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RISONANZA MAGNETICA E DIFFRAZIONE DI RAGGI X IN CHIMICA CLINICA E FORENSE

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Magnetic resonance spectroscopy and X-ray diffraction in clinical and forensic chemistry

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Anno accademico 2014/2015

Codice dell'attività didattica
MFN1182
Docenti
Dott. Domenica Marabello (Titolare del corso)
Prof. Michele R. Chierotti (Titolare del corso)
Corso di studi
Corso di laurea magistrale in Chimica Clinica Forense e dello Sport D.M. 509
Anno
2° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD dell'attività didattica
CHIM/03 - chimica generale e inorganica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
Competenze chimiche di base, fornite dalle lauree triennali scientifiche
nozioni base di chimica organica
nozioni di base di fisica
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Per la parte di diffrazione dei RaggiX gli obbiettivi principali sono:
- comprensione della teoria alla base della tecnica;
- capacità critica di individuare le condizioni sperimentali opportune in relazione alle caratteristiche del campione da analizzare;
- valutazione critica dei risultati ottenibili con tale tecnica.

Per la parte di risonanza magnetica gli obbiettivi principali sono:
- comprensione della teoria alla base della tecnica;
- interpretazione degli spettri;
- risoluzione della struttura molecolare attraverso l’analisi degli spettri.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Comprensione delle tecniche di Diffrazione dei raggi X e di Risonanza Magnetica (NMR) e applicazioni in ambito chimico, clinico, forsense e dello sport.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame si svolge, di norma, come segue: scritto per il modulo di NMR. Orale, previo appuntamento con il docente, per il modulo raggi X.

Written examination for the NMR part. Oral examination for the X-Ray part.

Scritto per la parte di NMR e orale per la parte di R-X.

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Programma

Elementi di cristallografia (elementi di simmetria, reticoli di Bravais, gruppi spaziali, reticolo cristallino diretto e reciproco). Diffrazione dei raggi X da parte di un materiale cristallino (cristallo singolo e polveri cristalline). Strumentazioni. Preparazione dei campioni per l’analisi e interpretazione dei risultati. Possibili errori nell’analisi. Vantaggi e svantaggi nell’applicazione della tecnica di diffrazione rispetto ad altre tecniche analitiche. Esempi di casi forensi risolti con la diffrazione dei raggi X. Cenni alla diffrazione dei raggi X da cristallo singolo e applicazioni clinico-forensi.

Principi base della risonanza magnetica in trasformata di Fourier; Nuclei della Tavola Periodica e proprietà NMR; I parametri NMR: chemical shift (1H e 13C), costanti di accoppiamento, tempi di rilassamento (T1 e T2); Sequenze di impulso 1D (13C spectral editing, depth, ATP, inept) e 2D (cosy, noesy, 1H-13C eterocorrelate); Interpretazione di spettri protonici e 13C; impulsi e FID; fenomeni di scambio; Principi di NMR stato solido:
origini dell'allargamento di banda (anisotropia del chemical shift ed interazione dipolare), tecniche e sequenze per lo stato solido (magic angle spinning e cross-polarization); principi di imaging (frequency e phase encoding);
Principali caratteristiche strumentali di uno spettrometro di risonanza magnetica nucleare.

Elements of crystallography (symmetry, Bravais lattices, space groups, direct and reciprocal lattices). X-ray diffraction of a crystalline material (single crystal and powder diffraction). Diffractometers. Sample preparation and interpretation of results. Possible mistakes. Advantages and disadvantages of the x-ray diffraction techniques with respect to other analytical methods. Examples of cases resolved with the help of X-ray diffraction analyses. Single crystal x-ray diffraction and clinical-forensic applications.

Principles of the Magnetic Resonance; FT (Fourier Transformation) NMR;
the NMR Periodic Table; NMR parameters: chemical shift (1H and 13C), scalar coupling constant, relaxation times (T1 and T2); 1D (13C spectral editing, depth, ATP, inept) and 2D (cosy, noesy, 1H-13C hetcor) pulse sequence; 1H and 13C assignment of 1D spectra; pulses and FID; exchange phenomena; principles of solid-state NMR: origin of the signal broadening (chemical shift anysotropy and dipolar interaction), solidstate techniques and pulse sequences (magic angle spinning and crosspolarization);
principles of imaging (frequency and phase encoding); Main characteristics of a NMR instrument.

Testi consigliati e bibliografia

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Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile presso: sito internet del corso di laurea. I testi base consigliati per il corso sono: Hesse, Meier, Zeeh: Metodi
Spettroscopici nella Chimica Organica, EdiSES, Napoli

Per la parte di diffrazione dei raggi X sono fornite le dispense dal docente.



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Note

Frequenza facoltativa per le lezioni ed obbligatoria per il laboratorio

Attendance: optional for the lessons and mandatory for the laboratory

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Ultimo aggiornamento: 15/05/2015 16:01
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