Obiettivi formativi
Acquisizione da parte degli studenti delle seguenti conoscenze;
- Conoscere la strumentazione, i sistemi di ionizzazione, di separazione degli ioni e le modalità di accoppiamento con le tecniche separative impiegate in spettrometria di massa. - Acquisire le conoscenze di base per l’interpretazione di uno spettro di massa ottenuto in impatto elettronico. Confronto con altre tecniche di ionizzazione quali ionizzazione chimica
- Conoscere le potenzialità, i limiti e le problematiche legate al tipo di ionizzazione, analizzatore e metodo di acquisizione dati.
- Essere in grado valutare i parametri cromatografici ed elettroforetici utili all’impiego della tecnica analitica strumentale migliore per affrontare e risolvere un problema analitico. Impiegando la spettrometria di massa, eventualmente preceduta da tecniche di preparazione del campione
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
SORGENTI DI IONIZZAZIONE: EI, CI; ESI; APCI; APPI; MALDI; ICP.
ANALIZZATORI DI MASSA: TOF; QUADRUPOLI; QTOF; TRAPPOLOE IONICHE; FTICR.
METODI DI ACQUISIZIONE DEL SEGNALE.
ANALISI QUALITATIVA e QUANTITATIVA. EFFETTO MATRICE; USO DI STANDARD MARCATI ISOTOPICAMENTE.
ACCOPPIAMENTO CON TECNICHE SEPARATIVE: LC; GC; CE.
APPLICAZIONI: PROTEOMICA; ALIMENTI.
Packaging (migrazioni)
Programma esteso
Introduzione alla spettrometria di massa e principi generali. Cenni storici e sviluppi recenti della spettrometria di massa. Spettro di massa e sua rappresentazione. Unità di massa atomica; definizione di massa nominale, massa media e massa monoisotopica. Ioni isotopici: determinazione delle abbondanze isotopiche m+2 in molecole che contengono atomi di cloro, bromo o di entrambi. Calcolo dell’intensità dei picchi isotopici. Spettro di massa del bromopropano e del 2-cloropropano.
Descrizione delle componenti essenziali di uno spettrometro di massa: sistemi per produrre l’alto vuoto; sistemi di introduzione del campione; accoppiamenti LC-MS, GC-MS e CE-MS; Sorgenti di ioni; tecniche di ionizzazione hard e soft in GC-MS: ionizzazione elettronica (EI) e ionizzazione chimica (CI). Tecniche ionizzazione in LC-MS: ionizzazione chimica a pressione atmosferica (APCI), fotoionizzazione a pressione atmosferica (APPI), ionizzazione per elettronebulizzazione (ESI). Accoppiamento CE-MS. Sorgente per desorbimento/ionizzazione laser assistita da matrice (MALDI) e ionizzazione –SELDI (Surface Enhanced Laser Desorption/ionization). Analizzatori di massa: settore magnetico ed elettro-magnetico (doppia focalizzazione) quadrupolo, trappola ionica, tempo di volo (TOF). Spettrometria di massa a trasformata di Fourier: analizzatore Orbitrap e a risonanza ionica ciclotronica. Strumenti ibridi. Rivelatori e acquisizione dati. Spettrometria di massa tandem. lnterpretazione degli spettri di massa; procedure per interpretare spettri di massa di molecole organiche ottenuti mediante ionizzazione elettronica e altre tecniche di ionizzazione. Applicazioni e analisi quantitativa. Accoppiamento della spettrometria di massa con tecniche cromatografiche, gassose e liquide ed elettroforetiche capillari. Applicazione delle tecniche di spettrometria di massa allo studio delle biomolecole: esempi di sviluppo di metodi GC-MS, LC-MS e CE-ME. Cenni proteomica: approccio Botton-up e Top-down. Selezione di alcune pubblicazioni scientifiche applicate per la separazione ed identificazione di: 5-HMF, furosina, bisfenolo A, isopropiltioxantone.
Esercitazioni in laboratorio:
Ricerca in library NIST di spettri di massa per l'identificazione di composti incogniti (criteri per la comparazione degli spettri incogniti con quelli della library)
Determinazione di acrilamide in campioni di alimenti sottoposti a diversi processi di cottura
Determinazione di oligosaccaridi di interesse prebiotico mediante cromatografia ad alte prestazioni a scambio anionico forte con rivelazione elettrochimica pulsata (HPAEC-PED)
Bibliografia
Materiale fornito dal docente. Tutto il materiale presentato a lezione è disponibile on-line
Metodi didattici
Lezioni Frontali
Modalità verifica apprendimento
esame orale
Altre informazioni
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