- Docente: Assimo Maris
- Crediti formativi: 6
- SSD: CHIM/02
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Assimo Maris (Modulo 1) Stefania Rapino (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Chimica (cod. 9072)
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Orario delle lezioni (Modulo 1)
dal 16/09/2025 al 11/11/2025
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Orario delle lezioni (Modulo 2)
dal 12/11/2025 al 09/12/2025
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze basilari relative ad alcune delle più moderne metodologie chimiche utilizzate in ambito bio-medico per la determinazione della struttura di macromolecole biologiche, per la formazione di immagini ad uso diagnostico in ambito terapeutico ai fini della radioprotezione. In particolare, lo studente ha competenze scientifiche avanzate di carattere interdisciplinare che gli permettono di collaborare con i colleghi di area biologica e medica.
Contenuti
Modulo 1
Radiazioni
- Spettro elettromagnetico
- Dualismo onda particella
- Radiazione corpuscolata e non corpuscolata
- Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti
Radiazione ionizzante
- Modello standard per la descrizione delle particelle elementari
- Nuclei atomici e radionuclidi
- Processi di decadimento radioattivo
- Fonti naturali e artificiali di radioattività
- Sorgenti e rivelatori di radiazione
- Propagazione delle radiazioni ionizzanti nel mezzo
- Interazione della radiazione ionizzante con substrati biologici
- Rischi associati alle emissioni nucleari
- Legge del decadimento radioattivo e attività naturale
- Radioprotezione: grandezze e normativa
- Utilizzo di radioisotopi in ambito chimico e biochimico
- Principi di radioterapia
- Principi di radiologia convenzionale
- Mezzi di contrasto
- Tomografia e scintigrafia
- Tecniche tomografiche computerizzate
- Ricostruzione di immagini tramite retroproiezione
Metodi di elaborazione digitale del segnale
- Segnali analogici e digitali
- Acquisizione del segnale: campionamento e quantizzazione
- ADC/DAC
- Analisi e sintesi dei segnali tramite serie di Fourier
- Trasformata di Fourier
- Prodotto di convoluzione e teorema di convoluzione
- formulazione matriciale della trasformata di Fourier
- Fast Fourier transform
- Teorema di Nyquist
- Aliasing
- Apodizzazione
- Dispersione spettrale
- Tecniche di finestramento
- Filtraggio digitale
- Zero-filling
- Trasformata di Fourier polidimensionale
- Trasformata di Fourier in coordinate polari
- Algoritmo delle retroproiezioni filtrate
- Tecniche per la gestione della sensibilità e della risoluzione per segnali mono e bidimensionali
- Tecniche di manipolazione della scala dei grigi nelle immagini.
Tecniche di risonanza magnetica
- Proprietà magnetiche dei nuclei atomici
- Risonanza magnetica a onda continua
- Accoppiamento scalare e dipolare
- Processi di rilassamento trasversale e longitudinale.
- Nuclear Overhaser effect
- Magnetizzazione macroscopica
- Risonanza magnetica a trasformata di Fourier
- Componenti di uno spettrometro FT-NMR
- Down-conversion
- Rivelazione in quadratura
- Sequenza di impulsi
- NMR bidimensionale
- Determinazione della struttura di macromolecole biologiche
- Formazione di immagini ad uso diagnostico
- Composizione atomica del corpo umano
- Valori di densità e tempi di rilassamento protonici nei tessuti
- Mezzi di contrasto
Modulo 2
Chimica fisica della cellula
- Dimensionalità delle componenti cellulari
- Censimento molecolare di una cellula
- L’energia nella vita di una cellula
- Elettricità biologica
- Dinamica dei motori molecolari e delle nanostrutture nella cellula
- Tecniche di visualizzazione delle cellule e delle componenti cellulari
- Laboratorio: creazione di immagini funzionali di cellule viventi
Indagine statistica anonima
Una volta raggiunto il limite dei 2/3 delle lezioni svolte, per ognuno dei 2 moduli verrà effettuata una rilevazione statistica per conoscere le opinioni degli studenti in merito al corso allo scopo di poterlo rendere più efficace. Link di riferimento:
- https://opinionistudenti.unibo.it
- https://val.unibo.it/ (studente)
- https://val.unibo.it/demo.php (questionario)
- https://gestioneval.unibo.it (docente)
Calendario delle lezioni del modulo 1
- 16/09/2025 14:00-16:00
- 17/09/2025 16:00-18:00
- 23/09/2025 14:00-16:00
- 24/09/2025 16:00-18:00
- 30/09/2025 14:00-16:00
- 01/10/2025 16:00-18:00
- 07/10/2025 14:00-16:00
- 08/10/2025 16:00-18:00
- 14/10/2025 14:00-16:00
- 15/10/2025 16:00-18:00
- 21/10/2025 14:00-16:00
- 22/10/2025 16:00-18:00
- 28/10/2025 14:00-16:00
- 29/10/2025 16:00-18:00
- 04/11/2025 14:00-16:00
- 05/11/2025 16:00-18:00
Calendario delle lezioni del modulo 2
- A seguire
Testi/Bibliografia
Costituiscono letture necessarie alla preparazione dell’esame per entrambi i moduli le dispense e diapositive presentate a lezione, rese disponibili in rete sul dispositivo istituzionale dei materiali didattici Insegnamenti OnLine.
Inoltre per il modulo 2 è necessario lo studio dei capitoli 1, 2, 3, 5 e 16 del libro "Physical Biology of the Cell" di Rob Phillips, Jane Kondev, e Julie Theriot.
Si consiglia altresì la lettura di "Cell Biology by the numbers" di Ron Milo e Rob Phillips.
Per approfondire i contenuti del Modulo 1 si suggeriscono i seguenti link utili:
Live Chart of Nuclides
IAEA Data Platform
IAEA Students Corner
Diagnostic Radiology Physics: A Handbook for Teachers and Students
- https://humanhealth.iaea.org/HHW/MedicalPhysics/TheMedicalPhysicist/Studentscorner/HandbookforTeachersandStudents/ (book+slides)
- https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1564webNew-74666420.pdf
Nuclear Medicine Physics: A Handbook for Teachers and Students
Image Analysis
Medical Imaging Systems - An Introductory Guide
Metodi didattici
L’insegnamento si compone di 6 CFU suddivisi in 2 moduli.
Il modulo 1 (docente Assimo Maris) è completamente teorico ed è costituito da 4 crediti di lezioni frontali in cui le nozioni vengono introdotte con il supporto della classica lavagna o della videoproiezione.
Il modulo 2 (docente Stefania Rapino) è costituito da un credito di teoria e un credito di laboratorio, che si svilupperà nell'arco di più incontri atti alla applicazione delle nozioni acquisite nel corso delle lezioni frontali.
In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento di tutti gli studenti dei Moduli 1 e 2 in modalità e-learning [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio] e la partecipazione, in presenza, al Modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio, oppure, su Microsoft Teams, se questa è la modalità scelta dal Formatore. Indicazioni su date e modalità di frequenza del Modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
La verifica dell'apprendimento avviene attraverso il solo esame finale che consiste in una prova orale in presenza di entrambe le docenti.
Lo scopo della prova è verificare la capacità dello studente di applicare il proprio bagaglio nozionistico e di eseguire i necessari collegamenti logico-deduttivi.
La durata della prova è 30-45 minuti e prevede la discussione di tre argomenti trattati nell'intero corso ed è strutturata nel seguente modo:
- Discussione di due argomenti trattati nel corso della parte teorica
- Discussione delle esperienze trattate in laboratorio
Il voto finale esprime una valutazione congiunta sui contenuti espressi durante la prova.
A titolo orientativo, si forniscono di seguito i parametri di valutazione:
- Insufficienza
conoscenza lacunosa della materia
mancanza di orientamento all’interno degli argomenti
linguaggio inappropriato
- Sufficienza
conoscenza minima della materia
capacità di analisi che emerge solo con l'aiuto del docente
linguaggio appena appropriato
- Adeguatezza
buona conoscenza mnemonica della materia
discreta capacità argomentativa
linguaggio corretto - Eccellenza
visione chiara e padronanza della materia
ottima capacità di elaborazione e argomentazione
linguaggio specifico e appropriato
https://corsi.unibo.it/magistrale/Chimica/qualita-corso/@@esami-voto-medio
Strumenti a supporto della didattica
Lavagna, videoproiettore, connessione internet.
Laboratorio informatico/chimico-fisico.
Il materiale didattico presentato a lezione verrà messo a disposizione dello studente in formato elettronico sul sito istituzionale del corso.
Coloro che necessitino di strumenti compensativi per ragioni dipendenti da disabilità temporanee o permanenti o disturbi specifici dell’apprendimento (DSA) possono rivolgersi, con congruo anticipo, all’ufficio di Ateneo competente:
Sarà cura dell'ufficio proporre eventuali adattamenti, che dovranno essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Assimo Maris
Consulta il sito web di Stefania Rapino
SDGs
L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.