66224 - TECNICHE ANALITICHE PER NANO/BIOSCIENZE

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.

Contenuti

Prerequisiti: lo studente che accede a questo insegnamento deve essere in possesso di una buona preparazione nei fondamenti della chimica analitica, dai concetti teorici di base alle tecniche analitiche strumentali di base.

 

Programma:

Scopo ed argomenti del corso.

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

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

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

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

-    Proprietà 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 di turbidimetria, Citometria a flusso.

Tecniche analitiche separative ed accoppiate 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 analitiche multidimensionali: principi.

-        Spettrometria di massa accoppiata, approcci separativi multidimensionali in proteomica.

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
• E. de Hoffman V. Stroobant, Mass Spectrometry, J. Wiley &Sons
• 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 sarà l'utilizzo del materiale distribuito dal docente che viene proiettato in aula durante le lezioni e che viene reso disponibile in rete sul sito Alm@DL.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in una discussione interattiva orale che verte sulla teoria ed applicazioni descritti in aula.  Al termine la Commissione assegna un voto all'esame orale, richiede al Candidato una autovalutazione della prova, propone al Candidato la votazione precedentemente decisa e, se necessario, discute con il Candidato le eventuali discrepanze tra votazione proposta ed autovalutazione del Candidato.

E' altamente consigliato che lo studente sostenga l'esame finale dopo aver sostenuto e superato l'esame del Corso “Spettrometria di Massa con Esercitazioni” tenuto nel medesimo semestre della Laurea Magistrale.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna e videoproiettore con PC e Windows PowerPoint.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Pierluigi Reschiglian