66610 - CHIMICA BIOANALITICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente conosce la base delle convenzionali tecniche analitiche spettroscopiche e separative e metodologie bioanalitiche, atte ad interpretare un dato analitico e a selezionare i metodi di analisi più appropriati. Al termine del laboratorio, lo studente è in grado di applicare protocolli relativi alle materie trattate in modo teorico.

Contenuti

Lezioni frontali

- Trattamento statistico ed elaborazione dei dati analitici (6 ore): errori nell'analisi quantitativa, applicazione della statistica ad un piccolo set di dati, test statistici di significatività, propagazione degli errori, cifre significative.

- Analisi quantitativa, calibrazione e validazione (6 ore): curve di calibrazione, costruzione di una curva di calibrazione, curve di calibrazione lineari e non lineari, linearizzazione delle curve di calibrazione, principi della analisi di regressione, regressione lineare e non lineare, coefficiente di determinazione, valutazione della qualità di una curva di calibrazione, metodi di calibrazione, validazione di un metodo analitico, caratteristiche di un metodo analitico (accuratezza, precisione, specificità e selettività, linearità, intervallo dinamico, LOD, LOQ, robustezza).

- Metodi strumentali di analisi (10 ore). Spettrofotometria UV-Vis: spettro elettromagnetico e interazione radiazione/materia, assorbimento nell'UV-Vis, legge di Lambert-Beer e limiti di validità, errore spettrofotometrico, analisi quantitativa, analisi di miscele, componenti della strumentazione per spettrofotometria UV-Vis e schemi strumentali. Fluorimetria: fluorescenza e fosforescenza, spettri di eccitazione ed emissione, analisi quantitativa, strumentazione. Metodi elettrochimici: processi elettrochimici, equazione di Nernst, potenziometria, elettrodi classici e ionoselettivi, elettrodo a vetro per il pH, biosensori potenziometrici. Tecniche separative: classificazione dei metodi separativi, aspetti teorici, sviluppo ed ottimizzazione di un metodo cromatografico, cromatografia liquida (HPLC) e rivelatori, gascromatografia (GC) e rivelatori, cenni di tecniche di spettrometria di massa accoppiate a HPLC e GC.

- Metodi bioanalitici (10 ore). Metodi enzimatici: cinetica enzimatica, equazione di Michaelis-Menten, determinazione di enzimi mediante reazioni enzimatiche semplici ed accoppiate, determinazione di substrati enzimatici mediante metodi a punto finale semplici ed accoppiati, rivelazione dei prodotti di una reazione enzimatica (metodi spettrofotometrici diretti, metodi basati su derivati ottenuti mediante reazioni chimiche o generati enzimaticamente, metodi fluorimetrici, metodi non spettroscopici). Metodi immunologici: aspetti cinetici e termodinamici della reazione antigene-anticorpo, metodi immunometrici competitivi e non competitivi, metodi immunometrici omogenei ed eterogenei, produzione e caratterizzazione di anticorpi poli- e monoclonali, tecniche di immobilizzazione, traccianti e tecniche di rivelazione (colorimetrica, fluorescente e chemiluminescente), sviluppo ed ottimizzazione di un metodo immunologico.

Esercitazioni di laboratorio

- Determinazione quantitativa spettrofotometrica del ferro dopo purificazione del campione mediante estrazione in fase solida (SPE).

- Determinazione quantitativa spettrofotometrica dei fosfolipidi mediante metodo enzimatico a punto finale.

- Determinazione del progesterone mediante metodo immunoenzimatico competitivo eterogeneo.

- Costruzione e verifica di un elettrodo ionoselettivo per lo ione ammonio e di un biosensore potenziometrico per urea.

Testi/Bibliografia

- Slide PowerPoint delle lezioni, istruzioni per le esercitazioni di laboratorio e per la stesura delle relazioni reperibili su Insegnamenti online (http://iol.unibo.it/, accesso con credenziali riservato agli studenti iscritti all'Università di Bologna).

- Fondamenti di Chimica Analitica di Skoog e West - J.F. Holler, S.R. Crouch - 3° Ed. (EdiSES, 2015).

- Chimica Analitica Quantitativa - D.C Harris - 3° Ed. (Zanichelli, 2017).

- Principi e Tecniche di Chimica Clinica – L. Spandrio – 1° Ed. (Piccin, 2000).

- Bioanalytical Chemstry – A. Manz, P.S. Dittrich, N. Pamme, D. Iossifidis - 2° Ed. (World Scientific, 2015).

Metodi didattici

L'insegnamento si compone di lezioni frontali ed esercitazioni di laboratorio. Nel corso delle lezioni frontali verranno presentati e discussi gli argomenti del corso, con approfondimenti teorici ed esempi esplicativi. Le esercitazioni di laboratorio hanno lo scopo di consentire a ciascun studente di acquisire la conoscenza di alcune tecniche analitiche e bioanalitiche strumentali e la manualità necessaria per poter operare in un laboratorio secondo principi di qualità e sicurezza. Le esercitazioni includono l'analisi di campioni incogniti. Lo studente elaborerà i risultati ottenuti in laboratorio facendo uso degli strumenti appresi durante in corso e presenterà relazioni con l’analisi dei dati e la concentrazione dei campioni incogniti.

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 la conoscenza delle procedure di elaborazione e valutazione dei dati sperimentali e la comprensione dei principi di base e delle procedure delle più importanti tecniche analitiche e bioanalitiche strumentali. La valutazione sarà basata sulla dimostrazione della comprensione critica degli argomenti e della capacità di discuterli.

- Valutazione delle esercitazioni di laboratorio condotta sulla base delle relazioni sulle esercitazioni presentate dallo studente. Verranno prese in considerazione la correttezza delle procedure utilizzate per l’elaborazione dei dati sperimentali e concordanza dei risultati ottenuti con le reali concentrazioni dei campioni incogniti.

Il voto finale consisterà nella somma dei voti ottenuti nell’esame orale (massimo 20/30) e nelle esercitazioni di laboratorio (massimo 10/30). La consegna delle relazioni secondo le modalità che verranno concordate durante il laboratorio è indispensabile per sostenere l’esame finale.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, laboratorio analitico attrezzato con la strumentazione necessaria per l’esecuzione di analisi strumentali. Il materiale didattico (presentazioni PowerPoint, istruzioni per le esercitazioni sperimentali e per la stesura delle relazioni) 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 e/o in laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Massimo Guardigli