66224 - TECNICHE ANALITICHE PER NANO/BIOSCIENZE

Scheda insegnamento

  • Docente Pierluigi Reschiglian

  • Crediti formativi 7

  • SSD CHIM/01

  • Modalità didattica Convenzionale - Lezioni in presenza

  • Lingua di insegnamento Italiano

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Salute e benessere Industria, innovazione e infrastrutture

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, sulla base delle conoscenze teoriche acquisite, lo studente sa scegliere le piattaforme tecnico/metodologiche più adatte ad affrontare problemi analitici nell'emergente settore delle nano/bioscienze. In particolare, lo studente matura conoscenze - delle tecniche analitiche separative per campioni di interesse nano/biotecnologico e del loro accoppiamento multidimensionale alla spettrometria di massa; - delle proprietà di base di campioni eterofasici di taglio nanometrico; - delle tecniche per la loro analisi e caratterizzazione morfologico/dimensionale/spettroscopica,con particolare applicazione ai nanomateriali strutturati polifunzionali.

Programma/Contenuti

Programma:

Scopo ed argomenti del corso.

I nanomateriali: principi e tecniche analitiche per l'analisi dimensionale

- I sistemi dispersi: classificazione. I colloidi: storia e proprieta' . Colloidi: energia libera superficiale

- Colloidi: interazioni particella-particella. Interazioni elettrostatiche attrattive, potenziale elettrostatico di superficie, il doppio strato elettrico.

- Proprieta' cinetiche dei colloidi: moto browniano e diffusione. Potenziale Zeta, elettroforesi e flusso elettrosmotico.

- Proprieta' ottiche dei colloidi: scattering della radiazione elettromagnetica. Tipi di scattering: scattering Rayleigh, scattering RGD, scattering di Mie, scattering quasi-elastico (QELS), scattering di radiazione neutronica (LANS).

- Formazione dei colloidi. Colloidi self-assembling. Micelle: concentrazione critica micellare, tensioattivi, meccanismi di micellizzazione.

- Analisi di distribuzione dimensionale dei sistemi dispersi. Definizione di "dimensione" di un analita disperso. Diametro di Stokes, diametro equivalente.

- Funzioni di distribuzione dimensionale (PSD). Metodi analitici per l'analisi della PSD.

- Metodi di analisi PSD diretti: microscopia elettronica, analisi di immagine.

- Microscopia elettronica a scansione e trasmissione: principi.

- Metodi ottici di analisi PSD: turbidimetria e diffrazione Fraunhofer, laser scattering multi angolo (MALS), laser scattering dinamico.

Tecniche analitiche separative per l'analisi di nano/biomateriali

- Classificazione delle tecniche analitiche separative.

- Elettroforesi: principi, elettroforesi su supporto planare, elettroforesi di DNA, Southern blotting. Elettroforesi di proteine, SDS PAGE di proteine, Elettroforesi isofocusing, Western blotting, Elettroforesi capillare: principi. Migrazione elettroforetica ed elettroosmotica, rivelatori.

- Cromatografia idrodinamica (HDC) e frazionamento in campo-flusso (FFF)

- FFF: modi di eluizione, sottotecniche. Frazionamento in campo di flusso-flusso (F4), F4: applicazioni all'analisi di proteine, applicazione della F4-MALS e F4-MALS con rivelazione a fluorescenza all'analisi di nano materiali strutturati polifunzionali. F4 a fibra tubolare porosa (HF5): basi e applicazioni della HF5 accoppiata a spettrometria di massa per l'analisi di proteine.


Tecniche accoppiate:

Principi di ortogonalità, multidimensionalità, accoppiamenti tandem, tecniche ifenate.

Testi/Bibliografia

Testi consigliati :

  • J.C. Giddings, Unified Separation Science , J. Wiley&Sons
  • Holler, Skoog, Crouch. Chimica Analitica Strumentale, Seconda Edizione, EdiSES srl, Napoli, 2009
  • K.A. Rubinson, J.F. Rubinson, Chimica Analitica Strumentale, Zanichelli Ed., Bologna, 2002
  • D.H. Everett, Basic Principles of Colloid Science, Royal Society of Chemistry, 1988
  • H.G. Barth Ed., Modern Methods of Particle Size Analysis, John Wiley&Sons, Inc., 1984
  • M.E. Schimpf, K.D. Caldwell, J.C. Giddings Eds., Field-Flow Fractionation Handbook, Wiley-Interscience, 2000

Metodi didattici

Fondamentale sara' l'utilizzo del materiale distribuito dal docente che viene proiettato in aula durante le lezioni e che viene reso disponibile in rete.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in uno SCRITTO A DOMANDE APERTE su TUTTI gli argomenti del Programma, da svolgersi in un tempo e spazio definiti. Il Candidato estrarrà a sorte una domanda per ogni capitolo degli argomenti presentati a lezione. Al termine la Commissione assegna un voto all'esame, può richiedere al Candidato una autovalutazione della prova, propone al Candidato la votazione precedentemente decisa e, se necessario, discute con il Candidato la prova scritta relativamente alle eventuali discrepanze tra votazione proposta ed eventuale autovalutazione del Candidato.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna e videoproiettore con PC e diapositive Windows PowerPoint.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Pierluigi Reschiglian