Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Samuele RINALDI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [SM04] BIOLOGIA MOLECOLARE E APPLICATA (Curriculum: TECNOLOGIE BIOLOGICHE) Master Degree (2 years) - [SM04] APPLIED AND MOLECULAR BIOLOGY (Curriculum: TECNOLOGIE BIOLOGICHE)
Dipartimento: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'AmbienteDepartment: [040017] Dipartimento Scienze della Vita e dell'Ambiente
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2018-2019
Anno regolamentoAnno regolamento: 2017-2018
Obbligatorio
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: C - Affine/Integrativa
Settore disciplinareAcademic discipline: CHIM/06 - CHIMICA ORGANICA
ITALIANO
Italian
Conoscenze di base di chimica organica e biochimica.
Basic knowledge of organic chemistry and biochemistry.
Sono previste 48 ore di lezioni teoriche (6 CFU).
The course consists of 48 hours (6 credits) of theory lectures.
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire la conoscenza dei concetti di base e delle forze che governano il nanomondo, oltre alla conoscenza degli approcci metodologici per la costruzione di nanostrutture e alla conoscenza generale della nanotecnologie e delle loro applicazioni, con particolare enfasi su quelle biomediche. L’insegnamento permette in particolare di acquisire la conoscenza delle nanostrutture a base di fullereni, foldameri, nanoparticelle, nanofili, nanotubi, nanomateriali e nanodispositivi utili nei campi della diagnostica, della biosensoristica, del drug delivery e della nanomedicina. L’insegnamento fornisce inoltre le nozioni di base sulle microscopie ad alta risoluzione e sulle tecniche spettroscopiche per la determinazione strutturale più utilizzate in ambito nanotecnologico.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Lo studente dovrà acquisire le seguenti abilità professionalizzanti: capacità di individuare quale tipo di nanotecnologia può essere applicata per ottenere l’attività biologica desiderata, tenendo conto delle forze alla base dell’interazione voluta. Lo studente dovrà inoltre acquisire la capacità di valutare l’efficacia realmente conseguibile e di valutare la praticabilità, il costo e la difficoltà sintetica.
Competenze trasversali.
La modalità di insegnamento, improntata alla continua sollecitazione degli studenti a valutare in modo critico e analitico gli approcci ed i risultati degli studi scientifici riportati a lezione, contribuisce a sviluppare la capacità di analizzare le informazioni ed i dati in possesso, a trovare possibili modi per ottenerne altri, ed anche a identificare problemi e possibili soluzioni, usando il pensiero critico per valutare quale è più probabile possa risultare efficace.
Knowledge and Understanding.
The course allows students to learn the basic knowledge about the most important concepts of nanotechnologies, the methodological approaches to the construction of functional nanostructures and a general overlook on their applications, with a special regard to the biomedical ones.
In particular, the course allows students to learn the basic knowledge about nanostructures based on fullerenes, carbon nanotubes, nanoparticles, nanowires, foldamers, nanomaterials and nanodevices useful in the fields of diagnostic, biosensoristic, drug delivery and nanomedicine. Moreover, the course allows students to learn basic notions on high-resolution microscopies and on spectroscopies for structural determination.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
The students will have to learn the following skills: they will have to be able to identify what kind of nanotechnology can be applied in order to obtain the desired biological activity, taking into account the forces at the basis of the interaction. Moreover, the students will have to be able to evaluate the cost, the synthetic difficulty and the actual effectiveness of the various kinds of nanotechnologies.
Transversal Skills.
The way of teaching, which is characterized by the continuous request of a critical and analytical approach in evaluating the scientific studies presented in the course, contributes to the development of analytical, creative and critical skills, so that the students will improve their ability to analyze the available data and find possible ways to obtain new ones. The ability of students to identify problems and find possible solutions, together with the use of critical thinking in order to evaluate which one is more likely to be effective, will also be improved.
Introduzione: definizioni di base e inquadramento della materia. Che cos’è una nanostruttura. La nanoscala. Esempi di nanostrutture in natura. Esempi di applicazioni già in uso basate sulle nanostrutture. Approcci alle nanostrutture: top-down e bottom-up.
Le leggi del nanomondo e gli occhi per osservarlo: proprietà fisiche, chimiche, ottiche ed elettriche nelle nanodimensioni. Interazioni non covalenti. Cenni di microscopie ad alta risoluzione: TEM, SEM, STM, AFM.
Fullereni: definizioni, proprietà, funzionalizzazioni covalenti e non. Esempi di applicazioni in ambito biologico.
Nanotubi di carbonio: definizioni, proprietà, funzionalizzazioni covalenti e non. Esempi di applicazioni in ambito biologico.
Nanoparticelle: definizioni, proprietà, esempi di applicazioni in ambito biologico. Nanofili: definizioni, proprietà, esempi di applicazioni in ambito biologico. Q-dots: proprietà ottiche ed esempi di applicazioni in ambito biologico.
Altri occhi per il nanomondo. Cenni di spettroscopie per la determinazione strutturale di proteine, peptidi e loro analoghi: diffrattometria a raggi X di cristalli, risonanza magnetica nucleare (NMR), dicroismo circolare (CD) e spettroscopia infrarossa (IR).
Peptidi e foldameri: ripasso delle caratteristiche strutturali di aminoacidi naturali, peptidi e proteine. Forze che determinano il folding. Foldameri: definizioni, strutture e applicazioni in ambito biologico dei foldameri costituiti da mimetici di α-aminoacidi, da β-aminoacidi e da mimetici di β-aminoacidi.
Introduction: basic definitions. What is a nanostructure. The nanoscale. Examples of natural nanostructures. Examples of nanostructure-based applications already in use. Approaches to nanostructures: top-down and bottom-up.
The laws of the nanoworld and the eyes to observe it: physical, chemical, optical and electric properties within the nanodimensions. Non-covalent interactions. Background of high-resolution microscopies: TEM, SEM, STM, AFM.
Fullerenes: definitions, properties, functionalizations. Examples of biological applications.
Carbon nanotubes: definitions, properties, covalent and non-covalent functionalizations. Examples of biological applications.
Nanoparticles: definitions, properties, examples of biological applications. Nanowires: definitions, properties, examples of biological applications. Q-dots: optical properties and examples of biological applications.
Other eyes for the nanoworld: background of spectroscopies for the structural determination of proteins, peptides and theirs analogues. Single crystal X-ray diffraction, nuclear magnetic resonance (NMR), circular dichroism (CD) and infrared spectroscopy (IR).
Peptides and foldamers: revision of the structural features of natural amino acids, peptides and proteins. Folding-determining forces. Foldamers: definitions, structures, properties and biological applications of foldamers derived from α-amino acids mimetics, from β-amino acids and from β-amino acids mimetics.
L’esame consiste in una prova orale in cui sono previste 3 domande aperte. Ad ogni domanda viene attribuito un punteggio compreso tra zero e dieci. L’esame si intende superato quando il voto finale è maggiore o uguale a 18.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Nella prova orale lo studente dovrà dimostrare sia la conoscenza degli argomenti, sia la capacità di utilizzare le conoscenze acquisite per risolvere problemi ipotetici. In particolare, per quanto concerne la capacità di risoluzione di problemi ipotetici, lo studente dovrà dimostrare di conoscere le leggi che regolano le interazioni tra le varie nanostrutture studiate durante il corso e le componenti biologiche.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18. È prevista l’assegnazione del massimo dei voti con lode (30 e lode).
Criteri di attribuzione del voto finale.
Il voto finale viene attribuito sommando il punteggio delle tre domande. La lode viene attribuita quando lo studente dimostra la piena conoscenza della materia e la capacità di risoluzione di problemi ipotetici.
Learning Evaluation Methods.
The examination consists of an oral exam that consists of 3 questions with open response. A score between zero and ten is attributed at every question. The exam is passed when the final grade is equal or greater than 18.
Learning Evaluation Criteria.
In the oral exam, the student will have to demonstrate both the knowledge of subjects and the ability to use the knowledge to solve hypothetical problems. In particular, the student will have to know the laws that regulate the interactions among the nanostructures and the biological components.
Learning Measurement Criteria.
The final grade is attributed in thirtieths. Successful completion of the examination will lead to grades ranging from 18 to 30 with honours.
Final Mark Allocation Criteria.
The final grade is attributed by summing the score of the 3 questions. The honours are awarded when the student demonstrates the full knowledge of the subject and the ability to solve hypothetical problems.
Materiale didattico distribuito a lezione.
Powerpoint presentations handed out by the lecturer.
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2018-2019
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
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