Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire agli studenti nozioni avanzate delle principali
tecniche analitiche strumentali, con particolare riguardo alle tecniche
analitiche spettroscopiche e separative, e delle fasi di un processo
analitico. Obiettivo del corso è inoltre orientare gli studenti ad una
valutazione critica dei risultati sperimentali e delle potenzialità delle
tecniche utilizzate nel campo delle biotecnologie.
Al termine del Corso ci si attende che lo studente sia in grado di:
- comprendere ed acquisire conoscenze sui metodi della chimica analitica
per lo studio delle molecole nelle loro possibili applicazioni alle
biotecnologie
- applicare le metodologie e le procedure analitiche proprie delle
discipline chimiche
- applicare le principali metodologie di chimica analitica
- esprimere verbalmente i concetti e i contenuti appresi
- acquisire e utilizzare strumenti per imparare ad apprendere, con
materiali aggiuntivi per approfondimenti
Prerequisiti
Chimica Generale; Chimica Organica e Bioorganica; Statistica
Contenuti dell'insegnamento
Introduzione ai metodi di analisi strumentale. Classificazione delle
tecniche analitiche strumentali e criteri di scelta. Validazione dei metodi.
Metodi di determinazione delle concentrazioni.
Tecniche spettroscopiche Spettrofotometria molecolare UV-visibile in
assorbimento molecolare. Spettrofotometria di fluorescenza UV-visibile
molecolare.
Spettrofotometria di assorbimento atomico
Spettrofotometria di emissione atomica
Spettrofotometria IR
Spettrometria di massa
Tecniche separative Principi di cromatografia. Gascromatografia.
Cromatografia liquida
Programma esteso
Fasi di un processo analitico. Introduzione alle tecnichemdi analisi
strumentale. Classificazione delle tecniche analitiche strumentali.
Classificazione dei metodi analitici e criteri di scelta.
Definizione di parametri di valutazione dei metodi analitici. Intervallo di
linearità di risposta, limite di rivelazione, sensibilità, selettività,
precisione, accuratezza.
Metodi di determinazione delle concentrazioni; calibrazioni con standard
esterni.
Tecniche spettroscopiche.
Spettrofotometria molecolare UV-visibile in assorbimento e fluorescenza.
Relazione tra struttura elettronica e bande spettrali.
Strumentazione per spettrofotometria di assorbimento UV-visibile
molecolare. Sorgenti, monocromatori, rivelatori. Rivelatore a serie di
diodi. Definizione di trasmittanza e di assorbanza. Legge di Lambert-Beer.
Applicazioni all'analisi quantitativa.
Strumentazione per spettrofotometria di fluorescenza UV-visibile
molecolare. Effetto della temperatura sulla fluorescenza. Resa quantica.
Esempi di fluorescenza di biomolecole. Sonde fluorescenti per proteine e
DNA.
Spettrofotometria molecolare in assorbimento IR. Strumentazione:
spettrofotometro FT-IR, applicazioni alla caratterizzazione di sostanze.
Spettrofotometria di assorbimento atomico. Origine degli spettri atomici,
strumentazione (sorgenti, sistemi di atomizzazione) Interferenze non
spettrali. Trattamento dei campioni per la determinazione di metalli a
basse concentrazioni. Prestazioni dei diversi sistemi di atomizzazione.
Spettrofotometria di emissione atomica. Strumentazione (sorgente ICP,
monocromatori ad alta risoluzione, rivelatori). Prestazioni della tecnica
per analisi di elementi.
Spettrometria di massa. Principi. Strumentazione: sorgenti (ionizzazione
elettronica, ionizzazione chimica, ionizzazione electrospray). Analizzatori
quadrupolari, a trappola ionica, a tempo di volo. Rivelatori.
Tecniche separative
Principi di cromatografia. Cromatografia in fase gassosa ed in fase
liquida.
Parametri cromatografici. Tempo di ritenzione. Risoluzione. Efficienza di
una colonna cromatografica
Gascromatografia: meccanismi di interazione in cromatografia gas-solido
Testi in inglese
Italian language
Introduction to instrumental analytical methods.
Classification of analytical techniques.
Criteria for the choice of analytical techniques.
Method validation.
Calibration methods.
Spectroscopic techniques
Fundamentals of spectrophotometry.
Molecular Absorption and Fluorescence Spectroscopy. Infrared Absorption
Spectroscopy.
Atomic Absorption Spectroscopy.
Atomic Emission Spectroscopy.
Mass Spectrometry.
Separation techniques
Gas chromatography and
liquid chromatography.
K.A. Rubinson, J.F. Rubinson, Chimica Analitica Strumentale, Zanichelli,
2002.
Holler, Skoog, Crouch, Chimica Analitica Strumentale, II edizione, EdiSES,
2009.
D.S. Hage, J.D. Carr, Chimica Analitica e Analisi Quantitativa, Piccin, 2012.
The course aims to provide students with a thorough knowledge of major
instrumental analytical techniques, including spectroscopic techniques,
separation techniques, hyphenated techniques and electroanalytical
techniques. A critical discussion of equipments, procedures and
interpretation of test results in the fiels of biotechnologies is emphasised.
At the end of the course the student is expected to be able to:
- understand and acquire knowledge on the methods of analytical
chemistry for the study of molecules in their possible applications to
biotechnologies
- apply the analytical methodologies and procedures of chemistry
- apply the main analytical chemistry methods
- verbally express the concepts and contents learned
- acquire and use tools to help student learn how to learn, with additional
materials for further information
General Chemistry; Organic and Bioorganic Chemistry. Statistics
Academic teaching. Interactive teaching.
Academic teaching will be supported by interactive educational paths
with the aim of stimulating interest in the subject and comparing
different approaches to the topics covered.
The teaching materials used in the classroom are uploaded to Elly at the
beginning of the course. The slides of the Course are considered an
integral part of the teaching material.
e gas-liquido. Fasi stazionarie liquide e solide. Strumentazione: iniettori,
colonne, rivelatori. Colonne capillari. Rivelatori universali e selettivi.
Accoppiamento gascromatografia-spettrometria di massa. Operazioni in
isoterma e in programmata di temperatura.
Cromatografia liquida: meccanismi di separazione su fasi stazionarie
solide e liquide. Classi di polarità di sostanze e di fasi stazionarie.
Cromatografia di adsorbimento, di ripartizione, a scambio ionico, ad
esclusione molecolare. Strumentazione per HPLC, colonne, pompe,
rivelatori. Eluizione in isocratica e in gradiente di eluizione.
Accoppiamento cromatografia liquida-spettrometria di massa per
applicazioni in campo biologico:sorgente electrospra
Bibliografia
K.A. Rubinson, J.F. Rubinson, Chimica Analitica Strumentale, Zanichelli,
2002.
Holler, Skoog, Crouch, Chimica Analitica Strumentale, II edizione, EdiSES,
2009.
D.S. Hage, J.D. Carr, Chimica Analitica e Analisi Quantitativa, Piccin, 2012.
Metodi didattici
Lezioni frontali. Didattica interattiva.
Le lezioni frontali saranno accompagnate da percorsi didattici interattivi
con il fine di stimolare l’interesse per la materia e confrontare approcci
diversi agli argomenti trattati.
I materiali didattici utilizzati durante le lezioni sono caricati su Elly ad
inizio corso. Le slide del Corso sono considerate parte integrante del
materiale didattico.
Modalità verifica apprendimento
Le conoscenze acquisite e la capacità di comprensione dei concetti
trattati sono verificati attraverso una prova orale.
La prova orale è valutata su scala 0-30. Il voto della prova orale viene
comunicato immediatamente al termine della prova stessa.
Lo studente viene valutato sui concetti di base della chimica analitica
strumentale, sull’acquisizione di un linguaggio formalmente corretto, e
sull’elaborazione di collegamenti tra le diverse parti del corso. E’ altresì
richiesta una valutazione critica delle tecniche analitiche strumentali e
una corretta classificazione dei metodi analitici,con valutazione critica dei
parametri di qualità dei metodi.
Altre informazioni
Attività di supporto
Illustrazione di casi di studio applicativi delle tecniche analitiche
strumentali in campo alimentare, ambientale, biologico con riferimento
alle biotecnologie.
