METODI DI SPETTROMETRIA DI MASSA E DI SEPARAZIONE DI MOLECOLE ORGANICHE

CHIM/06 - 6 CFU - 1° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

SALVATORE FOTI
Email: sfoti@unict.it
Edificio / Indirizzo: Dipartimento di Scienze Chimiche - Viale A. Doria, 6
Telefono: 095 7385027
Orario ricevimento: da lunedì a venerdì previo appuntamento
ROSARIA SALETTI
Email: rsaletti@unict.it
Edificio / Indirizzo: Edificio 1, viale Andrea Doria, 6 95125 Catania
Telefono: 095 7385026
Orario ricevimento: Tutti i giorni previo appuntamento


Obiettivi formativi

Il laureato in BCM, con l’insegnamento di METODI DI SPETTROMETRIA DI MASSA E DI SEPARAZIONE DI MOLECOLE ORGANICHE amplia ed approfondisce le conoscenze di base nei settori di ambito affine e integrativo, acquisite con la laurea di primo livello. Matura, inoltre, una comprensione integrata dei fenomeni biologici e una preparazione scientifica avanzata a livello chimico/biochimico ed ecologico/ambientale.


Prerequisiti richiesti

Conoscenza della chimica organica di base.



Frequenza lezioni

Obbligatoria



Contenuti del corso

Tecniche di isolamento e di separazione Liofilizzazione. Estrazione con solventi. Decolorazione. Filtrazione. Essiccamento di soluzioni organiche. Distillazione a pressione atmosferica. Distillazione frazionata. Distillazione a pressione ridotta con evaporatore rotante. Cromatografia: di ripartizione gas-liquido (GC), di adsorbimento liquido-solido, a esclusione dimensionale (SEC), di affinità, su strato sottile (TLC), ad alta prestazione (HPLC) in fase normale, inversa e fasi chirali. Strumentazione e struttura delle fasi stazionarie per le varie tecniche cromatografiche. Calcolo dell’Rf, del fattore di separazione e del fattore di risoluzione. Esempi di applicazioni a sostanze naturali e farmaci. Spettrometria di Massa Cos’è la Spettrometria di Massa. Schema a blocchi di uno strumento. Lo spettro di massa. Tecniche di ionizzazione e tipi di analizzatori. Analizzatori magnetici e potere risolutivo. Masse nominali e masse esatte. Picchi isotopici. Ionizzazione per impatto elettronico (EI). Origine dello ione molecolare e degli ioni frammento. Principali tipi di frammentazioni in spettrometria di massa per EI. Esercizi. Ionizzazioni per desorbimento: ionizzazione laser assistita da matrice (MALDI) e ionizzazione per elettronebulizzazione (ESI). Analizzatori quadrupolari, a trappola ionica e a tempo di volo. Accoppiamenti gas-cromatografia/spettrometria di massa (GC-MS) e cromatografia ad alta pressione/spettrometria di massa (LC-MS). Esempi di applicazioni della spettrometria di massa nella caratterizzazione e nella identificazione di proteine mediante approcci proteomici.



Testi di riferimento

1.R. Cozzi, P. Protti, T. Ruaro, ANALISI CHIMICA STRUMENTALE, Zanichelli, 2001

2. J. H. Gross, MASS SPECTROMETRY- A Textbook, Springer 2011

3. F.W. McLafferty, INTERPRETATION OF MASS SPECTRA University Science Books1980

4. K.A. Rubinson, J.F. Rubinson, Chimica analitica strumentale, 1a ed.,Bologna, Zanichelli, luglio 2002. ISBN 88-08-08959-2


Altro materiale didattico

Materiale didattico fornito dai docenti reperibile su Studium



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1*Principi generali di spettrometria di massa. Sorgente a ionizzazione elettronica (EI). Efficienza di ionizzazione. Analizzatori a settore magnetico.  
2*Risoluzione. Calibrazione dell’asse delle masse. Analizzatori a doppio fuoco. Alta risoluzione. 
3*Ione molecolare e picchi isotopici. Massa nominale, massa isotopica e massa media ponderale. Composizione isotopica dei principali elementi. 
4* Principi generali di frammentazione. Teoria del quasi-equilibrio. Classificazione delle reazioni di frammentazione. Frammentazione di composti che non contengono insaturazioni o eteroatomi.  
5* Scissione alfa. Scissione induttiva. Scissione di composti ciclici. Riarrangiamenti. 
6* Frammentazioni tipiche delle più comuni classi di composti organici. 
7* Analizzatori a tempo di volo. La sorgente ESI. La sorgente di ionizzazione MALDI. 
8*Analizzatori a quadrupolo e a trappola ionica. Spettrometria di massa tandem. 
9*Teoria della separazione cromatografica: migrazione differenziale degli analiti. Allargamento della banda cromatografica: percorsi multipli, diffusione longitudinale, trasferimenti di massa in fase mobile, in fase mobile stagnante e in fase stazionaria. 
10* Concetti di ritenzione e fattore di capacità, efficienza e piatto teorico, selettività, risoluzione, simmetria dei picchi. Equazione di Van Deemter. Allargamenti del picco cromatografico non dovuti alla colonna. 
11*Classificazione delle tecniche cromatografiche: la cromatografia liquida. Cromatografia liquida su colonna a bassa (LPC) e alta pressione (HPLC). Descrizione di un sistema cromatografico a pressione atmosferica e di un cromatografo ad alta pressione. 
12*Il sistema di iniezione (“loop”). Le pompe: a siringa, reciprocante a singolo pistone e a doppio pistone. Smorzatori delle pulsazioni (dampers). Sistemi di mescolamento a bassa e ad alta pressione. Tipi di gradiente. 
13*Gli eluenti per HPLC. Caratteristiche delle fasi stazionarie utilizzate in HPLC. Sistemi di rivelazione per cromatografia liquida; caratteristiche dei rivelatori: limite di rivelabilità (LOD), intervallo dinamico di linearità (LDR). 
14*Rivelatori nella cromatografia liquida: UV-Vis, a serie di diodi, a indice di rifrazione e a fluorescenza. 
15Cromatografia liquida ad alte prestazioni in fase normale e inversa (RP-HPLC): principi del metodo; fasi stazionarie ed eluenti utilizzati. 
16*Cromatografia ad esclusione molecolare: principi del metodo; fasi stazionarie ed eluenti utilizzati. 
17*Cromatografia a scambio ionico: principi del metodo; fasi stazionarie ed eluenti utilizzati.  
18Cromatografia di affinità: principi del metodo; fasi stazionarie ed eluenti utilizzati.  
19*Gascromatografia. Il gascromatografo. Gascromatografia di adsorbimento (GSC) e di ripartizione (GLC). Colonne capillari e impaccate. Gas di trasporto. 
20Fasi stazionarie solide e liquide. Criteri per la scelta della fase stazionaria. Rivelatori in gascromatografia. 
21*Interfacciamento GC/MS e HPLC/MS. 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Esame orale


PROVE IN ITINERE

non sono spreviste prove in itinere


PROVE DI FINE CORSO

non sono previste prove di fine corso


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

Le domande di esame vertono su tutti gli argomenti trattati nelle lezioni




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