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Oggetto:
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Metodologie Chimico-Fisiche di Investigazione Clinica e Forense

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Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica
MFN1185
Docenti
Prof. Gianmario Martra (Titolare del corso)
Dott. Francesca Carla Bonino (Titolare del corso)
Dott. Giuliana Magnacca (Esercitatore)
Corso di studi
Corso di laurea magistrale in Chimica Clinica Forense e dello Sport D.M. 270
Anno
1° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
9
SSD dell'attività didattica
CHIM/02 - chimica fisica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Obbligatoria
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Modalità d'esame
Scritto e orale separati.

L'esame si svolge, di norma, come segue: la verifica sulla parte di microscopia elettronica prevede una prova scritta (a domande aperte), mentre quella sulla parte di spettroscopie ottiche viene sostenuta in forma orale. Ai fini della verifica vengono inoltre valutate le relazioni individuali sulle esperienze di laboratorio.

Il voto finale risulta dalla somma dei seguenti punteggi:
- parte di microscopia elettronica: fino a 12 punti
- parte di spettroscopia ottica: fino a 14 punti
- relazioni di laboratorio: fino a 2 punti ciascuna delle due relazioni (fino a 4 punti in totale)

Prerequisiti
Conoscenza dei fenomeni relativi all’interazione elettroni accelerati-materia
Conoscenza delle caratteristiche e proprietà di campi (magnetici, elettrici) e di onde (in particolare, elettromagnetiche)
Conoscenze di struttura della materia e delle caratteristiche dei legami chimici
Conoscenza dei fenomeni relativi all’interazione radiazione elettromagnetica-materia (in particolare, sistemi molecolari)
Conoscenza della trattazione quanto-meccanica dei fenomeni spettroscopici
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Il raggiungimento della finalità principale prevede il perseguimento da parte degli studenti dei seguenti obiettivi:

1. Acquisire una solida padronanza della conoscenza dei principi fisici e chimico-fisici alla base della generazione dei segnali utilizzati in microscopia elettronica e nelle spettroscopie elettroniche e vibrazionali.

2. Acquisire le conoscenze e gli elementi tipici di percorsi deduttivi ed indittivi utili per l’interpretazione critica dei risultati

3. conseguire la capacità di progettare analisi di microscopia elettronica e di spettroscopica elettronica e vibrazionale di campioni di interesse clinico e/o forense tenendo conto delle specificità degli analiti, delle complessità delle matrici, e del tipo di informazione (ad es. qualitativa e/o quantitativa) richiesta.

4. conseguire la capacità di integrare l’utilizzo di diverse tecniche di microscopia elettronica e di  spettroscopia elettronica e vibrazionale  per ottenere informazioni complementari sugli analiti.

5. conseguire la capacità di redigere una relazione scientifica di presentazione e discussione di dati sperimentali.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

La finalità principale del corso è la formazione ad una conoscenza avanzata di tecniche di microscopia elettronica e di spettroscopia elettronica e vibrazionale e dell’interpretazione di risultati ottenibili dall’impiego di tali tecniche, con particolare riferimento ai settori della chimica clinica e di quella forense

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Programma

Premessa:

Il corso è costituito da due parti complementari, la prima dedicata  alla microscopia elettronica a scansione ed in trasmissione (I semestre) e l’altra alle spettroscopie elettronica e vibrazionale. Per ciascuna parte saranno svolte sia lezioni in aula che esercitazioni in laboratorio.

 

Argomento

Ore

Lez.

Ore

Esercit.

Ore Laboratorio

Totale Ore di Car. Didattico

Le lezioni dedicate alle microscopie elettroniche(Prof. Martra) prevedono una parte introduttiva sul concetto di ingrandimento e risoluzione nelle modalità di acquisizione di segnali in trasmissione e in scansione. A seguire, vengono affrontati gli aspetti fisici di base delle proprietà dei fasci di elettroni accelerati e della natura e caratteristiche della loro interazione con la materia. Si passa quindi all’applicazione di queste conoscenze alla formazione dei vari tipi di contrasto, con i relativi contenuti informativi (inclusa l’analisi chimica da raggi X caratteristici), alla base della formazione delle immagini di microscopia elettronica in trasmissione. Parte integrante di questi argomenti sono anche gli aspetti costitutivi e funzionali delle varie parti che compongono un microscopio elettronico in trasmissione (TEM). Segue l’applicazione di queste conoscenze all’analisi (anche con esercitazioni numeriche guidate) di immagini esemplificative di  varie tipologie di materiali, e la presentazione delle metodiche di preparazione dei campioni. La stessa tipologia di percorso conoscitivo viene proposta per la microscopia elettronica a scansione (SEM).

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Il laboratorio (tutors: Bonino, Martra) sarà dedicato all’esecuzione diretta di misure SEM da parte degli studenti e alla partecipazione ad una sessione di misure TEM.

 

 

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Per quanto riguarda i metodi di spettroscopia elettronica (Prof. Martra) e di spettroscopia vibrazionale (Dr. Bonino) gli argomenti oggetto delle lezioni frontali riguarderanno aspetti di conoscenza  dei principi fisici e chimico fisici che sono alla base della progettazione di misure UV-Vis-NIR,  sia di assorbimento che di emissione,  ed IR e Raman,  della interpretazione dei risultati (natura delle transizioni, effetto delle interazioni intra-  ed intermolecolari,  relazioni tra seganli spettroscopici e struttura molecolare), dei principi di misura nelle varie modalità utili per lo studio di campioni di interesse clinico o forense (spettroscopia elettronica di assorbimento: misure in trasmissione ed in riflettanza diffusa; spettroscopia elettronica in emissione: misure in stato stazionario e risolte nel tempo; spettroscopia IR: misure in trasmissione, ATR, riflettanza diffusa; spettroscopia Raman: misure convenzionali e in modalità confocale). Nel corso delle lezioni verranno svolti esempi di interpretazione dispettri, e saranno presentati e discussi casi di utilizzo delle spettroscopie ottiche in riferimento ad articoli scientifici tratti dalla letteratura degli ambiti di riferimento

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Le esercitazioni in laboratorio (tutors: Bonino, Magnacca, Martra) riguarderanno l’acquisizione di spettri elettronici (sia di assorbimento che di fotoluminescenza) e IR e Raman di campioni solidi e liquidi scelti in modo di dare occasione di utilizzare varie modalità di acquisizione degli spettri e di applicare quanto trattato a lezione per l’interpretazione dei risultati


 

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Totale

56

 

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Testi consigliati e bibliografia

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito internet.

I testi base a cui fare riferimento (estratti saranno resi disponibili dal docente) sono:

J.M. Chalmers, P.R. Griffiths, Handbook of vibrational spectroscopy, Wiley, 2002, Vol. 4 e 5;

N.B. Colthup, L.H. Daly, S.E. Wiberley, Introduction to Infrared and Raman Spectroscopy, Academic Press, seconda edizione, 1975;

J. M. Chalmers, H. G. M. Edwards, M. D. Hargreaves, Infrared and Raman Spectroscopy in Forensic Science, Wiley, 2012

C.N.R. Rao, Ultra-Violet and Visible Spectroscopy, Butterworths, terza edizione, 1966;

J.R. Lakowitz, Principles of fluorescence spectroscopy, Plenum, 2000;

R. Saferstein, Forensic Science Handbook, Prentice Hall, 1993, Vol. 3;

D.B. Williams, C.B. Carter, Transmission Electron Microscopy: a textbook for Materials Science, Springer, 2009;

J. Goldstein, Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis, Springer, 2003.

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Ultimo aggiornamento: 03/07/2014 15:34
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