Chimica Analitica Strumentale e Chemiometrica

Oggetto:

Chimica Analitica Strumentale e Chemiometrica

Oggetto:

Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica

MFN0191

Docente

Prof. Marco Vincenti (Titolare del corso)

Corso di studi

Corso di laurea magistrale in Chimica Clinica Forense e dello Sport D.M. 270

Anno

1° anno

Tipologia

Caratterizzante

Crediti/Valenza

SSD dell'attività didattica

CHIM/01 - chimica analitica

Modalità di erogazione

Tradizionale

Lingua di insegnamento

Italiano

Modalità di frequenza

Obbligatoria

Tipologia d'esame

Orale

Modalità d'esame

L'esame si svolge, di norma, come segue: esame orale.

Prerequisiti

Conoscenza dei principi di base dellalgebra lineare, della fisica e delle diverse discipline chimiche (analitica, fisica, organica e inorganica)

Oggetto:

Obiettivi formativi

Apprendimento dei principi di funzionamento della moderna strumentazione per l'analisi di tracce di composti organici e biologici, 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, 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.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Il corso presenta gli aspetti fondamentali, dei principi fisici di funzionamento della strumentazione analitica utilizzata per l’analisi di componenti in traccia in matrice biologica e/o in reperti giudiziari. Il corso presenta inoltre gli strumenti statistici e chemiometrici più efficaci per effettuare un’analisi multivariata delle risultanze analitiche, e per indirizzare il processo decisionale, sia nella valutazione clinica e tossicologica, sia nella considerazione del valore probatorio di una risultanza forense.

Oggetto:

Programma

Argomento	Ore Lez.	Ore Esercit.	Ore Lab.	Totale Ore di Carico Didattico
Modulo di spettrometria di massa e cromatografia avanzata: Innovazioni nella cromatografia gassosa (GC) e liquida. Elementi di uno spettrometro di massa. Funzioni di controllo elettronico. Sistemi di pompaggio ad alto e basso vuoto. Misuratori di pressione. Metodi di ionizzazione tradizionali in spettrometria di massa (MS): fenomenologia dell’impatto elettronico e della ionizzazione chimica. Scelta dei parametri operativi. Selected ion monitoring e tecniche quantitative di diluizione isotopica. Meccanismi di frammentazione in impatto elettronico. 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. Caratteristiche e limiti. Spettrometria massa/massa risolta nello spazio e nel tempo: esperimenti possibili e 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, a risonanza ciclotronica e orbitrap. MS di mobilità ionica. Accoppiamento HPLC-MS. Meccanismi fisici di funzionamento delle tecniche di electrospray e APCI e influenza dei parametri operativi. Applicazione in ambito farmacologico, clinico e biotecnologico. Sequenziamento di polipeptidi.	24			24
Modulo di chemiometria: Analisi statistica multivariata. Concetti di distanza fra punti sperimentali, correlazione, covarianza. Analisi della varianza. Incertezza nella calibrazione. Carte di controllo. Analisi delle componenti principali e rappresentazioni grafiche: diagrammi dei loadings e scores. Cluster analysis e rappresentazioni grafiche; metodi di clustering gerarchici e non, agglomerativi e non. Metodi di pattern recognition (a) deterministici, (b) discriminanti e (c) non parametrici. Analisi fattoriale. Esempi in campo clinico e tossicologico. 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 in relazione all’inferenza classica e convergenza. Esempi tratti dalla casistica forense.	24			24
Totale	48			48

Descrizione

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile presso:

Strumenti di apprendimento di base consigliati per il corso sono gli appunti delle lezioni e il materiale didattico messo a disposizione sul sito internet del corso di laurea.

E’ consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:

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.

R. Todeschini, Introduzione alla chemiometria, 1998, EdiSES

M. Forina, Fondamenta per la Chimica Analitica, e-book (ISBN 9788890406461)

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, 2nd ed., 2004, J. Wiley & Sons

Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse:

http://www.sisnir.org/4_Chemiometria_ParteI.pdf (parte dell’e-book di M. Forina)

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