METODI BIOANALITICI
cod. 22985

Anno accademico 2018/19
1° anno di corso - Secondo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Chimica analitica (CHIM/01)
Field
Attività formative affini o integrative
Tipologia attività formativa
Affine/Integrativa
55 ore
di attività frontali
6 crediti
sede: PARMA
insegnamento
in ITALIANO

Obiettivi formativi

Apprendimento dei principi teorici del funzionamento delle principali tecniche di analisi impiegate in campo biologico (cromatografia, elettroforesi capillare, spettrometria di massa).
Interpretazione e valutazione dei dati analitici.
Conoscenza delle principali applicazioni in campo chimico, clinico-biologico, alimentare.
Lo studente dovrà acquisire i principi e l'uso delle principali tecniche analitiche accoppiate alla spettrometria di massa disponibili per la determinazione quali-quantitativa degli analiti; in dettaglio:
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 mediante ionizzazione elettronica. 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 idonea per affrontare e risolvere un problema analitico.
Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà essere in grado di saper valutare potenzialità e criticità delle varie tecniche e metodologie analitiche studiate e prendere le corrette decisioni su come affrontare una problematica legata al tipo di campione in esame e valutazione dei dati analitici ottenuti.
Abilità comunicative
Lo studente deve dimostrare di avere la necessaria padronanza nel descrivere con i termini tecnici appropriati ed esem pi pertinenti.
Capacità di apprendimento
Lo studente dovrà dimostrare di saper utilizzare in autonomia e con senso critico il materiale didattico fornito dal docente od altro da reperire in modo autonomo, dimostrando il grado di crescita scientifica acquisita.

Prerequisiti

Conoscenza di elementi di base di chimica generale e chimica analitica.

Contenuti dell'insegnamento

Principi di cromatografia ed elettroforesi capillare; accoppiamento con tecniche di spettrometria di massa:
Richiamo alle tecniche analitiche separative, quali cromatografia ed elettroforesi capillare usulmente accoppiate con la spettrometria di massa-
Sorgenti di ionizzazione: ionizzazione elettronica; ionizzazione chimica; APCI; APPI; ESE; MALDI.
ANALIZZATORI DI MASSA: a Tubo; doppia focalizzazione; TOF; quadrupolo e triploquadrupolo; trappola ionica; FTICR. Spettrometria di massa tandem; analizzatori ibridi: qTOF; orbitrap.
metodi di acquisizione degli spettri di massa. Campionamento e preparazione del campione. Validazione di metodi analitici.
APPLICAZIONI: PROTEOMICA; ALIMENTI.

Programma esteso

Campionamento e preparazione del campione analitico. Cromatografia: criteri di selezione dei parametri cormatografici per l'ottimizzazione della risoluzione. Gascromatografia: Principi e strumentazione. Colonne e fasi stazionarie. Cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC): principi e strumentazione. Caratteristiche delle fasi fisse e mobili. Cromatografia Ionica (IC): principi e strumentazione. Rivelatori specifici per la cromatografia ionica: conduttimetrici ed amperometrici. Applicazione della cromatografia a scambio anionico forte con rivelazione amperometrica pulsata (HPAEC-PAD) nella separazione e caratterizzazione di oligo e polisaccaridi. Caratteristiche delle fasi fisse e mobili. Cromatografia ad esclusione dimensionale. Elettroseparazioni. Principi. Elettroforesi su gel. Elettroforesi capillare: teoria ed applicazioni. Cromatografia elettrocinetica micellare capillare. Fondamenti della spettrometria di massa, principali tecniche di ionizzazione.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. Proteomica; approcci Botton-up e Top-down.

Bibliografia

Materiale fornito dal docente. Tutto il materiale presentato a lezione è disponibile on-line.

Metodi didattici

Lezioni Frontali
Esercitazioni in aula: interpretazione spettri di massa; simulazione ottimizzazione metodi separativi di sistemi ifenati GC-MS; LC-MS; CE-MS;
Esercitazioni in laboratorio (GC-MS; LC-MS).

Modalità verifica apprendimento

ESAME ORALE

Altre informazioni