CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE...

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


Numero CFU: 6

Anno: 1



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.


Nel corso dell’esperienza in laboratorio viene fatto periodicamente il punto della situazione

relativamente all’andamento del progetto.


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


Numero CFU: 6

Anno: 1



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

mailto:[email protected]

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.


E’ previsto lo svolgimento di compiti di esonero.


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



Numero CFU: 6

Anno: 1



Prerequisiti:

E’ consigliabile l’acquisizione degli argomenti trattati nel corso di Chimica-Fisica II e la

frequenza al corso di Chimica Fisica Superiore.


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.


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


Numero CFU: 6

Anno: 1



Prerequisiti:

Prerequisiti:

Contenuti dei Corsi di Chimica Organica, Chimica Inorganica, Chimica Fisica, Matematica

e Fisica.


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.


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.


Esame scritto (interpretazione di dati sperimentali) e discussione orale.

CHIMICA INORGANICA SUPERIORE: BIOINORGANICA

Docente: Prof. Domenico OSELLA


Numero CFU: 6

Anno: 1



Prerequisiti:

Chimica Inorganica


http://www.cis.rit.edu/htbooks/nmr/inside.htm


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.


L’avanzamento dell’apprendimento verrà controllato attraverso la discussione degli

argomenti del corso ed attraverso alcune esercitazioni in aula.


Esame scritto e orale

CHIMICA MACROMOLECOLARE SUPERIORE: CHIMICA MACROMOLECOLARE

SUPERIORE

Docente: Prof. Michele LAUS


Numero CFU: 6

Anno: 1



Prerequisiti:

Chimica Organica I & II, Chmica Industriale.


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.


Esercitazioni e soluzione di problemi dopo gli argomenti fondamentali.


Esame scritto.


CHIMICA MACROMOLECOLARE SUPERIORE: LABORATORIO DI CHIMICA

MACROMOLECOLARE SUPERIORE

Docente: Dott.ssa Katia SPARNACCI


Numero CFU: 6

Anno: 1



Prerequisiti:

Frequenza del corso di Chimica Macromolecolare Superiore.


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.



Al termine di ogni esperienza di laboratorio gli studenti dovranno preparare una relazione

dettagliata sul lavoro svolto.


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


Numero CFU: 6 CFU

Anno: 1,2


Codice disciplina: S1396

Prerequisiti:

Si richiede una conoscenza di base dei principi della biochimica


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.


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



Prerequisiti:

Chimica generale, Fondamenti di istologia embriologia e anatomia funzionale, Genetica I e

Principi di biochimica A e B


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


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.


Durante il corso gli studenti effettueranno delle esercitazioni al computer in cui verranno

messi in pratica gli argomenti affrontati durante le lezioni.


Esame orale al computer.

CHIMICA ANALITICA DEI PROCESSI INDUSTRIALI

Docente: Prof. Emilio MARENGO


Numero CFU: 6

Anno: 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.


Durante il corso gli studenti effettueranno delle esercitazioni al computer in cui verranno

messi in pratica gli argomenti affrontati durante le lezioni.


Esame scritto.

CHIMICA ANALITICA AMBIENTALE

Docente: Dott.ssa Valentina GIANOTTI


Numero CFU: 6

Anno: 1,2



Prerequisiti:

Nessuno


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.


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.



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


Numero CFU: 6

Anno: 1,2


Codice disciplina: MF0112

Prerequisiti:

E’ consigliabile l’acquisizione degli argomenti dei corsi di Chimica-Fisica I e Chimica-Fisica

II.


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.


L’apprendimento verrà controllato mediante lo svolgimento di esercizi dediti alla

progettazione di un materiale per particolari applicazioni: catalisi, drug delivery, imaging

ottico, ecc…


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


Numero CFU: 6

Anno: 1,2




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.


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.


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


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


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.


Discussione dei risultati sperimentali al termine delle esperienze di laboratorio.


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


Numero CFU: 6

Anno: 1,2


Codice disciplina: MF0113

Prerequisiti:

Conoscenze di base in chimica organica, chimica fisica (spettroscopia) e biochimica.


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).


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.


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.

http://www.cis.rit.edu/htbooks/nmr/

SPETTROSCOPIE OTTICHE

Docente: Dott. Giorgio GATTI


Numero CFU: 6

Anno: 1,2



Prerequisiti:

E’ consigliabile l’acquisizione degli argomenti trattati nel corso di Chimica-Fisica II.


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.


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.


Esame scritto.

CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE...

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