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Oggetto:
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Analisi Strumentale e Chemiometrica

Codice attività didattica
MFN0191
Docenti
Prof. Marco Vincenti (Titolare del corso)
Prof. Claudio Baggiani (Titolare del corso)
Corso di studio
Corso di laurea magistrale in Chimica Clinica Forense e dello Sport D.M. 270
Anno
1° anno
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
9
SSD attività didattica
CHIM/01 - chimica analitica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Orale
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Il corso presenta i principi fisici di funzionamento della strumentazione analitica usata per l'analisi di componenti in traccia in matrice biologica e/o in reperti giudiziari e gli strumenti statistici per effettuare un'analisi multivariata delle risultanze analitiche, e per indirizzare il processo decisionale, nella valutazione clinica e tossicologica e nella considerazione del valore probatorio di una risultanza forense. Argomenti trattati: Innovazioni in gascromatografia (GC), HPLC e spettrometria di massa (MS). Controllo elettronico. Sistemi di pompaggio. Misuratori di pressione. Metodi di ionizzazione tradizionali in MS: fenomenologia dell'impatto elettronico e ionizzazione chimica. Parametri operativi. Selected ion monitoring e tecniche quantitative di diluizione isotopica. Meccanismi di frammentazione. Interpretazione di spettri (esercitazioni in aula). Analizzatori di massa e loro principi fisici e matematici di funzionamento: magnetici, quadrupolari, a tempo di volo. Abbinamento MALDI-TOF e TOF con GC veloce. MS a trappola ionica tri- e bidimensionali. Ion-injection ed espulsione sequenziale degli ioni. Spettrometria massa/massa risolta nello spazio e nel tempo: applicazioni in campo clinico e investigativo. Spettroscopia collisionale; controllo cinetico e termodinamico della frammentazione in MS/MS. Analizzatori MS e massa/massa di alta risoluzione: Q-TOF, FT-ICR e orbitrap. MS di mobilità ionica. Accoppiamento HPLC-MS. Meccanismi fisici delle tecniche di electrospray e APCI e parametri operativi. Applicazione in ambito farmacologico, clinico e biotecnologico. Sequenziamento di polipeptidi. Esplosivi: tipi e classificazione. Deflagrazione e detonazione: effetti, componenti base, sistematica delle caratteristiche. Termochimica. Sostanze pirotecniche. Tecniche di rilevazione/analisi degli esplosivi: campionamento/preconcentrazione di vapori e/o particelle, preconcentratori on-line, tecniche GC con rilevatori selettivi (ECD, TEA, SAW). Tecniche GC-MS, API, glow discharge, reversal electron attachement (READ), cattura elettronica. Le spettrometria a mobilità ionica IMS, separazione a campi bassi e alti. Filtro FAIMS: misura, setup, miniaturizzazione, interfacciamento. Tecniche in IR dei prodotti di decomposizione, frequency modulation spectroscopy. Spettroscopia fotoacustica, analizzatori di gas portatili. Calibratori di miscele gassose statici e dinamici. Metodi radiativi di rilevazione in bulk. Correlazioni tra densità atomiche dei materiali (C/H, C/O, C/N). Assorbimento di raggi X. Teoria XAFS. Assorbimento fotoelettrico, Compton scattering. Strumentazione. Screening con Compton e dual scattering. Tomografia computerizzata. Raggi gamma, la PET e NRA. Tecniche con neutroni. Tecniche a bassa energia (NMR, NQR, EPR). Caratterizzazione di superfici: uso di armi. I residui da sparo (GSR): firma elementare, caratteristiche, campionamento. Le analisi dei GSR con metodi di bulk (AAS, DPASV, ICP-AES, ICP-MS). Microfluorescenza a raggi X. Spettroscopia Raman: tecnica microprobe, abbinamento a FT, mappa Raman. Applicazioni all'analisi di pigmenti, leganti, vernici, scrittura, plastiche, tessuti, manoscritti, beni culturali, fibre minerali, campioni biologici, drughe, esplosivi. Analisi statistica multivariata. Distanza fra punti sperimentali, correlazione, covarianza. Analisi della varianza. Incertezza nella calibrazione. Carte di controllo. Analisi delle componenti principali: diagrammi loadings e scores. Metodi di cluster analysis gerarchici e non, agglomerativi e non. Metodi di pattern recognition (a) deterministici, (b) discriminanti e (c) non parametrici. Analisi fattoriale. Disegno sperimentale. Tecniche decisionali. Test diagnostici e rappresentazioni grafiche in biochimica clinica. Le curve ROC. Valutazione dell'evidenza scientifica nelle scienze forensi. Il teorema di Bayes. Principi di statistica Bayesiana. Le tecniche di inferenza Bayesiana e convergenza. Esempi di casistica forense.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Apprendimento dei principi di funzionamento della moderna strumentazione scientifica per l'analisi di tracce, in termini di funzione/funzionamento, di fenomenologia fisica implicata e di prestazioni analitiche. Capacità di discernere, in funzione della problematica posta, quale sia l'approccio analitico-strumentale più adatto alla soluzione, al fine di pervenire ad un'informazione esauriente. Apprendimento dei più comuni strumenti di statistica adatti ad un'analisi chemiometrica multivariata di risultanze chimico-analitiche. Capacità di affrontare problematiche di analisi chemiometrica multivariata, attraverso la scelta opportuna degli stumenti statistici adatti, al fine di ricavarne elementi di giudizio (decision making) fondati su procedimenti inferenziali compiuti.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Stampato delle diapositive proiettate a lezione + appunti; J.T. Watson, O.D. Sparkman, Introduction to Mass Spectrometry, forth edition, 2007, John Wiley & Sons, U.K.; C. Dass, Fundamentals of Contemporary Mass Spectrometry, 2007, John Wiley & Sons, U.S.A.; M. Otto, Chemometrics, 2007, Wiley-VCH Verlag, Germany; D. Lucy, Introduction to Statistics for Forensic Scientists, 2005, John Wiley & Sons, U.K.; C. Aitken, F. Taroni, Statistics and the Evaluation of Evidence for Forensic Scientists, second edition, 2004, John Wiley & Sons, U.K



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    Ultimo aggiornamento: 14/09/2015 23:14