90891 - BIOSENSORI E METODI BIOANALITICI AVANZATI

Scheda insegnamento

  • Docente Maria Maddalena Calabretta

  • Crediti formativi 4

  • SSD CHIM/01

  • Lingua di insegnamento Italiano

  • Campus di Bologna

  • Corso Laurea Magistrale in Chimica (cod. 9072)

SDGs

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

Salute e benessere Acqua pulita e servizi igienico-sanitari

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente: - acquisisce le nozioni fondamentali relative all’impiego delle molecole biologiche come reagenti, - conosce i principi di base relativi alle tecniche di rivelazione ed ai vari formati impiegati nelle tecniche bioanalitiche, - conosce le principali tipologie di biosensori e di metodi bioanalitici e le loro applicazioni, - sa selezionare la tecnica bioanalitica più idonea per risolvere problematiche reali.

Contenuti

Introduzione ai biosensori: storia, specifiche dei biosensori e prestazioni analitiche, classificazione dei biosensori mediante elementi di riconoscimento molecolare e sistema di trasduzione, biosensori catalitici e basati sull'affinità.

Elementi di riconoscimento molecolare: enzimi, anticorpi, anticorpi chimerici, nanobodies, proteine leganti non anticorpali, polimeri con impronta molecolare, aptameri, DNA, RNA, PNA.

Panoramica sui principali sistemi di trasduzione e/o rivelazione (ottica, plasmonica, elettrochimica, piezoelettrica, meccanica) 

Marcatori per varie tecniche di rivelazione, immobilizzazione di biomolecole, architetture di biosensori e sistemi analitici integrati, microfluidica e dispositivi analitici portatili, micro- e nanotecnologie in bioanalitica.

Biosensori basati su reazioni enzimatiche, immunologiche e di ibridazione dell'acido nucleico, e metodi bioanalitici enzimatici, immunologici e genici.

Sensori ottici label-free: biosensori basati su Surface Plasmon Resonance (SPR) e Surface Acoustic Wave (SAW), principi di biosensori SPR e SAW, strumentazione, processi di riconoscimento, applicazioni di biosensori SPR e SAW.


Il ruolo delle biotecnologie e i biosensori cellulari.
Biosensori cellulari luminescenti: principi di biosensori cellulari luminescenti, geni reporter, elementi di riconoscimento molecolare, biosensori cellulari basati su processi FRET e BRET.

Applicazioni di biosensori cellulari bioluminescenti: rivelazione di specifici analiti, test di tossicità, screening ad alta produttività e high content assays.


Biosensori commercializzati, stato dell'arte dei biosensori per applicazioni point of care e point of need con valutazione critica dei principali vantaggi e limitazioni delle diverse strategie di biosensing.

Rassegna di recenti pubblicazioni scientifiche inerenti gli argomenti trattati nel corso e di applicazioni in campo medico, farmaceutico, ambientale, alimentare, industriale.

Testi/Bibliografia

Slide PowerPoint delle lezioni e PDF delle pubblicazioni scientifiche discusse durante il corso reperibili su Insegnamenti online (http://iol.unibo.it/, accesso con credenziali riservato agli studenti iscritti all'Università di Bologna).

Biosensors and Nanotechnology: Applications in Health Care Diagnostics. Zeynep Altintas (Editor) ISBN: 978-1-119-06501-2 December 2017

Bioanalytical Chemistry (English Edition) 2nd Edition, Wiley di Susan R. Mikkelsen, Eduardo Cortón, ISBN: 1118302540, 2016

Pubblicazioni scientifiche verranno fornite durante il corso.

Metodi didattici

Il corso è organizzato in lezioni frontali (tenute mediante presentazioni PowerPoint), nelle quali verranno presentati e discussi gli argomenti del corso. Durante il corso verranno inoltre esaminate e discusse pubblicazioni scientifiche recenti inerenti agli argomenti trattati.

Si consiglia di frequentare le lezioni per la migliore comprensione degli argomenti.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Verifica delle conoscenze su tutto il programma svolto a lezione mediante le seguenti prove.

- Esame orale sugli argomenti affrontati durante il corso, volto ad accertare l'acquisizione da parte dello studente delle conoscenze e delle abilità attese. In particolare, verranno valutate: conoscenza dei principi di base dei metodi bioanalitici, conoscenza dei principali tipi di biosensori e di tecniche bioanalitiche, conoscenza delle applicazioni pratiche dei metodi sopra descritti, capacità di selezionare la tecnica bioanalitica più idonea per risolvere una problematica reale.

- Presentazione e discussione di una pubblicazione scientifica recente scelta dallo studente ed inerente agli argomenti trattati nel corso.

La valutazione sarà basata sulla dimostrazione della comprensione critica degli argomenti e della capacità di discuterli.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore. Il materiale didattico (presentazioni PowerPoint, PDF delle pubblicazioni esaminate durante il corso) verrà messo a disposizione dello studente in formato elettronico su Insegnamenti online (http://iol.unibo.it/, accesso con credenziali riservato agli studenti iscritti all'Università di Bologna). Tale materiale dovrebbe essere stampato e portato a lezione.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Maria Maddalena Calabretta