to engineered nanosized materials that are actively produced due to their favorable physico-chemical properties compared to their bulk size counterparts. On the cellular level, improper activity of T helper (Th) cells has been connected to allergic reactions. Th cells can differentiate into functionally different effector subsets, which are identifi ed according to their characteristic cytokine profi les resulting in specifi c ability to communicate with other cells. Th2 cells activate humoral immunity and stimulate eradication of extracellular pathogens. However, persistent predominance of Th2 cells is involved in a development of number of allergic diseases. The cytokine environment at the time of antigen recognition is the major factor determining the polarization of a naïve Th cell. Th2 cell differentiation is initiated by IL4, which signals via transcription factor STAT6. Although the importance of this pathway has been evaluated in the mouse studies, the signaling components involved have been largely unknown. The aim of this thesis was to identify molecules, which are under the control of IL4 and STAT6 in Th cells. This was done by using system-level analysis of STAT6 target genes at genome, mRNA and protein level resulting in identifi cation of various genes previously not connected to Th2 cell phenotype acquisition. In the study, STAT6-mediated primary and secondary target genes were dissection from each other and a detailed transcriptional kinetics of Th2 cell polarization of naïve human CD4+ T cells was collected. Integration of these data revealed the hierarchy of molecular events that mediates the differentiation towards Th2 cell phenotype. In addition, the results highlighted the importance of exploiting proteomics tools to complement the studies on STAT6 target genes identifi ed through transcriptional profi ling. In the last subproject, the effects of the exposure with ZnO and TiO2 nanoparticles was analyzed in Jurkat T cell line and in primary human monocyte-derived macrophages and dendritic cells to evaluate their toxicity and potential to cause infl ammation. Identifi cation of ZnO-derived gene expression showed that the same nanoparticles may elicit markedly distinctive responses in different cell types, thus underscoring the need for unbiased profi ling of target genes and pathways affected. The results gave additional proof that the cellular response to nanosized ZnO is due to leached Zn2+ ions. The approach used in ZnO and TiO2 nanoparticle study demonstrated the value of assessing nanoparticle responses through a toxicogenomics approach. The increased knowledge of Th2 cell signaling will hopefully reveal new therapeutic nodes and eventually improve our possibilities to prevent and tackle allergic infl ammatory diseases.

Israelin strategisen kommunikaation järjestelyt ja toteutus Cast Lead -operaatiossa

Verkottuneessa ja globaalissa maailmassa ei pelkkään kineettiseen vaikuttamiseen perustuva sodankäynti ole tuottanut enää toivottuja tuloksia ja siksi sekä valtiolliset että ei-valtiolliset toimijat ovatkin kääntäneet katseensa muihin keinoihin. Vaikuttaminen on siirtymässä maa-likeskeisyydestä mielikeskeisyyteen, jossa maaleina ovat kohteen arvot, asenteet, ajatukset ja lopulta identiteetti. Näihin vaikuttamalla halutaan muuttaa kohteen käyttäytymistä omalta kannalta suotuisaan suuntaan. Teknologiset vallankumoukset ovat lisänneet informaation määrää eksponentiaalisesti ja tä-hän globaaliin informaatioon on alati kasvavalla joukolla pääsy lähes milloin ja mistä tahan-sa. Jokainen informaatioon käsiksi pääsevä voi myös ryhtyä tuottamaan informaatiota mui-den saataville, ja tämä viestinnällinen mullistus on vaikuttanut radikaalisti myös länsimaiseen sotataitoon informaation noustessa yhdeksi ratkaisevaksi tekijäksi nykyajan ja tulevaisuuden konflikteissa. Tapahtumista, joista vielä sata vuotta sitten kuultiin vasta päiviä tai viikkoja niiden jälkeen, saadaan tänä päivänä nähdä reaaliaikaista kuvavirtaa mobiilipäätelaitteen vä-lityksellä. Tämä mullistus on pakottanut niin valtiolliset kuin ei-valtiollisetkin toimijat kiin-nittämään entistä enemmän huomiota taisteluun informaatiosta informaatioympäristössä sekä yleisön mielikuvista ja mielipiteistä. Fyysisestä kontaktista voittajana selvinnyt osapuoli voi jäädä häviäjän rooliin, mikäli taistelu informaatiorintamalla hävitään. Totuus on toisarvoista, mielikuvat ratkaisevat. Jotta taistelu mielikuvista, ajatuksista ja asenteista olisi mahdollisimman tehokasta, täytyy kunkin osapuo-len organisoida omat ponnistuksensa resurssien käytön optimoimiseksi karsien päällekkäi-syydet ja ristiriidat omista sanomistaan. Kaikkien eri tahojen täytyy siis sovittaa omat vies-tinsä palvelemaan ylemmän tahon tavoitteita päätyen aina politiikan määrittämään tavoittee- seen. Tätä kutsutaan strategiseksi kommunikaatioksi, jota voidaan pitää ajattelua ohjaavana mallina tai jopa eräänlaisena sotataidollisena paradigmana. Tässä työssä tutkittiin Israelin suorittamaa sotilaallista operaatiota Gazan kaistaleella vuosien 2008 – 2009 vaihteessa. Operaatiosta käytetään yleisesti länsimaissa nimeä Cast Lead. Ope-raation tarkoituksena oli iskeä Gazassa toimivaa, länsimaiden terroristijärjestöksi katsomaa Hamas-järjestöä vastaan ja lopettaa sen tekemät raketti- ja kranaatti-iskut Israeliin. Tutki-muksen tarkoituksena oli selvittää, miten strateginen kommunikaatio oli järjestetty ja toteu-tettu Israelissa operaatioon liittyen. Työ on jatkoa tutkijan esiupseerikurssilla 64 laatimalle työlle ”Psykologinen vaikuttaminen CAST LEAD -operaatiossa”. Lähdemateriaalin avulla muodostettiin strategisen kommunikaation viitekehys, jota käytettiin analyysirunkona teoriaohjaavalle sisällön analyysille. Tutkittavaa operaatiota käsittelevästä avoimista lähteistä kerättyä aineistoa analysoitiin strategisen kommunikaation viitekehyksen kautta keräten havaintoja viitekehyksen eri osa-alueiden esiintymisestä. Tällä tavalla kyettiin muodostamaan kuva Israelin strategisen kommunikaation organisoinnista, eri toimijoista se-kä niiden vastuista ja eri tavoista, joilla viestejä välitettiin millekin kohdeyleisölle. Samalla pyrittiin hahmottelemaan Israelin narratiivia tutkittavaan operaatioon. Työ jakautuu kolmeen osaan. Ensimmäisessä osassa luvuissa yksi ja kaksi käsitellään tutki-muksen teoreettiset taustat, menetelmät ja metodit sekä määritellään keskeisimmät käsitteet. Luvussa kolme käsitellään strategisen kommunikaation osatekijät käsiteanalyysin kautta. Toisessa osassa luvuissa neljä ja viisi käsitellään operaation kulku ja tausta pääpiirteittäin se-kä jaotellaan strategisen kommunikaation viitekehyksen avulla tehdyt havainnot kuvaamaan strategisen kommunikaation toteutumista operaatiossa. Kolmannessa osassa luvussa kuusi käsitellään johtopäätökset sekä arvioidaan tutkimuksen toteutumista sekä jatkotutkimustarpeita. Strategisen kommunikaation viitekehys muodostettiin ulkomaisten ja suomalaisten lähdete-osten avulla. Strategisen kommunikaation käsiteanalyysissä käsiteltiin strategiaa, kommuni-kaatiota sekä näiden taustalla olevia teorioita eri lähteiden avulla ja siten pyrittiin muodosta-maan laaja-alainen kuva siitä, mitä strateginen kommunikaatio on ja miten se toimii. Tutki-muksen aineisto koottiin avoimista lähteistä internetin eri mediatalojen sivuilta ja sitä täy-dennettiin virallisten ja epävirallisten tahojen sivustojen tarjoamalla informaatiolla. Aineiston perusteella kyettiin muodostamaan kuva Israelin strategisen kommunikaation or- ganisoinnista vastuineen sekä hahmottelemaan viestejä, teemoja ja narratiivia. Strategisen kommunikaation vaikuttavuutta tässä operaatiossa on mahdotonta mitata aukottomasti, koska tapaustutkimukselle luonteenomaisesti käsiteltävänä oli ainutlaatuinen tosielämän tapahtuma ja siten suoraa vertailukohtaa ei ole. Verrokkina voidaan kuitenkin käyttää aiempia Israelin sotilaallisia toimia, joissa informaatioympäristöön ei oltu kiinnitetty yhtä paljon huomiota. Näin ollen voidaan vetää johtopäätöksiä operaation vaikuttavuudesta vertailemalla esimer-kiksi näiden ajallisesti läheisten operaatioiden aiheuttamia reaktioita maailmalla.

Computational modeling of the properties of TiO2 nanoparticles

In this study we discuss the electronic, structural, and optical properties of titanium dioxide nanoparticles, and also the properties of Ni(II) diimine dithiolato complexes as dyes in dye-sensitized TiO2 based solar cells. The abovementioned properties have been modeled by using computational codes based on the density functional theory. The results achieved show slight evidence on the structure-dependent band gap broadening, and clear blue-shifts in absorption spectra and refractive index functions of ultra-small TiO2 particles. It is also shown that these properties are strongly dependent on the shape of the nanoparticles. Regarding the Ni(II) diimine dithiolato complexes as dyes in dye-sensitized TiO2 based solar cells, it is shown that based on the experimental electrochemical investigation and DFT studies all studied diimine derivatives could serve as potential candidates for the light harvesting, but the e ciencies of the dyes studied are not very promising.

Lean Six Sigma in a Manufacturing Lead Time Improvement Project

The objective of this research is to demonstrate the use of Lean Six Sigma methodology in a manufacturing lead time improvement project. Moreover, the goal is to develop working solutions for the target company to improve its manufacturing lead time. The theoretical background is achieved through exploring the literature of Six Sigma, Lean and Lean Six Sigma. The development will be done in collaboration with the related stakeholders, by following the Lean Six Sigma improvement process DMAIC and by analyzing the process data from the target company. The focus of this research is in demonstrating how to use Lean Six Sigma improvement process DMAIC in practice, rather than in comparing Lean Six Sigma to other improvement methodologies. In order to validate the manufacturing system’s current state, improvement potential and solutions, statistical tools such as linear regression analysis were used. This ensured that all the decisions were as heavily based on actual data as possible. As a result of this research, a set of solutions were developed and implemented in the target company. These solutions included batch size reduction, bottleneck shift, first-in first-out queuing and shifting a data entry task from production planners to line workers. With the use of these solutions, the target company was able to reduce its manufacturing lead time by over one third.

Weld joint characteristics by nano-materials addition

The need for industries to remain competitive in the welding business, has created necessity to develop innovative processes that can exceed customer’s demand. Significant development in improving weld efficiency, during the past decades, still have their drawbacks, specifically in the weld strength properties. The recent innovative technologies have created smallest possible solid material known as nanomaterial and their introduction in welding production has improved the weld strength properties and to overcome unstable microstructures in the weld. This study utilizes a qualitative research method, to elaborate the methods of introducing nanomaterial to the weldments and the characteristic of the welds produced by different welding processes. The study mainly focuses on changes in the microstructural formation and strength properties on the welded joint and also discusses those factors influencing such improvements, due to the addition of nanomaterials. The effect of nanomaterial addition in welding process modifies the physics of joining region, thereby, resulting in significant improvement in the strength properties, with stable microstructure in the weld. The addition of nanomaterials in the welding processes are, through coating on base metal, addition in filler metal and utilizing nanostructured base metal. However, due to its insignificant size, the addition of nanomaterials directly to the weld, would poses complications. The factors having major influence on the joint integrity are dispersion of nanomaterials, characteristics of the nanomaterials, quantity of nanomaterials and selection of nanomaterials. The addition of nanomaterials does not affect the fundamental properties and characteristics of base metals and the filler metal. However, in some cases, the addition of nanomaterials lead to the deterioration of the joint properties by unstable microstructural formations. Still research are ongoing to achieve high joint integrity, in various materials through different welding processes and also on other factors that influence the joint strength.

Blue and Uv-Emitting Upconversion Nanoparticles: Synthesis and (Bio) Analytical Applications.

Rare-earth based upconverting nanoparticles (UCNPs) have attracted much attention due to their unique luminescent properties. The ability to convert multiple photons of lower energy to ones with higher energy through an upconversion (UC) process offers a wide range of applications for UCNPs. The emission intensities and wavelengths of UCNPs are important performance characteristics, which determine the appropriate applications. However, insufficient intensities still limit the use of UCNPs; especially the efficient emission of blue and ultraviolet (UV) light via upconversion remains challenging, as these events require three or more near-infrared (NIR) photons. The aim of the study was to enhance the blue and UV upconversion emission intensities of Tm3+ doped NaYF4 nanoparticles and to demonstrate their utility in in vitro diagnostics. As the distance between the sensitizer and the activator significantly affect the energy transfer efficiency, different strategies were explored to change the local symmetry around the doped lanthanides. One important strategy is the intentional co-doping of active (participate in energy transfer) or passive (do not participate in energy transfer) impurities into the host matrix. The roles of doped passive impurities (K+ and Sc3+) in enhancing the blue and UV upconversions, as well as in influencing the intense UV upconversion emission through excess sensitization (active impurity) were studied. Additionally, the effects of both active and passive impurity doping on the morphological and optical performance of UCNPs were investigated. The applicability of UV emitting UCNPs as an internal light source for glucose sensing in a dry chemistry test strip was demonstrated. The measurements were in agreement with the traditional method based on reflectance measurements using an external UV light source. The use of UCNPs in the glucose test strip offers an alternative detection method with advantages such as control signals for minimizing errors and high penetration of the NIR excitation through the blood sample, which gives more freedom for designing the optical setup. In bioimaging, the excitation of the UCNPs in the transparent IR region of the tissue permits measurements, which are free of background fluorescence and have a high signal-to-background ratio. In addition, the narrow emission bandwidth of the UCNPs enables multiplexed detections. An array-in-well immunoassay was developed using two different UC emission colours. The differentiation between different viral infections and the classification of antibody responses were achieved based on both the position and colour of the signal. The study demonstrates the potential of spectral and spatial multiplexing in the imaging based array-in-well assays.

Coopetition as a lead generating mechanism: design, modelling and simulation

The aim of this research is to develop a tool that could allow to organize coopetitional relationships between organizations on the basis of two-sided Internet platform. The main result of current master thesis is a detailed description of the concept of the lead generating internet platform-based coopetition. With the tools of agent-based modelling and simulation, there were obtained results that could be used as a base for suggestion that the developed concept is able to cause a positive effect on some particular industries (e.g. web-design studios market) and potentially can bring some benefits and extra profitability for most companies that operate on this particular industry. Also on the basis of the results it can be assumed that the developed instrument is also able to increase the degree of transparency of the market to which it is applied.