Obiettivi formativi del corso

L’obiettivo formativo è fornire un’adeguata conoscenza delle nozioni di chimica generale, compresa la stechiometria, necessarie per le preparazioni di laboratorio, oltre che i fondamenti per la comprensione delle tecniche analitiche. Il corso fornisce anche gli elementi essenziali di conoscenza dei composti organici di interesse biologico; vengono approfondite infatti le basi per la comprensione delle proprietà strutturali, fisiche e chimiche, con particolare riguardo alle proprietà acido-base e alle proprietà ossidoriduttive, di composti organici e biomolecole.

Modulo: Biochimica (Chimica generale)

SSD BIO/10

Docente: Comelli Marina

Lo studente deve dimostrare di conoscere le proprietà strutturali, fisiche e chimiche dei principali elementi e composti inorganici, le proprietà della materia nei suoi stati fondamentali liquido, solido e gassoso, le leggi che governano le trasformazioni chimiche, le proprietà delle soluzioni.

Programma

L’acqua e le soluzioni: Proprietà strutturali dell’acqua. Importanza biologica. L’omeostasi dell’acqua, un requisito per la salute umana. Proprietà chimico-fisiche dei liquidi ed in particolare dell’acqua. Le proprietà dell’acqua come solvente verso biomolecole polari, apolari e anfipatitiche. Le proprietà colligative delle soluzioni con particolare riguardo alla pressione osmotica. I processi di diffusione, osmosi, dialisi e le loro applicazioni in campo biomedico. Soluzioni acquose di gas e legge di Henry: applicazioni in campo biomedico.

Elementi di Cinetica Chimica: Equilibrio chimico. Concetto di reversibilità. La legge dell’azione di massa. La costante di equilibrio. Direzione di una reazione. Risposta dell’equilibrio chimico alla variazione delle condizioni.Cinetica delle reazioni chimiche. Velocità ed ordine di reazione. L’effetto della temperatura sulla velocità di reazione. L’effetto dei fattori sterici sulla velocità di reazione e in particolare nelle interazioni tra macromolecole biologiche. Concetto di energia di attivazione e funzione dei catalizzatori.

Gli equilibri in soluzione acquosa: Acidi e basi. Definizioni di Arrhenius, Bronsted, Lewis. Elettroliti deboli e forti. Elettroliti anfoteri. Il concetto di acidi e base coniugata. Equivalenti acido-base e normalità. Equilibri acido-base. La costante del prodotto ionico dell'acqua. La scala del pH. Costanti di ionizzazione e calcolo del pH. I tamponi, equazione di Henderson-Hasselbalch. Acidi poliprotici: il tampone bicarbonato e fosfato. Titolazioni acido-base.

Modalità d’esame

Le sessioni d’esame si svolgeranno alla fine del periodo didattico in date definite nelle finestre d’esame programmate dal corso di laurea. La valutazione di profitto verrà effettuata mediante esame scritto che prevede risposte a scelta multipla, risposte aperte e risoluzione di problemi semplici.

Testi adottati

J.R. Amend, B.P. Mundy, M.T. Armold. Chimica Generale, Organica e Biologica.  Piccin Editore.

Modulo: Biochimica (Chimica organica)

SSD BIO/10

Docente: Mavelli Irene

Programma

Introduzione al corso e Aspetti generali. Composti del carbonio. Impatto su biomolecole e xenobiotici. Formule e nomenclatura: regole generali. Catene idrocarburiche alifatiche. La chimica dei gruppi funzionali alla base delle proprietà delle biomolecole [biochimica]. ISOMERIA. Il concetto e i diversi tipi di isomeria. Le ricadute biochimiche e bio-analitiche: la specificità del riconoscimento molecolare; la peculiarità della sintesi biologica rispetto alla sintesi organica di molecole.

IDROCARBURI AROMATICI. Proprietà strutturali e proprietà fisiche del Benzene. Le principali biomolecole con strutture aromatiche.

Solubilità in acqua dei composti organici e delle biomolecole; il ruolo dei legami a idrogeno e delle interazioni idrofobiche.

ALCOLI, FENOLI, ETERI. Proprietà generali. Struttura, nomenclatura. Esempi di composti di rilevanza biomedica. Proprietà fisiche. Solubilità in acqua. Proprietà acido-base.

TIOLI E SOLFURI. Nomenclatura, formule. Esempi di composti di rilevanza biochimica, proprietà ossidoreduttive e proprietà acido-base.

COMPOSTI CARBONILICI e biomolecole contenenti gruppi acilici. Classificazione e gruppi funzionali. Proprietà del gruppo acilico.

ALDEIDI e CHETONI: formule, nomenclatura, proprietà fisiche e chimiche, rilevanza biomedica e bioanalitica.

GLI ACIDI CARSOSSILICI E I LORO DERIVATI. Formule, nomenclatura, proprietà fisiche e chimiche. Esempi di composti di rilevanza biomedica. Acidi grassi. Biomolecole con gruppi funzionali dicarbossilici e chetoacidi. Esteri. Anidridi. Trigliceridi.

AMMINE e altri COMPOSTI AZOTATI. Le ammine: formule, nomenclatura, proprietà fisiche e chimiche. Rilevanza biologica e biomedica delle ammine: le poliammine e le ammine biogene. I composti eterociclici azotati: proprietà basiche. Le ammidi e il legame peptidico: dalle poliammidi alle proteine, la stabilità all’idrolisi dello scheletro polipeptidico.

PROPRIETA' OSSIDORIDUTTIVE DI COMPOSTI ORGANICI E BIOMOLECOLE, importanza biochimica e ricadute bioanalitiche.

I LIPIDI: una classe eterogenea di biomolecole insolubili in acqua. I lipidi complessi: trigliceridi e fosfolipidi. Il comportamento anfipatico in acqua. I lipidi semplici : i terpeni e gli steroidi. Biomolecole con catene isoprenoidi: pigmenti, vitamine liposolubili, ormoni.

Modulo: Misure elettriche ed elettroniche

SSD ING-INF/07

Docente: Ciani Ivan

 Obiettivi specifici

L’obiettivo del corso è quello di far comprendere i principi fondamentali su cui si basa il funzionamento delle apparecchiature di misura nel Laboratorio Biomedico.

Programma

Principi generali sulla misura: concetti introduttivi; classificazione delle grandezze da misurare; espressione dei risultati; errori nella misura; misure dirette ed indirette; metodi di misura.

Il segnale elettrico: principi ed applicazioni; Circuiti elettrici e componenti di base per la strumentazione di laboratorio: misura dell’intensità di corrente: amperometro, galvanometro; misura delle tensioni: voltmetro, potenziometro; misura della resistenza: metodo diretto e ponte di Wheatstone. Effetto Peltier. Strumentazione di tipo elettromeccanico e di tipo elettronico. Conversione analogico-digitale e viceversa.

Tecniche elettrochimiche di misura: Potenziometria: elettrodi di misura e di riferimento; tecniche polarografiche, coulometriche, conduttimetriche; elettrodi specifici.

Strumenti analitici nel laboratorio biomedico: spettrofotometria in assorbimento molecolare ed atomico: richiami, principi e leggi fondamentali; spettrofotometro monoraggio e doppio raggio: lampade, monocromatori e rivelatori. Turbidimetria. Fluorimetria: la fluorescenza nelle soluzioni, lo spettrofluorimetro. Nefelometria. Cromatografia: fenomeni e principi fondamentali, cenno alle varie tecniche ed apparecchiature cromatografiche: cromatografia in fase liquida e gassosa; cenni di Spettrometria di Massa.

Modalità d’esame

Prova orale.

Bibliografia

Pasquinelli, Diagnostica e tecniche di laboratorio, vol. 1, Rosini.

Cozzi, Protti, Ruaro, Analisi Chimica Moderni Metodi Strumentali, ed. ESU.

Armanini, Sesto, Elettrotecnica Pratica, vol. 2, UTET.

Modulo: Metodi tecnici di chimica e biochimica

SSD MED/46

Docente: Tandelle Andrea

Obiettivi formativi

L’obiettivo formativo è fornire un’adeguata conoscenza di base dei materiali e degli strumenti di base più comunemente utilizzati in un laboratorio biomedico. Far riconoscere ed utilizzare in modo appropriato e corretto materiali e strumentazione nel rispetto delle metodiche da applicare.

Programma

Introduzione alla materia. Attrezzatura di laboratorio, materiali: vetro, materie plastiche, porcellana, metalli.  Vetreria: nomenclatura e attrezzature di base; distinzione in classi, uso della vetreria appropriata per l’esame da svolgere. Controllo della taratura dei recipienti volumetrici.

Utilizzo delle pipette, preparazione ed uso delle burette taratura di una pipetta. Svuotamento di una pipetta. Controllo della riproducibilità delle pipette e delle micro pipette per pesata. Taratura micro pipette. Bilance tecniche analitiche ed elettroniche. Uso delle bilance. Vari tipi di acqua.

Tecniche di laboratorio basate su cambiamenti di stato: crioscopia, pressione osmotica, distillazione, sublimazione; metodi di separazione delle fasi di sistemi eterogenei: decantazione, filtrazione, centrifugazione; metodi si separazioni di sistemi omogenei: evaporazione del solvente; distillazione; estrazione con solvente; cromatografia; cristallizzazione. Determinazione di parametri chimico fisici: costanti fisiche (punto di fusione, punto di congelamento, punto di ebollizione, indice di rifrazione).

Soluzioni. Preparazione di soluzioni con Sali, acidi e basi. Soluzioni a diversa molarità. Titolazioni. Analisi Volumetrica. Titolazione acido forte – base forte. Scelta dell’indicatore acido base.

Apparecchi termici misura della temperatura; scale termometriche; tipi di termometro; apparecchi da riscaldamento. Determinazione del ph delle soluzioni con indicatori e pHmetri. Esercitazioni in laboratorio:1- Titolazione di una base forte con un acido forte. Determinazione dei mg di NaOH presenti in una soluzione;2- titolazione al ph-metro di un acido debole.

Modalità di svolgimento

Lezioni frontali con utilizzo di tecniche interattive, integrate con esercitazioni e utilizzo del laboratorio didattico.

Modalità d’esame

Le sessioni d’esame si svolgeranno alla fine del periodo didattico in date definite nelle finestre d’esame programmate dal corso di laurea. La valutazione di profitto verrà effettuata mediante esame scritto che prevede risposte a scelta multipla, risposte aperte.

Testi di riferimento

F.Pasquinelli, Diagnostica e tecniche di laboratorio, vol.1: Chimica Clinica, Rosini; Firenze, 1988.

R.Cozzi, P.Protti, T.Ruaro, Analisi Chimica moderni metodi strumentali, ESU, 1987.

Galzigna, Plebani, Biochimica clinica generale, Piccin, 2010.

F.Savelli, O.Bruno, Analisi chimico farmaceutica, Piccin, 2005.