SPETTROSCOPIA BIOMOLECOLARE

FIS/03 - 6 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

RICCARDO REITANO
Email: riccardo.reitano@ct.infn.it
Edificio / Indirizzo: Dipartimento di Fisica e Astronomia, Via S. Sofia 64
Telefono: 0953785409
Orario ricevimento: Martedì ore 11:00


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


Altro materiale didattico

Slides delle lezioni



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Campi elettrici e onde elettromagnetiche 
2Dualismo onda-particella ed effetti del confinamento 
3Principi e metodologie della spettroscopia IR 
4Spettroscopie ATR e Raman 
5Analisi degli spettri vibrazionali 
6Orbitali molecolari e transizioni elettroniche 
7Assorbimento e legge di Lamert-Beer 
8Assorbimenti nelle soluzioni 
9Dicroismo circolare 
10Fluorescenza e fosforescenza 
11Equazione di Stern-Volmer e Resonance Energy Transfer 
12Light scattering e misure del peso molecolare 
13Campo magnetico e spin nucleare 
14Spettrosocpia NMR 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Orale


PROVE IN ITINERE

Non previste


PROVE DI FINE CORSO

Non presenti


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.




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