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Oggetto:
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CHIMICA ANALITICA CLINICA E FORENSE

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Clinical & Forensic Analytical Chemistry

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Anno accademico 2016/2017

Codice dell'attività didattica
MFN1184
Docenti
Prof. Claudio Baggiani (Titolare del corso)
Prof. Laura Anfossi (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
12
SSD dell'attività didattica
CHIM/01 - chimica analitica
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Orale
Prerequisiti
Conoscenze basilari nel campo della chimica analitica
Basic skills in analytical chemistry
Oggetto:

Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Il corso intende fornire le competenze sulle metodologie analitiche
(strumentali e non) particolarmente impiegate 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.

The course aims to provide the skills on analytical methods (instrumental
and not) particularly for use in clinical laboratories and forensic analytical
chemistry and integration of knowledge acquired during the bachelor's
degree in chemistry. Also taken into consideration are the main problems
that affect the outcome of a laboratory examination of forensic and
biological samples. The potentialities and weaknesses of the various
methods are illustrated by numerous examples of the determination of
complex biological matrices

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Risultati dell'apprendimento attesi

MODULO A - CHIMICA ANALITICA CLINICA

Principali problematiche che condizionano l'esito di un esame di
laboratorio sul campione biologico. Potenzialità e le criticità delle varie
metodologie, riferite in particolare alla determinazione di analiti in fluidi
biologici

MODULO B - CHIMICA ANALITICA CROMATOGRAFICA E FORENSE

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

MODULE A - CLINIC ANALYTICAL CHEMISTRY

Key issues that affect the outcome of a laboratory examination on the
biological sample. Potential and criticality of various methodologies,
referring in particular to the determination of analytes in biological fluids

MODULE B - FORENSIC AND CHROMATOGRAPHIC ANALYTICAL CHEMISTRY

Principles of operation of modern scientific instrumentation for the
analysis of traces in terms of function / operation of the physical
phenomenology involved and its related analytical performance.

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Modalità di insegnamento

Modulo A (Anfossi): 5,5 CFU lezioni frontali e 0,5 CFU laboratorio

Modulo B (Baggiani): 6 CFU lezioni frontali

Frequenza: non obbligatoria per le lezioni, obbligatoria per i laboratori.

 

Module A (Anfossi): 5,5 CFU lessons  and 0,5 CFU laboratory 

Module B (Baggiani): 6 CFU lessons 

Attendance to lessons is not compulsory, whereas it is for the laboratory. 

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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 e, di norma, prevede:

- modulo A: 3-4 domande. Prima di accedere al colloquio è necessario avere prodotto un report di gruppo dell’attività svolta in laboratorio con valutazione almeno sufficiente

- modulo B: 3-4 domande volte a valutare la preparazione sull’intero programma svolto

Il voto espresso in trentesimi è dato dalla media dei voti relativi a ciascun modulo, anch’essi espressi in trentesimi.

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 and usually involves:

- module A: 3-4 questions. 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.  

- module B: 3-4 questions  aimed at ascertaining the knowledge of the whole program

The final mark is expressed in thirtieths and represents the mean of marks of each individual module (also expressed in thirtieths).

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Programma

 MODULO A - CHIMICA ANALITICA CLINICA

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.

MODULO B - CHIMICA ANALITICA CROMATOGRAFICA E FORENSE

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 bimodali, grafted
layers, colonne monolitiche.
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, solgel,
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.
Applicazioni forensi delle tecniche separative cromatografiche ed
elettroforetiche

MODULE A - CLINIC ANALYTICAL CHEMISTRY

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.

MODULE B - FORENSIC AND CHROMATOGRAPHIC ANALYTICAL CHEMISTRY

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, bimodal materials, grafted
layers, monolithic columns.
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
t e c h n i q u e s ( f r e e p h a s e , g e l , m i c e l l a r a n d m i c r o e m u l s i o n
electrochromatography, capillary electrochromatography).
Introduction to advanced techniques of sample pre-treatment and
extraction. Forensic Applications of chromatographic and electrophoretic
separation techniques.

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.

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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Ultimo aggiornamento: 11/04/2017 13:45
Location: https://ccfs.campusnet.unito.it/robots.html
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