- Docente: Giampaolo Zuccheri
- Crediti formativi: 6
- SSD: CHIM/06
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Biotecnologie farmaceutiche (cod. 8519)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze chimiche e fisiche di base richieste sia per la piena comprensione delle potenzialità anche applicative assicurate dall'incontro della biologia con gli approcci e metodologie nanotecnologiche, sia per la conoscenza degli sviluppi e applicazioni anche più recenti delle nanobiotecnologie rivolte in particolare all'ambito medico e farmaceutico.
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. (6 ore).
Autoassemblaggio e nanoparticelle: Concetti di base. Principi chimico-fisici dell'assemblaggio molecolare. Esempi dalla chimica (organica e dei polimeri). 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. Nano e agro-food. Il grafene: promesse e applicazioni. Applicazioni industriali (6 ore).
Le tecniche di caratterizzazione nelle nanotecnologie:
Le tecniche ottiche (fluorescenza e risonanza plasmonica) per lo studio nella nanoscala. Applicazioni plasmoniche su nanostrutture. Esempi di impieghi in analitica e diagnostica. Tecniche di fluorescenza di singole molecole (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 (6 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. Magnetic tweezers. Optical Tweezers. I nanopori nello studio delle molecole biologiche e nel sequencing. (10 ore).
Le tecniche di caratterizzazione delle nanoparticelle, con esempi (2 ore)
Dimostrazione di microscopia nella nanoscala (4-8 ore a seconda della numerosità della classe).
Gli acidi nucleici e le DNA nanotechnologies: Note sulla chimica e la struttura degli acidi nucleici. Analoghi non naturali degli acidi nucleici. Stabilità degli acidi nucleici. Tecniche di caratterizzazione della struttura degli acidi nucleici. Gli aptameri: preparazione e applicazioni (per lo studio dei sistemi biologici e la nanomedicine). Principi dell'autoassemblaggio di acidi nucleici. Nanostrutture di acidi nucleici senza controllo strutturale. Structural DNA nanotechnology. Esempi di caratterizzazione delle nanostrutture di DNA (8 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.
Metodi didattici
Lezioni frontali. Una breve dimostrazione di microscopia sulla nanoscala.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Test a risposta multipla saranno offerti sporadicamente durante le
lezioni. L'esame finale è scritto (risposte aperte). Saranno
offerti esami parziali durante le lezioni (si invitano gli studenti
ad approffittare di questa formula di valutazione).
L'esame di fine corso mira a valutare il
raggiungimento degli obiettivi didattici mediante una prova
scritta. In essa verrà concesso allo studente un tempo limitato (di
norma a un'ora) per rispondere in modo molto conciso, ma
esauriente e con una correttezza espositiva compatibile con il
linguaggio scientifico, a una decina di domande inerenti il
programma del corso.
Strumenti a supporto della didattica
Sito web per il corso. Diapositive presentate a lezione ed articoli selezionati di letteratura scientifica.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Giampaolo Zuccheri