CHIMICA BIOANALITICA

L’insegnamento ricade tra le attività formative integrative del corso di laurea magistrale in Chimica e Tecnologie Sostenibili. Obiettivo primario è quello di estendere le competenze degli studenti dal campo (puramente) chimico-analitico a quello chimico-bioanalitico. In questo corso vengono trattati metodi e dispositivi analitici avanzati per l’analisi di molecole di interesse biologico e biomedico quali proteine, acidi nucleici, farmaci. Le macromolecole biologiche saranno presentate sia come analiti da determinare con opportune metodologie, sia come reagenti adatti all’analisi selettiva e sostenibile di un gran numero di molecole di interresse biologico e biotecnologico. Partendo da una panoramica sulle metodologie bioanalitiche più classiche si arriverà a trattare metodi e dispositivi innovativi quali biosensori enzimatici, immunosensori e DNA-chip, con particolare attenzione al ruolo che le nanotecnologie rivestono non solo nel settore della chimica analitica, ma anche in quello più recente della medicina di precisione.

1. Conoscenza e comprensione
i) Acquisire la conoscenza in merito alla correlazione tra struttura molecolare e metodi di analisi di proteine e polinucleotidi.
ii) Acquisire la conoscenza delle basi dei metodi di analisi enzimatica, immunochimica e di ibridazione degli acidi nucleici.
iii) Capire il ruolo innovativo che le nanotecnologie e i nanomateriali stanno giocando nel campo della chimica bioanalitica.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
i) Capire quali metodologie vanno impiegate per ottimizzare l’uso di molecole biologiche come reagenti analitici al fine di creare un biosensore affidabile.
ii) Saper impiegare i concetti appresi per prevedere quale metodo bioanalitico è il più adatto a risolvere uno specifico problema bio-analitico, quale il riconoscimento e la determinazione quantitativa di molecole di interesse biologico e medico.

3. Capacità di giudizio (compatibilmente al grado di approfondimento della materia durante il corso)
i) Saper valutare comparativamente l’efficacia di diverse strategie analitiche in termini di scelta del metodo più adatto per l’analisi qualitativa e quantitativa di biomolecole o molecole di interesse biologico e medico.
ii) Sviluppare capacità critica nella valutazione delle prestazioni analitiche di metodi basati su (o dedicati a) molecole di interesse biologico, biotecnologico e medico.

4. Abilità comunicative
i) Imparare ad utilizzare correttamente la terminologia scientifica appropriata del settore analitico e bioanalitico.
ii) Perfezionare le capacità di comunicazione orale discutendo (5-10 min) con gli altri studenti e con il docente un articolo scientifico scelto nell’ambito del programma attraverso le fonti bibliografiche (punto 5).

5. Capacità di apprendimento
i) Dimostrare di aver acquisito gli elementi base sugli argomenti trattati dal docente a lezione completando l’apprendimento attraverso la consultazione di fonti bibliografiche ed informatiche.

Lo studente deve avere familiarità con i concetti di base sia di chimica analitica classica e strumentale che di biochimica. Nello specifico, è consigliato che abbia superato l’esame di Tecniche Analitiche Avanzate e Laboratorio

Contenuti
- La chimica analitica delle molecole biologiche.
- Le molecole biologiche come reagente analitico.
- Analisi enzimatiche mediante spettrofotometria.
- Immobilizzazione di biomolecole: accoppiamento strati bioselettivi-trasduttori.
- Sensori biocatalitici elettrochimici ed ottici (cenni). Biosensori di prima, seconda e terza generazione.
- Analisi immunochimiche ed immunodosaggi RIA, EIA , ELISA. Immunosensori con marcatori (label) e senza marcatori (label-free).
- Nucleotidi, nucleosidi, DNA, RNA. Denaturazione, ibridazione, intercalazione. Analisi della sequenza degli acidi nucleici. DNA-Arrays e biochip.
- Micro e nanotecnologie in bioanalitica. Uso di nanoparticelle funzionalizzate per analisi di proteine e sequenze di nucleotidi
- Esempi applicativi di bioassay e di biosensori commerciali.

P. Ugo, P. Marafini, M. Meneghello. Bioanalytical Chemistry – From Biomolecular Recognition to Nanobiosensing. De Gruyter 2021.
A. Manz, N. Pamme, P. S. Dittrich, D. Iossifidis. Bioanalytical Chemistry. 2nd ed., London: Imperial College Press, 2015.
D. L. Nelson, M. M. Cox. Lehninger – Principles of Biochemistry. 7th ed., New York City: Macmillan Education, 2017.
J. Janata. Principles of Chemical Sensors. 2nd ed., Dordrecht: Springer, 2009.
A. J. Bard, L. R. Faulkner. Electrochemical Methods. Fundamentals and Applications. 2nd ed. New York City: Wiley, 2002.
Appunti di lezione.
Nella piattaforma “Moodle” di Ateneo sarà presente e scaricabile il materiale didattico utilizzato dal docente per le lezioni.

Esame orale.
La prova orale consiste in una serie di domande alle quali lo studente deve rispondere dimostrando di conoscere e saper esporre gli argomenti trattati dal corso.
Viene valutata la proprietà di linguaggio e l’acquisita capacità di individuare e valutare criticamente l’appropriatezza delle tecniche bioanalitiche studiate.
La prova orale ha generalmente durata di ca. 30 minuti, in ragione anche della chiarezza e coerenza delle risposte ai quesiti posti.

L’insegnamento è organizzato in lezioni frontali. L'apprendimento dei principi teorici alla base delle moderne tecniche bioanalitiche potrebbe essere integrato con la visita di laboratori dove vengono applicate alcune delle tecniche trattate a lezione, compatibilmente con la disponibilità dei laboratori stessi.
Nella piattaforma “Moodle” di Ateneo sarà presente e scaricabile il materiale didattico utilizzato dal docente per le lezioni.

Italiano

1. Sostenibilità. L’uso di molecole biologiche a fini analitici è sicuramente più sostenibile rispetto ai metodi di analisi classica in quanto consente la drastica riduzione dell’uso di reagenti tossici ed inquinanti, la riduzione dei volumi sia dei campioni che dei reagenti (e quindi dei costi e dei problemi di smaltimento), l’uso di condizioni operative blande (pressione atmosferica e temperatura ambiente o prossima all’ambiente). L’uso di strumentazione a basso costo rende tali metodologie applicabili al controllo della salute in un'ottica di point-of-care anche nei paesi in via di sviluppo.
2. Accessibilità, Disabilità e Inclusione. Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento: Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA disabilita@unive.it.
3. Gli studenti, che a titolo non possono frequentare il corso o parte di esso in presenza, sono tenuti a concordare il programma con il docente prima dell'inizio delle lezioni.

orale

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale umano, salute, educazione" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile