SPETTROSCOPIA BIOMOLECOLARE
Anno accademico 2017/2018 - 1° anno - Curriculum Biologia cellulare e molecolareCrediti: 6
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 103 di studio individuale, 35 di lezione frontale, 12 di laboratorio
Semestre: 1°
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Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire allo studente le nozioni di base per comprendere le potenzialità e limitazioni nell'uso di diverse tecniche spettroscopiche per la caratterizzazione di molecole di interesse biologico.
Prerequisiti richiesti
Nessuno
Frequenza lezioni
Obbligatoria
Contenuti del corso
Richiami sulle onde elettromagnetiche. Interazione delle onde E.M. con la materia. Riflessione, rifrazione, assorbimento, emissione, diffusione. Spettroscopie vibrazionali in assorbimento infrarosso e Raman: aspetti sperimentali e analisi quantitativa. Modi vibrazionali e rotazionali delle molecole in liquidi e in gas.; lo shift chimico Vibrazioni di gruppi particolari in molecole di interesse biologico. Spettroscopia UV-Vis in assorbimento: aspetti sperimentali e analisi quantitativa. Transizioni elettroniche fra orbitali molecolari. Cromofori e assorbimenti caratteristici. Effetti del solvente e delle interazioni fra dipoli. Fluorescenza e fosforescenza: origine e parametri caratteristici. Tempi di vita e trasferimenti di energia. Labeling con fluorofori e microscopia in fluorescenza. Spettroscopie magnetiche: NMR ed EPR. Lo spin e il campo magnetico. Applicazioni analitiche, cinetiche e strutturali. Lo spin labeling. Mettali in molecole biologiche. Diffusione elastica: principi fisici. Dipendenza dalla lunghezza d'onda e dalle dimensioni delle molecole. Misure di raggio di girazione e di peso molecolare. Misure di turbidità. Attività ottica: Dicroismo Circolare e Dispersione Rotatoria Ottica. Influenza della struttura secondaria delle proteine e variazioni conformazionali. Microscpia: ottica, elettronica e in fluorescenza. Potere risolutivo. Preparazione dei campioni biologici. |
Testi di riferimento
I.D. Campbell, R. A. Dwek, "Biological Spectroscopy", Benjamin-Cummings Pub Co.
G. G. Hammes, "Spectroscopy for the Biological Sciences", Wiley-Interscience
P. Atkins, J. De Paula, Chimica Fisica Biologica, Zanichelli
Programmazione del corso
Argomenti | Riferimenti testi | |
---|---|---|
1 | Campi elettrici e onde elettromagnetiche | |
2 | Dualismo onda-particella ed effetti del confinamento | |
3 | Principi e metodologie della spettroscopia IR | |
4 | Spettroscopie ATR e Raman | |
5 | Analisi degli spettri vibrazionali | |
6 | Orbitali molecolari e transizioni elettroniche | |
7 | Assorbimento e legge di Lamert-Beer | |
8 | Assorbimenti nelle soluzioni | |
9 | Dicroismo circolare | |
10 | Fluorescenza e fosforescenza | |
11 | Equazione di Stern-Volmer e Resonance Energy Transfer | |
12 | Light scattering e misure del peso molecolare | |
13 | Campo magnetico e spin nucleare | |
14 | Spettrosocpia NMR |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Orale
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
L'esame inizia con domande di carattere generale su una delle spettroscopie studiate per poi approfondire l'argomento.