29623 - NANOBIOTECHNOLOGY

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede: - una comprensione globale delle nano(bio)tecnologie; - una conoscenza dei metodi per la preparazione di nanostrutture mediante approcci top-down e bottom-up, con esempi focalizzati sulle nanoparticelle e sull'autoassemblaggio di acidi nucleici; - una conoscenza degli strumenti e delle metodologie per la caratterizzazione delle nano(bio)strutture. Inoltre, lo studente acquisisce le competenze per scegliere l'insieme di tecniche adatte alla caratterizzazione di nano(bio)sistemi di interesse e per interpretare i dati risultanti.

Contenuti

Introduzione alle nanotecnologie: Organizzazione delle lezioni e modalità di reperimento dei materiali didattici a supporto dell'apprendimento. Test o chiacchierata per posizionamento della classe in accesso. Introduzione agli argomenti del corso: fenomeni nella nanoscala, struttura nella nanoscala, nanofabricazione e autoassemblaggio, strumenti di caratterizzazione della nanoscala. Esempi di applicazioni di nanomedicine (diagnostica, terapia, teranostica). Accenni del dibattito etico riguardo le nanotecnologie. (4 ore).

Autoassemblaggio e nanoparticelle: Concetti di base. Principi chimico-fisici dell'assemblaggio molecolare. Esempi e principi di autoassemblaggio delle molecole biologiche. Le nanoparticelle: principi generali, differenza tra le nanoparticelle e altre particelle, sintesi e caratterizzazione, esempi di applicazioni.(4 ore).

Gli acidi nucleici e le DNA nanotechnologies: La stabilità degli acidi nucleici. Principi dell'autoassemblaggio di acidi nucleici. Nanostrutture di acidi nucleici senza controllo strutturale.Structural DNA nanotechnology. Esempi di caratterizzazione e di applicazioni delle nanostrutture di DNA (4 ore).

Le tecniche di caratterizzazione nelle nanotecnologie:

Le tecniche basate su nanostrutture (nanopori e (L)SPR) per la caratterizzazione dei sistemi biologici. Applicazioni plasmoniche su nanostrutture. Esempi di impieghi in analitica e diagnostica. Tecniche basate sui nanopori (4 ore).

Microscopia ottica ed elettronica nella nanoscala: Microscopia a fluorescenza. Microscopia confocale. Tecniche di microscopia avanzate (superrisoluzione, illuminazione selettiva). Tecniche di ricostruzione. Principi ed applicazioni delle microscopie elettroniche (4 ore).

Microscopie a sonda: Principi ed esempio di funzionamento di STM e AFM e tecniche correlate. Tecniche di nanomanipolazione e misura di forze: Tecniche basate sull'AFM. (4 ore).

Testi/Bibliografia

Il corso utilizza articoli di letteratura scientifica recente sui quali si incentrerà la discussione in aula.

Non sono forniti testi che affrontino in modo esaustivo l'approccio e gli argomenti previsti dal programma: saranno indicati alcuni testi che possono essere usati come supporto se desiderato e saranno forniti materiali di studio connessi a ciascuna unità didattica.

 

Saranno indicati contenuti web e saranno forniti software demo per l'integrazione dei contenuti del corso.

 

Metodi didattici

Lezioni frontali, se possibile anche di ricercatori ospiti di altre università. Quando possibile saranno effettuate piccole dimostrazioni dalla cattedra e dimostrazioni di software. Saranno forniti contenuti web e test di autovalutazione dell'apprendimento saranno svolti anche durante le lezioni. Idealmente gli studenti dovrebbero poter utilizzare un dispositivo elettronico abilitato al web durante le lezioni (l'aula ha il wi-fi di Ateneo). 

 

 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale.

Strumenti a supporto della didattica

Sito web per il corso con collegamenti esterni o pagina dedicata su virtuale.unibo.it. Diapositive presentate a lezione ed articoli selezionati di letteratura scientifica. Test di autovalutazione.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giampaolo Zuccheri