FISICA APPLICATA ALLE BIOTECNOLOGIE
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2021/2022
- Docente
- FEDERICO SPIZZO
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- FIS/07
Obiettivi formativi
- Il corso intende presentare un’introduzione ad alcune delle metodologie di tipo fisico che possono essere applicate nell’ambito delle biotecnologie. Le conoscenze acquisite dagli studenti riguarderanno: interazione radiazione-materia, nozioni di radioattività e applicazioni in medicina nucleare, alcune proprietà delle onde elettromagnetiche, fluorescenza X e spettroscopie di assorbimento, spettrometria di massa, nozioni sulla fisica dei semiconduttori, nozioni sui sensori di tipo chemioresistivo e sulle loro applicazioni. Le abilità acquisite riguarderanno il saper individuare quali siano le potenzialità di alcuni metodi di analisi e di caratterizzazione e quali siano le tipologie di informazioni che con essi possono essere ottenute.
Prerequisiti
- Conoscenze di base di fisica e matematica.
Contenuti del corso
- Il corso sarà articolato nei seguenti argomenti:
Medicina Nucleare
• Cenni sulla struttura dell’atomo e del nucleo atomico, Energia di legame e stabilità del nucleo. Decadimenti radioattivi (alfa, beta e gamma) [3 ore]
• Cenni su interazione radiazione-materia. Grandezze dosimetriche e radioprotezione. Strumenti per la medicina nucleare [5 ore]
• Scintigrafia e gamma-camera. Il tomografo PET [2 ore]
• Caratteristiche generali dei radiofarmaci. Radiofarmaci convenzionali. Radiofarmaci per la PET [4 ore]
• Cenni di radioterapia e di adroterapia [2 ore]
Spettroscopia e spettrometria
• Richiami di elettromagnetismo. Brevi richiami sulla struttura della materia, sui livelli elettronici negli atomi e nelle molecole e sull’interazione tra radiazione e materia nelle bande X, UV-visibile e IR (4 ore)
• Fluorescenza X: introduzione, livelli elettronici coinvolti, setup sperimentale, tipologia di informazioni ottenibili, applicazioni. (3 ore)
• Spettroscopia di assorbimento nella banda UV-Visibile: introduzione, livelli elettronici coinvolti, setup sperimentale, tipologia di informazioni ottenibili, applicazioni. (3 ore)
• Spettroscopia di assorbimento nella banda IR: introduzione, livelli elettronici coinvolti, setup sperimentale, tipologia di informazioni ottenibili, applicazioni. (3 ore)
• Spettrometria di massa: introduzione, analizzatori magnetici ed elettrostatici, a quadrupolo ed a tempo di volo. Applicazioni. (3 ore)
Sensoristica
• Osservabili fisiche, introduzione ai materiali e sensori utilizzati per le biotecnologie ambientali e mediche. (2 ore)
• Classificazione dei sensori. (4 ore)
• Introduzione alla fisica dei semiconduttori. (2 ore)
• Richiami di fisica dedicati alla conducibilità e approfondimento sui sensori chemoresistivi. (2 ore)
• Cenni sull’utilizzo della spettroscopia IR in modalità operando per la sensoristica di gas. (2 ore)
• Applicazione dei sensori chemoresistivi nel monitoraggio ambientale, nell’agricoltura di precisione e nella diagnostica medica. (4 ore) Metodi didattici
- Il corso è organizzato in lezioni, che si svolgono in modalità telematica, sui vari argomenti.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- La verifica dell'apprendimento consiste in un esame orale con l'obiettivo di verificare se lo studente abbia compreso gli argomenti presentati durante le lezioni ed acquisito le abilità indicate. La prova orale inizierà con la presentazione di un argomento a scelta dello studente, e proseguirà con alcune domande legate ai vari argomenti del corso.
Testi di riferimento
- • Mencuccini, Silvestrini. Fisica II. Elettromagnetismo-Ottica. Liguori editore.
• P. W. Atkins. Physical chemistry- Oxford University Press.
• D. Volterrani, P.A. Erba, G. Mariani. Fondamenti di medicina nucleare. Springer
• Materiale fornito dai docenti.
