corso di laurea magistrale in scienze...
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CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE CHIMICHE
Corsi e programmi coorte 2013-2014
CORSI CARATTERIZZANTI
CHIMICA ANALITICA SUPERIORE: CHIMICA ANALITICA SUPERIORE
Docente: Dott. Maurizio ACETO
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1
Periodo di insegnamento: 2
Codice disciplina: MF0107 (insegnamento integrato, codice padre MF0106)
Prerequisiti:
Buone conoscenze delle tecniche di analisi strumentale
Programma:
Il corso è diviso in due parti che presentano applicazioni avanzate della chimica analitica.
1) Chimica per i beni culturali. I principali materiali di interesse artistico-archeologico.
Applicazioni della chimica per i beni culturali. Autenticazione. Datazione. Conservazione e
restauro. Studi di provenienza. Studi tecnologici. Altre applicazioni.
2) Chimica Clinica. Organizzazione del laboratorio. Raccolta, conservazione e variabilità
dei campioni biologici. Principali determinazioni in campo chimico clinico: bilancio
idroelettrolitico ed equilibrio acido-base gas del sangue. Metabolismo del calcio, dei fosfati
e del magnesio. Metabolismo dei carboidrati e patologie connesse: diabete, ipoglicemie ed
errori congeniti. Lipidi e lipoproteine e aterosclerosi. Metabolismo delle proteine.
Diagnostica enzimatica. Oligoelementi. Catabolismo del gruppo eme: bilirubina, bilinogeni,
itteri. Esame delle urine e funzionalità renale. Endocrinologia clinica. Marcatori tumorali
circolanti. Identificazione di biomarker attraverso metodi proteomici.
quantificarli.
Testi consigliati:
Dispense fornite dal docente.
Obiettivi:
Il corso si propone di fornire informazioni su applicazioni avanzate della chimica analitica.
Metodi didattici:
Lezioni in aula.
Controllo dell'apprendimento
Esame finale del corso.
Metodo di valutazione:
La valutazione è basata su un esame orale; gli studenti devono aver passato l’esame per
entrambe le parti del corso.
CHIMICA ANALITICA SUPERIORE: LABORATORIO DI CHIMICA ANALITICA
SUPERIORE
Docente: Dott. Maurizio ACETO
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1
Periodo di insegnamento: 2
Codice disciplina: MF0108 (insegnamento integrato, codice padre MF0106)
Prerequisiti:
Buone conoscenze delle tecniche di analisi strumentale.
Programma:
Progettazione e messa in opera di un’esperienza pratica di chimica analitica. Gli argomenti
sono i seguenti:
1) Come risolvere un problema di chimica analitica. Analisi qualitativa e quantitativa.
Schema di progetto. Inquadramento del problema.
2) Le principali tecniche analitiche. Considerazioni preliminari sulla scelta della tecnica
analitica. Tecniche cromatografiche, spettroscopiche ed elettrochimiche.
3) Pretrattamento del campione.
4) Ricerca bibliografica. Letteratura su carta (Chemical Abstracts, Merck Index,
patents o brevetti, tesi di laurea e di dottorato, riviste scientifiche). Letteratura
elettronica. Database
5) Impostazione del progetto, esecuzione, discussione dei risultati.
Testi consigliati:
D.A. Skoog e J.J. Leary, “Chimica analitica strumentale”, EdiSES (1995).
R. Cozzi, P. Protti e T. Ruaro, “Analisi chimica strumentale” volumi A, B e C,
Zanichelli (1997).
Dispense fornite dal docente.
Obiettivi:
Il corso si propone di sviluppare il senso critico degli studenti nei confronti di un problema
pratico di chimica analitica, attraverso l’ideazione e l’esecuzione di un progetto di ricerca.
Metodi didattici:
Lezioni in aula, esperienza in laboratorio con applicazione di tecniche analitiche.
Controllo dell'apprendimento
Nel corso dell’esperienza in laboratorio viene fatto periodicamente il punto della situazione
relativamente all’andamento del progetto.
Metodo di valutazione:
La valutazione è basata su una relazione che gli studenti faranno al termine
dell’esperienza di laboratorio.
CHIMICA FISICA SUPERIORE: CHIMICA FISICA SUPERIORE
Docente: Dott.ssa Chiara BISIO
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1
Periodo di insegnamento: 1
Codice disciplina: MF0115 (insegnamento integrato, codice padre MF0114)
Prerequisiti:
E’ consigliabile l’acquisizione degli argomenti trattati nel corso di chimica-fisica II.
Programma del corso:
Nell’ambito del corso verranno trattati argomenti chimico-fisici utili alla descrizione del
comportamento di specie chimiche di importanza ambientale.
Particolare attenzione verrà data alla trattazione dei processi fotochimici e di adsorbimento
gas-solido, oltre che alla trattazione di processi termodinamici di interesse ambientale.
Verranno forniti agli studenti nozioni riguardanti i costituenti chimici e la struttura fisica
dell'atmosfera. Inoltre verranno trattati argomenti riguardanti la chimica della stratosfera e
il problema dell'ozono, il riscaldamento globale e la chimica della troposfera con
particolare riferimento alle piogge acide, smog fotochimico e particolato atmosferico.
Saranno inoltre introdotti i principi di funzionamento di dispositivi per la produzione di
energia a basso impatto ambientale. Particolare attenzione sarà data all’introduzione dei
principi di funzionamento di celle fotovoltaiche al silicio e di celle basate su coloranti
naturali e fotosintesi. Verranno analizzati i processi che stanno alla base della produzione
di energia elettrica sfruttando la luce solare e processi chimici. Sarà analizzato l’impatto
dei grandi impianti per la produzione di energia sull’ambiente con particolare attenzione ai
processi che portano alla formazione di inquinanti pericolosi (diossine) e loro inibizione.
Saranno infine introdotti i concetti alla base della diffusione degli inquinanti nell’atmosfera
e nell’idrosfera.
Testi consigliati:
Mark Zemansky, "Calore e Termodinamica", Zanichelli.
Colin Baird, "Chimica Ambientale", Zanichelli.
B. J. Finlayson-Pitts e J. N. Pitts, “Atmospheric Chemistry”, John Wiley and Sons.
Obiettivi:
Il corso ha l’obiettivo di fornire agli studenti le conoscenze necessarie per comprendere e
descrivere i fenomeni principali legati all’ambiente, l’effetto su di esso delle azioni
antropiche, le eventuali modificazioni che ne pregiudicano l’equilibrio.
Il corso fornirà agli studenti le basi necessarie per comprendere il principio di
funzionamento di dispositivi per la produzione di energia alternativa e a basso impatto
ambientale e per poter valutare l’impatto ambientale e l’energia coinvolta in alcuni processi
produttivi di largo impiego.
Metodi didattici:
Lezioni frontali in aula.
Controllo dell'apprendimento
E’ previsto lo svolgimento di compiti di esonero.
Metodo di valutazione:
E’ prevista la preparazione di una breve presentazione orale da parte di ogni studente in
modo da approfondire alcune delle tematiche affrontate a lezione. Ogni seminario verrà
discusso durante il corso e verrà valutato.
L'esame finale si baserà sulla discussione orale per la verifica dell'apprendimento delle
basi teoriche della disciplina.
CHIMICA FISICA SUPERIORE: LABORATORIO DI CHIMICA FISICA SUPERIORE
Docente: Dott.ssa Chiara BISIO
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1
Periodo di insegnamento: 2
Codice disciplina: MF0116 (insegnamento integrato, codice padre MF0114)
Prerequisiti:
E’ consigliabile l’acquisizione degli argomenti trattati nel corso di Chimica-Fisica II e la
frequenza al corso di Chimica Fisica Superiore.
Programma del corso:
Nell’ambito del presente corso, che ha uno spiccato carattere applicativo, saranno
approfondite le metodologie di indagine di base che possono essere utilizzate per lo studio
di materiali solidi di interesse ambientale, come ad esempio catalizzatori eterogenei per
reazioni a basso impatto ambientale.
Dopo alcune lezioni frontali, che saranno dedicate principalmente all’introduzione dei
sistemi solidi di interesse ambientale e alla verifica della conoscenza dei principi di base
delle tecniche sperimentali che possono essere utilizzate per lo studio degli stessi
(spettroscopia IR, Raman e DR-UV-Vis, analisi porosimetrica, microscopia elettronica,
analisi termica), verranno organizzate diverse esperienze pratiche in laboratorio che
permetteranno di acquisire informazioni sulle proprietà chimico-fisiche dei sistemi solidi
analizzati.
Testi consigliati:
P.W. Atkins, “Physical Chemistry", VI Ed., Oxford University Press, oppure
l'edizione italiana della V edizione, "Chimica Fisica", Zanichelli;
Altro materiale di approfondimento utili ai fini del corso verranno messi a disposizione dal
docente.
Obiettivi:
Lo scopo principale del presente corso è quello di fornire agli studenti gli strumenti utili per
lo studio delle proprietà chimico-fisiche di sistemi solidi, attraverso un approccio
sperimentale di tipo multidisciplinare.
Metodi didattici:
Lezioni frontali in aula, esperienze didattiche in laboratorio.
Controllo dell'apprendimento:
Ogni esperienza di laboratorio verrà elaborata con gli studenti in modo da verificare la
corretta comprensione dei dati. Verrà prodotta e valutata una relazione relativa alle
esperienza effettuate in laboratorio.
Metodo di valutazione:
L'esame finale si baserà sulla discussione orale della relazione e sulla verifica
dell'apprendimento delle basi teoriche della disciplina.
CHIMICA INORGANICA SUPERIORE: CHIMICA INORGANICA SUPERIORE
Docente: Prof. Mauro BOTTA
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1
Periodo di insegnamento: 2
Codice disciplina: MF0118 (insegnamento integrato, codice padre MF0117)
Prerequisiti:
Prerequisiti:
Contenuti dei Corsi di Chimica Organica, Chimica Inorganica, Chimica Fisica, Matematica
e Fisica.
Programma del corso:
Metodi spettroscopici basati sulla Risonanza Magnetica per lo studio della struttura
molecolare e dei processi dinamici. Principi base della tecnica; nuclei in un campo
magnetico; risonanza; popolazione dei livelli di spin nucleare; esperimento ad onda
continua. Metodo NMR ad impulsi: generalità, angolo d’impulso, sistema di coordinate
rotanti, equazioni di Bloch, rilassamento, trasformata di Fourier. Parametri NMR: chemical
shift (contributi diamagnetico, paramagnetico e locale) e costanti di accoppiamento
(geminali, vicinali, long-range, omo- ed eteronucleari). Aspetti teorici ed applicazioni
nell’analisi strutturale. Omotopia ed enantiotopia. Equivalenza chimica e magnetica di
nuclei. Ordine di uno spettro NMR. Cenni sui sistemi di spin di ordine superiore. Tempi di
rilassamento: definizione, misura e meccanismi; tecniche moderne: 1) doppia risonanza:
disaccoppiamenti broadband (gated e off-resonance); 2) NOE: principi ed applicazioni; 3)
sequenze INEPT e DEPT.
2D NMR: esperimenti omo- and eteronucleari (COSY, EXSY, NOESY, HMQC, HMBC...).
NMR dinamico: generalità, line-shape analysis, T di coalescenza, applicazioni.
NMR e la tavola periodica: applicazioni in chimica inorganica. NMR allo stato solido. NMR
dei sistemi paramagnetici: ioni metallici, complessi e loro coniugati a macromolecole. Le
tecniche rilassometriche e il Fast-field cycling. Principi di MRI e uso di sistemi metallici
quali agenti di contrasto.
La chimica di coordinazione degli elementi f.
Testi consigliati:
Materiale fornito dal docente;
Sito http://www.cis.rit.edu/htbooks/nmr/inside.htm (J.P. Hornak);
H. Friebolin, "Basic One- and Two-Dimensional NMR Spectroscopy", VCH
(disponibile in biblioteca)
Obiettivi:
Solide basi dei principi della spettroscopia di risonanza magnetica nucleare a impulsi.
Conoscenza delle principali sequenze di impulso. Interpretazione di spettri mono- e bi-
dimensionali di molecole organiche e di semplici composti inorganici. Principi base degli
spettri allo stato solido e di MRI. Uso delle tecniche rilassometriche per studiare le
proprietà di complessi di ioni paramagnetici e la loro interazione con biomolecole.
Metodi didattici:
Lezioni frontali integrate con alcune esercitazioni in aula e/o sullo spettrometro.
Controllo dell'apprendimento
I concetti oggetto del corso verranno discussi collegialmente in aula e applicati
direttamente durante le esercitazioni in aula (interpretazione di spettri NMR) e sugli
spettrometri.
Metodo di valutazione:
Esame scritto (interpretazione di dati sperimentali) e discussione orale.
CHIMICA INORGANICA SUPERIORE: BIOINORGANICA
Docente: Prof. Domenico OSELLA
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1
Periodo di insegnamento: 2
Codice disciplina: MF0119 (insegnamento integrato, codice padre MF0117)
Prerequisiti:
Chimica Inorganica
Programma del corso:
Introduzione alla chimica inorganica medicinale. Richiami di biochimica, in particolare sul
DNA. Generalità sui tumori e sulla strategia chemioterapica antitumorale. Agenti alchilanti.
Complessi del Pt quali agenti alchilanti (elettrofili). Farmacocinetica, farmacodinamica e
DNA come target. Meccanismo di platinazione e deformazione del DNA. Effetti su
replicazione e trascrizione. Progetto “rescue” contro la nefrotossicità. Cisplatino,
carboplatino, oxaliplatino e derivati similari in clinica. Regole SAR e progettazione di nuovi
farmaci. Test farmacologici in vitro su culture cellulari e sferoidi e test in vivo. Titanocene e
Rutenio dicloruro. I complessi attivabili per acidità e/o riduzione (pro-farmaci). Resistenze
naturali ed acquisite. Picoplatino. Farmacogenomica. Applicazione dei concetti di “drug
targeting and delivery” a composti cisplatino simili. Complessi agenti da intercalanti del
DNA. L’ossigeno tripletto/ singoletto ed i ROS (reactive oxygen species): complessi
operanti per stress ossidativo al DNA (bleomicina attivata da cationi ferro) e complessi
fotosensibilizzanti per terapia fotodinamica (p.e. metallo-porfirine). Pt(IV)-azide
fotoattivabile. Complessi metallici per terapie diverse. Complessi dell’Au(I) come anti-
reumatici. Complessi del Bi(III) come anti-ulcera. Complessi a rapido rilascio di ossido di
azoto (NO) p.e. sodionitroprussiato, quali anti-ipertensivi nelle emergenze H e sali di
Roussin come radiosensibilizzanti. Composti di Vanadile quale insulino mimetici per il
trattamento del diabete. Medicina nucleare: Radioterapia interna con radioisotopi alfa e
beta emettitori. BNCT. Radiodiagnostica con gamma emettitori. Complessi di 99m-Tc per
scintigrafia SPET. Generatore di tecnetato. Radio-iodio. PET e fluoroglucosio. Lavoro di
ricerca bibliografica personale.
Testi consigliati:
E. Alessio (ed) "Bioinorganic Medicinal Chemistry", Wiley-VCH
R. B. J. King, "Cancer Biology", Pearson Education, London
L. R. Kelland, N.F. Farrell, Platinum-based drugs in Cancer Therapy, Humana
Press
S. P. Fricker, Metal Compounds in Cancer Therapy, Chapman & Hall
Verranno messi a disposizione i lucidi del corso e le dispense collegate.
Obiettivi:
Lo studente deve comprendere il ruolo dei composti inorganici in campo biologico, medico,
ambientale.
Metodi didattici:
lezioni frontali ed esercitazioni in aula.
Controllo dell'apprendimento
L’avanzamento dell’apprendimento verrà controllato attraverso la discussione degli
argomenti del corso ed attraverso alcune esercitazioni in aula.
Metodo di valutazione:
Esame scritto e orale
CHIMICA MACROMOLECOLARE SUPERIORE: CHIMICA MACROMOLECOLARE
SUPERIORE
Docente: Prof. Michele LAUS
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1
Periodo di insegnamento: 1
Codice disciplina: MF0121 (insegnamento integrato, codice padre MF0120)
Prerequisiti:
Chimica Organica I & II, Chmica Industriale.
Programma del corso:
Scienza e Tecnologia dei Polimeri. Elasticità delle gomme. Transizione vetrosa. Stato
cristallino. Meccanica dei polimeri. Creep e stress relaxation. Viscoelasticità e modelli di
rilassamento. Reologia. Degradazione e stabilizzazione. Stampaggio ad iniezione,
estrusione e principali metodi di trasformazione. Simulazione di processo.
Testi consigliati:
Gert Strobl, "The Physics of Polymers", Springer Verlag
N. G. McCrum, C. P. Buckley, C. B. Bucknall, "Principles of Polymer Engineering",
Oxford University Press
Obiettivi:
Fornire una conoscenza delle caratteristiche fisico-meccaniche dei polimeri e applicazione
ai processi di produzione.
Metodi didattici:
Lezioni frontali.
Controllo dell'apprendimento
Esercitazioni e soluzione di problemi dopo gli argomenti fondamentali.
Metodo di valutazione:
Esame scritto.
CHIMICA MACROMOLECOLARE SUPERIORE: LABORATORIO DI CHIMICA
MACROMOLECOLARE SUPERIORE
Docente: Dott.ssa Katia SPARNACCI
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1
Periodo di insegnamento: 1
Codice disciplina: MF0122 (insegnamento integrato, codice padre MF0120)
Prerequisiti:
Frequenza del corso di Chimica Macromolecolare Superiore.
Programma del corso:
Policondensazioni, polimerizzazioni radicaliche, copolimerizzazioni e polimerizzazioni
radicaliche controllate, cenni teorici.
Esperienza: copolimerizzazione radicalica di stirene e metilacrilato, sintesi,
caratterizzazione dei materiali ottenuti e determinazione dei rapporti di reattività.
Esperienza: polimerizzazione radicalica controllata dello stirene mediante ATRP, sintesi,
caratterizzazione dei materiali ottenuti e determinazione della cinetica di reazione.
Esperienza: polimerizzazione in emulsione del butil acrilato e caratterizzazione dei
materiali ottenuti.
Pesi molecolari e determinazione dei pesi molecolari. Analisi termica di materiali polimerici
mediante tecniche DSC e TGA. Determinazione della transizione vetrosa.
Esperienza: determinazione del peso molecolare di campioni di polistirene.
Esperienza: determinazione delle proprietà termiche di campioni di PET commerciali.
Testi consigliati:
AIM - "Fondamenti di scienza dei polimeri", Pacini Editore SpA.
Materiale preparato dal docente.
Obiettivi:
Fornire agli studenti una buona conoscenza delle tecniche più comuni di sintesi e
caratterizzazione dei materiali polimerici.
Metodi didattici:
Lezioni frontali ed esperienze di laboratorio.
Controllo dell'apprendimento
Al termine di ogni esperienza di laboratorio gli studenti dovranno preparare una relazione
dettagliata sul lavoro svolto.
Metodo di valutazione:
Valutazione delle relazioni di laboratorio ed esame scritto con domande aperte sulle
principali nozioni teoriche.
CORSI AFFINI ED INTEGRATIVI
BIOCHIMICA (mutuato da LM in Biologia)
Docente: Prof.ssa Maria CAVALETTO
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6 CFU
Anno: 1,2
Periodo di insegnamento: 1
Codice disciplina: S1396
Prerequisiti:
Si richiede una conoscenza di base dei principi della biochimica
Programma del corso:
Struttura delle proteine: funzione e architettura delle proteine, dalla struttura primaria alla
struttura quaternaria, visualizzazione dei modelli tridimensionali di strutture proteiche
presenti nel PDB database. Il folding. Dalla struttura alla funzione: proteine strutturali,
catalisi, metallo proteine, proteine di membrana, regolazione della funzione delle proteine,
degradazione. Aspetti del metabolismo dei carboidrati: coordinazione fra anabolismo e
catabolismo, biosintesi di amido, saccarosio e polisaccaridi della parete cellulare,
degradazione del materiale cellulosico per la produzione di biocarburanti. Metabolismo
lipidico:trasporto e utilizzo dei lipidi, biosintesi degli acidi grassi e del colesterolo.
Metabolismo dell’azoto: ciclo dell’azoto e biosintesi degli aminoacidi. Biosintesi e
degradazione dei nucleotidi. Meccanismi molecolari di trasduzione del segnale e
regolazione ormonale. Integrazione del metabolismo nei mammiferi: la specializzazione
degli organi.
Testi consigliati:
Berg, Tymoczko, Stryer, "Biochimica" (settima edizione), Zanichelli
Nelson, Cox, "I principi di biochimica di Lehninger", quarta e quinta edizione,
Zanichelli
D. Voet, J.G. Voet, Pratt, "Fondamenti di Biochimica", Zanichelli
M.K. Campbell, S.O. Farrell, "Biochimica", Edises
G.A. Petsko, D. Ringe, "Struttura e funzioni delle proteine", Zanichelli
Obiettivi:
Il corso fornisce allo studente un approfondimento dei fondamenti della disciplina
biochimica acquisiti nel corso della laurea di primo livello, con particolare attenzione alle
relazioni struttura-funzione delle proteine e al metabolismo cellulare.
Metodi didattici:
Lezioni frontali, utilizzo di programmi per la visualizzazione di molecole in 3D.
Controllo dell'apprendimento
In itinere vengono assegnati esercizi da risolvere, letture di approfondimento che
successivamente vengono discussi in aula
Metodo valutazione:
Esame orale integrato con la dimostrazione dell’utilizzo dei programmi per la
visualizzazione delle strutture proteiche
BIOLOGIA MOLECOLARE I
Docente: Esterno
E-mail:
Numero CFU: 6
Anno: 1, 2
Periodo di insegnamento: 2
Codice disciplina: S1576
Prerequisiti:
Chimica generale, Fondamenti di istologia embriologia e anatomia funzionale, Genetica I e
Principi di biochimica A e B
Programma del corso:
La Replicazione del DNA.
Gli acidi nucleici. Le DNA polimerasi. La topologia del DNA. Struttura e meccanismo
d'azione. Il replisoma e i suoi componenti. Il meccanismo di correzione delle bozze. La
topoisomerasi I e suo meccanismo d'azione. Il danno del DNA. Restauro del DNA.
Meccanismi di reversione, escissione, mismatch-repair e per ricombinazione. La
cromatina, il nucleosoma e gli istoni.
La trascrizione del DNA.
Le RNA polimerasi procariore ed eucariote. L'unita' trascrizionale procariote ed eucariote.
Regolazione dell'inizio della trascrizione negli eucarioti. Fattori di trascrizione generali e
complesso d'inizio. Modificazioni post-trascrizionali. Introni e splicing. Splicing
differenziale. RNA catalitico. RNA editing. Controllo genico negli eucarioti. Attivatori e
repressori della trascrizione e meccanismi molecolari del controllo trascrizionale.
I meccanismi della traduzione.
Struttura del ribosoma. Il codice genetico. tRNA e sua struttura. AAtRNA sintetasi e suo
meccanismo d'azione. Il riconoscimento codone-anticodone "Vacillamento". Formazione
del complesso di inizio della traduzione. IF e loro regolazione. Allungamento della catena
ed EF. Terminazione della sintesi proteica. Principali modificazioni post-traduzionali delle
proteine.
Laboratorio di Biologia Molecolare.
Clonaggio di DNA ricombinante ed enzimi di restrizione. Plasmidi. Costruzione e screening
di genoteche. Tecniche di analisi degli acidi nucleici. Sequenziamento del DNA e tecniche
di PCR.
Testi consigliati:
Lewin, B. "Il Gene X". Zanichelli.
Albertz et al., Biologia Molecolare della Cellula. Zanichelli
Amaldi et al., Biologia Molecolare. Casa Editrice Ambrosiana
materiale distribuito durante le lezioni
Obiettivi:
Studio dei meccanismi molecolari alla base della duplicazione del DNA, della trascrizione
e della traduzione in cellule eucariotiche e procariotiche. Basi teoriche di tecniche di
biologia molecolare.
Metodi didattici:
Lezione frontale ed esercitazioni in laboratorio
Controllo dell'apprendimento:
Discussione degli argomenti durante le lezioni ed esercitazioni pratiche
Metodo valutazione:
Esame orale e scritto.
CHEMIOMETRIA
Docente: da definire
E-mail:
Numero CFU: 6
Anno: 2
Periodo di insegnamento: 1
Codice disciplina: SO794
Prerequisiti: Matematica I
Programma del corso
Il corso tratta i metodi che si possono utilizzare per estrarre informazione da dati
complessi quali dati spettroscopici, dati ambientali, mappe elettroforetiche, dati industriali
di processo, controllo qualità, ecc. I metodi studiati, che sono anche argomento di
esercitazioni al computer su dataset reali riguardano: metodi di pretrattamento dei dati
(scaling, trasformazioni non lineari delle variabili, trattamento dei dati mancanti), PCA, PLS
e Ridge, metodi di clustering (gerarchico, K-means, metody fuzzy), metodi di
classificazione (NMC, LDA, QDA, RDA, KNN), reti neurali artificiali (Backward, auto
associative di Kohonen, counter-propagation).
Obiettivi:
Il corso ha l'obiettivo di preparare il futuro dottore in Chimica ad affrontare il mondo del
lavoro nell'ambito dell'analisi di dataset complessi, come quelli che vengono prodotti da
molti moderni strumenti di analisi o caratteristici dei normali problemi che si incontrano nei
laboratori: capacità di scegliere la miglior strategia sperimentale e di gestire problemi
complessi in ambito tecnico-scientifico,
Testi consigliati
verranno messi a disposizione le dispense del corso.
Metodi didattici:
Lezioni frontali, dispense, presentazioni powerpoint, role playing e simulazioni.
Controllo dell'apprendimento
Durante il corso gli studenti effettueranno delle esercitazioni al computer in cui verranno
messi in pratica gli argomenti affrontati durante le lezioni.
Metodo di valutazione:
Esame orale al computer.
CHIMICA ANALITICA DEI PROCESSI INDUSTRIALI
Docente: Prof. Emilio MARENGO
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1
Periodo di insegnamento: 1
Codice disciplina: SO794
Prerequisiti:
Nessuno
Programma del corso
Il corso tratta due argomenti principali. Il primo modulo riguarda lo studio di come sia
possibile rendere efficace l’attività sperimentale nella soluzione di problemi industriali
quali: l’ottimizzazione di un processo industriale, di un prodotto, di un farmaco, di una
formulazione, di un metodo analitico, ecc. Queste tecniche, adottate in tutto il mondo,
consentono di ottenere i migliori risultati, col minor sforzo sperimentale possibile. Il
secondo modulo riguarda invece l’analisi dei processi industriali mediante la tecnica delle
carte di controllo, che permettono di stabilire se il processo è stabile e di identificarne
eventuali difetti, proponendo di conseguenza gli interventi da adottare. In questo modulo
vengono inoltre definite la capability di processo e quali siano i parametri adatti ad
indicarne la qualità.
Obiettivi:
Il corso ha l'obiettivo di preparare il futuro dottore in Chimica ad affrontare il mondo del
lavoro nell'ambito dell'analisi di dataset complessi, come quelli che vengono prodotti da
molti moderni strumenti di analisi o caratteristici dei normali problemi che si incontrano nei
laboratori: capacità di scegliere la miglior strategia sperimentale e di gestire problemi
complessi in ambito tecnico-scientifico,
Testi consigliati
dispense fornite dal docente
Metodi didattici:
Lezioni frontali, dispense, presentazioni powerpoint, role playing e simulazioni.
Controllo dell'apprendimento
Durante il corso gli studenti effettueranno delle esercitazioni al computer in cui verranno
messi in pratica gli argomenti affrontati durante le lezioni.
Metodo di valutazione:
Esame scritto.
CHIMICA ANALITICA AMBIENTALE
Docente: Dott.ssa Valentina GIANOTTI
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1,2
Periodo di insegnamento: 1
Codice disciplina: S0814
Prerequisiti:
Nessuno
Programma del corso:
Programmazione dell’analisi. Strategie e metodologie di campionamento. Campionamento
statistico. Metodi di pretrattamento del campione. Preconcentrazione.
Inquinanti in acque, suoli, sedimenti. Loro origine, tossicità e impatto ambientale.
Meccanismi di diffusione, trasformazione, degradazione e accumulo. Inquinanti a lunga
persistenza nell’ambiente. Identificazione e determinazione di inquinanti in acque, suolo,
sedimenti. Scelta della tecnica strumentale. Confronti tra tecniche. Trattamento dei dati.
Metodi chemiometrici di analisi multivariata nell’analisi ambientale. Esempi di applicazione.
Testi consigliati:
Colin Baird “Chimica Ambientale”, Zanichelli editore
Stanley E.Manahan, “Environmental Chemistry”, Lewis Publishers
dispense fornite dal docente
Obiettivi:
il corso si propone di fornire le conoscenze e i metodi per comprendere e saper gestire le
problematiche ambientali dal punto di vista della chimica analitica: prevenzione,
monitoraggio, gestione ed eventuale bonifica di siti inquinati.
Metodi didattici:
Lezioni frontali con applicazione dei concetti a casi reali.
Controllo dell'apprendimento
L’apprendimento verrà valutato durante l’intero corso poiché all’inizio di ogni lezione
verranno richiamati ed eventualmente rispiegati i concetti presentati nella lezione
precedente.
Metodo di valutazione:
Esame orale. La modalità sarà una simulazione di caso reale in cui lo studente simula di
dover affrontare una problematica ambientale.
CHIMICA FISICA DEI MATERIALI E CATALISI
Docente: Dott.ssa Enrica GIANOTTI
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1,2
Periodo di insegnamento: 2
Codice disciplina: MF0112
Prerequisiti:
E’ consigliabile l’acquisizione degli argomenti dei corsi di Chimica-Fisica I e Chimica-Fisica
II.
Programma del corso:
Parte A (Chimica Fisica dei Materiali). Classificazione dei materiali e loro proprietà. Tipi di
legami nei materiali. Lo stato solido: proprietà e classificazione dei solidi. Tecniche di
caratterizzazione strutturale dei materiali: XRD e microscopie elettroniche (SEM e HRTEM
con microsonda EDS). Proprietà meccaniche, elettriche, magnetiche e ottiche dei
materiali. La superficie dei materiali e tecniche di caratterizzazione di superfici
(spettroscopia Auger, XPS, UPS, fluorescenza a raggi X). Cambiamento delle proprietà
dei materiali in funzione delle dimensioni: i nano-materiali e nano-materiali porosi.
Verranno esaminati alcuni tipi di materiali porosi e materiali ibridi organico-inorganici con
cenni alle procedure di sintesi e alle loro applicazioni in diversi campi di interesse
tecnologico (catalisi eterogenea, rilascio controllato di farmaci e imaging ottico).
Parte B (Catalisi). Catalisi eterogenea: Meccanismi di reazioni in fase gas in catalisi
eterogenea. Aspetti energetici nella catalisi eterogenea. I solidi per la catalisi eterogenea:
metodi di preparazione di materiali microporosi e mesoporosi e catalizzatori metallici
supportati, metodi per lo studio delle proprietà e reattività di superficie di catalizzatori
eterogenei. Esempi di processi catalitici in fase eterogenea.
Testi consigliati:
Materiale di approfondimento utile ai fini del corso verrà messo a disposizione dal
docente
J. I. Gersten, F. W. Smith, “The Physics and Chemistry of Materials”, Wiley
P. Atkins, J de Paula “Chimica Fisica”, V edizione italiana, Zanichelli.
I. Chorkendorff, J. W. Niemantsverdriet, “Concepts of Modern Catalysis and
Kinetics Masters”, Wiley-VCH.
S. David Jackson and Justin S.J. Hargreaves, “Metal Oxide Catalysis”, Wiley-VCH
D. Astruc, “Organometallic Chemistry and Catalysis”, Springer.
Obiettivi:
Gli obiettivi formativi del corso sono l’acquisizione di conoscenze su:
Preparazione e caratterizzazione di superfici e nanomateriali porosi e ibridi.
Correlazione struttura-proprietà nei materiali e catalizzatori.
Principi fondamentali che governano le proprietà dei materiali.
Conoscenze specifiche su alcune importanti classi di materiali inorganici e ibridi e
loro applicazioni.
Principi fondamentali della catalisi eterogenea.
Metodi didattici:
Lezioni frontali in aula.
Controllo dell'apprendimento
L’apprendimento verrà controllato mediante lo svolgimento di esercizi dediti alla
progettazione di un materiale per particolari applicazioni: catalisi, drug delivery, imaging
ottico, ecc…
Metodo di valutazione:
Esame orale. Verranno effettuate domande sul programma del corso e verranno valutate
le capacità dello studente nell’utilizzo degli strumenti forniti nelle lezioni per poter
progettare materiali con particolari funzionalità chimiche per diverse tipologie di
applicazioni e nella scelta delle varie tecniche di caratterizzazione dei materiali.
FISIOLOGIA GENERALE (mutuato da LT in Scienze Biologiche)
Docente: Prof. Bruno BURLANDO
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1,2
Periodo di insegnamento: 1
Codice disciplina: S1732
Prerequisiti:
Conoscenze di elementi di base di Matematica, Fisica e Chimica Generale. Conoscenze di
elementi di Chimica Organica e Biochimica idonee ad affrontare temi biologici.
Conoscenze di Biologia Cellulare e Istologia idonee ad affrontare argomenti relativi al
funzionamento della cellula e delle sue componenti molecolari.
Programma del corso:
Definizione di Fisiologia. Caratteristiche degli esseri viventi. Composizione chimica della
materia vivente. Omeostasi e adattamento. Membrana cellulare. Diffusione, osmosi.
Trasporto di membrana. Comunicazione cellulare. Molecole segnale, recettori. Vie di
trasduzione del segnale. Potenziali di equilibrio e di diffusione. Equilibrio di Donnan,
modello pump and leak, RVD, RVI. Correnti di membrana e misure EF. Potenziale di
azione. Segnali del calcio. Omeostasi del calcio. Sinapsi. Cellula muscolare.
Testi consigliati:
V. Taglietti, C. Casella, "Principi di Fisiologia e Biofisica della Cellula", La Goliardica
Pavese, Pavia.
Obiettivi:
Il corso si propone di fornire conoscenze di base della fisiologia con particolare riguardo al
funzionamento della cellula.
Metodi didattici:
Lezioni in aula orientate a sviluppare un’attività partecipazione degli studenti.
Controllo dell'apprendimento
Esame finale
Metodo valutazione:
Prova di esame orale, voto in trentesimi.
LABORATORIO DI CHIMICA BIOINORGANICA
Docente: Modulo A: Dott.ssa Elisabetta GABANO Modulo B: Prof. Domenico OSELLA
E-mail: [email protected], [email protected]
Numero CFU: 6 (2 moduli da 3 cfu)
Anno: 1,2
Periodo di insegnamento: 1
Codice disciplina: MF0109 (modulo A: cod. MF0110; modulo B: cod. MF0111)
Prerequisiti:
Chimica inorganica e chimica bioinorganica; conoscenza di base delle tecniche
spettroscopiche e cromatografiche
Programma del corso:
Modulo A (Dott.ssa Gabano)
Il modulo si propone di fornire agli studenti le conoscenze di base della spettroscopia di
risonanza paramagnetica elettronica (EPR). Il corso si compone di un’introduzione sulla
tecnica (basi teoriche e strumentazione) e sulle sue applicazioni ai complessi metallici utili
in campo biologico-medico. A questa prima parte seguiranno le esperienze di laboratorio.
In particolare verranno sintetizzati e caratterizzati complessi di rame utili per la
somministrazione di tale elemento.
Modulo B (Prof. Osella)
Il modulo si propone di fornire agli studenti una conoscenza più approfondita dei complessi
di coordinazione utili in campo biologico-medico, integrando con esperienze pratiche le
conoscenze acquisite nel corso di chimica bioinorganica. Il corso comprenderà una parte
di introduzione alle esperienze di laboratorio ed una parte più propriamente sperimentale
in cui verranno sintetizzati e caratterizzati complessi metallici di interesse medico. Di
alcuni di questi farmaci o modelli di farmaci verrà studiato il meccanismo d’azione.
Testi consigliati:
Verranno messi a disposizione il materiale del corso e le dispense del laboratorio. Inoltre,
possono essere utilmente consultati in biblioteca i seguenti testi:
J. A. Weil, J. R. Bolton, Electron Paramagnetic Resonance: Elementary Theory and
Practical Applications, Ed. John Wiley & Sons, 1994.
E. Alessio, Bioinorganic medicinal chemistry, Wiley-VCH, 2011.
S. J. Lippard, J. M. Berg, Principles of bioinorganic chemistry, University Science
Books, 1994.
H. B. Kraatz, N. Metzler-Nolte, Concepts and models in bioinorganic chemistry,
Wiley-VCH, 2006.
Obiettivi:
Il corso si prefigge di discutere criticamente alcune tematiche di particolare rilievo nel
settore della chimica bioinorganica ed insegnare l’utilizzo di alcune tecniche d'indagine
avanzate.
Metodi didattici:
Lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio di sintesi e strumentale.
Controllo dell'apprendimento
Discussione dei risultati sperimentali al termine delle esperienze di laboratorio.
Metodo di valutazione:
È obbligatoria la frequenza del laboratorio, al termine del quale lo studente dovrà produrre
una relazione scritta contenente un’analisi critica dei risultati delle esperienze svolte.
Inoltre lo studente dovrà sostenere una prova orale con domande inerenti l’intero
programma del corso.
LABORATORIO DI SPETTROSCOPIE BIOMOLECOLARI
Docente: Dott. Giuseppe DIGILIO
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1,2
Periodo di insegnamento: 2
Codice disciplina: MF0113
Prerequisiti:
Conoscenze di base in chimica organica, chimica fisica (spettroscopia) e biochimica.
Programma del corso:
Questo corso intende fornire agli studenti una panoramica sulle applicazioni delle tecniche
di risonanza magnetica nucleare (NMR) in biologia strutturale e metabolomica, con
particolare riferimento allo studio di biomolecole, peptidi e proteine e loro interazioni con
ligandi naturali o sintetici. In primo luogo saranno ripresi i concetti fondamentali della
spettroscopia NMR multinucleare (spin nucleare, frequenza di precessione di Larmor,
spostamento chimico, accoppiamento scalare, rilassamento nucleare, effetto Overhauser
nucleare) e verrà descritto come utilizzare i parametri spettrali per la caratterizzazione
strutturale di biomolecole. In seguito saranno introdotte le tecniche NMR multidimensionali
(sia di tipo omonucleare che eteronucleare), e verrà mostrato come queste tecniche
possano fornire un insieme di informazioni per risolvere la struttura tridimensionale di
molecole biologicamente attive, inclusi peptidi e proteine. Si daranno cenni sulle
metodiche computazionali (tecniche di dinamica e meccanica molecolare) utilizzate per
ottenere tali strutture. Infine si descriverà come acquisire ed interpretare spettri NMR di
miscele complesse (estratti tissutali e fluidi biologici). Il modulo è strutturato in 3 CFU di
lezioni frontali e 3 CFU di esercitazioni in laboratorio e aula informatica. Esperienze di
laboratorio: i) Preparazione del campione per l’analisi NMR, acquisizione ed
interpretazione di spettri NMR monodimensionali (1H, 13C e 19F) di una piccola molecola
(desametasone-21-fosfato); ii) acquisizione ed interpretazione di spettri 2D-NMR (COSY,
NOESY, TOCSY, HSQC, HMBC); Assegnazione totale delle risonanze 1H e 13C NMR del
desametasone; iii) Identificazione di un composto incognito tramite spettroscopia NMR; iv)
assegnazione sequenza specifica di un ottapeptide (lab informatico);
Testi consigliati:
Materiale didattico e dispense a cura del docente. Consigliati inoltre:
P. J. Hore “Nuclear Magnetic Resonance” Oxford Chemistry Primers 32, Oxford
University Press, 1995.
H. Friebolin “Basic one- and two-dimensional NMR spectroscopy”, VCH, 1993
Joseph P. Hornak “The Basics of NMR” 1997-2004.
http://www.cis.rit.edu/htbooks/nmr/
K. Wüthrich “NMR of proteins and nucleic acids” J. Wiley, 1986.
Obiettivi:
Fornire agli studenti strumenti necessari per: i) acquisire familiarità con software per
l’acquisizione e l’elaborazione di spettri NMR; ii) comprendere quali possibilità offra la
spettroscopia NMR nella caratterizzione di biomolecole e fluidi biologici, con particolare
attenzione alla determinazione della struttura tridimensionale di polipeptidi.
Metodi didattici:
Lezioni frontali, esercitazioni in aula sulla interpretazione di dati spettroscopici,
dimostrazione nel laboratorio NMR ed esercitazioni di assegnazione spettrale assistita da
software dedicato (laboratorio informatico).
Controllo dell'apprendimento
Durante il corso verranno proposti agli studenti diversi esercizi di interpretazione spettrale,
da eseguire in aula o laboratorio informatico in maniera interattiva con il docente. Inoltre è
previsto l’utilizzo di uno spettrometro NMR da parte degli studenti in maniera strettamente
supervisionata dal docente. Questo consente al docente di valutare in tempo reale il livello
di apprendimento.
Metodo di valutazione:
Esame scritto con: n. 2 esercizi di interpretazione di spettri NMR (sia mono che
bidimensionale); n. 2 domande sui principali aspetti teorici; n. 2 domande aperte di
approfondimento sulle esperienze di laboratorio.
SPETTROSCOPIE OTTICHE
Docente: Dott. Giorgio GATTI
E-mail: [email protected]
Numero CFU: 6
Anno: 1,2
Periodo di insegnamento: 2
Codice disciplina: S1415
Prerequisiti:
E’ consigliabile l’acquisizione degli argomenti trattati nel corso di Chimica-Fisica II.
Programma del corso:
Verranno approfondite le spettroscopie vibrazionali (IR e Raman), con particolare
riferimento all’origine delle frequenze di gruppo, dei sovratoni, delle bande di
combinazione e dei fenomeni di risonanza di Fermi. Verranno fornite le basi per la
comprensione degli spettri vibrazionali di molecole poliatomiche, anche con una certa
complessità strutturale.
Verranno inoltre mostrati esempi di studi spettroscopici di sistemi microcristallini di
interesse per la catalisi e per materiali compositi inorganici-organici nanostrutturati.
Nell’ambito del corso verranno inoltre illustrati i principi delle tecniche spettroscopiche
elettroniche di assorbimento (UV-VIS-NIR) e emissione (fluorescenza e fosforescenza).
Studio di molecole organiche con proprietà di assorbimento ed emissione per applicazioni
in sistemi optoelettronici, fotovoltaici ecc…
Sulla base dell’interesse degli studenti verranno organizzate delle esercitazioni di
laboratorio con uso di strumentazione dedicata allo studio delle interfacce solido/gas e
solido/liquido.
Testi consigliati:
N.B. Colthup, L.H. Daly, S.E. Wiberley, “Introduction to Infrared and Raman
Spectroscopy”, Academic Press;
B.N. Figgis, M.A. Hitchman, “Ligand Field Theory and its applications”, Wiley-VCH
Ed.
Slide proiettate a lezione
Altro materiale utile ai fini del corso verrà messo a disposizione dal docente durante lo
svolgimento del corso.
Obiettivi:
Il corso ha come scopo quello di fornire agli studenti le conoscenze necessarie per il
riconoscimento di molecole organiche ed inorganiche nonché lo studio di sistemi
complessi, e sistemi solidi organici-inorganici.
Metodi didattici:
Lezioni frontali in aula ed esperienze didattiche in laboratorio.
Controllo dell'apprendimento
Saranno previste due prove scritte, la prima a circa riguarderà la verifica dell’acquisizione
delle nozioni riguardanti le spettroscopie UV-Vis e di Fluorescenza/Luminescenza , mentre
la seconda sarà centrata sulla spettroscopia infrarosso e Raman.
Metodo di valutazione:
Esame scritto.