Luminescent techniques for studying free radical production and cell viability in relation to cardiovascular disease and HRT

Epidemiological studies have suggested that hormone replacement therapy (HRT) offers protection from atherosclerosis, a precursor of cardiovascular disease (CVD), in postmenopausal women. There is good evidence that oxidation of low-density lipoprotein (LDL) by leucocyte-derived reactive oxygen species plays a key role in development of an atherosclerotic plaque. Therefore we have investigated whether the possible protection against CVD by HRT could be due to immunomodulation, specifically of free radical production. The study involves 2 approaches: I) analysing the production of free radicals by leucocytes from women on HRT, 2) investigating the effect of I7p-oestradiol and progesterone on cultured myeloid cells (HL60 and U937). Free radical production by leucocytes was determined using a recently developed bioluminescent assay. In the assay, Pholasin® emits light in the presence of free radicals produced by the NADPH oxidase system of leucocytes stimulated with PMA or fMLP. Cell viability was also investigated using a bioluminescent assay (Cell Titer-Glo®) in which cytosolic ATP levels were measured by the production of luminescence in the presence of Luciferin/Luciferase reagent. Studies of leucocytes from HRT patients showed considerable variation in free radical production, which appeared to be dependent on HRT regime. Studies on the cultured cells showed that there was no cell proliferation at low hormone concentrations, while high concentrations caused cytotoxicity. The effect of hormones on free radical production in this in vitro model system is currently being investigated. The results show that the effects of the hormones on cells of the immune system are very dose dependent, and that both beneficial and adverse effects may occur. In conclusion, luminescent techniques offer a valuable and sensitive approach to studying inflammatory and oxidative processes both in vivo and in vitro.

A paradigm sensitive perspective on the ranking of accounting journals:a web-based survey approach

This paper reports the results of a web-based study of the perceptions of accounting journals in Australasia. Journal ranking studies have generally adopted citation techniques or used academics’ perceptions as the basis for assessing journal quality. Our research contributes to the existing literature by conducting a survey of academics in Australasia using a web-based instrument. The analysis indicates that the perceptions of the so-called “elite” accounting journals have become unsettled. The research highlights the emergence of more recent, alternative paradigm journals (CPA and AAAJ) as both highly ranking.

New oil modified acrylic polymer for pH sensitive drug release:experimental results and statistical analysis

We report results of an experimental study, complemented by detailed statistical analysis of the experimental data, on the development of a more effective control method of drug delivery using a pH sensitive acrylic polymer. New copolymers based on acrylic acid and fatty acid are constructed from dodecyl castor oil and a tercopolymer based on methyl methacrylate, acrylic acid and acryl amide were prepared using this new approach. Water swelling characteristics of fatty acid, acrylic acid copolymer and tercopolymer respectively in acid and alkali solutions have been studied by a step-change method. The antibiotic drug cephalosporin and paracetamol have also been incorporated into the polymer blend through dissolution with the release of the antibiotic drug being evaluated in bacterial stain media and buffer solution. Our results show that the rate of release of paracetamol getss affected by the pH factor and also by the nature of polymer blend. Our experimental data have later been statistically analyzed to quantify the precise nature of polymer decay rates on the pH density of the relevant polymer solvents. The time evolution of the polymer decay rates indicate a marked transition from a linear to a strictly non-linear regime depending on the whether the chosen sample is a general copolymer (linear) or a tercopolymer (non-linear). Non-linear data extrapolation techniques have been used to make probabilistic predictions about the variation in weight percentages of retained polymers at all future times, thereby quantifying the degree of efficacy of the new method of drug delivery.

Analogical Reasoning Techniques in Intelligent Counterterrorism Systems

The paper develops a set of ideas and techniques supporting analogical reasoning throughout the life-cycle of terrorist acts. Implementation of these ideas and techniques can enhance the intellectual level of computer-based systems for a wide range of personnel dealing with various aspects of the problem of terrorism and its effects. The method combines techniques of structure-sensitive distributed representations in the framework of Associative-Projective Neural Networks, and knowledge obtained through the progress in analogical reasoning, in particular the Structure Mapping Theory. The impact of these analogical reasoning tools on the efforts to minimize the effects of terrorist acts on civilian population is expected by facilitating knowledge acquisition and formation of terrorism-related knowledge bases, as well as supporting the processes of analysis, decision making, and reasoning with those knowledge bases for users at various levels of expertise before, during, and after terrorist acts.

Incorporating Water Sensitive Urban Design (WSUD) practices into the planning context:the conceptual case for lot-scale developments

In recent decades, a number of sustainable strategies and polices have been created to protect and preserve our water environments from the impacts of growing communities. The Australian approach, Water Sensitive Urban Design (WSUD), defined as the integration of urban planning and design with the urban water cycle management, has made considerable advances on design guidelines since 2000. WSUD stormwater management systems (e.g. wetlands, bioretentions, porous pavement etc), also known as Best Management Practices (BMPs) or Low Impact Development (LID), are slowly gaining popularity across Australia, the USA and Europe. There have also been significant improvements in how to model the performance of the WSUD technologies (e.g. MUSIC software). However, the implementation issues of these WSUD practices are mainly related to ongoing institutional capacity. Some of the key problems are associated with a limited awareness of urban planners and designers; in general, they have very little knowledge of these systems and their benefits to the urban environments. At the same time, hydrological engineers should have a better understanding of building codes and master plans. The land use regulations are equally as important as the physical site conditions for determining opportunities and constraints for implementing WSUD techniques. There is a need for procedures that can make a better linkage between urban planners and WSUD engineering practices. Thus, this paper aims to present the development of a general framework for incorporating WSUD technologies into the site planning process. The study was applied to lot-scale in the Melbourne region, Australia. Results show the potential space available for fitting WSUD elements, according to building requirements and different types of housing densities. © 2011 WIT Press.

The use of hyphenated spectrometric techniques for the environmental forensic assessment of non-traditional pollutants and degradates in the greater Florida Everglades

A comprehensive investigation of sensitive ecosystems in South Florida with the main goal of determining the identity, spatial distribution, and sources of both organic biocides and trace elements in different environmental compartments is reported. This study presents the development and validation of a fractionation and isolation method of twelve polar acidic herbicides commonly applied in the vicinity of the study areas, including e.g. 2,4-D, MCPA, dichlorprop, mecroprop, picloram in surface water. Solid phase extraction (SPE) was used to isolate the analytes from abiotic matrices containing large amounts of dissolved organic material. Atmospheric-pressure ionization (API) with electrospray ionization in negative mode (ESP-) in a Quadrupole Ion Trap mass spectrometer was used to perform the characterization of the herbicides of interest. ^ The application of Laser Ablation-ICP-MS methodology in the analysis of soils and sediments is reported in this study. The analytical performance of the method was evaluated on certified standards and real soil and sediment samples. Residential soils were analyzed to evaluate feasibility of using the powerful technique as a routine and rapid method to monitor potential contaminated sites. Forty eight sediments were also collected from semi pristine areas in South Florida to conduct screening of baseline levels of bioavailable elements in support of risk evaluation. The LA-ICP-MS data were used to perform a statistical evaluation of the elemental composition as a tool for environmental forensics. ^ A LA-ICP-MS protocol was also developed and optimized for the elemental analysis of a wide range of elements in polymeric filters containing atmospheric dust. A quantitative strategy based on internal and external standards allowed for a rapid determination of airborne trace elements in filters containing both contemporary African dust and local dust emissions. These distributions were used to qualitative and quantitative assess differences of composition and to establish provenance and fluxes to protected regional ecosystems such as coral reefs and national parks. ^

The Use of Hyphenated Spectrometric Techniques for the Environmental Forensic Assessment of Non-Traditional Pollutants and Degradates in the Greater Florida Everglades

A comprehensive investigation of sensitive ecosystems in South Florida with the main goal of determining the identity, spatial distribution, and sources of both organic biocides and trace elements in different environmental compartments is reported. This study presents the development and validation of a fractionation and isolation method of twelve polar acidic herbicides commonly applied in the vicinity of the study areas, including e.g. 2,4-D, MCPA, dichlorprop, mecroprop, picloram in surface water. Solid phase extraction (SPE) was used to isolate the analytes from abiotic matrices containing large amounts of dissolved organic material. Atmospheric-pressure ionization (API) with electrospray ionization in negative mode (ESP-) in a Quadrupole Ion Trap mass spectrometer was used to perform the characterization of the herbicides of interest. The application of Laser Ablation-ICP-MS methodology in the analysis of soils and sediments is reported in this study. The analytical performance of the method was evaluated on certified standards and real soil and sediment samples. Residential soils were analyzed to evaluate feasibility of using the powerful technique as a routine and rapid method to monitor potential contaminated sites. Forty eight sediments were also collected from semi pristine areas in South Florida to conduct screening of baseline levels of bioavailable elements in support of risk evaluation. The LA-ICP-MS data were used to perform a statistical evaluation of the elemental composition as a tool for environmental forensics. A LA-ICP-MS protocol was also developed and optimized for the elemental analysis of a wide range of elements in polymeric filters containing atmospheric dust. A quantitative strategy based on internal and external standards allowed for a rapid determination of airborne trace elements in filters containing both contemporary African dust and local dust emissions. These distributions were used to qualitative and quantitative assess differences of composition and to establish provenance and fluxes to protected regional ecosystems such as coral reefs and national parks.

Assessing microvascular function with breathing maneuvers : an oxygenation-sensitive CMR study

Ce projet illustre cinq études, mettant l'emphase sur le développement d'une nouvelle approche diagnostique cardiovasculaire afin d'évaluer le niveau d’oxygène contenu dans le myocarde ainsi que sa fonction microvasculaire. En combinant une séquence de résonance magnétique cardiovasculaire (RMC) pouvant détecter le niveau d’oxygène (OS), des manœuvres respiratoires ainsi que des analyses de gaz artériels peuvent être utilisés comme procédure non invasive destinée à induire une réponse vasoactive afin d’évaluer la réserve d'oxygénation, une mesure clé de la fonction vasculaire. Le nombre de tests diagnostiques cardiaques prescrits ainsi que les interventions, sont en pleine expansion. L'imagerie et tests non invasifs sont souvent effectués avant l’utilisation de procédures invasives. L'imagerie cardiaque permet d’évaluer la présence ou absence de sténoses coronaires, un important facteur économique dans notre système de soins de santé. Les techniques d'imagerie non invasives fournissent de l’information précise afin d’identifier la présence et l’emplacement du déficit de perfusion chez les patients présentant des symptômes d'ischémie myocardique. Néanmoins, plusieurs techniques actuelles requièrent la nécessité de radiation, d’agents de contraste ou traceurs, sans oublier des protocoles de stress pharmacologiques ou physiques. L’imagerie RMC peut identifier une sténose coronaire significative sans radiation. De nouvelles tendances d’utilisation de RMC visent à développer des techniques diagnostiques qui ne requièrent aucun facteur de stress pharmacologiques ou d’agents de contraste. L'objectif principal de ce projet était de développer et tester une nouvelle technique diagnostique afin d’évaluer la fonction vasculaire coronarienne en utilisant l' OS-RMC, en combinaison avec des manœuvres respiratoires comme stimulus vasoactif. Ensuite, les objectifs, secondaires étaient d’utilisés l’OS-RMC pour évaluer l'oxygénation du myocarde et la réponse coronaire en présence de gaz artériels altérés. Suite aux manœuvres respiratoires la réponse vasculaire a été validée chez un modèle animal pour ensuite être utilisé chez deux volontaires sains et finalement dans une population de patients atteints de maladies cardiovasculaires. Chez le modèle animal, les manœuvres respiratoires ont pu induire un changement significatif, mesuré intrusivement par débit sanguin coronaire. Il a été démontré qu’en présence d'une sténose coronarienne hémodynamiquement significative, l’OS-RMC pouvait détecter un déficit en oxygène du myocarde. Chez l’homme sain, l'application de cette technique en comparaison avec l'adénosine (l’agent standard) pour induire une vasodilatation coronarienne et les manœuvres respiratoires ont pu induire une réponse plus significative en oxygénation dans un myocarde sain. Finalement, nous avons utilisé les manœuvres respiratoires parmi un groupe de patients atteint de maladies coronariennes. Leurs myocardes étant altérées par une sténose coronaire, en conséquence modifiant ainsi leur réponse en oxygénation. Par la suite nous avons évalué les effets des gaz artériels sanguins sur l'oxygénation du myocarde. Ils démontrent que la réponse coronarienne est atténuée au cours de l’hyperoxie, suite à un stimuli d’apnée. Ce phénomène provoque une réduction globale du débit sanguin coronaire et un déficit d'oxygénation dans le modèle animal ayant une sténose lorsqu’un supplément en oxygène est donné. En conclusion, ce travail a permis d'améliorer notre compréhension des nouvelles techniques diagnostiques en imagerie cardiovasculaire. Par ailleurs, nous avons démontré que la combinaison de manœuvres respiratoires et l’imagerie OS-RMC peut fournir une méthode non-invasive et rentable pour évaluer la fonction vasculaire coronarienne régionale et globale.

Assessing microvascular function with breathing maneuvers : an oxygenation-sensitive CMR study

Ce projet illustre cinq études, mettant l'emphase sur le développement d'une nouvelle approche diagnostique cardiovasculaire afin d'évaluer le niveau d’oxygène contenu dans le myocarde ainsi que sa fonction microvasculaire. En combinant une séquence de résonance magnétique cardiovasculaire (RMC) pouvant détecter le niveau d’oxygène (OS), des manœuvres respiratoires ainsi que des analyses de gaz artériels peuvent être utilisés comme procédure non invasive destinée à induire une réponse vasoactive afin d’évaluer la réserve d'oxygénation, une mesure clé de la fonction vasculaire. Le nombre de tests diagnostiques cardiaques prescrits ainsi que les interventions, sont en pleine expansion. L'imagerie et tests non invasifs sont souvent effectués avant l’utilisation de procédures invasives. L'imagerie cardiaque permet d’évaluer la présence ou absence de sténoses coronaires, un important facteur économique dans notre système de soins de santé. Les techniques d'imagerie non invasives fournissent de l’information précise afin d’identifier la présence et l’emplacement du déficit de perfusion chez les patients présentant des symptômes d'ischémie myocardique. Néanmoins, plusieurs techniques actuelles requièrent la nécessité de radiation, d’agents de contraste ou traceurs, sans oublier des protocoles de stress pharmacologiques ou physiques. L’imagerie RMC peut identifier une sténose coronaire significative sans radiation. De nouvelles tendances d’utilisation de RMC visent à développer des techniques diagnostiques qui ne requièrent aucun facteur de stress pharmacologiques ou d’agents de contraste. L'objectif principal de ce projet était de développer et tester une nouvelle technique diagnostique afin d’évaluer la fonction vasculaire coronarienne en utilisant l' OS-RMC, en combinaison avec des manœuvres respiratoires comme stimulus vasoactif. Ensuite, les objectifs, secondaires étaient d’utilisés l’OS-RMC pour évaluer l'oxygénation du myocarde et la réponse coronaire en présence de gaz artériels altérés. Suite aux manœuvres respiratoires la réponse vasculaire a été validée chez un modèle animal pour ensuite être utilisé chez deux volontaires sains et finalement dans une population de patients atteints de maladies cardiovasculaires. Chez le modèle animal, les manœuvres respiratoires ont pu induire un changement significatif, mesuré intrusivement par débit sanguin coronaire. Il a été démontré qu’en présence d'une sténose coronarienne hémodynamiquement significative, l’OS-RMC pouvait détecter un déficit en oxygène du myocarde. Chez l’homme sain, l'application de cette technique en comparaison avec l'adénosine (l’agent standard) pour induire une vasodilatation coronarienne et les manœuvres respiratoires ont pu induire une réponse plus significative en oxygénation dans un myocarde sain. Finalement, nous avons utilisé les manœuvres respiratoires parmi un groupe de patients atteint de maladies coronariennes. Leurs myocardes étant altérées par une sténose coronaire, en conséquence modifiant ainsi leur réponse en oxygénation. Par la suite nous avons évalué les effets des gaz artériels sanguins sur l'oxygénation du myocarde. Ils démontrent que la réponse coronarienne est atténuée au cours de l’hyperoxie, suite à un stimuli d’apnée. Ce phénomène provoque une réduction globale du débit sanguin coronaire et un déficit d'oxygénation dans le modèle animal ayant une sténose lorsqu’un supplément en oxygène est donné. En conclusion, ce travail a permis d'améliorer notre compréhension des nouvelles techniques diagnostiques en imagerie cardiovasculaire. Par ailleurs, nous avons démontré que la combinaison de manœuvres respiratoires et l’imagerie OS-RMC peut fournir une méthode non-invasive et rentable pour évaluer la fonction vasculaire coronarienne régionale et globale.

Design of Mm-Wave RLSA with lossy waveguides by slot coupling control techniques

This paper discusses how to design a Radial Line Slot Antenna (RLSA) whose waveguide is filled with high loss dielectric materials. We introduce a new design for the aperture slot coupling synthesis to restrain the dielectric losses and improve the antenna gain. Based on a newly defined slot coupling, a number of RLSAs with different sizes and loss factors are analyzed and their performances are predicted. Theoretical calculations suggest that the gain is sensitive to the material losses in the radial lines. The gain enhancement by using the new coupling formula is notable for larger antenna size and higher loss factor of the dielectric material. Three prototype RLSAs are designed and fabricated at 60GHz following different slot coupling syntheses, and their measured performances consolidate our theory.

Development of new scenario decomposition techniques for linear and nonlinear stochastic programming

Une approche classique pour traiter les problèmes d’optimisation avec incertitude à deux- et multi-étapes est d’utiliser l’analyse par scénario. Pour ce faire, l’incertitude de certaines données du problème est modélisée par vecteurs aléatoires avec des supports finis spécifiques aux étapes. Chacune de ces réalisations représente un scénario. En utilisant des scénarios, il est possible d’étudier des versions plus simples (sous-problèmes) du problème original. Comme technique de décomposition par scénario, l’algorithme de recouvrement progressif est une des méthodes les plus populaires pour résoudre les problèmes de programmation stochastique multi-étapes. Malgré la décomposition complète par scénario, l’efficacité de la méthode du recouvrement progressif est très sensible à certains aspects pratiques, tels que le choix du paramètre de pénalisation et la manipulation du terme quadratique dans la fonction objectif du lagrangien augmenté. Pour le choix du paramètre de pénalisation, nous examinons quelques-unes des méthodes populaires, et nous proposons une nouvelle stratégie adaptive qui vise à mieux suivre le processus de l’algorithme. Des expériences numériques sur des exemples de problèmes stochastiques linéaires multi-étapes suggèrent que la plupart des techniques existantes peuvent présenter une convergence prématurée à une solution sous-optimale ou converger vers la solution optimale, mais avec un taux très lent. En revanche, la nouvelle stratégie paraît robuste et efficace. Elle a convergé vers l’optimalité dans toutes nos expériences et a été la plus rapide dans la plupart des cas. Pour la question de la manipulation du terme quadratique, nous faisons une revue des techniques existantes et nous proposons l’idée de remplacer le terme quadratique par un terme linéaire. Bien que qu’il nous reste encore à tester notre méthode, nous avons l’intuition qu’elle réduira certaines difficultés numériques et théoriques de la méthode de recouvrement progressif.

Assessment of the sensitivity and specificity of serological (IFAT) and molecular (direct PCR) techniques for diagnosis of leishmaniasis in lagomorphs using a Bayesian approach

Leishmaniasis, caused by Leishmania infantum, is a vector-borne zoonotic disease that is endemic to the Mediterranean basin. The potential of rabbits and hares to serve as competent reservoirs for the disease has recently been demonstrated, although assessment of the importance of their role on disease dynamics is hampered by the absence of quantitative knowledge on the accuracy of diagnostic techniques in these species. A Bayesian latent-class model was used here to estimate the sensitivity and specificity of the Immuno-fluorescence antibody test (IFAT) in serum and a Leishmania-nested PCR (Ln-PCR) in skin for samples collected from 217 rabbits and 70 hares from two different populations in the region of Madrid, Spain. A two-population model, assuming conditional independence between test results and incorporating prior information on the performance of the tests in other animal species obtained from the literature, was used. Two alternative cut-off values were assumed for the interpretation of the IFAT results: 1/50 for conservative and 1/25 for sensitive interpretation. Results suggest that sensitivity and specificity of the IFAT were around 70–80%, whereas the Ln-PCR was highly specific (96%) but had a limited sensitivity (28.9% applying the conservative interpretation and 21.3% with the sensitive one). Prevalence was higher in the rabbit population (50.5% and 72.6%, for the conservative and sensitive interpretation, respectively) than in hares (6.7% and 13.2%). Our results demonstrate that the IFAT may be a useful screening tool for diagnosis of leishmaniasis in rabbits and hares. These results will help to design and implement surveillance programmes in wild species, with the ultimate objective of early detecting and preventing incursions of the disease into domestic and human populations.

Development of new scenario decomposition techniques for linear and nonlinear stochastic programming

Une approche classique pour traiter les problèmes d’optimisation avec incertitude à deux- et multi-étapes est d’utiliser l’analyse par scénario. Pour ce faire, l’incertitude de certaines données du problème est modélisée par vecteurs aléatoires avec des supports finis spécifiques aux étapes. Chacune de ces réalisations représente un scénario. En utilisant des scénarios, il est possible d’étudier des versions plus simples (sous-problèmes) du problème original. Comme technique de décomposition par scénario, l’algorithme de recouvrement progressif est une des méthodes les plus populaires pour résoudre les problèmes de programmation stochastique multi-étapes. Malgré la décomposition complète par scénario, l’efficacité de la méthode du recouvrement progressif est très sensible à certains aspects pratiques, tels que le choix du paramètre de pénalisation et la manipulation du terme quadratique dans la fonction objectif du lagrangien augmenté. Pour le choix du paramètre de pénalisation, nous examinons quelques-unes des méthodes populaires, et nous proposons une nouvelle stratégie adaptive qui vise à mieux suivre le processus de l’algorithme. Des expériences numériques sur des exemples de problèmes stochastiques linéaires multi-étapes suggèrent que la plupart des techniques existantes peuvent présenter une convergence prématurée à une solution sous-optimale ou converger vers la solution optimale, mais avec un taux très lent. En revanche, la nouvelle stratégie paraît robuste et efficace. Elle a convergé vers l’optimalité dans toutes nos expériences et a été la plus rapide dans la plupart des cas. Pour la question de la manipulation du terme quadratique, nous faisons une revue des techniques existantes et nous proposons l’idée de remplacer le terme quadratique par un terme linéaire. Bien que qu’il nous reste encore à tester notre méthode, nous avons l’intuition qu’elle réduira certaines difficultés numériques et théoriques de la méthode de recouvrement progressif.

Application of Deep Learning techniques in the search for BSM Higgs bosons in the $\mu\mu$ final state in CMS

The Standard Model (SM) of particle physics predicts the existence of a Higgs field responsible for the generation of particles' mass. However, some aspects of this theory remain unsolved, supposing the presence of new physics Beyond the Standard Model (BSM) with the production of new particles at a higher energy scale compared to the current experimental limits. The search for additional Higgs bosons is, in fact, predicted by theoretical extensions of the SM including the Minimal Supersymmetry Standard Model (MSSM). In the MSSM, the Higgs sector consists of two Higgs doublets, resulting in five physical Higgs particles: two charged bosons $H^{\pm}$, two neutral scalars $h$ and $H$, and one pseudoscalar $A$. The work presented in this thesis is dedicated to the search of neutral non-Standard Model Higgs bosons decaying to two muons in the model independent MSSM scenario. Proton-proton collision data recorded by the CMS experiment at the CERN LHC at a center-of-mass energy of 13 TeV are used, corresponding to an integrated luminosity of $35.9\ \text{fb}^{-1}$. Such search is sensitive to neutral Higgs bosons produced either via gluon fusion process or in association with a $\text{b}\bar{\text{b}}$ quark pair. The extensive usage of Machine and Deep Learning techniques is a fundamental element in the discrimination between signal and background simulated events. A new network structure called parameterised Neural Network (pNN) has been implemented, replacing a whole set of single neural networks trained at a specific mass hypothesis value with a single neural network able to generalise well and interpolate in the entire mass range considered. The results of the pNN signal/background discrimination are used to set a model independent 95\% confidence level expected upper limit on the production cross section times branching ratio, for a generic $\phi$ boson decaying into a muon pair in the 130 to 1000 GeV range.

Hyperspectral imaging and other optical techniques for (in-field/in-lab) physico-chemical attributes estimation of agri-food vegetal products

In the agri-food sector, measurement and monitoring activities contribute to high quality end products. In particular, considering food of plant origin, several product quality attributes can be monitored. Among the non-destructive measurement techniques, a large variety of optical techniques are available, including hyperspectral imaging (HSI) in the visible/near-infrared (Vis/NIR) range, which, due to the capacity to integrate image analysis and spectroscopy, proved particularly useful in agronomy and food science. Many published studies regarding HSI systems were carried out under controlled laboratory conditions. In contrast, few studies describe the application of HSI technology directly in the field, in particular for high-resolution proximal measurements carried out on the ground. Based on this background, the activities of the present PhD project were aimed at exploring and deepening knowledge in the application of optical techniques for the estimation of quality attributes of agri-food plant products. First, research activities on laboratory trials carried out on apricots and kiwis for the estimation of soluble solids content (SSC) and flesh firmness (FF) through HSI were reported; subsequently, FF was estimated on kiwis using a NIR-sensitive device; finally, the procyanidin content of red wine was estimated through a device based on the pulsed spectral sensitive photometry technique. In the second part, trials were carried out directly in the field to assess the degree of ripeness of red wine grapes by estimating SSC through HSI, and finally a method for the automatic selection of regions of interest in hyperspectral images of the vineyard was developed. The activities described above have revealed the potential of the optical techniques for sorting-line application; moreover, the application of the HSI technique directly in the field has proved particularly interesting, suggesting further investigations to solve a variety of problems arising from the many environmental variables that may affect the results of the analyses.