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Oggetto:
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CHIMICA ANALITICA CLINICA E FORENSE

Oggetto:

Clinical & Forensic Analytical Chemistry

Oggetto:

Anno accademico 2021/2022

Codice attività didattica
MFN1184
Docenti
Prof. Claudio Baggiani (Titolare del corso)
Prof. Laura Anfossi (Titolare del corso)
Corso di studio
Corso di laurea magistrale in Chimica Clinica Forense e dello Sport D.M. 270
Anno
1° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
12
SSD attività didattica
CHIM/01 - chimica analitica
Erogazione
Mista
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
Conoscenze basilari nel campo della chimica analitica
Propedeutico a
Analisi Tossicologica e del Doping Sportivo
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi

L'insegnamento si inserisce nell' obiettivo generale del corso di studi di fornire conoscenze e competenze nel campo della chimica clinica e forense, con particolare riferimento alla conoscenza e comprensione delle metodologie e delle tecniche analitiche strumentali e non attualmente in uso  nei laboratori di chimica analitica clinica e forense e ad integrazione delle conoscenze acquisite nel corso della laurea triennale in chimica. Inoltre sono prese in considerazione le problematiche principali che condizionano l'esito di un esame di laboratorio su campioni biologici e forensi. Le potenzialità e le criticità delle varie metodologie sono illustrate dai numerosi esempi di determinazione su matrici biologiche complesse.

upload_Coronavirus-2019-nCoV-CDC-23312_without_background.png DIDATTICA ALTERNATIVA: Obiettivi formativi invariati

The teaching is part of the general objective of the course to provide knowledge and skills in the field of clinical and forensic chemistry, with particular reference to the knowledge and understanding of instrumental snd non-instrumental analytical methodologies currently in use in the laboratories of clinical and forensic chemistry, and to supplement the knowledge gained during the three-year degree in chemistry. In addition, the main issues that affect the outcome of a laboratory test on biological and forensic samples are considered. The potentialities and criticalities of the various methodologies are illustrated by numerous examples of determination on complex biological matrices

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

In questo insegnamento gli studenti dovranno acquisire le seguenti capacità dettagliate secondo i descrittori di Dublino:

a) conoscenza e capacità di comprensione: gli studenti acquisiscono conoscenze e capacità di comprensione nel settore della chimica analitica clinica e forense attraverso l'apprendimento dei principi di funzionamento della moderne tecniche analitiche in tali campi.

b) capacità di applicare conoscenza e comprensione:  l'insegnamento coniuga fondamenti teorici e prassi e metodologie sperimentali, mettendo in grado lo studente di dare un'applicazione pratica al sapere acquisito nell'ambito della chimica analitica clinica e forense, così da saper affrontare e risolvere le problematiche professionali direttamente o indirettamente collegate ad esso.

c) autonomia di giudizio: uno degli obiettivi fondamentali dell'insegnamento è costituito dall'apprendimento critico. Esso è perseguito in modo sistematico mediante la continua interazione tra docenti e studenti. In virtù del bilanciamento delle attività formativo a carattere teorico e pratico-sperimentale gli studenti vengono ad acquisire la capacità di raccogliere ed eleborare dati.

d) abilità comunicative:  gli studenti acquisiscono la capacità di comunicare conoscenze, problemi e soluzioni inerenti l'analisi chimica clinica e forense. Sono altresì in grado di esporre valutazioni e motivazioni in modo chiaro e comprensibile a interlocutori specialisti e non specialisti. L'abilità comunicativa deriva dall'adeguata conoscenza delle tematiche e problematiche oggetto della comunicazione. Il confronto e l'interazione con il docente sviluppano queste capacità. 

e) capacità di apprendimento: la presenza di teoria e pratica di laboratorio genera le motivazioni che stimolano e rendono possibile l'apprendimento permanente da parte degli studenti

upload_Coronavirus-2019-nCoV-CDC-23312_without_background.png DIDATTICA ALTERNATIVA: Risultati dell'apprendimento attesi invariati

In this teaching, the students will have to acquire the following detailed skills according to Dublin descriptors:

a) knowledge and understanding: Students acquire knowledge and understanding skills in clinical and forensic analytical chemistry by learning the principles of modern analytical techniques in these fields.

b) Ability to apply knowledge and understanding: Teaching combines theoretical foundations and experimental practices and methods, enabling the student to apply practical knowledge to clinical and forensic analytical chemistry so as to be able to cope with and solving professional issues directly or indirectly linked to it.

c) autonomy of judgment: one of the fundamental objectives of teaching is constituted by critical learning. It is pursued systematically through the continuous interaction between teachers and students. By balancing the theoretical and practical-experimental training activities, students acquire the ability to collect and process data.

d) communicative skills: students acquire the ability to communicate knowledge, problems and solutions related to clinical and forensic chemical analysis. They are also able to expose assessments and motivations in a clear and understandable way to specialists and non-specialists. The communicative ability derives from the adequate knowledge of the issues and issues of communication. Comparison and interaction with the teacher develop these skills.

e) learning abilities: the presence of laboratory theory and practice generates the motivations that stimulate and make lifelong learning possible by students

Oggetto:

Programma

 

MODULO A - CHIMICA ANALITICA CROMATOGRAFICA E FORENSE (6 cfu)

La separazione cromatografica: partizione ed adsorbimento; cromatografia zonale e frontale. Teorie del processo cromatografico: cromatografia lineare, non-lineare, isoterme di adsorbimento. Parametri caratteristici del picco cromatografico. Modello del piatto teorico. Risoluzione ed efficienza della separazione. Equazioni di Golay e Van Deemter. La fase stazionaria: silice, polimeri organici, materiali core-shell, grafted layers, colonne monolitiche. I rivelatori (UV-VIs, fluorescenza, indice di rifrazione, elettrochimici, evaporative light scattering. Cromatografia su fase inversa: principi e applicazioni, cromatografia ad interazione idrofobica, cromatografia ad interazione idrofila. Scambio ionico: principi ed applicazioni, cromatografia a scambio di legante. Cromatografia ad esclusione dimensionale. Cromatografia di affinità: principi ed applicazioni. Dye-affinity chromatography. Cromatografia di immunoaffinità. Applicazioni separative dei polimeri a stampo molecolare. Elettroforesi capillare: principi fondamentali, teoria dell'elettromigrazione, rivelatori. Il capillare: silice, coating covalenti, coating dinamici, gels, sol-gel, monoliti polimerici. Elettoforesi capillare: tecniche separative (in fase libera, in gel, elettrocromatografia micellare e in microemulsione, elettrocromatografia capillare). Cenni di tecniche avanzate di pretrattamento ed estrazione dei campioni.

MODULO B - CHIMICA ANALITICA CLINICA (6 cfu)

Finalità dell'esame chimico-clinico. Intervalli di riferimento, sensibilità e specificità diagnostica.  Prevalenza e valori predittivi. Curve ROC. Raccolta del campione biologico. Variabilità pre-analitica. Valutazione del metodo e controllo della qualità nel laboratorio clinico. Misure di diffusione della luce, turbidimetria e nefelometria. Altri fenomeni di luminescenza. Principi di determinazione quantitativa mediante fotometria di riflettanza.  Chemiluminescenza, bioluminescenza, elettrochemiluminescenza. Impiego di sostanze fluorescenti e chemiluminescenti in chimica analitica clinica. Radioattività: metodi di misura, contatori a scintillazione e precisione delle misure. Metodi immunochimici. Reazione antigene-anticorpo in soluzione e all'interfaccia liquido-solido. Immunodiffusione in gel: immunodiffusione radiale , elettroimmunodiffusione, immunoelettroforesi, immunoturbidimetria e immunonefelometria. Metodi immunologici con marcatori: metodi competitivi e immunometrici. Natura e proprietà dei principali marcatori utilizzati (radioisotopi, enzimi, fluorofori, molecole chemiluminescenti, particelle). Progettazione di un test, interferenza della matrice biologica e sua gestione. Point of care tests: principi costruttivi delle strisce reattive e loro funzionamento. Test qualitativi e semi-quantitativi, caratteristiche e validazione. Cenni di diagnostica molecolare. Misure elettrochimiche nel laboratorio clinico. Esempi di determinazione di classi di analiti di interesse clinico: ioni inorganici, elementi in tracce, equilibrio acido-base e gas del sangue, proteine plasmatiche, enzimi, ormoni  ipofisari, tiroidei, pancreatici, steroidei (struttura, regolazione , produzione, meccanismo d'azione e funzioni), marcatori di infettività, marker di patologie di origine genetica. Monitoraggio della terapia. Esercitazioni in laboratorio: metodi immunochimici e determinazione di parametri analitici di interesse clinico-diagnostico.

upload_Coronavirus-2019-nCoV-CDC-23312_without_background.png DIDATTICA ALTERNATIVA: Programma invariato

MODULE A - FORENSIC AND CHROMATOGRAPHIC ANALYTICAL CHEMISTRY (6 cfu)

Chromatographic separation: partition and adsorption, frontal and zonal chromatography. Theory of chromatographic process: linear chromatography, non-linear adsorption isotherms. Characteristic parameters of the chromatographic peak. Model of the theoretical plate. Resolution and separation efficiency. Equations of Van Deemter and Golay. The stationary phase: silica, organic polymers, core-shell materials, grafted layers, monolithic columns. The detectors: UV-Vis, fluorescence, refraction index, electrochemical, evaporative light scattering. Reverse phase chromatography: principles and applications, hydrophobic interaction chromatography, hydrophilic interaction chromatography. Ion exchange chromatography: principles and applications, ligand exchange chromatography. Size exclusion chromatography. Affinity chromatography: principles and applications. Dye-affinity chromatography. Immunoaffinity chromatography. Separative applications of molecularly imprinted polymers.
Capillary electrophoresis: principles, theory of electromigration, detectors. The capillary: silica, covalent coating, coating dynamic, gels, sol-gel, polymeric monoliths. Capillary electrophoresis: separation techniques (free phase, gel, micellar and microemulsion electrochromatography, capillary electrochromatography). Introduction to advanced techniques of sample pre-treatment and extraction.

MODULE B - CLINICAL ANALYTICAL CHEMISTRY (6 cfu)

Aims of analytical clinical chemistry. Pre-analytical variability. Reference ranges, diagnostic sensitivity and specificity. Prevalence and predictive values. ROC curves. Biological sample collection. Method evaluation and quality control in the clinical laboratory.  Measurements of light scattering, turbidimetry and nephelometry. Other luminescence phenomena. Principles of quantitative determination by reflectance photometry. Chemiluminescence and bioluminescence. Use of fluorescent and chemiluminescent substances in clinical chemistry. Radioactivity: methods of measurement, scintillation counters and precision of measurements. Immunochemical methods. Antigen-antibody reaction in solution and at solid-liquid interface. Gel immunodiffusion: radial immunodiffusion, electroimmunodiffusion, immunoelectrophoresis, immunoturbidimetry and immunonephelometry. Immunochemical methods with probes: competitive and immunometric methods. Nature and properties of the main probes (radioisotopes, enzymes, fluorophores, chemiluminescent molecules, beads). Point of care tests: principles, set-up and operation of the test strips. qualitative and semi-quantitative test, and validation features. Introduction to molecular diagnostics. Electrochemical measurements in the clinical laboratory. Examples of tests for classes of analytes: inorganic ions, trace elements, acid-base balance and blood gases, proteins, enzymes, pituitary thyroid, pancreatic hormones (structure, regulation, production, mechanism of action and functions), markers of genetic disorders, infectivity markers. Therapeutic drug monitoring. Laboratory exercises: immunochemical methods and determination of analytical parameters of clinical-diagnostic interest.

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Modalità di insegnamento

L'Insegnamento è strutturato in 2 moduli da 6 CFU. Il modulo A prevede 48 ore di didattica frontale, il modulo B 44 ore di didattica forntale e 8 ore di didattica di laboratorio. La didattica frontale è suddivisa in lezioni da 2 e 3 ore in base al calendario accademico. La didattica di laboratorio è suddivisa in esercitazioni di gruppo della durata di 4 ore /giorno, ragruppate in giorni contigui in base al calendario accademico. La didattica frontale si costituisce di lezioni teoriche riguardanti gli argomenti riportati nel programma. La didattica di laboratorio propone agli studenti esercitazioni pratiche riguardanti le tecniche analitiche cliniche illustrate durante le lezioni frontali. La frequenza è facoltativa ma fortemente consigliata per le lezioni frontali. Obbligatoria per le esercitazioni di laboratorio.

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DIDATTICA ALTERNATIVA:L'insegnamento è erogato in modalità mista: in presenza e contemporanea modalità online sincrona. Inoltre, la registrazione delle lezioni sarà resa disponibile su piattaforma moodle.

Per accedere alle lezioni online collegarsi a Webex e raggiungere la stanza personale del docente agli indirizzi:

- modulo A https://unito.webex.com/meet/claudio.baggiani

- modulo B https://unito.webex.com/meet/laura.anfossi

 

The Teaching is structured in 2 modules of 6 CFU. Module A includes 48 hours of frontal teaching, module B 44 hours of teaching and 8 hours of laboratory teaching. The frontal teaching is divided into 2 and 3 hours lessons based on the academic calendar. Laboratory teaching is divided into group exercises of 4 hours / day, grouped in contiguous days according to academic calendar. The frontal teaching consists of theoretical lessons concerning the subjects reported in the program. Laboratory Teaching offers students practical exercises regarding the analytical-clinical techniques illustrated during the frontal lessons. Attendance is optional but strongly recommended for frontal lessons. Compulsory for laboratory exercises.

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

In sede di esame verranno valutate le conoscenze acquisite dallo studente, la capacità di illustrare i concetti esprimendosi con terminologia appropriata, di rispondere a domande puntuali e di collegare logicamente tra loro i concetti. L'esame si svolge tramite colloquio orale, in presenza/remoto e, di norma, prevede:  3-4 domande per ogni modulo. Prima di accedere al colloquio è necessario avere prodotto un report di gruppo dell'attività svolta in laboratorio con valutazione almeno sufficiente. Il voto espresso in trentesimi è dato dalla media dei voti relativi a ciascun modulo, anch'essi espressi in trentesimi.

upload_Coronavirus-2019-nCoV-CDC-23312_without_background.png ESAMI A DISTANZA: modalità orale secondo il Decreto Rettorale n.1097/2020. L'esame consiste in un colloquio orale secondo quanto sopra descritto. 

Queste modalità potranno essere alterate da ulteriori decreti Rettorali relativi allo svolgimento in forma scritta degli esami stessi.

The exam is devoted to assess the knowledge, and related understanding of the program attained by the student. The student is asked to illustrate concepts by using appropriate language,  to answer to specific questions and to logically connect concepts. The examination is carried out in oral form, in presence or remote, and usually involves: 3-4 questions/module. Before attending the exam, students are asked to provide reports of laboratory activites (prepared by groups of students) that should be evaluated as sufficently adequate. The final mark is expressed in thirtieths and represents the mean of marks of each individual module (also expressed in thirtieths).

Testi consigliati e bibliografia

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Strumenti di apprendimento di base consigliati sono gli appunti delle lezioni e il materiale didattico messo a disposizione sul sito internet del corso di laurea in forma di diapositive in formato pdf. Non si consigliano particolari testi base, ed è cura del docente qualora necessario fornire copia di pubblicazioni scientifiche e di reviews in formato pdf.

Basic support to the learning is provided by the notes taken during classroom explanations, together with the slides and files loaded into the internet page of the course. Particular texts are not recommended. If necessary, the teacher will provide copies of scientific papers and reviews in pdf format.



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Note

La frequenza al laboratorio del modulo B è obbligatoria.

La frequenza alle lezioni è consigliata, ma non obbligatoria. Per gli studenti che non frequentino le lezioni, al fine di ottenere una preparazione completa, è necessario procurarsi una copia delle diapositive e degli appunti delle lezioni dai compagni che le frequentano.

upload_Coronavirus-2019-nCoV-CDC-23312_without_background.png DIDATTICA ALTERNATIVA: Il laboratorio sarà svolto in presenza, salvo diverse indicazioni. In caso di impossibilità allo svolgimento in presenza, sarà garantito  lo svolgimento online (asincrono) usufurendo di videoregistrazioni delle esperienze che saranno rese disponibili in moodle.

Attendance at the module B laboratory is mandatory. Due to the pandemic emergency, the attendance is not mandatory and can be substituteb by watching videos that will be uploaded in moodle.

The attendance to the lessons is recommended, but not compulsory. In order to achieve complete coverage of the teaching, the students not frequenting the lessons are recommended to obtain copy of the slides and notes taken during the class from their classmates.

 

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  • Aperta
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    Ultimo aggiornamento: 09/07/2021 14:44
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