[ca] Aquesta Tesi s'enfoca en el desenvolupament del disseny opto-mecànic i la interfície de programari d'un citòmetre d'imatge capaç d'analitzar partícules en petits volums de mostra. El dispositiu consisteix en una font de llum incoherent, un sensor d'imatge CMOS per digitalitzar la informació de la mostra i elements òptics que obtenen la transformada complexa de Fourier del front d'ona de l'espècimen i la processen per a la seva detecció. Implementacions tant no-fluorescents com fluorescents han estat investigades i s'ha demostrat la seva funcionalitat per a la detecció, identificació i caracterització de composicions mixtes de partícules en un mateix volum, sobre un ampli rang de concentracions de l'espècimen (10^7UFC/ml – 10^2UFC/ml). La Tesi inclou un estudi profund del "state-of-the-art" en camps relacionats, en particular les tecnologies explotades per a la construcció del prototip. Després descriu el disseny i desenvolupament del citòmetre de imatge i el programari associat per al processat del senyal i l'anàlisi de la mostra, des d'un prototipus inicial de laboratori fins a un dispositiu preindustrial que pot ser utilitzat en escenaris reals (hospitals, línies de producció d'aliments, dipòsits d'aigua, etc ...). El citòmetre d'imatge desenvolupat, molt compacte i potencialment de baix cost, ha estat utilitzat per a detectar cèl·lules i microorganismes relacionats al diagnòstic de malalties infeccioses, la indústria alimentària i estudis ambientals. Aquests inclouen cèl·lules Jurkat i K562, microorganismes estreptococs, Bordetella i E. coli a nivells comparables als detectats mitjançant mètodes més tradicionals i enutjosos, com aquells que requereixen l'ús d'equips de citometria de flux de grans dimensions.

[en] This Thesis focuses on the development of the opto-mechanical design and software interface of an image cytometer capable of analyzing particulate in a small volume sample. The device consists of an incoherent light source, a CMOS image sensor to digitize the sample information and optical elements which retrieve the complete complex Fourier transform of the specimen's wave front and optically process it for detection. Both brightfield and fluorescence implementations are investigated and demonstrated to be functional for the detection, identification and characterization of mixed particulate compositions in the same volume, over a broad range of specimen concentrations (10^7CFU/ml – 10^2CFU/ml). The Thesis includes an in depth study of the state-of-the-art in related fields, in particular the technologies exploited to construct the prototype. It then describes the design and the development of the image cytometer and the related software for signal processing and sample analysis, from an initial lab demonstrator to a pre-industrial device that can be used for experiments in real settings (hospitals, food production lines, water installments, etc…). The developed image cytometer, very compact and potentially low cost, has been used to detect several cells and microorganisms related to the health diagnosis (infectious diseases), food industry and environmental analysis. These include Jurkat and K562 cells, streptococcus, Bordetella and E. coli microorganisms to levels comparable to those detected by more traditional and cumbersome methods, such as those relying on large flow cytometry equipment.