biotecnologie farmaceutiche

Gli studenti hanno a disposizione 3 CFU per attività di stage o tirocinio, che possono essere svolte in ambiti diversi, il cui scopo è quello di offrire allo studente la possibilità di fare un’esperienza pratica che favorisca l’acquisizione di ulteriori conoscenze teoriche e pratiche e di metodologie specifiche.
L’attività in ambito farmacologico si baserà su lezioni, esercitazioni di laboratorio e lavoro in piccoli gruppi. In particolare, gli studenti apprenderanno nozioni teoriche e pratiche su diverse tecniche sperimentali farmacologiche selezionate.
Obiettivi generali Obiettivo generale delle attività in ambito farmacologico è dare la possibilità agli studenti di acquisire conoscenze teorico e pratiche relative alle attività sperimentali affrontate.
Obiettivi specifici 1. Conoscenza e comprensione dello studente Obiettivo specifico del tirocinio è fornire allo studente, tramite lezioni, esercitazioni di laboratorio e lavoro in piccoli gruppi, conoscenza delle basi teoriche e comprensione delle modalità di applicazione di tecniche sperimentali in ambito farmacologico. 2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione La frequenza e l’attività svolta sotto supervisione del docente conferisce allo studente la possibilità di applicare o vedere applicate metodologie specifiche precedentemente introdotte teoricamente mirate al problem solving scientifico. 3. Capacità critiche e di giudizio (prove lab, relazioni scritte, etc) e 4. Capacità di comunicare quanto si è appreso La capacità critica e di giudizio e la capacità di comunicare quanto acquisito durante il tirocinio è verificata tramite la valutazione di un report organizzato secondo le linee guida fornite dal docente coordinatore che lo valuta. 5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo La frequentazione utile dele attività offerte nell’ambito del corso fornisce allo studente di Biotecnologie Farmaceutiche le conoscenze sia teoriche di base che di applicabilità di tecniche sperimentali in ambiti diversi, come anche la capacità critica di valutarne l’impatto scientifico. Il corso fornisce quindi le capacità utili al proseguimento autonomo nello studio dello studente di Biotecnologie Farmaceutiche che si approccia allo svolgimento di una tesi sperimentale.

Il corso e' un'idoneità mirata all'acquisizione da parte dello studente di metodiche di laboratorio

Programma

Organo isolato. Osserveranno la preparazione di “strips” di colon umano orientate in direzione circolare, il loro posizionamento in camere termostatate, immerse in soluzione di Krebs, e la loro connessione a trasduttori isotonici. Seguiranno quindi lo svolgimento dell’esperimento e farò vedere l’esecuzione di una curva concentrazione-risposta per gli effetti di inibizione della contrazione colica indotta da attivazione dei neuroni parasimpatici postgangliari da parte di un agonista sui recettori alfa2-adrenergici.

Interferenti Endocrini. Identificazione e caratterizzazione degli effetti avversi di contaminanti alimentari ed ambientali e in particolare degli Interferenti Endocrini, attraverso diversi approcci (epidemiologici, in vivo e in vitro). Al fine di caratterizzare effetti avversi sul sistema nervoso centrale, sul metabolismo e sulla sintesi ormonale, gli studi in vitro impiegano modelli cellulari d’elezione degli organi target, sia umani che murini, quali ad esempio cellule ipotalamiche di topo immortalizzate, cellule umane epatiche immortalizzate o cellule umane tumorali di surrene. In seguito a trattamento a livelli di dose rilevanti per l’esposizione umana, le cellule vengono analizzate per una serie di marcatori funzionali, genici e/o proteici al fine di caratterizzare gli effetti avversi determinati dalle sostanze in esame.

Analisi istopatologica (fissazione, inclusione, taglio, colorazione e lettura al microscopio ottico) di tessuti animali per valutare il potenziale danno indotto dalla sostanza su organi e tessuti

Trattamento di linee cellulari con sostanze chimiche (ad esempio contaminanti, pesticidi, etc.) Test di citotossicità

Valutazione del danno al DNA mediante Comet assay.

Approfondimento teorico sulla sperimentazione animale e sullo studio del comportamento dei piccoli roditori. Nella prima sezione, si esplora l’importante prospettiva etica delle 3R (Replacement, Reduction, Refinement) nel contesto della sperimentazione animale. Questo approfondimento non solo fornisce una comprensione più articolata dei principi che guidano la ricerca, ma offre anche una riflessione etica sulle strategie atte a minimizzare l’impatto sull’utilizzo degli animali. Nella seconda parte, gli studenti e le studentesse saranno introdotti/e ai rudimenti dello studio del comportamento dei piccoli roditori, un aspetto cruciale per comprendere gli effetti farmacologici. La sezione abbraccia una descrizione pratica (mostrando video e apparati) dettagliata dei test finalizzati alla valutazione di memoria, ansia, attenzione e altri parametri comportamentali. Questo approccio pratico consente agli studenti e alle studentesse di acquisire competenze concrete nella progettazione e conduzione di esperimenti comportamentali, un fondamentale strumento per la valutazione degli impatti farmacologici in modelli animali. L’integrazione di queste due sezioni offre agli studenti e alle studentesse una prospettiva completa, collegando le basi etiche alla pratica concreta della ricerca comportamentale.

Cellule staminali. Approfondimento sullo studio di malattie genetiche rare utilizzando il sistema delle cellule staminali pluripotenti indotte derivate da biopsie cutanee di pazienti per poi effettuare studi funzionali di caratterizzazione morfo-funzionale del tipo cellulare di interesse (ad esempio neuroni e cardiomiociti). Le cellule staminali pluripotenti indotte derivate dai pazienti possono infatti essere differenziate in cardiomiociti o neuroni in laboratorio mediante l'aggiunta ai terreni di coltura di specifici fattori di crescita che ne inducono il differenziamento. Gli studenti potranno osservare al microscopio le cellule in coltura e seguire esperimenti di caratterizzazione funzionale di neuroni derivati da cellule della cute de-differenziate.

• Materiale fornito dal docente

La partecipazione proattiva alle ore di tirocinio previste assieme ad un report scritto sulle attivita' svolte sono oggetto di valutazione da parte del Docente.

Il corso e' un'idoneità mirata all'acquisizione da parte dello studente di metodiche di laboratorio proposte dal docente e a scelta dello studente. Non e' quindi previsto un testo specifico di riferimento.

Modulo 1 - Biochimica cellulare e funzionale I Conoscenza e capacità di comprensione Comprensione dei meccanismi biochimici e molecolari che regolano le principali funzioni cellulari. Comprensione delle basi molecolari che portano ad alterazioni delle funzioni cellulari.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza dei meccanismi che regolano le principali funzioni cellulari il cui squilibrio è alla base dell’insorgenza di patologie. Queste conoscenze saranno utili per il disegno razionale e lo sviluppo di nuovi farmaci.
Abilità comunicative e capacità di apprendimento Gli studenti saranno in grado di descrivere in maniera critica i meccanismi molecolari che regolano le principali funzioni cellulari.
Modulo 2 - Biochimica cellulare e funzionale II Conoscenza e capacità di comprensione Conoscenza dei sistemi responsabili delle vie di segnalazione e della trasduzione dei segnali intra- ed extracellulari, con particolare attenzione alla funzione svolta dalle componenti proteiche ed il loro meccanismo d'azione.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza delle principali vie di segnalazione e della trasduzione dei segnali intra- ed extracellulari utili per il disegno razionale e lo sviluppo di nuovi farmaci.
Abilità comunicative e capacità di apprendimento Gli studenti saranno in grado di descrivere in maniera critica le principali vie di segnalazione e trasduzione dei segnali cellulari.

BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
Modulo1 - Biochimica cellulare e funzionale I (6CFU BIO/10)

Omeostasi: Principali meccanismi di trasduzione del segnale (GPCR, proteine G, secondi messaggeri, PKA, PKC, recettori tirosin kinasici, recettori nucleari, guanilato ciclasi).

Proteostasi: sintesi delle proteine e sua regolazione; folding, chaperones, stress ossidativo e anomalie da misfolding; unfolding protein response; modifiche post-traduzionali; traffico intracellulare; degradazione delle proteine lisosomiale e proteasomiale (ubiquitin protein system); controllo allosterico metabolita- o macromolecola-mediato; controllo traduzionale mediato da proteine e da RNA; controllo trascrizionale, modifiche istoniche e cenni di epigenetica.

Regolazione nutrizionale del metabolismo: principali vie bioenergetiche e loro regolazione ormonale (insulina, glucagone, cortisolo e adrenalina); low fuel warning system, AMPK; flight or fight response; regolatori trascrizionali SREBP, ChREBP. Bilancio delle proteine: mTOR, FOXO-1. Sirtuine e PGC-1. Cenni di biochimica sistematica umana (fegato, tessuto adiposo, muscolo), insulino resistenza. Controllo della respirazione.

Modulo2 - Biochimica cellulare e funzionale II (3CFU BIO/11)

Omeostasi e integrità cellulari: sintesi del DNA, attività enzimatiche coinvolte, struttura del nucleo e organizzazione della cromatina. Ciclo cellulare: proteine coinvolte (cicline, CDK); ruolo di Rb e di E2F; controllo del ciclo cellulare, check points, inibitori e ruolo di p53. Danno genomico e meccanismi di riparo.

Risposta all’ipossia, HIF1alfa; shift metabolico nel cancro ed effetto Warburg. Controllo del metabolismo energetico a seguito di produzione di ROS. Meccanismi dell’autofagia.

Morte cellulare: necrosi e apoptosi; proteine coinvolte nell’apoptosi (iniziatori, regolatori ed effettori); pathway dell’apoptosi estrinseco ed intrinseco; ruolo dell’apoptosi.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
Modulo1 - Biochimica cellulare e funzionale I (6CFU BIO/10)

Omeostasi: Principali meccanismi di trasduzione del segnale (GPCR, proteine G, secondi messaggeri, PKA, PKC, recettori tirosin kinasici, recettori nucleari, guanilato ciclasi).

Proteostasi: sintesi delle proteine e sua regolazione; folding, chaperones, stress ossidativo e anomalie da misfolding; unfolding protein response; modifiche post-traduzionali; traffico intracellulare; degradazione delle proteine lisosomiale e proteasomiale (ubiquitin protein system); controllo allosterico metabolita- o macromolecola-mediato; controllo traduzionale mediato da proteine e da RNA; controllo trascrizionale, modifiche istoniche e cenni di epigenetica.

Regolazione nutrizionale del metabolismo: principali vie bioenergetiche e loro regolazione ormonale (insulina, glucagone, cortisolo e adrenalina); low fuel warning system, AMPK; flight or fight response; regolatori trascrizionali SREBP, ChREBP. Bilancio delle proteine: mTOR, FOXO-1. Sirtuine e PGC-1. Cenni di biochimica sistematica umana (fegato, tessuto adiposo, muscolo), insulino resistenza. Controllo della respirazione.

Modulo2 - Biochimica cellulare e funzionale II (3CFU BIO/11)

Omeostasi e integrità cellulari: sintesi del DNA, attività enzimatiche coinvolte, struttura del nucleo e organizzazione della cromatina. Ciclo cellulare: proteine coinvolte (cicline, CDK); ruolo di Rb e di E2F; controllo del ciclo cellulare, check points, inibitori e ruolo di p53. Danno genomico e meccanismi di riparo.

Risposta all’ipossia, HIF1alfa; shift metabolico nel cancro ed effetto Warburg. Controllo del metabolismo energetico a seguito di produzione di ROS. Meccanismi dell’autofagia.

Morte cellulare: necrosi e apoptosi; proteine coinvolte nell’apoptosi (iniziatori, regolatori ed effettori); pathway dell’apoptosi estrinseco ed intrinseco; ruolo dell’apoptosi.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2

• le lezioni sono organizzate come da presentazioni ppt presenti sulla pagine e-learning del Corso

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1

• le lezioni sono organizzate come da presentazioni ppt presenti sulla pagine e-learning del Corso

BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
Modulo1 - Biochimica cellulare e funzionale I (6CFU BIO/10)

Omeostasi: Principali meccanismi di trasduzione del segnale (GPCR, proteine G, secondi messaggeri, PKA, PKC, recettori tirosin kinasici, recettori nucleari, guanilato ciclasi).

Proteostasi: sintesi delle proteine e sua regolazione; folding, chaperones, stress ossidativo e anomalie da misfolding; unfolding protein response; modifiche post-traduzionali; traffico intracellulare; degradazione delle proteine lisosomiale e proteasomiale (ubiquitin protein system); controllo allosterico metabolita- o macromolecola-mediato; controllo traduzionale mediato da proteine e da RNA; controllo trascrizionale, modifiche istoniche e cenni di epigenetica.

Regolazione nutrizionale del metabolismo: principali vie bioenergetiche e loro regolazione ormonale (insulina, glucagone, cortisolo e adrenalina); low fuel warning system, AMPK; flight or fight response; regolatori trascrizionali SREBP, ChREBP. Bilancio delle proteine: mTOR, FOXO-1. Sirtuine e PGC-1. Cenni di biochimica sistematica umana (fegato, tessuto adiposo, muscolo), insulino resistenza. Controllo della respirazione.

Modulo2 - Biochimica cellulare e funzionale II (3CFU BIO/11)

Omeostasi e integrità cellulari: sintesi del DNA, attività enzimatiche coinvolte, struttura del nucleo e organizzazione della cromatina. Ciclo cellulare: proteine coinvolte (cicline, CDK); ruolo di Rb e di E2F; controllo del ciclo cellulare, check points, inibitori e ruolo di p53. Danno genomico e meccanismi di riparo.

Risposta all’ipossia, HIF1alfa; shift metabolico nel cancro ed effetto Warburg. Controllo del metabolismo energetico a seguito di produzione di ROS. Meccanismi dell’autofagia.

Morte cellulare: necrosi e apoptosi; proteine coinvolte nell’apoptosi (iniziatori, regolatori ed effettori); pathway dell’apoptosi estrinseco ed intrinseco; ruolo dell’apoptosi.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
Modulo1 - Biochimica cellulare e funzionale I (6CFU BIO/10)

Omeostasi: Principali meccanismi di trasduzione del segnale (GPCR, proteine G, secondi messaggeri, PKA, PKC, recettori tirosin kinasici, recettori nucleari, guanilato ciclasi).

Proteostasi: sintesi delle proteine e sua regolazione; folding, chaperones, stress ossidativo e anomalie da misfolding; unfolding protein response; modifiche post-traduzionali; traffico intracellulare; degradazione delle proteine lisosomiale e proteasomiale (ubiquitin protein system); controllo allosterico metabolita- o macromolecola-mediato; controllo traduzionale mediato da proteine e da RNA; controllo trascrizionale, modifiche istoniche e cenni di epigenetica.

Regolazione nutrizionale del metabolismo: principali vie bioenergetiche e loro regolazione ormonale (insulina, glucagone, cortisolo e adrenalina); low fuel warning system, AMPK; flight or fight response; regolatori trascrizionali SREBP, ChREBP. Bilancio delle proteine: mTOR, FOXO-1. Sirtuine e PGC-1. Cenni di biochimica sistematica umana (fegato, tessuto adiposo, muscolo), insulino resistenza. Controllo della respirazione.

Modulo2 - Biochimica cellulare e funzionale II (3CFU BIO/11)

Omeostasi e integrità cellulari: sintesi del DNA, attività enzimatiche coinvolte, struttura del nucleo e organizzazione della cromatina. Ciclo cellulare: proteine coinvolte (cicline, CDK); ruolo di Rb e di E2F; controllo del ciclo cellulare, check points, inibitori e ruolo di p53. Danno genomico e meccanismi di riparo.

Risposta all’ipossia, HIF1alfa; shift metabolico nel cancro ed effetto Warburg. Controllo del metabolismo energetico a seguito di produzione di ROS. Meccanismi dell’autofagia.

Morte cellulare: necrosi e apoptosi; proteine coinvolte nell’apoptosi (iniziatori, regolatori ed effettori); pathway dell’apoptosi estrinseco ed intrinseco; ruolo dell’apoptosi.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2

• le lezioni sono organizzate come da presentazioni ppt presenti sulla pagine e-learning del Corso

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1

• le lezioni sono organizzate come da presentazioni ppt presenti sulla pagine e-learning del Corso

BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
prova orale con le due docenti

BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
prova orale con le due docenti

BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
La Biochimica di Thomas M. Devlin, VI ed., EdiSES

Materiale didattico fornito dal docente (articoli e reviews) sulla pagina e-learning del corso.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
La Biochimica di Thomas M. Devlin, VI ed., EdiSES

Materiale didattico fornito dal docente (articoli e reviews) sulla pagina e-learning del corso.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
consultabile sulla pagina e-learning del corso

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
consultabile sulla pagina e-learning del corso

BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
La Biochimica di Thomas M. Devlin, VI ed., EdiSES

Materiale didattico fornito dal docente (articoli e reviews) sulla pagina e-learning del corso.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
La Biochimica di Thomas M. Devlin, VI ed., EdiSES

Materiale didattico fornito dal docente (articoli e reviews) sulla pagina e-learning del corso.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
consultabile sulla pagina e-learning del corso

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
consultabile sulla pagina e-learning del corso

Modulo1 - Biochimica cellulare e funzionale I

Conoscenza e capacità di comprensione

Comprensione dei meccanismi biochimici e molecolari che regolano le principali funzioni cellulari. Comprensione delle basi molecolari che portano ad alterazioni delle funzioni cellulari.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza dei meccanismi che regolano le principali funzioni cellulari il cui squilibrio è alla base dell’insorgenza di patologie. Queste conoscenze saranno utili per il disegno razionale e lo sviluppo di nuovi farmaci.

Abilità comunicative e capacità di apprendimento

Gli studenti saranno in grado di descrivere in maniera critica i meccanismi molecolari che regolano le principali funzioni cellulari.

Modulo 2 - Biochimica cellulare e funzionale II

Conoscenza e capacità di comprensione

Conoscenza dei sistemi responsabili delle vie di segnalazione e della trasduzione dei segnali intra- ed extracellulari, con particolare attenzione alla funzione svolta dalle componenti proteiche ed il loro meccanismo d'azione.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza delle principali vie di segnalazione e della trasduzione dei segnali intra- ed extracellulari utili per il disegno razionale e lo sviluppo di nuovi farmaci.

Abilità comunicative e capacità di apprendimento

Gli studenti saranno in grado di descrivere in maniera critica le principali vie di segnalazione e trasduzione dei segnali cellulari.

Meccanismi molecolari di regolazione delle molecole informazionali

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
Modulo1 - Biochimica cellulare e funzionale I (6CFU BIO/10)

Omeostasi: Principali meccanismi di trasduzione del segnale (GPCR, proteine G, secondi messaggeri, PKA, PKC, recettori tirosin kinasici, recettori nucleari, guanilato ciclasi).

Proteostasi: sintesi delle proteine e sua regolazione; folding, chaperones, stress ossidativo e anomalie da misfolding; unfolding protein response; modifiche post-traduzionali; traffico intracellulare; degradazione delle proteine lisosomiale e proteasomiale (ubiquitin protein system); controllo allosterico metabolita- o macromolecola-mediato; controllo traduzionale mediato da proteine e da RNA; controllo trascrizionale, modifiche istoniche e cenni di epigenetica.

Regolazione nutrizionale del metabolismo: principali vie bioenergetiche e loro regolazione ormonale (insulina, glucagone, cortisolo e adrenalina); low fuel warning system, AMPK; flight or fight response; regolatori trascrizionali SREBP, ChREBP. Bilancio delle proteine: mTOR, FOXO-1. Sirtuine e PGC-1. Cenni di biochimica sistematica umana (fegato, tessuto adiposo, muscolo), insulino resistenza. Controllo della respirazione.

Modulo2 - Biochimica cellulare e funzionale II (3CFU BIO/11)

Omeostasi e integrità cellulari: sintesi del DNA, attività enzimatiche coinvolte, struttura del nucleo e organizzazione della cromatina. Ciclo cellulare: proteine coinvolte (cicline, CDK); ruolo di Rb e di E2F; controllo del ciclo cellulare, check points, inibitori e ruolo di p53. Danno genomico e meccanismi di riparo.

Risposta all’ipossia, HIF1alfa; shift metabolico nel cancro ed effetto Warburg. Controllo del metabolismo energetico a seguito di produzione di ROS. Meccanismi dell’autofagia.

Morte cellulare: necrosi e apoptosi; proteine coinvolte nell’apoptosi (iniziatori, regolatori ed effettori); pathway dell’apoptosi estrinseco ed intrinseco; ruolo dell’apoptosi.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
Modulo1 - Biochimica cellulare e funzionale I (6CFU BIO/10)

Omeostasi: Principali meccanismi di trasduzione del segnale (GPCR, proteine G, secondi messaggeri, PKA, PKC, recettori tirosin kinasici, recettori nucleari, guanilato ciclasi).

Proteostasi: sintesi delle proteine e sua regolazione; folding, chaperones, stress ossidativo e anomalie da misfolding; unfolding protein response; modifiche post-traduzionali; traffico intracellulare; degradazione delle proteine lisosomiale e proteasomiale (ubiquitin protein system); controllo allosterico metabolita- o macromolecola-mediato; controllo traduzionale mediato da proteine e da RNA; controllo trascrizionale, modifiche istoniche e cenni di epigenetica.

Regolazione nutrizionale del metabolismo: principali vie bioenergetiche e loro regolazione ormonale (insulina, glucagone, cortisolo e adrenalina); low fuel warning system, AMPK; flight or fight response; regolatori trascrizionali SREBP, ChREBP. Bilancio delle proteine: mTOR, FOXO-1. Sirtuine e PGC-1. Cenni di biochimica sistematica umana (fegato, tessuto adiposo, muscolo), insulino resistenza. Controllo della respirazione.

Modulo2 - Biochimica cellulare e funzionale II (3CFU BIO/11)

Omeostasi e integrità cellulari: sintesi del DNA, attività enzimatiche coinvolte, struttura del nucleo e organizzazione della cromatina. Ciclo cellulare: proteine coinvolte (cicline, CDK); ruolo di Rb e di E2F; controllo del ciclo cellulare, check points, inibitori e ruolo di p53. Danno genomico e meccanismi di riparo.

Risposta all’ipossia, HIF1alfa; shift metabolico nel cancro ed effetto Warburg. Controllo del metabolismo energetico a seguito di produzione di ROS. Meccanismi dell’autofagia.

Morte cellulare: necrosi e apoptosi; proteine coinvolte nell’apoptosi (iniziatori, regolatori ed effettori); pathway dell’apoptosi estrinseco ed intrinseco; ruolo dell’apoptosi.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2

• le lezioni sono organizzate come da presentazioni ppt presenti sulla pagine e-learning del Corso

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1

• le lezioni sono organizzate come da presentazioni ppt presenti sulla pagine e-learning del Corso

prova orale con le due docenti

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
La Biochimica di Thomas M. Devlin, VI ed., EdiSES

Materiale didattico fornito dal docente (articoli e reviews) sulla pagina e-learning del corso.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
La Biochimica di Thomas M. Devlin, VI ed., EdiSES

Materiale didattico fornito dal docente (articoli e reviews) sulla pagina e-learning del corso.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
consultabile sulla pagina e-learning del corso

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
consultabile sulla pagina e-learning del corso

Modulo1 - Biochimica cellulare e funzionale I

Conoscenza e capacità di comprensione

Comprensione dei meccanismi biochimici e molecolari che regolano le principali funzioni cellulari. Comprensione delle basi molecolari che portano ad alterazioni delle funzioni cellulari.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza dei meccanismi che regolano le principali funzioni cellulari il cui squilibrio è alla base dell’insorgenza di patologie. Queste conoscenze saranno utili per il disegno razionale e lo sviluppo di nuovi farmaci.

Abilità comunicative e capacità di apprendimento

Gli studenti saranno in grado di descrivere in maniera critica i meccanismi molecolari che regolano le principali funzioni cellulari.

Modulo 2 - Biochimica cellulare e funzionale II

Conoscenza e capacità di comprensione

Conoscenza dei sistemi responsabili delle vie di segnalazione e della trasduzione dei segnali intra- ed extracellulari, con particolare attenzione alla funzione svolta dalle componenti proteiche ed il loro meccanismo d'azione.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza delle principali vie di segnalazione e della trasduzione dei segnali intra- ed extracellulari utili per il disegno razionale e lo sviluppo di nuovi farmaci.

Abilità comunicative e capacità di apprendimento

Gli studenti saranno in grado di descrivere in maniera critica le principali vie di segnalazione e trasduzione dei segnali cellulari.

Meccanismi molecolari di regolazione delle molecole informazionali

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
Modulo1 - Biochimica cellulare e funzionale I (6CFU BIO/10)

Omeostasi: Principali meccanismi di trasduzione del segnale (GPCR, proteine G, secondi messaggeri, PKA, PKC, recettori tirosin kinasici, recettori nucleari, guanilato ciclasi).

Proteostasi: sintesi delle proteine e sua regolazione; folding, chaperones, stress ossidativo e anomalie da misfolding; unfolding protein response; modifiche post-traduzionali; traffico intracellulare; degradazione delle proteine lisosomiale e proteasomiale (ubiquitin protein system); controllo allosterico metabolita- o macromolecola-mediato; controllo traduzionale mediato da proteine e da RNA; controllo trascrizionale, modifiche istoniche e cenni di epigenetica.

Regolazione nutrizionale del metabolismo: principali vie bioenergetiche e loro regolazione ormonale (insulina, glucagone, cortisolo e adrenalina); low fuel warning system, AMPK; flight or fight response; regolatori trascrizionali SREBP, ChREBP. Bilancio delle proteine: mTOR, FOXO-1. Sirtuine e PGC-1. Cenni di biochimica sistematica umana (fegato, tessuto adiposo, muscolo), insulino resistenza. Controllo della respirazione.

Modulo2 - Biochimica cellulare e funzionale II (3CFU BIO/11)

Omeostasi e integrità cellulari: sintesi del DNA, attività enzimatiche coinvolte, struttura del nucleo e organizzazione della cromatina. Ciclo cellulare: proteine coinvolte (cicline, CDK); ruolo di Rb e di E2F; controllo del ciclo cellulare, check points, inibitori e ruolo di p53. Danno genomico e meccanismi di riparo.

Risposta all’ipossia, HIF1alfa; shift metabolico nel cancro ed effetto Warburg. Controllo del metabolismo energetico a seguito di produzione di ROS. Meccanismi dell’autofagia.

Morte cellulare: necrosi e apoptosi; proteine coinvolte nell’apoptosi (iniziatori, regolatori ed effettori); pathway dell’apoptosi estrinseco ed intrinseco; ruolo dell’apoptosi.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
Modulo1 - Biochimica cellulare e funzionale I (6CFU BIO/10)

Omeostasi: Principali meccanismi di trasduzione del segnale (GPCR, proteine G, secondi messaggeri, PKA, PKC, recettori tirosin kinasici, recettori nucleari, guanilato ciclasi).

Proteostasi: sintesi delle proteine e sua regolazione; folding, chaperones, stress ossidativo e anomalie da misfolding; unfolding protein response; modifiche post-traduzionali; traffico intracellulare; degradazione delle proteine lisosomiale e proteasomiale (ubiquitin protein system); controllo allosterico metabolita- o macromolecola-mediato; controllo traduzionale mediato da proteine e da RNA; controllo trascrizionale, modifiche istoniche e cenni di epigenetica.

Regolazione nutrizionale del metabolismo: principali vie bioenergetiche e loro regolazione ormonale (insulina, glucagone, cortisolo e adrenalina); low fuel warning system, AMPK; flight or fight response; regolatori trascrizionali SREBP, ChREBP. Bilancio delle proteine: mTOR, FOXO-1. Sirtuine e PGC-1. Cenni di biochimica sistematica umana (fegato, tessuto adiposo, muscolo), insulino resistenza. Controllo della respirazione.

Modulo2 - Biochimica cellulare e funzionale II (3CFU BIO/11)

Omeostasi e integrità cellulari: sintesi del DNA, attività enzimatiche coinvolte, struttura del nucleo e organizzazione della cromatina. Ciclo cellulare: proteine coinvolte (cicline, CDK); ruolo di Rb e di E2F; controllo del ciclo cellulare, check points, inibitori e ruolo di p53. Danno genomico e meccanismi di riparo.

Risposta all’ipossia, HIF1alfa; shift metabolico nel cancro ed effetto Warburg. Controllo del metabolismo energetico a seguito di produzione di ROS. Meccanismi dell’autofagia.

Morte cellulare: necrosi e apoptosi; proteine coinvolte nell’apoptosi (iniziatori, regolatori ed effettori); pathway dell’apoptosi estrinseco ed intrinseco; ruolo dell’apoptosi.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2

• le lezioni sono organizzate come da presentazioni ppt presenti sulla pagine e-learning del Corso

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1

• le lezioni sono organizzate come da presentazioni ppt presenti sulla pagine e-learning del Corso

prova orale con le due docenti

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
La Biochimica di Thomas M. Devlin, VI ed., EdiSES

Materiale didattico fornito dal docente (articoli e reviews) sulla pagina e-learning del corso.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
La Biochimica di Thomas M. Devlin, VI ed., EdiSES

Materiale didattico fornito dal docente (articoli e reviews) sulla pagina e-learning del corso.

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 2
consultabile sulla pagina e-learning del corso

Modulo: BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE 1
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L'insegnamento è costituito da due moduli: "Biologia Strutturale" e "Bioinformatica Strutturale", ciascuno da 3 CFU, per un totale di 6 CFU. Gli obiettivi formativi sono stati definiti per fornire agli studenti una conoscenza approfondita e integrata delle strutture biologiche e degli strumenti bioinformatici utilizzati per analizzarle, con particolare attenzione alle applicazioni in campo farmaceutico.

Obiettivi Generali del Corso:

Competenza Interdisciplinare: Contribuire alla formazione di professionisti che sappiano integrare le conoscenze di biologia e bioinformatica strutturale e applicare queste conoscenze integrate nella ricerca e sviluppo di nuovi farmaci.

Capacità Analitica e Critica: Sviluppare la capacità di analizzare criticamente le strutture molecolari e le interazioni biologiche attraverso approcci sperimentali e computazionali.

Questo insegnamento mira nel contesto dell’intero corso di Biotecnologie Farmaceutiche a fornire quelle conoscenze specifiche utili a preparare gli studenti ad affrontare le sfide scientifiche e tecnologiche nell'ambito delle biotecnologie farmaceutiche, fornendo loro gli strumenti necessari per contribuire efficacemente alla ricerca e allo sviluppo di nuove terapie.

Obiettivi Formativi:

Modulo 1: Biologia Strutturale (3 CFU)

1. Comprendere le Basi Strutturali delle Macromolecole Biologiche:

• Conoscere la struttura e la funzione delle principali macromolecole biologiche (in particolare proteine e acidi nucleici).
• Esplorare le interazioni molecolari e le dinamiche strutturali che influenzano la funzione biologica.

2. Tecniche di Determinazione Strutturale:

• Comprendere le basi delle principali tecniche utilizzate per determinare la struttura delle macromolecole, tra cui cristallografia a raggi X, risonanza magnetica nucleare (NMR) e microscopia elettronica (EM).
• Capire i principi teorici alla base di queste tecniche e come vengono applicate nella ricerca strutturale.

3. Applicazioni in Biotecnologie Farmaceutiche:

• Analizzare come la conoscenza delle strutture molecolari possa essere utilizzata per lo sviluppo di farmaci.
• Esaminare casi di studio che illustrano il ruolo della biologia strutturale nella scoperta e nello sviluppo di farmaci innovativi.

Modulo 2: Bioinformatica Strutturale (3 CFU)

Preliminare: comprendere il contesto biologico ed evolutivo come presupposto delle analisi bioinformatiche

1. Strumenti e Tecniche Bioinformatiche per l'Analisi Strutturale:

• Conoscenza e uso dei principali database di interesse della bioinformatica
• Comprendere e applicare i principali strumenti di allineamento di sequenze e ricerca in banche dati e saper interpretare criticamente i risultati
• Comprendere e applicare i principali strumenti di previsione e analisi di strutture tridimensionali basati sulla sequenza inclusi cenni al machine learning e alle sue applicazioni in bioinformatica
• Saper utilizzare le funzioni di base di strumenti integrati di analisi di sequenze e struttura

2. Modellazione Molecolare e Simulazioni:

• Saper utilizzare le funzioni di base dei principali strumenti di grafica molecolare e analisi strutturale: ChimeraX o PyMOL
• Apprendere le basi teoriche della modellazione molecolare, inclusa la predizione strutturale tramite omologia e de novo e uso delle relative risorse.
• Comprendere i concetti di base della dinamica molecolare

3. Analisi Computazionale e Interpretazione dei Dati:

• Sviluppare abilità nell'analisi dei dati strutturali utilizzando metodi computazionali.
• Comprendere i limiti delle tecniche e i campi di applicazione
• Interpretare i risultati delle analisi bioinformatiche e integrare tali informazioni per applicarle a problemi biotecnologici e farmaceutici.

L'insegnamento è costituito da due moduli: "Biologia Strutturale" e "Bioinformatica Strutturale", ciascuno da 3 CFU, per un totale di 6 CFU. Gli obiettivi formativi sono stati definiti per fornire agli studenti una conoscenza approfondita e integrata delle strutture biologiche e degli strumenti bioinformatici utilizzati per analizzarle, con particolare attenzione alle applicazioni in campo farmaceutico.

Competenza Interdisciplinare: Contribuire alla formazione di professionisti che sappiano integrare le conoscenze di biologia e bioinformatica strutturale e applicare queste conoscenze integrate nella ricerca e sviluppo di nuovi farmaci.

Capacità Analitica e Critica: Sviluppare la capacità di analizzare criticamente le strutture molecolari e le interazioni biologiche attraverso approcci sperimentali e computazionali.

Questo insegnamento mira nel contesto dell’intero corso di Biotecnologie Farmaceutiche a fornire quelle conoscenze specifiche utili a preparare gli studenti ad affrontare le sfide scientifiche e tecnologiche nell'ambito delle biotecnologie farmaceutiche, fornendo loro gli strumenti necessari per contribuire efficacemente alla ricerca e allo sviluppo di nuove terapie.

Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE
Struttura e funzione delle macromolecole biologiche (1 CFU):

• Proprietà chimico-fisiche degli amminoacidi e degli acidi nucleici
• Livelli di struttura delle proteine e degli acidi nucleici
• Principi di folding e stabilità delle proteine
• Relazione tra struttura e funzione delle macromolecole biologiche

Tecniche sperimentali per la determinazione della struttura tridimensionale delle macromolecole biologiche (2 CFU):

• Cristallografia a raggi X
• Spettroscopia NMR
• Microscopia crioelettronica
• Approfondimenti, seminari

Modulo: BIOINFORMATICA

• Descrizione delle principali banche di dati biologiche e delle modalità di interrogazione (2 ore)
• Confronto di due sequenze con algoritmi esatti ed euristici; confronto di due genomi (2 ore)
• Matrici di punteggio (1 ora)
• Ricerche in banche dati per somiglianza di sequenza (3 ore)
• Metodi per calcolare allineamenti multipli di sequenze (4 ore)
• Costruzione di profili e PSSM (2 ore)
• Ricerche con profili in banche dati; banche dati di profili (2 ore)
• Modelli di Markov Nascosti (HMM) e uso per ricerche in banche dati, allineamento di sequenze, previsione di strutture proteiche, previsione di geni (2 ore)
• Reti neurali e algoritmi di classificazione automatica; applicazione alla previsione di strutture secondarie, dell’accessibilità al solvente, peptidi segnale, epitopi antigenici, zone di interazione proteina-proteina (2 ore)
• Uso di programmi di grafica molecolare (2 ore)
• Modellazione per omologia (2 ore)

Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE

• Gli argomenti delle lezioni seguiranno l'ordine delle lezioni

disponibilii online, ma sono soggette a variazioni a discrezione del docente

Modulo: BIOINFORMATICA

Esame orale

Progetti di ricerca di gruppo

Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE
Slide delle lezioni in PDF + materiale fornito dal docente.

Consigliato, ma NON obbligatorio:

Metodologie biochimiche e biomolecolari

Strumenti e tecniche per il laboratorio del nuovo millennio

autore: Mauro Maccarrone

anno:2019

ISBN: 9788808520555

Modulo: BIOINFORMATICA
Il materiale didattico è disponibile sul sito elearning sotto forma di videolezioni e file pdf. Durante il corso saranno utilizzati server disponibili su rete e programmi gratuiti.

Testo facoltativo:

Pascarella Paiardini, Bioinformatica, Zanichelli

Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE
Oltre ai testi adottati lvengono indicati i rfiferimenti a lavori specifici durante le lezioni e le esercitazioni.

Modulo: BIOINFORMATICA
Loman, N., Watson, M. So you want to be a computational biologist?. Nat Biotechnol 31, 996–998 (2013). https://doi.org/10.1038/nbt.2740

L'insegnamento è costituito da due moduli: "Biologia Strutturale" e "Bioinformatica Strutturale", ciascuno da 3 CFU, per un totale di 6 CFU. Gli obiettivi formativi sono stati definiti per fornire agli studenti una conoscenza approfondita e integrata delle strutture biologiche e degli strumenti bioinformatici utilizzati per analizzarle, con particolare attenzione alle applicazioni in campo farmaceutico.
Obiettivi Generali del Corso: Competenza Interdisciplinare: Contribuire alla formazione di professionisti che sappiano integrare le conoscenze di biologia e bioinformatica strutturale e applicare queste conoscenze integrate nella ricerca e sviluppo di nuovi farmaci. Capacità Analitica e Critica: Sviluppare la capacità di analizzare criticamente le strutture molecolari e le interazioni biologiche attraverso approcci sperimentali e computazionali. Questo insegnamento mira nel contesto dell’intero corso di Biotecnologie Farmaceutiche a fornire quelle conoscenze specifiche utili a preparare gli studenti ad affrontare le sfide scientifiche e tecnologiche nell'ambito delle biotecnologie farmaceutiche, fornendo loro gli strumenti necessari per contribuire efficacemente alla ricerca e allo sviluppo di nuove terapie.
Obiettivi Formativi:
Modulo 1: Biologia Strutturale (3 CFU) 1. Comprendere le Basi Strutturali delle Macromolecole Biologiche: • Conoscere la struttura e la funzione delle principali macromolecole biologiche (in particolare proteine e acidi nucleici). • Esplorare le interazioni molecolari e le dinamiche strutturali che influenzano la funzione biologica. 2. Tecniche di Determinazione Strutturale: • Comprendere le basi delle principali tecniche utilizzate per determinare la struttura delle macromolecole, tra cui cristallografia a raggi X, risonanza magnetica nucleare (NMR) e microscopia elettronica (EM). • Capire i principi teorici alla base di queste tecniche e come vengono applicate nella ricerca strutturale. 3. Applicazioni in Biotecnologie Farmaceutiche: • Analizzare come la conoscenza delle strutture molecolari possa essere utilizzata per lo sviluppo di farmaci. • Esaminare casi di studio che illustrano il ruolo della biologia strutturale nella scoperta e nello sviluppo di farmaci innovativi.
Modulo 2: Bioinformatica Strutturale (3 CFU) Preliminare: comprendere il contesto biologico ed evolutivo come presupposto delle analisi bioinformatiche 1. Strumenti e Tecniche Bioinformatiche per l'Analisi Strutturale: • Conoscenza e uso dei principali database di interesse della bioinformatica • Comprendere e applicare i principali strumenti di allineamento di sequenze e ricerca in banche dati e saper interpretare criticamente i risultati • Comprendere e applicare i principali strumenti di previsione e analisi di strutture tridimensionali basati sulla sequenza inclusi cenni al machine learning e alle sue applicazioni in bioinformatica • Saper utilizzare le funzioni di base di strumenti integrati di analisi di sequenze e struttura 2. Modellazione Molecolare e Simulazioni: • Saper utilizzare le funzioni di base dei principali strumenti di grafica molecolare e analisi strutturale: ChimeraX o PyMOL • Apprendere le basi teoriche della modellazione molecolare, inclusa la predizione strutturale tramite omologia e de novo e uso delle relative risorse. • Comprendere i concetti di base della dinamica molecolare 3. Analisi Computazionale e Interpretazione dei Dati: • Sviluppare abilità nell'analisi dei dati strutturali utilizzando metodi computazionali. • Comprendere i limiti delle tecniche e i campi di applicazione • Interpretare i risultati delle analisi bioinformatiche e integrare tali informazioni per applicarle a problemi biotecnologici e farmaceutici.

BIOLOGIA STRUTTURALE
Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE
Struttura e funzione delle macromolecole biologiche (1 CFU):

• Proprietà chimico-fisiche degli amminoacidi e degli acidi nucleici
• Livelli di struttura delle proteine e degli acidi nucleici
• Principi di folding e stabilità delle proteine
• Relazione tra struttura e funzione delle macromolecole biologiche

Tecniche sperimentali per la determinazione della struttura tridimensionale delle macromolecole biologiche (2 CFU):

• Cristallografia a raggi X
• Spettroscopia NMR
• Microscopia crioelettronica
• Approfondimenti, seminari

Modulo: BIOINFORMATICA

• Descrizione delle principali banche di dati biologiche e delle modalità di interrogazione (2 ore)
• Confronto di due sequenze con algoritmi esatti ed euristici; confronto di due genomi (2 ore)
• Matrici di punteggio (1 ora)
• Ricerche in banche dati per somiglianza di sequenza (3 ore)
• Metodi per calcolare allineamenti multipli di sequenze (4 ore)
• Costruzione di profili e PSSM (2 ore)
• Ricerche con profili in banche dati; banche dati di profili (2 ore)
• Modelli di Markov Nascosti (HMM) e uso per ricerche in banche dati, allineamento di sequenze, previsione di strutture proteiche, previsione di geni (2 ore)
• Reti neurali e algoritmi di classificazione automatica; applicazione alla previsione di strutture secondarie, dell’accessibilità al solvente, peptidi segnale, epitopi antigenici, zone di interazione proteina-proteina (2 ore)
• Uso di programmi di grafica molecolare (2 ore)
• Modellazione per omologia (2 ore)

Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE

• Gli argomenti delle lezioni seguiranno l'ordine delle lezioni

disponibilii online, ma sono soggette a variazioni a discrezione del docente

Modulo: BIOINFORMATICA

BIOINFORMATICA
Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE
Struttura e funzione delle macromolecole biologiche (1 CFU):

• Proprietà chimico-fisiche degli amminoacidi e degli acidi nucleici
• Livelli di struttura delle proteine e degli acidi nucleici
• Principi di folding e stabilità delle proteine
• Relazione tra struttura e funzione delle macromolecole biologiche

Tecniche sperimentali per la determinazione della struttura tridimensionale delle macromolecole biologiche (2 CFU):

• Cristallografia a raggi X
• Spettroscopia NMR
• Microscopia crioelettronica
• Approfondimenti, seminari

Modulo: BIOINFORMATICA

• Descrizione delle principali banche di dati biologiche e delle modalità di interrogazione (2 ore)
• Confronto di due sequenze con algoritmi esatti ed euristici; confronto di due genomi (2 ore)
• Matrici di punteggio (1 ora)
• Ricerche in banche dati per somiglianza di sequenza (3 ore)
• Metodi per calcolare allineamenti multipli di sequenze (4 ore)
• Costruzione di profili e PSSM (2 ore)
• Ricerche con profili in banche dati; banche dati di profili (2 ore)
• Modelli di Markov Nascosti (HMM) e uso per ricerche in banche dati, allineamento di sequenze, previsione di strutture proteiche, previsione di geni (2 ore)
• Reti neurali e algoritmi di classificazione automatica; applicazione alla previsione di strutture secondarie, dell’accessibilità al solvente, peptidi segnale, epitopi antigenici, zone di interazione proteina-proteina (2 ore)
• Uso di programmi di grafica molecolare (2 ore)
• Modellazione per omologia (2 ore)

Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE

• Gli argomenti delle lezioni seguiranno l'ordine delle lezioni

disponibilii online, ma sono soggette a variazioni a discrezione del docente

Modulo: BIOINFORMATICA

BIOLOGIA STRUTTURALE
Esame orale

Progetti di ricerca di gruppo

BIOINFORMATICA
Esame orale

Progetti di ricerca di gruppo

BIOLOGIA STRUTTURALE
Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE
Slide delle lezioni in PDF + materiale fornito dal docente.

Consigliato, ma NON obbligatorio:

Metodologie biochimiche e biomolecolari

Strumenti e tecniche per il laboratorio del nuovo millennio

autore: Mauro Maccarrone

anno:2019

ISBN: 9788808520555

Modulo: BIOINFORMATICA
Il materiale didattico è disponibile sul sito elearning sotto forma di videolezioni e file pdf. Durante il corso saranno utilizzati server disponibili su rete e programmi gratuiti.

Testo facoltativo:

Pascarella Paiardini, Bioinformatica, Zanichelli

Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE
Oltre ai testi adottati lvengono indicati i rfiferimenti a lavori specifici durante le lezioni e le esercitazioni.

Modulo: BIOINFORMATICA
Loman, N., Watson, M. So you want to be a computational biologist?. Nat Biotechnol 31, 996–998 (2013). https://doi.org/10.1038/nbt.2740

BIOINFORMATICA
Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE
Slide delle lezioni in PDF + materiale fornito dal docente.

Consigliato, ma NON obbligatorio:

Metodologie biochimiche e biomolecolari

Strumenti e tecniche per il laboratorio del nuovo millennio

autore: Mauro Maccarrone

anno:2019

ISBN: 9788808520555

Modulo: BIOINFORMATICA
Il materiale didattico è disponibile sul sito elearning sotto forma di videolezioni e file pdf. Durante il corso saranno utilizzati server disponibili su rete e programmi gratuiti.

Testo facoltativo:

Pascarella Paiardini, Bioinformatica, Zanichelli

Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE
Oltre ai testi adottati lvengono indicati i rfiferimenti a lavori specifici durante le lezioni e le esercitazioni.

Modulo: BIOINFORMATICA
Loman, N., Watson, M. So you want to be a computational biologist?. Nat Biotechnol 31, 996–998 (2013). https://doi.org/10.1038/nbt.2740

L'insegnamento è costituito da due moduli: "Biologia Strutturale" e "Bioinformatica Strutturale", ciascuno da 3 CFU, per un totale di 6 CFU. Gli obiettivi formativi sono stati definiti per fornire agli studenti una conoscenza approfondita e integrata delle strutture biologiche e degli strumenti bioinformatici utilizzati per analizzarle, con particolare attenzione alle applicazioni in campo farmaceutico.

Obiettivi Generali del Corso:

Competenza Interdisciplinare: Contribuire alla formazione di professionisti che sappiano integrare le conoscenze di biologia e bioinformatica strutturale e applicare queste conoscenze integrate nella ricerca e sviluppo di nuovi farmaci.

Capacità Analitica e Critica: Sviluppare la capacità di analizzare criticamente le strutture molecolari e le interazioni biologiche attraverso approcci sperimentali e computazionali.

Questo insegnamento mira nel contesto dell’intero corso di Biotecnologie Farmaceutiche a fornire quelle conoscenze specifiche utili a preparare gli studenti ad affrontare le sfide scientifiche e tecnologiche nell'ambito delle biotecnologie farmaceutiche, fornendo loro gli strumenti necessari per contribuire efficacemente alla ricerca e allo sviluppo di nuove terapie.

Obiettivi Formativi:

Modulo 1: Biologia Strutturale (3 CFU)

1. Comprendere le Basi Strutturali delle Macromolecole Biologiche:

• Conoscere la struttura e la funzione delle principali macromolecole biologiche (in particolare proteine e acidi nucleici).
• Esplorare le interazioni molecolari e le dinamiche strutturali che influenzano la funzione biologica.

2. Tecniche di Determinazione Strutturale:

• Comprendere le basi delle principali tecniche utilizzate per determinare la struttura delle macromolecole, tra cui cristallografia a raggi X, risonanza magnetica nucleare (NMR) e microscopia elettronica (EM).
• Capire i principi teorici alla base di queste tecniche e come vengono applicate nella ricerca strutturale.

3. Applicazioni in Biotecnologie Farmaceutiche:

• Analizzare come la conoscenza delle strutture molecolari possa essere utilizzata per lo sviluppo di farmaci.
• Esaminare casi di studio che illustrano il ruolo della biologia strutturale nella scoperta e nello sviluppo di farmaci innovativi.

Modulo 2: Bioinformatica Strutturale (3 CFU)

Preliminare: comprendere il contesto biologico ed evolutivo come presupposto delle analisi bioinformatiche

1. Strumenti e Tecniche Bioinformatiche per l'Analisi Strutturale:

• Conoscenza e uso dei principali database di interesse della bioinformatica
• Comprendere e applicare i principali strumenti di allineamento di sequenze e ricerca in banche dati e saper interpretare criticamente i risultati
• Comprendere e applicare i principali strumenti di previsione e analisi di strutture tridimensionali basati sulla sequenza inclusi cenni al machine learning e alle sue applicazioni in bioinformatica
• Saper utilizzare le funzioni di base di strumenti integrati di analisi di sequenze e struttura

2. Modellazione Molecolare e Simulazioni:

• Saper utilizzare le funzioni di base dei principali strumenti di grafica molecolare e analisi strutturale: ChimeraX o PyMOL
• Apprendere le basi teoriche della modellazione molecolare, inclusa la predizione strutturale tramite omologia e de novo e uso delle relative risorse.
• Comprendere i concetti di base della dinamica molecolare

3. Analisi Computazionale e Interpretazione dei Dati:

• Sviluppare abilità nell'analisi dei dati strutturali utilizzando metodi computazionali.
• Comprendere i limiti delle tecniche e i campi di applicazione
• Interpretare i risultati delle analisi bioinformatiche e integrare tali informazioni per applicarle a problemi biotecnologici e farmaceutici.

L'insegnamento è costituito da due moduli: "Biologia Strutturale" e "Bioinformatica Strutturale", ciascuno da 3 CFU, per un totale di 6 CFU. Gli obiettivi formativi sono stati definiti per fornire agli studenti una conoscenza approfondita e integrata delle strutture biologiche e degli strumenti bioinformatici utilizzati per analizzarle, con particolare attenzione alle applicazioni in campo farmaceutico.

Competenza Interdisciplinare: Contribuire alla formazione di professionisti che sappiano integrare le conoscenze di biologia e bioinformatica strutturale e applicare queste conoscenze integrate nella ricerca e sviluppo di nuovi farmaci.

Capacità Analitica e Critica: Sviluppare la capacità di analizzare criticamente le strutture molecolari e le interazioni biologiche attraverso approcci sperimentali e computazionali.

Questo insegnamento mira nel contesto dell’intero corso di Biotecnologie Farmaceutiche a fornire quelle conoscenze specifiche utili a preparare gli studenti ad affrontare le sfide scientifiche e tecnologiche nell'ambito delle biotecnologie farmaceutiche, fornendo loro gli strumenti necessari per contribuire efficacemente alla ricerca e allo sviluppo di nuove terapie.

Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE
Struttura e funzione delle macromolecole biologiche (1 CFU):

• Proprietà chimico-fisiche degli amminoacidi e degli acidi nucleici
• Livelli di struttura delle proteine e degli acidi nucleici
• Principi di folding e stabilità delle proteine
• Relazione tra struttura e funzione delle macromolecole biologiche

Tecniche sperimentali per la determinazione della struttura tridimensionale delle macromolecole biologiche (2 CFU):

• Cristallografia a raggi X
• Spettroscopia NMR
• Microscopia crioelettronica
• Approfondimenti, seminari

Modulo: BIOINFORMATICA

• Descrizione delle principali banche di dati biologiche e delle modalità di interrogazione (2 ore)
• Confronto di due sequenze con algoritmi esatti ed euristici; confronto di due genomi (2 ore)
• Matrici di punteggio (1 ora)
• Ricerche in banche dati per somiglianza di sequenza (3 ore)
• Metodi per calcolare allineamenti multipli di sequenze (4 ore)
• Costruzione di profili e PSSM (2 ore)
• Ricerche con profili in banche dati; banche dati di profili (2 ore)
• Modelli di Markov Nascosti (HMM) e uso per ricerche in banche dati, allineamento di sequenze, previsione di strutture proteiche, previsione di geni (2 ore)
• Reti neurali e algoritmi di classificazione automatica; applicazione alla previsione di strutture secondarie, dell’accessibilità al solvente, peptidi segnale, epitopi antigenici, zone di interazione proteina-proteina (2 ore)
• Uso di programmi di grafica molecolare (2 ore)
• Modellazione per omologia (2 ore)

Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE

• Gli argomenti delle lezioni seguiranno l'ordine delle lezioni

disponibilii online, ma sono soggette a variazioni a discrezione del docente

Modulo: BIOINFORMATICA

Esame orale

Progetti di ricerca di gruppo

Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE
Slide delle lezioni in PDF + materiale fornito dal docente.

Consigliato, ma NON obbligatorio:

Metodologie biochimiche e biomolecolari

Strumenti e tecniche per il laboratorio del nuovo millennio

autore: Mauro Maccarrone

anno:2019

ISBN: 9788808520555

Modulo: BIOINFORMATICA
Il materiale didattico è disponibile sul sito elearning sotto forma di videolezioni e file pdf. Durante il corso saranno utilizzati server disponibili su rete e programmi gratuiti.

Testo facoltativo:

Pascarella Paiardini, Bioinformatica, Zanichelli

Modulo: BIOLOGIA STRUTTURALE
Oltre ai testi adottati lvengono indicati i rfiferimenti a lavori specifici durante le lezioni e le esercitazioni.

Modulo: BIOINFORMATICA
Loman, N., Watson, M. So you want to be a computational biologist?. Nat Biotechnol 31, 996–998 (2013). https://doi.org/10.1038/nbt.2740

Il corso ha lo scopo di fornire le basi biochimiche per comprendere lo sviluppo delle tecnologie utilizzate nella ricerca e la produzione di proteine, enzimi e biomolecole utili per la medicina, la nutrizione e le trasformazioni industriali. Durante il corso verranno illustrate le potenzialità applicative della biochimica e delle biotecnologie in campo industriale, con particolare riferimento all'industria farmaceutica.
Conoscenze acquisite Comprensione delle metodologie utilizzate per lo sviluppo e la produzione su scala industriale di proteine ed enzimi. Conoscenza dei principi generali dell’ingegneria proteica e delle tecniche di biologia molecolare avanzate. Conoscenza delle potenzialità applicative delle biotecnologie proteiche in campo industriale, diagnostico e terapeutico, con particolare riferimento all'industria farmaceutica.
Competenze acquisite Capacità di utilizzare tecniche molecolari e biochimiche per la purificazione, l’analisi e l’impiego di enzimi e biomolecole. Saper progettare e produrre proteine ricombinanti e loro varianti. Valutare e scegliere le strategie tecniche migliori in base allo specifico impiego.
Abilità comunicative e capacità di apprendimento Acquisire autonomia nello sviluppo di protocolli sperimentali e la scelta delle tecniche di biologia molecolare e biochimiche per l’espressione e la produzione di proteine ed enzimi ricombinanti. Descrivere e relazionare in maniera critica i processi studiati. Leggere articoli scientifici in ambito biochimico-biotecnologico e ottenere una comprensione critica dei loro contenuti.

Produzione di proteine ricombinanti.

Progettazione e realizzazione di varianti proteiche.

Metodi di clonaggio e mutagenesi, inclusi metodi di clonaggio per ricombinazione (Gateway, TOPO, CRE-LOX ecc.) e mutagenesi casuale

Produzione di enzimi e proteine: operazioni di downstream per il recupero, separazione della biomassa dal terreno di coltura, rottura delle cellule, tecniche analitiche di purificazione delle macromolecole biologiche.

Proteine di fusione. Tag, tipologie ed usi. Green Fluorescent Protein.

Purificazione di proteine ricombinanti con His-tag.

Metodi analitici per la caratterizzazione di enzimi e proteine.

Enzimi e proteine per applicazioni industriali. Proteine terapeutiche.

Mercato degli enzimi industriali e sue caratteristiche.

Generalità sugli enzimi. Meccanismo d’azione, misura dei parametri cinetici, inibitori reversibili e irreversibili. Effetto del pH e della temperatura sull'attività enzimatica. Meccanismi di regolazione dell’attività enzimatica.

Modifica delle caratteristiche enzimatiche: evoluzione molecolare e tecniche utilizzate (mutagenesi e ricombinazione). Esempi di ingegneria proteica per applicazioni biotecnologiche.

Applicazione industriale di enzimi: enzimi liberi ed immobilizzati. Tecniche di immobilizzazione. Stabilità e cinetica degli enzimi immobilizzati. Bioreattori. Enzimi di interesse industriale (lipasi, proteasi, esterasi) ed esempi di applicazioni in processi industriali.

Biotecnologie ed industria farmaceutica. Applicazioni degli enzimi nella produzione di farmaci e biofarmaci. Produzione di antibiotici e vitamine. Enzimi in ambito terapeutico (ERT ), analitico (biosensori e indicatori) e diagnostico.

• le lezioni sono organizzate come da presentazioni ppt presenti sulla pagine e-learning del corso

Prova scritta con disegno di oligonucleotidi per clonaggio, esperimenti di mutagenesi e espressione di una proteina ricombinante di fusione

Prova orale con valutazione delle conoscenze acquisite

Metodologie biochimiche e biomolecolari

Strumenti e tecniche per il laboratorio del nuovo millennio autore: Mauro Maccarrone (Zanichelli)

Biocatalysts and enzyme technology, Buchholz et al., Wiley-VCH

Biocatalysis, Bommarius & Riebel, Wiley-VCH

Biotecnologia Molecolare Glick-Pasternak, Zanichelli

Articoli scientifici presentati a lezione e altro materiale didattico fornito durante il corso e disponibile sul sito elearning.

Modulo 1 – Biotecnologie microbiche

Obiettivo generale

Il corso di Biotecnologie Microbiche si prefigge di approfondire le conoscenze microbiologiche e le principali tecniche microbiologiche utili per la preparazione di nuove formulazioni farmaceutiche e lo screening di molecole con potenziale attività antimicrobica. Il corso si pone, inoltre, l’obiettivo di fornire le competenze necessarie per l’ideazione e la progettazione di ricerche scientifiche mirate allo sviluppo di farmaci e vaccini contro i patogeni dell’uomo.

Obiettivi specifici

1. Conoscenza e comprensione dello studente

Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze sui principali processi infettivi e lo sviluppo di strategie antimicrobiche mirate. Inoltre, lo studente acquisirà competenze specifiche per eseguire i principali test di citotossicità, di conta microbica, al fine di saggiare molecole a potenziale attività antimicrobica, utilizzando tecniche di microbiologia, biochimica e biologia molecolare.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze delle principali tecniche microbiologiche, di biologia cellulare e molecolare. Inoltre, lo studente acquisirà competenze per lo sviluppo di nuovi potenziali farmaci ad attività antimicrobica, sulla base di competenze multidisciplinari.

3. Capacità critiche e di giudizio

Le lezioni saranno interattive; il docente porrà quesiti ricorrenti al fine di stimolare la capacità degli studenti di utilizzare un approccio metodologico di tipo scientifico alle attività di studio e di ricerca, nonché esercitare un senso critico nella raccolta e nell’interpretazione dei dati sperimentali connessi con tematiche del corso.

4. Capacità di comunicare quanto si è appreso

Al termine del corso lo studente sarà in grado di utilizzare un appropriato linguaggio tecnico-scientifico, tale da consentirgli una corretta comunicazione sulle tematiche trattate, anche con non addetti al settore e con professionisti di altre discipline.

5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo

Al termine del corso lo studente avrà acquisito la capacità di approfondire in modo critico e autonomo le varie tematiche affrontate durante le lezioni, sui vari testi specialistici e mediante consultazione di banche dati e piattaforme specifiche del settore.

Modulo 2 – Biotecnologie farmaceutiche

Il corso ha lo scopo di fornire le basi per comprendere lo sviluppo scientifico e tecnico produttivo di farmaci innovativi e prodotti farmaceutici biotecnologici. Durante il corso verranno illustrate le potenzialità applicative con particolare riferimento all’industria farmaceutica ed agli aspetti fondamentali inerenti i processi di produzione su scala di laboratorio e su scala industriale di farmaci biotecnologici.

Conoscenze acquisite

Conoscenze nell’ambito della progettazione, sviluppo, sperimentazione, formulazione e

produzione di nuovi farmaci biotecnologici.

Competenze acquisite

Basi concettuali e tecniche delle metodologie biotecnologiche innovative applicate al processo di

sviluppo e produzione di biofarmaci.

Abilità comunicative e capacità di apprendimento

Descrivere e relazionare in maniera critica i processi studiati. Leggere articoli scientifici in ambito

biofarmaceutico, leggere e analizzare le normative applicate alla produzione biofarmaceutica con

analisi critica dei loro contenuti.

Modulo 1 – Biotecnologie microbiche

Il corso di Biotecnologie Microbiche si prefigge di approfondire le conoscenze microbiologiche e le principali tecniche microbiologiche utili per la preparazione di nuove formulazioni farmaceutiche e lo screening di molecole con potenziale attività antimicrobica. Il corso si pone, inoltre, l’obiettivo di fornire le competenze necessarie per l’ideazione e la progettazione di ricerche scientifiche mirate allo sviluppo di farmaci e vaccini contro i patogeni dell’uomo.

1. Conoscenza e comprensione dello studente

Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze sui principali processi infettivi e lo sviluppo di strategie antimicrobiche mirate. Inoltre, lo studente acquisirà competenze specifiche per eseguire i principali test di citotossicità, di conta microbica, al fine di saggiare molecole a potenziale attività antimicrobica, utilizzando tecniche di microbiologia, biochimica e biologia molecolare.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze delle principali tecniche microbiologiche, di biologia cellulare e molecolare. Inoltre, lo studente acquisirà competenze per lo sviluppo di nuovi potenziali farmaci ad attività antimicrobica, sulla base di competenze multidisciplinari.

3. Capacità critiche e di giudizio

Le lezioni saranno interattive; il docente porrà quesiti ricorrenti al fine di stimolare la capacità degli studenti di utilizzare un approccio metodologico di tipo scientifico alle attività di studio e di ricerca, nonché esercitare un senso critico nella raccolta e nell’interpretazione dei dati sperimentali connessi con tematiche del corso.

4. Capacità di comunicare quanto si è appreso

Al termine del corso lo studente sarà in grado di utilizzare un appropriato linguaggio tecnico-scientifico, tale da consentirgli una corretta comunicazione sulle tematiche trattate, anche con non addetti al settore e con professionisti di altre discipline.

5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo

Al termine del corso lo studente avrà acquisito la capacità di approfondire in modo critico e autonomo le varie tematiche affrontate durante le lezioni, sui vari testi specialistici e mediante consultazione di banche dati e piattaforme specifiche del settore.

Conoscenze acquisite

Conoscenze nell’ambito della progettazione, sviluppo, sperimentazione, formulazione e

produzione di nuovi farmaci biotecnologici.

Competenze acquisite

Basi concettuali e tecniche delle metodologie biotecnologiche innovative applicate al processo di

sviluppo e produzione di biofarmaci.

Abilità comunicative e capacità di apprendimento

Descrivere e relazionare in maniera critica i processi studiati. Leggere articoli scientifici in ambito

biofarmaceutico, leggere e analizzare le normative applicate alla produzione biofarmaceutica con

analisi critica dei loro contenuti.

Modulo 2 – Biotecnologie farmaceutiche

Il corso ha lo scopo di fornire le basi per comprendere lo sviluppo scientifico e tecnico produttivo di farmaci innovativi e prodotti farmaceutici biotecnologici. Durante il corso verranno illustrate le potenzialità applicative con particolare riferimento all’industria farmaceutica ed agli aspetti fondamentali inerenti i processi di produzione su scala di laboratorio e su scala industriale di farmaci biotecnologici.

Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Principi generali sulla dinamica dei processi infettivi e lo sviluppo di strategie antimicrobiche e antivirali.

Vaccini antivirali: virus inattivato, virus attenuato, subunità, ricombinante, mRNA. Linee di sviluppo biotecnologico dei vaccini.

Vaccini antibatterici: cellule inattivate, cellule attenuate, tossoidi, polisaccaridi, subunità proteiche.

Vaccinologia inversa: genomica, post-genomica e sviluppo del vaccino.

Lo sviluppo e l'applicazione di nuovi farmaci antimicrobici e antivirali

Virus di rilevanza medica e relative strategie antivirali.

Batteri di rilevanza medica e relative strategie antimicrobiche.

Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
N/D

L'esame consiste in una prova orale in cui lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito buone conoscenze di tutti gli argomenti trattati a lezione. Gli elementi presi in esame ai fini della valutazione sono: la conoscenza della materia, l'impiego di un linguaggio appropriato, la capacità di ragionamento e la capacità di esporre gli argomenti in modo critico ed esaustivo. Una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati, nelle varie parti del programma, è richiesta per il superamento dell’esame con il minimo dei voti. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, essendo in grado di raccordarli in modo logico e coerente.

Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Murray, Rosenthal, Pfaller Medical Microbiology 8 th edition (2016), Elsevier

Madigan MT., Martinko JM., Stahl DA., Clark DP. “Brock - Biologia dei Microrganismi” vol. 2-3 Pearson

Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
N/D

Modulo 1 – Biotecnologie microbiche

Obiettivo generale

Il corso di Biotecnologie Microbiche si prefigge di approfondire le conoscenze microbiologiche e le principali tecniche microbiologiche utili per la preparazione di nuove formulazioni farmaceutiche e lo screening di molecole con potenziale attività antimicrobica. Il corso si pone, inoltre, l’obiettivo di fornire le competenze necessarie per l’ideazione e la progettazione di ricerche scientifiche mirate allo sviluppo di farmaci e vaccini contro i patogeni dell’uomo.

Obiettivi specifici

1. Conoscenza e comprensione dello studente

Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze sui principali processi infettivi e lo sviluppo di strategie antimicrobiche mirate. Inoltre, lo studente acquisirà competenze specifiche per eseguire i principali test di citotossicità, di conta microbica, al fine di saggiare molecole a potenziale attività antimicrobica, utilizzando tecniche di microbiologia, biochimica e biologia molecolare.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze delle principali tecniche microbiologiche, di biologia cellulare e molecolare. Inoltre, lo studente acquisirà competenze per lo sviluppo di nuovi potenziali farmaci ad attività antimicrobica, sulla base di competenze multidisciplinari.

3. Capacità critiche e di giudizio

Le lezioni saranno interattive; il docente porrà quesiti ricorrenti al fine di stimolare la capacità degli studenti di utilizzare un approccio metodologico di tipo scientifico alle attività di studio e di ricerca, nonché esercitare un senso critico nella raccolta e nell’interpretazione dei dati sperimentali connessi con tematiche del corso.

4. Capacità di comunicare quanto si è appreso

Al termine del corso lo studente sarà in grado di utilizzare un appropriato linguaggio tecnico-scientifico, tale da consentirgli una corretta comunicazione sulle tematiche trattate, anche con non addetti al settore e con professionisti di altre discipline.

5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo

Al termine del corso lo studente avrà acquisito la capacità di approfondire in modo critico e autonomo le varie tematiche affrontate durante le lezioni, sui vari testi specialistici e mediante consultazione di banche dati e piattaforme specifiche del settore.

Modulo 2 – Biotecnologie farmaceutiche

Il corso ha lo scopo di fornire le basi per comprendere lo sviluppo scientifico e tecnico produttivo di farmaci innovativi e prodotti farmaceutici biotecnologici. Durante il corso verranno illustrate le potenzialità applicative con particolare riferimento all’industria farmaceutica ed agli aspetti fondamentali inerenti i processi di produzione su scala di laboratorio e su scala industriale di farmaci biotecnologici.

Conoscenze acquisite

Conoscenze nell’ambito della progettazione, sviluppo, sperimentazione, formulazione e

produzione di nuovi farmaci biotecnologici.

Competenze acquisite

Basi concettuali e tecniche delle metodologie biotecnologiche innovative applicate al processo di

sviluppo e produzione di biofarmaci.

Abilità comunicative e capacità di apprendimento

Descrivere e relazionare in maniera critica i processi studiati. Leggere articoli scientifici in ambito

biofarmaceutico, leggere e analizzare le normative applicate alla produzione biofarmaceutica con

analisi critica dei loro contenuti.

Modulo 1 – Biotecnologie microbiche

Il corso di Biotecnologie Microbiche si prefigge di approfondire le conoscenze microbiologiche e le principali tecniche microbiologiche utili per la preparazione di nuove formulazioni farmaceutiche e lo screening di molecole con potenziale attività antimicrobica. Il corso si pone, inoltre, l’obiettivo di fornire le competenze necessarie per l’ideazione e la progettazione di ricerche scientifiche mirate allo sviluppo di farmaci e vaccini contro i patogeni dell’uomo.

1. Conoscenza e comprensione dello studente

Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze sui principali processi infettivi e lo sviluppo di strategie antimicrobiche mirate. Inoltre, lo studente acquisirà competenze specifiche per eseguire i principali test di citotossicità, di conta microbica, al fine di saggiare molecole a potenziale attività antimicrobica, utilizzando tecniche di microbiologia, biochimica e biologia molecolare.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze delle principali tecniche microbiologiche, di biologia cellulare e molecolare. Inoltre, lo studente acquisirà competenze per lo sviluppo di nuovi potenziali farmaci ad attività antimicrobica, sulla base di competenze multidisciplinari.

3. Capacità critiche e di giudizio

Le lezioni saranno interattive; il docente porrà quesiti ricorrenti al fine di stimolare la capacità degli studenti di utilizzare un approccio metodologico di tipo scientifico alle attività di studio e di ricerca, nonché esercitare un senso critico nella raccolta e nell’interpretazione dei dati sperimentali connessi con tematiche del corso.

4. Capacità di comunicare quanto si è appreso

Al termine del corso lo studente sarà in grado di utilizzare un appropriato linguaggio tecnico-scientifico, tale da consentirgli una corretta comunicazione sulle tematiche trattate, anche con non addetti al settore e con professionisti di altre discipline.

5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo

Al termine del corso lo studente avrà acquisito la capacità di approfondire in modo critico e autonomo le varie tematiche affrontate durante le lezioni, sui vari testi specialistici e mediante consultazione di banche dati e piattaforme specifiche del settore.

Conoscenze acquisite

Conoscenze nell’ambito della progettazione, sviluppo, sperimentazione, formulazione e

produzione di nuovi farmaci biotecnologici.

Competenze acquisite

Basi concettuali e tecniche delle metodologie biotecnologiche innovative applicate al processo di

sviluppo e produzione di biofarmaci.

Abilità comunicative e capacità di apprendimento

Descrivere e relazionare in maniera critica i processi studiati. Leggere articoli scientifici in ambito

biofarmaceutico, leggere e analizzare le normative applicate alla produzione biofarmaceutica con

analisi critica dei loro contenuti.

Modulo 2 – Biotecnologie farmaceutiche

Il corso ha lo scopo di fornire le basi per comprendere lo sviluppo scientifico e tecnico produttivo di farmaci innovativi e prodotti farmaceutici biotecnologici. Durante il corso verranno illustrate le potenzialità applicative con particolare riferimento all’industria farmaceutica ed agli aspetti fondamentali inerenti i processi di produzione su scala di laboratorio e su scala industriale di farmaci biotecnologici.

Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Principi generali sulla dinamica dei processi infettivi e lo sviluppo di strategie antimicrobiche e antivirali.

Vaccini antivirali: virus inattivato, virus attenuato, subunità, ricombinante, mRNA. Linee di sviluppo biotecnologico dei vaccini.

Vaccini antibatterici: cellule inattivate, cellule attenuate, tossoidi, polisaccaridi, subunità proteiche.

Vaccinologia inversa: genomica, post-genomica e sviluppo del vaccino.

Lo sviluppo e l'applicazione di nuovi farmaci antimicrobici e antivirali

Virus di rilevanza medica e relative strategie antivirali.

Batteri di rilevanza medica e relative strategie antimicrobiche.

Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
N/D

L'esame consiste in una prova orale in cui lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito buone conoscenze di tutti gli argomenti trattati a lezione. Gli elementi presi in esame ai fini della valutazione sono: la conoscenza della materia, l'impiego di un linguaggio appropriato, la capacità di ragionamento e la capacità di esporre gli argomenti in modo critico ed esaustivo. Una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati, nelle varie parti del programma, è richiesta per il superamento dell’esame con il minimo dei voti. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, essendo in grado di raccordarli in modo logico e coerente.

Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Murray, Rosenthal, Pfaller Medical Microbiology 8 th edition (2016), Elsevier

Madigan MT., Martinko JM., Stahl DA., Clark DP. “Brock - Biologia dei Microrganismi” vol. 2-3 Pearson

Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
N/D

Modulo 1 – Biotecnologie microbiche Obiettivo generale Il corso di Biotecnologie Microbiche si prefigge di approfondire le conoscenze microbiologiche e le principali tecniche microbiologiche utili per la preparazione di nuove formulazioni farmaceutiche e lo screening di molecole con potenziale attività antimicrobica. Il corso si pone, inoltre, l’obiettivo di fornire le competenze necessarie per l’ideazione e la progettazione di ricerche scientifiche mirate allo sviluppo di farmaci e vaccini contro i patogeni dell’uomo.
Obiettivi specifici 1. Conoscenza e comprensione dello studente Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze sui principali processi infettivi e lo sviluppo di strategie antimicrobiche mirate. Inoltre, lo studente acquisirà competenze specifiche per eseguire i principali test di citotossicità, di conta microbica, al fine di saggiare molecole a potenziale attività antimicrobica, utilizzando tecniche di microbiologia, biochimica e biologia molecolare. 2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze delle principali tecniche microbiologiche, di biologia cellulare e molecolare. Inoltre, lo studente acquisirà competenze per lo sviluppo di nuovi potenziali farmaci ad attività antimicrobica, sulla base di competenze multidisciplinari. 3. Capacità critiche e di giudizio Le lezioni saranno interattive; il docente porrà quesiti ricorrenti al fine di stimolare la capacità degli studenti di utilizzare un approccio metodologico di tipo scientifico alle attività di studio e di ricerca, nonché esercitare un senso critico nella raccolta e nell’interpretazione dei dati sperimentali connessi con tematiche del corso. 4. Capacità di comunicare quanto si è appreso Al termine del corso lo studente sarà in grado di utilizzare un appropriato linguaggio tecnico-scientifico, tale da consentirgli una corretta comunicazione sulle tematiche trattate, anche con non addetti al settore e con professionisti di altre discipline. 5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo Al termine del corso lo studente avrà acquisito la capacità di approfondire in modo critico e autonomo le varie tematiche affrontate durante le lezioni, sui vari testi specialistici e mediante consultazione di banche dati e piattaforme specifiche del settore.
Modulo 2 – Biotecnologie farmaceutiche Il corso ha lo scopo di fornire le basi per comprendere lo sviluppo scientifico e tecnico produttivo di farmaci innovativi e prodotti farmaceutici biotecnologici. Durante il corso verranno illustrate le potenzialità applicative con particolare riferimento all’industria farmaceutica ed agli aspetti fondamentali inerenti i processi di produzione su scala di laboratorio e su scala industriale di farmaci biotecnologici.
Conoscenze acquisite Conoscenze nell’ambito della progettazione, sviluppo, sperimentazione, formulazione e produzione di nuovi farmaci biotecnologici.
Competenze acquisite Basi concettuali e tecniche delle metodologie biotecnologiche innovative applicate al processo di sviluppo e produzione di biofarmaci.
Abilità comunicative e capacità di apprendimento Descrivere e relazionare in maniera critica i processi studiati. Leggere articoli scientifici in ambito biofarmaceutico, leggere e analizzare le normative applicate alla produzione biofarmaceutica con analisi critica dei loro contenuti.

BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Principi generali sulla dinamica dei processi infettivi e lo sviluppo di strategie antimicrobiche e antivirali.

Vaccini antivirali: virus inattivato, virus attenuato, subunità, ricombinante, mRNA. Linee di sviluppo biotecnologico dei vaccini.

Vaccini antibatterici: cellule inattivate, cellule attenuate, tossoidi, polisaccaridi, subunità proteiche.

Vaccinologia inversa: genomica, post-genomica e sviluppo del vaccino.

Lo sviluppo e l'applicazione di nuovi farmaci antimicrobici e antivirali

Virus di rilevanza medica e relative strategie antivirali.

Batteri di rilevanza medica e relative strategie antimicrobiche.

Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
N/D

BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Principi generali sulla dinamica dei processi infettivi e lo sviluppo di strategie antimicrobiche e antivirali.

Vaccini antivirali: virus inattivato, virus attenuato, subunità, ricombinante, mRNA. Linee di sviluppo biotecnologico dei vaccini.

Vaccini antibatterici: cellule inattivate, cellule attenuate, tossoidi, polisaccaridi, subunità proteiche.

Vaccinologia inversa: genomica, post-genomica e sviluppo del vaccino.

Lo sviluppo e l'applicazione di nuovi farmaci antimicrobici e antivirali

Virus di rilevanza medica e relative strategie antivirali.

Batteri di rilevanza medica e relative strategie antimicrobiche.

Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
N/D

BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
L'esame consiste in una prova orale in cui lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito buone conoscenze di tutti gli argomenti trattati a lezione. Gli elementi presi in esame ai fini della valutazione sono: la conoscenza della materia, l'impiego di un linguaggio appropriato, la capacità di ragionamento e la capacità di esporre gli argomenti in modo critico ed esaustivo. Una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati, nelle varie parti del programma, è richiesta per il superamento dell’esame con il minimo dei voti. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, essendo in grado di raccordarli in modo logico e coerente.

BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
L'esame consiste in una prova orale in cui lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito buone conoscenze di tutti gli argomenti trattati a lezione. Gli elementi presi in esame ai fini della valutazione sono: la conoscenza della materia, l'impiego di un linguaggio appropriato, la capacità di ragionamento e la capacità di esporre gli argomenti in modo critico ed esaustivo. Una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati, nelle varie parti del programma, è richiesta per il superamento dell’esame con il minimo dei voti. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, essendo in grado di raccordarli in modo logico e coerente.

BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Murray, Rosenthal, Pfaller Medical Microbiology 8 th edition (2016), Elsevier

Madigan MT., Martinko JM., Stahl DA., Clark DP. “Brock - Biologia dei Microrganismi” vol. 2-3 Pearson

Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
N/D

BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
Murray, Rosenthal, Pfaller Medical Microbiology 8 th edition (2016), Elsevier

Madigan MT., Martinko JM., Stahl DA., Clark DP. “Brock - Biologia dei Microrganismi” vol. 2-3 Pearson

Modulo: BIOTECNOLOGIE FARMACEUTICHE
N/D
Modulo: BIOTECNOLOGIE MICROBICHE
N/D

Obiettivi generali L’obiettivo di base del corso è quello di permettere al laureato in Biotecnologie Farmaceutiche di raggiungere una elevata qualificazione in campo farmacologico indispensabile al suo inserimento nel mondo del lavoro, nei settori riconducibili al disegno e allo sviluppo di bio-farmaci innovativi e allo studio dei loro meccanismi cellulari e molecolari.
Obiettivi specifici Le lezioni frontali avranno lo scopo di fornire le conoscenze farmacologiche fondamentali sulle principali classi di farmaci utilizzati nella terapia clinica, inclusi anche i farmaci biotecnologici e le terapie innovative già disponibili. Particolare attenzione sarà rivolta ai meccanismi cellulari e molecolari con cui essi producono gli effetti terapeutici e al razionale che sottende allo sviluppo di nuovi farmaci, laddove le attuali terapie non sino ancora ottimali, soprattutto sotto il profilo della efficacia o della sicurezza. Particolare attenzione verrà dedicata alla letteratura scientifica recente che riguarda l'identificazione di nuovi bersagli terapeutici e il disegno di farmaci biotecnologici innovativi. Durante il corso saranno fornite, inoltre, le nozioni fondamentali su modelli sperimentali in vitro ed in vivo più utilizzati per lo sviluppo di nuovi farmaci, nonché sugli approcci che permettono l’analisi e la valutazione dei risultati sperimentali. Il corso si propone, infatti, di formare futuri biotecnologi farmaceutici in grado di affrontare, con capacità critiche e di giudizio, le problematiche relative allo screening di nuovi farmaci, specie Farmaci biotecnologici e/o biologici, in rapporto ai farmaci già esistenti. Tra le competenze che saranno acquisite dallo studente al termine del corso vi sono anche le capacità di comunicare quanto si è appreso, che saranno continuamente stimolate attraverso una puntuale e costante interazione col docente in aula, durante lo svolgimento delle lezioni. In particolare, lo studente sarà chiamato a partecipare attivamente alla lezione attraverso varie modalità di interazione con il docente o con i colleghi, con l’obiettivo di richiamare o collegare quanto discusso nella lezione ad argomenti già trattati, in questo corso o negli altri corsi del ciclo didattico. Infine, attraverso il rimando a database scientifici (es. Pubmed) o a siti web di organizzazioni pubbliche o private del settore (es. AIFA, ISS, Società Italiana di Farmacologia), il corso addestrerà lo studente all’utilizzo di tali fonti utili per proseguire l’aggiornamento continuativo in modo autonomo nel corso della propria carriera professionale.
Risultati di apprendimento attesi Al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito approfondite conoscenze sui farmaci biotecnologici già in uso e sarà in grado di applicarle per l'identificazione di nuovi bersagli e il conseguente disegno e studio di farmaci innovativi. Lo studente avrà inoltre acquisito le competenze per valutare non solo il disegno di uno studio preclinico ma anche quello di uno studio clinico per lo sviluppo di farmaci innovativi e/o biotecnologici, con particolare attenzione all’analisi degli endpoint primari e secondari.

Il corso prevede di fornire le conoscenze farmacologiche fondamentali sulle principali classi di farmaci utilizzati nella terapia clinica. Particolare attenzione sarà rivolta ai meccanismi cellulari e molecolari e al razionale che giustifica lo sviluppo di nuovi farmaci.

Durante il corso verranno fornite, inoltre, le nozioni fondamentali su modelli sperimentali in vitro ed in vivo attualmente utilizzati per lo sviluppo di nuovi farmaci, nonché sugli approcci che permettono l’analisi e la valutazione dei risultati sperimentali. Verranno, altresì, illustrati i principali canali (banche dati, ricerche bibliografiche online, ecc) utilizzati per lo studio e l’aggiornamento della letteratura scientifica.

PROGRAMMA DETTAGLIATO

Farmaci attivi a livello delle sinapsi e delle giunzioni neuro effettrici: Neurotrasmissione - Il sistema nervoso autonomo e il sistema nervoso motorio somatico - Agonisti e antagonisti recettoriali muscarinici - Sostanze ad attività anticolinesterasica - Farmaci che agiscono sulla giunzione neuromuscolare e sui gangli autonomi - Catecolamine, simpaticomimetici e antagonisti dei recettori adrenergici. Farmaci attivi sul sistema nervoso centrale: Neurotrasmissione e sistema nervoso centrale (trasmettitori classici, atipici, trasmettitori retrogradi, trasmettitori gassosi) – Neuromodulazione - Anestetici generali e locali - Ipnotici e sedativi - Farmaci per il trattamento dei disturbi psichiatrici (psicosi, ansia e depressione) - Farmaci per la terapia delle epilessie - Farmaci per la terapia dell’emicrania - Trattamento delle malattie degenerative del sistema nervoso centrale (Morbo di Parkinson Malattia di Alzheimer) - Analgesici oppioidi e loro antagonisti -Tossicodipendenza e abuso di farmaci. Terapia farmacologica dell’infiammazione: Agenti analgesici -antipiretici e antiinfiammatori - Farmaci utilizzati nella terapia dell’asma bronchiale - Farmaci che influenzano la funzionalità renale e cardiovascolare: Diuretici, Vasopressina e altri agenti che influenzano il bilancio idrico renale - Renina e angiotensina - Farmaci per il trattamento dell’ischemia miocardica – Farmaci antiipertensivi e terapia farmacologica dell’ipertensione - Trattamento farmacologico dello scompenso cardiaco - Farmaci antiaritmici. Farmaci attivi sulla funzione gastrointestinale: Farmaci per il controllo dell’acidità gastrica e per il trattamento dell’ulcera peptica - Agenti pro cinetici - Farmaci emetici ed antiemetici - Agenti usati nella diarrea e nella costipazione – Farmaci d’uso nelle malattie pancreatiche e biliari. Chemioterapia antinfettiva ed antitumorale: Antibiotici – Antiprotozoari - Farmaci utilizzati nella chemioterapia delle elmintiasi- Farmaci antifungini - Farmaci antivirali e antiretrovirali - Farmaci antineoplastici - Farmaci impiegati per l’immuno-modulazione- Farmaci che agiscono sul sangue e sugli organi emopoietici. Farmaci anticoagulanti, trombolitici e antiaggreganti piastrinici. Ormoni e loro antagonisti: Ormoni adenoipofisari e loro fattori di rilascio ipotalamico - Farmaci tiroidei -Estrogeni e progestinici - Androgeni Ormone adrenocorticotropo - Steroidi corticosurrenalici e loro analoghi di sintesi - inibitori della sintesi e azioni degli ormoni corticosurrenalici - Insulina, ipoglicemizzanti orali e farmacologia del pancreas endocrino - Agenti che influenzano la calcificazione e il turnover osseo. Calcio, fosfato, ormone paratiroideo, vitamina D, calcitonina e altri composti. Farmaci utilizzati nel trattamento delle iperlipoproteinemie. Vitamine: idrosolubili e liposolubili.

Terapie Biotecnologiche e terapie avanzate:

Farmaci biotecnologici per le malattie metaboliche: Terapia cellulare per il diabete di tipo 1; Inibitori del SGLT2: meccanismo, applicazioni cliniche e farmacocinetiche; Agonisti del Glucagon-Like Peptide-1 Receptor (GLP-1R). Farmaci biotecnologici per le dislipidemie: Inibitori di PCSK9; Inibitori di prima generazione; Inibitori di seconda generazione; Inibitori di terza generazione; Terapia genica; Farmaci che agiscono sull’apolipoproteina B-100; Farmaci per la riduzione della lipoproteina(A); Farmaci che agiscono sulla proteina ANGPTL3; Farmaci che agiscono su APOC-III. Farmaci biotecnologici per le malattie del sistema nervoso centrale (SNC): anticorpi anti-Ab e Alzheimer; Sclerosi multipla; Emicrania; la tossina botulinica; Farmaci biotecnologici che modulano il peptide correlato al gene della calcitonina. Cancro e strategie terapeutiche mirate:il concetto di farmaco “agnostico”; Terapia del cancro: evoluzione e approcci; Ormonoterapia: Immunoterapia; Anticorpi per la terapia del cancro. Terapia cellulare, medicina rigenerativa e terapie avanzate: Peculiarità farmacocinetiche e farmacodinamiche; Meccanismi molecolari alla base dell’effetto terapeutico delle terapie a RNA; Modulazione del metabolismo dell’RNA: oligonucleotidi antisenso GAPmers; Somministrazione esogena di trascritti in mRNA; Terapie CAR-T

• Introduzione

alla farmacologia speciale e alla farmacoterapia (concetti generali,

classificazione dei farmaci, principi di farmacodinamica e farmacocinetica

applicata) – 8 ore

• Testi di riferimento: Cap.

introduttivi del testo di farmacologia

• Farmaci

del sistema nervoso centrale (anestetici, analgesici, psicofarmaci,

antiepilettici) – 16 ore

• Testi di riferimento: Sezioni

dedicate del testo di farmacologia

• Farmaci

del sistema cardiovascolare, respiratorio e renale (antipertensivi,

antiaritmici, diuretici, broncodilatatori) – 12 ore

• Testi di riferimento: Sezioni

specifiche di farmacologia speciale

• Farmaci

del sistema immunitario e infiammatorio (immunosoppressori, antinfiammatori,

farmaci biologici, terapie innovative) – 12 ore

• Testi di riferimento: Capitoli

su farmaci biotecnologici e immunofarmacologia

• Chemioterapia

e terapia delle malattie infettive e oncologiche (antibiotici, antivirali,

antitumorali, anticorpi monoclonali) – 12 ore

• Testi di riferimento: Sezioni

dedicate alla farmacologia antimicrobica e antitumorale

• Approfondimenti,

casi studio, esercitazioni su database (PubMed, AIFA, ISS, SIF) e collegamenti

interdisciplinari – 12 ore

• Testi di riferimento: Materiali

didattici forniti dal docente e articoli scientifici

L’acquisizione dei risultati di apprendimento viene verificata mediante prova orale. La valutazione tiene conto non solo della preparazione specifica sugli argomenti trattati a lezione e indicati nel programma, ma anche della capacità di ragionamento critico, dell’organizzazione logica delle risposte e dell’uso appropriato della terminologia tecnico-scientifica.

La durata della prova orale non è rigidamente definita, in quanto dipende dalle capacità espositive e dal livello di approfondimento dello studente; mediamente si aggira intorno ai 20–25 minuti.

L’insegnamento non prevede prove intermedie: l’esame si svolge esclusivamente al termine del corso, secondo il calendario ufficiale pubblicato su Infostud e sulla piattaforma di e-learning.

• Per superare l’esame è necessario conseguire un voto non inferiore a 18/30, che attesta una conoscenza sufficiente degli argomenti fondamentali e una comunicazione chiara con terminologia tecnica adeguata.
• Il voto di 30/30 e lode viene attribuito agli studenti che dimostrano una conoscenza completa ed eccellente di tutti gli argomenti del programma (inclusi quelli non trattati direttamente a lezione), la capacità di collegare in modo critico e coerente i diversi temi, e una padronanza del linguaggio scientifico con eccellenti capacità comunicative.

Farmacologia. Principi di base e applicazioni terapeutiche. Autori: Rossi, Cuomo, Riccardi. Ed. Minerva Medica; 2025.

Farmaci biotecnologici e terapie avanzate. Autori: Calabrese, Racagni, Molteni. Ed. Edra; 2025.

Obiettivi generali Obiettivo generale del corso di Fisiologia Umana è la comprensione dei meccanismi fisiologici nell’uomo, approfondito ai livelli cellulare, di organo, di sistema e di fisiologia integrata dei sistemi, tesi al mantenimento dell’omeostasi corporea. Tale conoscenza è necessaria per il corretto apprendimento da parte dello studente degli argomenti trattati nei successivi corsi, sia teorici che applicativi, in ambito farmacologico, fisiopatologico e biotecnologico ed assicura allo studente, al termine del percorso formativo, la corretta visione d’insieme dell’azione farmacologica sull’organismo umano e delle possibili applicazioni biotecnologiche, anche attraverso puntuali richiami e collegamenti alla farmacologia ed alle applicazioni biotecnologiche proposti durante lo svolgimento delle lezioni.
Obiettivi specifici 1. Conoscenza e comprensione dello studente Durante il corso saranno forniti allo studente di Biotecnologie Farmaceutiche i mezzi per la conoscenza approfondita e la completa comprensione della organizzazione generale, strutturale e funzionale del corpo umano, dal livello cellulare a quello di sistema, necessari alla adeguata formazione in Fisiologia Umana dello studente di Biotecnologie Farmaceutiche. Saranno descritti nel dettaglio i meccanismi di segnalazione e regolazione intra- ed inter- cellulari; il loro ruolo nei meccanismi integrativi tra organi, apparati e sistemi, sia in condizioni normali che in risposta ad alterazioni della condizione fisiologica. Per ognuno dei sistemi corporei trattati saranno fatti richiami a possibili condizioni patologiche e relativi interventi farmacologici o biotecnologici. 2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Al termine del corso lo studente avrà a disposizione le conoscenze necessarie a comprendere in modo completo l’insieme di interazioni ed integrazioni fisiologiche alla base del mantenimento dell’omeostasi nelle diverse condizioni sperimentate dall’organismo umano, sia normali che alterate. Questo permetterà allo studente di integrare in maniera critica la comprensione della Fisiologia Umana con le conoscenze di Farmacologia e Biotecnologie da applicare durante il futuro percorso formativo e/o professionale. In campo applicativo, lo studente potrà quindi far uso della conoscenza della fisiologia umana in compiti come, ad esempio, la progettazione di farmaci di nuova generazione o di farmaci da impiegare in farmacoterapia personalizzata o bersaglio-specifici; ovvero la elaborazione di approcci terapeutici basati su nanotecnologie biocompatibili. 3. Capacità critiche e di giudizio (prove lab, relazioni scritte, etc) Le capacità critiche e di giudizio, nonché la effettiva comprensione degli argomenti trattati vengono verificate dal docente durante lo svolgimento di ciascuna lezione allo scopo di assicurare che l’intera classe discente proceda omogeneamente nella comprensione critica della Fisiologia Umana. Sono fortemente incentivati e richiesti, durante la lezione, la partecipazione proattiva ed interattiva degli studenti e l’eventuale approfondimento di argomenti specifici, emersi durante la discussione in aula, tramite studio di articoli scientifici da concordare con il docente di volta in volta. 4. Capacità di comunicare quanto si è appreso Lo studente è chiamato a dimostrare di avere una solida conoscenza ed una comprensione critica di ogni campo trattato della Fisiologia Umana, dai meccanismi molecolari alla base della fisiologia cellulare e di membrana sino al controllo multi-sistemico ed integrato dei parametri omeostatici necessari alla vita. La capacità dello studente di comunicare quanto si è appreso è verificata con una prova di valutazione consistente in un colloquio orale durante il quale lo studente dimostra le conoscenze acquisite anche tramite schematizzazioni, descrizione di funzioni, equazioni, diagrammi di flusso, sia per la Fisiologia Umana che per le basi di Chimica, Fisica, Matematica, Biologia ed Anatomia acquisite dallo studente durante la carriera di studi precedente e funzionali alla comprensione della Fisiologia Umana. 5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo Alla base del corretto studio della Fisiologia Umana sono tanto l’impiego del testo (scelto secondo le indicazioni del docente) quanto la frequentazione e la partecipazione attiva alle lezioni, entrambe fortemente consigliate. Argomenti specifici la cui comprensione dovesse richiedere materiale di approfondimento rispetto a quanto trattato nei testi saranno chiaramente identificati a lezione e materiale sufficiente sarà messo a disposizione degli studenti tramite la piattaforma e‐Learning come materiale didattico di approfondimento. Lo spirito critico e l’indipendenza culturale e gestionale necessari nel bagaglio culturale del Biotecnologo Farmaceutico saranno ampiamente stimolati durante le lezioni allo scopo di ingenerare lo sviluppo degli strumenti necessari al proseguimento autonomo dello studio come dell’attività professionale.

FISIOLOGIA UMANA - Programma

Fisiologia di membrana e cellulare

Membrana cellulare: composizione del liquido intra- ed extra-cellulare; trasporto di sostanze attraverso la membrana; canali ionici, pompe e proteine vettrici. Omeostasi e feedback. Potenziale di membrana e sue basi ioniche.

Neurofisiologia cellulare e Sistemi Nervosi

Potenziali locali di membrana e potenziali d’azione. Sommazione e refrattarietà. Conduzione del potenziale. Sinapsi chimiche e sinapsi elettriche. Neurotrasmettitori e trasmissione sinaptica. Organizzazione delle diverse sezioni del Sistema Nervoso (SNC, SNP, SNA), delle loro componenti cellulari e dei diversi neurotrasmettitori.

Sistema nervoso autonomo, somatomotore e somestesia

Cenni di funzioni corticali, subcorticali e cerebellari del SNC. Sistema SomatoMotore. Esterocezione e basi di fisiologia sensoriale. SNA e sue sezioni: simpatico, parasimpatico e sistema nervoso enterico. Afferenze e riflessi autonomi. Controllo degli organi bersaglio. Regolazione autonoma integrata dei diversi organi e sistemi.

Tessuto muscolare

Muscolo scheletrico. Sarcomeri e filamenti. Reticolo sarcoplasmatico e ruolo degli ioni calcio. Ciclo dei ponti trasversali. Basi cellulari e molecolari dell’accoppiamento eccitazione-contrazione nel muscolo scheletrico. Giunzione neuromuscolare. Proprietà biochimiche e meccaniche del muscolo striato scheletrico. Classificazione delle fibre muscolari scheletriche. Scossa semplice e tetano. Contrazione isometrica e isotonica.

Controllo motorio – Tessuto cardiaco

Organizzazione strutturale e funzionale del SNP. Innervazione dei muscoli scheletrici e controllo motorio. Unità motoria e rapporto di innervazione. Modulazione della forza. Propiocezione. Fuso muscolare e organo tendineo del Golgi. Unità miotattica e arco riflesso. Riflessi spinali e controllo dei muscoli opposti. Controllo volontario ed involontario dei movimenti. Postura. Muscolo liscio. Basi cellulari e molecolari dell’accoppiamento eccitazione-contrazione nel muscolo liscio. Muscolo cardiaco.

Sistema cardio-circolatorio

Struttura e proprietà generali del cuore: eccitabilità, contrattilità, conduzione, refrattarietà, ritmicità. Potenziali cardiaci. Segnapasso fisiologici. Proprietà elettriche e di conduzione del cuore. Contrazione miocardica. Proprietà meccaniche del cuore. Basi cellulari e molecolari dell’accoppiamento eccitazione-contrazione nel muscolo cardiaco. Regolazione intrinseca ed estrinseca del cuore. Legge di Frank-Starling. Elettrocardiogramma.

Organizzazione del sistema cardiocircolatorio. Caratteristiche del grande circolo e del piccolo circolo. I vasi: arterie, capillari, vene. Principi di emodinamica. Dinamica generale dei fluidi e leggi che la governano (flusso, pressione, velocità, resistenza). Funzioni del sistema arterioso, venoso e capillare. Flusso e pressione dei vari distretti. Il ciclo cardiaco. Variazione della pressione e del volume di sangue negli atri e nei ventricoli. La gittata cardiaca e la sua regolazione. Controllo della frequenza cardiaca e della gittata sistolica. Pressione sistolica e diastolica. Compliance vascolare. Regolazione locale, nervosa e ormonale della pressione arteriosa. Barocettori. Scambio capillari. Il sangue. Composizione del sangue. Gli elementi corpuscolati e il plasma. Ematocrito. Emopoiesi. Emostasi e coagulazione. La linfa e sistema linfatico: composizione e funzioni.

Sistema respiratorio e scambi gassosi

Anatomia funzionale del sistema respiratorio. Ventilazione, compliance e elasticità polmonare. Leggi e proprietà dei gas. Composizione dell’aria atmosferica e dell’aria alveolare. Scambi gassosi a livello dei polmoni e dei tessuti. Trasporto dei gas nel sangue. Emoglobina: proprietà e sue regolazioni. Regolazione locale e nervosa della respirazione. Genesi del ritmo respiratorio. I centri respiratori.

Omeostasi del pH

Controllo chimico della respirazione: risposta a variazioni di pO2 , pCO2 e pH ematici. Chemocettori. Sistemi tampone dell’organismo. Acidosi e alcalosi metaboliche e respiratorie. Regolazione polmonare del pH e dell’equilibrio acido-base.

Sistema renale; Omeostasi del pH; Omeostasi degli elettroliti; Omeostasi della volemia e della pressione arteriosa media – Fisiologia integrata del rene

Anatomia funzionale e vascolarizzazione del rene. Nefrone. Processi di ultrafiltrazione, riassorbimento, secrezione ed escrezione. Clearance. Composizione dell’ultrafiltrato. Velocità di ultrafiltrazione e sua regolazione. Assorbimento dell’acqua e dei soluti. Diuresi e sua regolazione. Meccanismo di concentrazione per controcorrente. Bilancio idrico. Controllo nervoso ed ormonale della volemia e della osmolarità del liquido extracellulare. Regolazione renale dell’equilibrio idrico-salino e della pressione arteriosa media. Sistema renina-angiotensina-aldosterone, ormone antidiuretico e peptide atriale natriuretico: meccanismi molecolari e regolazioni. Regolazione renale del pH e dell’equilibrio acido-base.

Sistema endocrino – Funzioni integrative neuroendocrine

Generalità sugli ormoni e sulle ghiandole endocrine. Natura chimica degli ormoni, loro trasporto e signalling. Modalità dell’azione ormonale. Vie di trasduzione del segnale ormonale. Asse ipotalamo-ipofisario. Regolazione ormonale di glicemia e degli elettroliti (sideremia, calcemia, kalemia). Ormoni tiroidei. Vitamina D.

Sistema digerente ed enterico (cenni)

Alimentazione ed energia. Secrezione gastrointestinale, salivare, gastrica, pancreatica, intestinale e loro regolazione. Secrezione biliare. Le funzioni del fegato. Aspetti generali della motilità gastro-intestinale e suo controllo nervoso e umorale. Digestione e assorbimento di carboidrati, grassi, proteine.

Nota – Eventuali modifiche potranno essere apportate al programma d’esame dipendentemente dalle necessità didattiche e comunque previa comunicazione agli studenti.

• Lezione 1Introduzione Corso; Esami e valutazione; Materiale didattico; Programma d'esame;Omeostasi; Regolazioni a feedback
• Lezione 2Fisiologia cellulare e di membrana
• Lezione 3Neurofisiologia cellulare; trasmissione sinaptica; cellule eccitabili
• Lezione 4SNC SNP SNA ESTEROCEZIONE
• Lezione 5Innervazione e contrazione della muscolatura scheletrica
• Lezione 6Propiocezione - Controllo motorio e riflessi - tessuti muscolari liscio e cardiaco
• Lezione 7Cuore
• Lezione 8Controllo cardiaco; Ritorno venoso; Circolatorio 1
• Lezione 9Scambio capillare; Sangue; Meccanica respiratoria; Scambi gassosi; Hb; OPIS
• Lezione 10Controllo respiratorio; Tamponi; Introduzione sistema renale 1: Filtrazione glomerulare; Riassorbimento; OPIS
• Lezione 11Sistema renale 2: Ansa di Henle; Concentrazione delle urine; nefrone distale; Fisiologia integrata del rene
• Lezione 12Sistema Neuro-Endocrino; Controlli ormonali specifici

La prova di valutazione consiste in un colloquio orale durante il quale lo studente dimostra le conoscenze acquisite anche tramite schematizzazioni, descrizione di funzioni, equazioni, diagrammi di flusso, sia per la Fisiologia che per le basi di Chimica, Fisica, Matematica, Biologia ed Anatomia precedentemente acquisite e funzionali alla corretta esposizione degli argomenti di Fisiologia Umana.

Il colloquio orale ha durata adeguata ad assicurare al docente la possibilità di verificare al meglio la preparazione del candidato in tutte le aree della Fisiologia Umana previste dal programma d’esame ed allo studente di esprimere la propria preparazione in modo soddisfacente.

La valutazione dello studente terrà conto del livello conoscenze e competenze acquisite, della capacità critica e della capacità di sintesi anche mediante collegamenti di natura interdisciplinare, della chiarezza espositiva e della proprietà di linguaggio.

NOTA

Gli appelli d’esame per il corso di Fisiologia Umana sono previsti nel rispetto del regolamento vigente e cercando di assicurare massima disponibilità agli studenti.

FISIOLOGIA UMANA

Testi adottati / consigliati in Italiano

Fisiologia

di D'Angelo; Peres - Casa editrice Edi-Ermes

Fisiologia umana – dalle cellule ai sistemi

di L. Sherwood - Casa editrice Zanichelli

Fisiologia

di Stanfield - Casa editrice EdiSES

Fisiologia – un approccio integrato

di D.U. Silverthon - Casa editrice Ambrosiana

Altro testo indicato a lezione

La scelta del testo da adottare è da verificare con il docente all’inizio del corso

Qualora necessario, materiale didattico consistente in articoli scientifici da usare per approfondimento / completamento di quanto presente sul testo adottato sarà fornito dal docente tramite la piattaforma e-Learning.

Non è prevista la diffusione di materiale didattico (articoli; slides) se coperte da copyright.

Gli studenti hanno a disposizione 3 CFU per attività di stage o tirocinio, che possono essere svolte in ambiti diversi, il cui scopo è quello di offrire allo studente la possibilità di fare un’esperienza pratica che favorisca l’acquisizione di ulteriori conoscenze teoriche e pratiche e di metodologie specifiche.
Il laboratorio di chemiometria farmaceutica attraverso esercitazioni pratiche e lavoro in piccoli gruppi consente allo studente di apprendere nozioni teoriche e pratiche sulle tecniche di analisi dei dati sperimentali ottenuti in ambito farmaceutico.
Obiettivi generali Obiettivo generale del laboratorio di chemiometria farmaceutica è dare la possibilità agli studenti di acquisire conoscenze teorico e pratiche relative a diverse tecniche utilizzate in ambito chimico-farmaceutico per l’analisi di dati sperimentali.
Obiettivi specifici 1. Conoscenza e comprensione dello studente Obiettivo specifico del tirocinio è fornire allo studente, tramite lezioni, esercitazioni di laboratorio e lavoro in piccoli gruppi, conoscenza delle basi teoriche e comprensione delle modalità di analisi dei sperimentali in ambito farmaceutico. 2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione La frequenza e l’attività svolta sotto supervisione del docente conferisce allo studente la possibilità di applicare o vedere applicate metodologie specifiche precedentemente introdotte teoricamente mirate al problem solving scientifico. 3. Capacità critiche e di giudizio (prove lab, relazioni scritte, etc) e 4. Capacità di comunicare quanto si è appreso La capacità critica e di giudizio e la capacità di comunicare quanto acquisito durante il tirocinio è verificata tramite la valutazione di un report organizzato secondo le linee guida fornite dal docente coordinatore che lo valuta. 5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo La frequentazione utile dele attività offerte nell’ambito del corso fornisce allo studente di Biotecnologie Farmaceutiche le conoscenze sia teoriche di base che di applicabilità di tecniche di analisi di dati sperimentali, come anche la capacità critica di valutarne l’impatto scientifico. Il corso fornisce quindi le capacità utili al proseguimento autonomo nello studio dello studente di Biotecnologie Farmaceutiche che si approccia allo svolgimento di una tesi sperimentale.

Il corso e' un'idoneità mirata all'acquisizione da parte dello studente di metodiche per l’analisi di dati in ambito farmaceutico

La partecipazione proattiva alle ore di tirocinio previste assieme ad un report scritto sulle attivita' svolte sono oggetto di valutazione da parte del Docente.

Il corso e' un'idoneità mirata all'acquisizione da parte dello studente di metodiche di laboratorio proposte dal docente e a scelta dello studente. Non e' quindi previsto un testo specifico di riferimento.

Gli studenti hanno a disposizione 3 CFU per attività di stage o tirocinio, che possono essere svolte in ambiti diversi, il cui scopo è quello di offrire allo studente la possibilità di fare un’esperienza pratica che favorisca l’acquisizione di ulteriori conoscenze teoriche e pratiche e di metodologie specifiche.
Obiettivi generali Obiettivo generale del tirocinio formativo in ambito chimico-farmaceutico è dare la possibilità agli studenti di acquisire conoscenze teorico-pratiche relative alle attività sperimentali relative a progetti di ricerca attivi. Obiettivi specifici 1. Conoscenza e comprensione dello studente Obiettivo specifico del tirocinio è di offrire allo studente un periodo di frequentazione di laboratori sperimentali o strutture analoghe atto a fornire conoscenza delle basi teoriche e comprensione delle modalità di applicazione di tecniche sperimentali che permettano di rispondere ad una specifica domanda scientifica. 2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione La frequenza e l’attività svolta sotto supervisione presso laboratori conferisce allo studente la possibilità di applicare o vedere applicate metodologie specifiche precedentemente introdotte teoricamente mirate al problem solving scientifico. 3. Capacità critiche e di giudizio (prove lab, relazioni scritte, etc) e 4. Capacità di comunicare quanto si è appreso La capacità critica e di giudizio e la capacità di comunicare quanto acquisito durante il tirocinio sotto supervisione è verificata tramite compilazione e successiva valutazione di un report scritto, organizzato secondo le linee guida fornite dal docente coordinatore che lo valuta. Queste linee guida normalmente prevedono la compilazione di un breve report strutturato come paper scientifico, al fine di valutare tanto la capacità critica e di giudizio del tirocinante quanto gli skills acquisiti circa la composizione di un testo scientifico. 5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo La frequentazione utile del periodo d tirocinio nell’ambito del corso fornisce allo studente di Biotecnologie Farmaceutiche le conoscenze sia teoriche di base che di applicabilità di tecniche sperimentali in ambiti diversi, come anche la capacità critica di valutarne l’impatto, descrivendolo in un testo critico in formato scientifico. Il corso fornisce quindi le capacità utili al proseguimento autonomo nello studio dello studente di Biotecnologie Farmaceutiche che si approccia allo svolgimento di una tesi sperimentale.

Il corso e' un'idoneità mirata all'acquisizione da parte dello studente di metodiche di laboratorio proposte dal docente e a scelta dello studente per un periodo totale di 44 ore. Non e' quindi previsto un programma di riferimento.

• illustrazione modalità tirocinio, compilazione relazione-report, attività di laboratorio
• Testi di riferimento: slides-lab activity observation

La partecipazione proattiva alle ore di tirocinio previste e' valutata dal supervisore di tirocinio ed avallata dal Presidente di Corso di Laurea.

Il report scritto in formato paper scientifico sulle attivita' svolte e' valutato dal Coordinatore del Corso.

Il corso e' un'idoneità mirata all'acquisizione da parte dello studente di metodiche di laboratorio proposte dal docente e a scelta dello studente per un periodo totale di 44 ore. Non e' quindi previsto un testo specifico di riferimento.

Gli studenti hanno a disposizione 3 CFU per attività di stage o tirocinio, che possono essere svolte in ambiti diversi, il cui scopo è quello di offrire allo studente la possibilità di fare un’esperienza pratica che favorisca l’acquisizione di ulteriori conoscenze teoriche e pratiche e di metodologie specifiche.
Obiettivi generali Obiettivo generale del tirocinio formativo in ambito farmaco-biologico è dare la possibilità agli studenti di acquisire conoscenze teorico-pratiche relative alle attività sperimentali relative a progetti di ricerca attivi. Obiettivi specifici 1. Conoscenza e comprensione dello studente Obiettivo specifico del tirocinio è di offrire allo studente un periodo di frequentazione di laboratori sperimentali o strutture analoghe atto a fornire conoscenza delle basi teoriche e comprensione delle modalità di applicazione di tecniche sperimentali che permettano di rispondere ad una specifica domanda scientifica. 2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione La frequenza e l’attività svolta sotto supervisione presso laboratori conferisce allo studente la possibilità di applicare o vedere applicate metodologie specifiche precedentemente introdotte teoricamente mirate al problem solving scientifico. 3. Capacità critiche e di giudizio (prove lab, relazioni scritte, etc) e 4. Capacità di comunicare quanto si è appreso La capacità critica e di giudizio e la capacità di comunicare quanto acquisito durante il tirocinio sotto supervisione è verificata tramite compilazione e successiva valutazione di un report scritto, organizzato secondo le linee guida fornite dal docente coordinatore che lo valuta. Queste linee guida normalmente prevedono la compilazione di un breve report strutturato come paper scientifico, al fine di valutare tanto la capacità critica e di giudizio del tirocinante quanto gli skills acquisiti circa la composizione di un testo scientifico. 5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo La frequentazione utile del periodo d tirocinio nell’ambito del corso fornisce allo studente di Biotecnologie Farmaceutiche le conoscenze sia teoriche di base che di applicabilità di tecniche sperimentali in ambiti diversi, come anche la capacità critica di valutarne l’impatto, descrivendolo in un testo critico in formato scientifico. Il corso fornisce quindi le capacità utili al proseguimento autonomo nello studio dello studente di Biotecnologie Farmaceutiche che si approccia allo svolgimento di una tesi sperimentale.

Il corso e' un'idoneità mirata all'acquisizione da parte dello studente di metodiche di laboratorio proposte dal docente e a scelta dello studente per un periodo totale di 44 ore. Non e' quindi previsto un programma di riferimento.

• Il calendario del tirocinio sara' stabilito di volta in volta in base alla richiesta degli studenti ed alla disponibilita' della struttura ospitante
• Testi di riferimento: Il materiale didattico sara' stabilito e condivso con gli studenti in funzione delle tematiche affrontate nel tirocinio

La partecipazione proattiva alle ore di tirocinio previste e' valutata dal supervisore di tirocinio ed avallata dal Presidente di Corso di Laurea.

Il report scritto in formato paper scientifico sulle attivita' svolte e' valutato dal Coordinatore del Corso.

Il corso e' un'idoneità mirata all'acquisizione da parte dello studente di metodiche di laboratorio proposte dal docente e a scelta dello studente per un periodo totale di 44 ore. Non e' quindi previsto un testo specifico di riferimento.

Assegnata dal supervisore di training

Obiettivi generali

Il corso di Metodi Fisici in Chimica Organica e Radiochimica ha l’obiettivo di fornire allo studente le conoscenze fondamentali delle moderne tecniche cromatografiche, spettroscopiche e spettrometriche di massa, comunemente impiegate nello studio di molecole organiche nei laboratori di ricerca e di controllo. Il Corso ha inoltre l’obiettivo di fornire la capacità di individuare le tecniche cromatografiche più adatte alla soluzione di problemi reali, e di comprendere spettri UV, IR, MS e NMR di molecole organiche di interesse biotecnologico. Vengono inoltre fornite conoscenze di base della chimica nucleare, della preparazione ed utilizzo dei radiofarmaci a scopo diagnostico e terapeutico. Al termine del corso lo studente acquisirà le competenze per analizzare in maniera approfondita spettri NMR, IR e MS, per ricavare a partire dalla loro analisi combinata la struttura di composti incogniti, e per prevedere le proprietà spettroscopiche di nuovi composti.

Obiettivi specifici

1. Conoscenza e comprensione dello studente

Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle moderne tecniche cromatografiche: adsorbimento, partizione, aspetti termodinamici, equazione di van Deemter, composizione e morfologia delle fasi stazionarie, semplici relazioni struttura-ritenzione, interazione soluto-fase stazionaria-fase mobile. Lo studente conosce le diverse modalità di eluizione in cromatografia liquida (NP, RP, HILIC, PIC-LC, HIC). Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle tecniche spettroscopiche: interazione materia-radiazione, lo spettro elettromagnetico, lunghezza d’onda, frequenza, contenuto energetico, intensità della radiazione, assorbimento, emissione, scattering, stati eccitati, quantizzazione. Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle spettroscopie IR (oscillatore armonico, anarmonico, vibrazioni fondamentali, overtone, bande di combinazione, assorbimenti caratteristici dei principali gruppi funzionali), 1H-NMR e 13C-NMR (nuclei in un campo magnetico, risonanza, processi di rilassamento, schermo e costanti di schermo, accoppiamento spin-spin omo- ed etero-nucleare, sistemi di spin e notazione di Pople, relazione di Karplus). Lo studente conosce e comprende i principali processi di ionizzazione e frammentazione alla base delle diverse tecniche di spettrometria di massa; conosce le principali sorgenti ioniche e gli analizzatori di massa adatti allo studio di molecole organiche e macromolecole biologiche. È anche in grado di interpretare lo spettro di massa di composti modello di interesse farmaceutico e biotecnologico. Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle tecniche strumentali accoppiate (LC-MS). Lo studente è in grado di comprendere come i parametri spettrali possono essere influenzati dalle condizioni sperimentali (stato fisico del campione, concentrazione, solvente, temperatura). Lo studente, inoltre, sarà in grado di determinare i decadimenti degli isotopi instabili ed il tipo di radiazione emessa, i principali radiofarmaci utilizzati nella diagnostica e terapeutica in relazione ai differenti distretti dell’organismo.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente è in grado di scegliere la tecnica cromatografica più adatta in funzione della struttura dei composti da analizzare ed è in grado di descrivere il processo per la scelta di fasi stazionarie, fasi mobili e rivelatori. Lo studente è in grado di controllare e ottimizzare i parametri cinetici e termodinamici del processo cromatografico, ed è in grado di applicare le conoscenze acquisite a nuove problematiche tipiche dei contesti di ricerca e in ambito lavorativo. Lo studente è in grado di interpretare spettri IR, NMR, MS di semplici composti organici puri, ed è capace di scegliere la tecnica spettroscopica o la combinazione di più tecniche adatte alle diverse indagini strutturali (controllo della conversione di gruppi funzionali, identificazione di impurezze). Lo studente è in grado di applicare le tecniche strumentali conosciute a nuove problematiche che si possono presentare in ambiti di ricerca o di lavoro. Al termine del corso lo studente conoscerà i meccanismi di decadimento e la radiazione emessa da un radioelemento ed i principali radiofarmaci utilizzati in medicina nucleare, sia nella diagnostica che nella terapia.

3. Capacità critiche e di giudizio

Lo studente è in grado di ampliare e approfondire le conoscenze acquisite durante il corso di Laurea Magistrale con competenze pertinenti gli aspetti farmaceutici che caratterizzano il Corso di Laurea Specialistica. Lo studente sarà in grado di decidere autonomamente quale metodica analitica adottare per uno specifico problema analitico. Sarà inoltre in grado di acquisire da banche dati ed interpretare dati multispettrali utili alla soluzione di problemi tipici in ambiti di ricerca e di produzione quali laboratori di sintesi, di controllo di qualità di principi attivi, laboratori di analisi di prodotti di origine naturale, di miscele complesse di metaboliti. Tali capacità sono stimolate e sviluppate tipicamente durante lo svolgimento di esercizi di interpretazione di spettri, durante le lezioni ed esercitazioni.

4. Capacità di comunicare quanto si è appreso

Lo studente sarà in grado di comunicare quanto appreso in maniera chiara e rigorosa, sia a interlocutori non esperti sia ad esperti del settore. Lo studente è stimolato alla comunicazione interpersonale tipicamente durante le lezioni frontali e le esercitazioni in aula.

5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo

Lo studente avrà sviluppato capacità autonome di apprendimento relative alle tecniche cromatografiche, spettroscopiche e spettrometriche attraverso la consultazione di banche dati, materiale bibliografico e letteratura scientifica disponibili on-line.

Conoscenza e comprensione dello studente

Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle moderne tecniche cromatografiche: adsorbimento, partizione, aspetti termodinamici, equazione di van Deemter, composizione e morfologia delle fasi stazionarie, semplici relazioni struttura-ritenzione, interazione soluto-fase stazionaria-fase mobile. Lo studente conosce le diverse modalità di eluizione in cromatografia liquida (NP, RP, HILIC, PIC-LC, HIC). Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle tecniche spettroscopiche: interazione materia-radiazione, lo spettro elettromagnetico, lunghezza d’onda, frequenza, contenuto energetico, intensità della radiazione, assorbimento, emissione, scattering, stati eccitati, quantizzazione. Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle spettroscopie IR (oscillatore armonico, anarmonico, vibrazioni fondamentali, overtones, bande di combinazione, assorbimenti caratteristici dei principali gruppi funzionali), 1H-NMR e 13C-NMR (nuclei in un campo magnetico, risonanza, processi di rilassamento, schermo e costanti di schermo, accoppiamento spin-spin omo- ed etero-nucleare, sistemi di spin e notazione di Pople, relazione di Karplus). Lo studente conosce e comprende i principali processi di ionizzazione e frammentazione alla base delle diverse tecniche di spettrometria di massa; conosce le principali sorgenti ioniche e gli analizzatori di massa adatti allo studio di molecole organiche e macromolecole biologiche. È anche in grado di interpretare lo spettro di massa di composti modello di interesse farmaceutico e biotecnologico. Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle tecniche strumentali accoppiate (LC-MS). Lo studente è in grado di comprendere come i parametri spettrali possono essere influenzati dalle condizioni sperimentali (stato fisico del campione, concentrazione, solvente, temperatura). Lo studente, inoltre, sarà in grado di determinare i decadimenti degli isotopi instabili ed il tipo di radiazione emessa, i principali radiofarmaci utilizzati nella diagnostica e terapeutica in relazione ai differenti distretti dell’organismo.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente è in grado di scegliere la tecnica cromatografica più adatta in funzione della struttura dei composti da analizzare ed è in grado di descrivere il processo per la scelta di fasi stazionarie, fasi mobili e rivelatori. Lo studente è in grado di controllare e ottimizzare i parametri cinetici e termodinamici del processo cromatografico, ed è in grado di applicare le conoscenze acquisite a nuove problematiche tipiche dei contesti di ricerca e in ambito lavorativo. Lo studente è in grado di interpretare spettri IR, NMR, MS di semplici composti organici puri, ed è capace di scegliere la tecnica spettroscopica o la combinazione di più tecniche adatte alle diverse indagini strutturali (controllo della conversione di gruppi funzionali, identificazione di impurezze). Lo studente è in grado di applicare le tecniche strumentali conosciute a nuove problematiche che si possono presentare in ambiti di ricerca o di lavoro. Al termine del corso lo studente conoscerà i meccanismi di decadimento e la radiazione emessa da un radioelemento ed i principali radiofarmaci utilizzati in medicina nucleare, sia nella diagnostica che nella terapia.

Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
MODULO (6CFU)

Metodi spettroscopici e di separazione nell'analisi di composti organici e bioorganici: aspetti generali.

Cromatografia liquida ad elevate prestazioni - Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC. Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione. Fasi stazionarie chirali.

Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare 1H. Considerazioni di carattere generale. Teoria: momento magnetico, numero quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di Larmor. Campioni di riferimento e solventi. Schermo elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e campo magnetico. Accoppiamento spin-spin e costanti di accoppiamento; classificazione di sistemi di spin. Analisi di spettri: intensità relative e molteplicità in spettri del primo ordine. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno, azoto, zolfo. Velocità di scambio. Accoppiamento di protoni con altri nuclei. Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro stereogenico. Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale.

Spettroscopia nell'infrarosso. Considerazioni di carattere generale. Teoria. Interpretazione di spettri: alcani, alcheni, alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi.

Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*.

Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
MODULO (6CFU)

Metodi spettroscopici e di separazione nell'analisi di composti organici e bioorganici: aspetti generali.

Cromatografia liquida ad elevate prestazioni - Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC. Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione. Fasi stazionarie chirali.

Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare 1H. Considerazioni di carattere generale. Teoria: momento magnetico, numero quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di Larmor. Campioni di riferimento e solventi. Schermo elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e campo magnetico. Accoppiamento spin-spin e costanti di accoppiamento; classificazione di sistemi di spin. Analisi di spettri: intensità relative e molteplicità in spettri del primo ordine. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno, azoto, zolfo. Velocità di scambio. Accoppiamento di protoni con altri nuclei. Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro stereogenico. Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale.

Spettroscopia nell'infrarosso. Considerazioni di carattere generale. Teoria. Interpretazione di spettri: alcani, alcheni, alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi.

Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*.

Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA

• Cromatografia liquida ad elevate prestazioni -

Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza

e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC, GC e SFC.

• Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione (NP,

RP, SEC, IP-RP, HILIC, HIC).

• Rivelatori per HPLC.
• Fasi stazionarie chirali.
• Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare

1H. Teoria: momento magnetico, numero

quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di

Larmor.

• Campioni di riferimento e solventi. Schermo

elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e

campo magnetico.

• Accoppiamento spin-spin e costanti di

accoppiamento; classificazione di sistemi di spin.

• Analisi di spettri: intensità relative e

molteplicità in spettri del primo ordine.

• Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in

sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno,

azoto, zolfo. Velocità di scambio

• Accoppiamento di protoni con altri nuclei.

Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro

stereogenico.

• Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto

Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale. (2h)

• Spettroscopia nell'infrarosso. Teoria. (2h) Interpretazione di spettri: alcani, alcheni,

alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici

e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi. (5h)

• Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di

carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*. (3h)

• Interpretazione degli spettri 1H-NMR, 13C-NMR

e FT-IR per la delucidazione strutturale di piccole molecole organiche. (4h)

Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA

• Cromatografia liquida ad elevate prestazioni -

Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza

e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC, GC e SFC.

• Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione (NP,

RP, SEC, IP-RP, HILIC, HIC).

• Rivelatori per HPLC.
• Fasi stazionarie chirali.
• Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare

1H. Teoria: momento magnetico, numero

quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di

Larmor.

• Campioni di riferimento e solventi. Schermo

elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e

campo magnetico.

• Accoppiamento spin-spin e costanti di

accoppiamento; classificazione di sistemi di spin.

• Analisi di spettri: intensità relative e

molteplicità in spettri del primo ordine.

• Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in

sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno,

azoto, zolfo. Velocità di scambio

• Accoppiamento di protoni con altri nuclei.

Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro

stereogenico.

• Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto

Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale. (2h)

• Spettroscopia nell'infrarosso. Teoria. (2h) Interpretazione di spettri: alcani, alcheni,

alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici

e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi. (5h)

• Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di

carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*. (3h)

• Interpretazione degli spettri 1H-NMR, 13C-NMR

e FT-IR per la delucidazione strutturale di piccole molecole organiche. (4h)

Gli esami relativi ai due moduli vengono svolti separatamente (normalmente a distanza di pochi giorni).

Per il modulo Metodi fisici in chimica organica, la prima parte della prova (1 ora) consiste nella delucidazione strutturale di una molecola organica a partire da spettri 1HNMR, 13CNMR e FTIR. Subito dopo la prova orale parte dal commento della prova scritta e si estende con altre 2-3 domande del restante programma.

Per il modulo Spettrometria di massa e Radiochimica, la prova d'esame consiste in una prova scritta (1ora e 30 min) in cui il docente sottopone allo studente 6 domande aperte relative al programma.

L'esame si intende superato se vengono superati i due moduli con la votazione minima di 18/30.

Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
Silverstein, Webster, Kiemle. Identificazione spettrometrica di composti organici, Terza Edizione Italiana (2016) Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
Silverstein, Webster, Kiemle. Identificazione spettrometrica di composti organici, Terza Edizione Italiana (2016) Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
N/D
Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
N/D

Obiettivi generali Il corso di Metodi Fisici in Chimica Organica e Radiochimica ha l’obiettivo di fornire allo studente le conoscenze fondamentali delle moderne tecniche cromatografiche, spettroscopiche e spettrometriche di massa, comunemente impiegate nello studio di molecole organiche nei laboratori di ricerca e di controllo. Il Corso ha inoltre l’obiettivo di fornire la capacità di individuare le tecniche cromatografiche più adatte alla soluzione di problemi reali, e di comprendere spettri UV, IR, MS e NMR di molecole organiche di interesse biotecnologico. Vengono inoltre fornite conoscenze di base della chimica nucleare, della preparazione ed utilizzo dei radiofarmaci a scopo diagnostico e terapeutico. Al termine del corso lo studente acquisirà le competenze per analizzare in maniera approfondita spettri NMR, IR e MS, per ricavare a partire dalla loro analisi combinata la struttura di composti incogniti, e per prevedere le proprietà spettroscopiche di nuovi composti.
Obiettivi specifici 1. Conoscenza e comprensione dello studente Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle moderne tecniche cromatografiche: adsorbimento, partizione, aspetti termodinamici, equazione di van Deemter, composizione e morfologia delle fasi stazionarie, semplici relazioni struttura-ritenzione, interazione soluto-fase stazionaria-fase mobile. Lo studente conosce le diverse modalità di eluizione in cromatografia liquida (NP, RP, HILIC, PIC-LC, HIC). Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle tecniche spettroscopiche: interazione materia-radiazione, lo spettro elettromagnetico, lunghezza d’onda, frequenza, contenuto energetico, intensità della radiazione, assorbimento, emissione, scattering, stati eccitati, quantizzazione. Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle spettroscopie IR (oscillatore armonico, anarmonico, vibrazioni fondamentali, overtone, bande di combinazione, assorbimenti caratteristici dei principali gruppi funzionali), 1H-NMR e 13C-NMR (nuclei in un campo magnetico, risonanza, processi di rilassamento, schermo e costanti di schermo, accoppiamento spin-spin omo- ed etero-nucleare, sistemi di spin e notazione di Pople, relazione di Karplus). Lo studente conosce e comprende i principali processi di ionizzazione e frammentazione alla base delle diverse tecniche di spettrometria di massa; conosce le principali sorgenti ioniche e gli analizzatori di massa adatti allo studio di molecole organiche e macromolecole biologiche. È anche in grado di interpretare lo spettro di massa di composti modello di interesse farmaceutico e biotecnologico. Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle tecniche strumentali accoppiate (LC-MS). Lo studente è in grado di comprendere come i parametri spettrali possono essere influenzati dalle condizioni sperimentali (stato fisico del campione, concentrazione, solvente, temperatura). Lo studente, inoltre, sarà in grado di determinare i decadimenti degli isotopi instabili ed il tipo di radiazione emessa, i principali radiofarmaci utilizzati nella diagnostica e terapeutica in relazione ai differenti distretti dell’organismo. 2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Lo studente è in grado di scegliere la tecnica cromatografica più adatta in funzione della struttura dei composti da analizzare ed è in grado di descrivere il processo per la scelta di fasi stazionarie, fasi mobili e rivelatori. Lo studente è in grado di controllare e ottimizzare i parametri cinetici e termodinamici del processo cromatografico, ed è in grado di applicare le conoscenze acquisite a nuove problematiche tipiche dei contesti di ricerca e in ambito lavorativo. Lo studente è in grado di interpretare spettri IR, NMR, MS di semplici composti organici puri, ed è capace di scegliere la tecnica spettroscopica o la combinazione di più tecniche adatte alle diverse indagini strutturali (controllo della conversione di gruppi funzionali, identificazione di impurezze). Lo studente è in grado di applicare le tecniche strumentali conosciute a nuove problematiche che si possono presentare in ambiti di ricerca o di lavoro. Al termine del corso lo studente conoscerà i meccanismi di decadimento e la radiazione emessa da un radioelemento ed i principali radiofarmaci utilizzati in medicina nucleare, sia nella diagnostica che nella terapia. 3. Capacità critiche e di giudizio Lo studente è in grado di ampliare e approfondire le conoscenze acquisite durante il corso di Laurea Magistrale con competenze pertinenti gli aspetti farmaceutici che caratterizzano il Corso di Laurea Specialistica. Lo studente sarà in grado di decidere autonomamente quale metodica analitica adottare per uno specifico problema analitico. Sarà inoltre in grado di acquisire da banche dati ed interpretare dati multispettrali utili alla soluzione di problemi tipici in ambiti di ricerca e di produzione quali laboratori di sintesi, di controllo di qualità di principi attivi, laboratori di analisi di prodotti di origine naturale, di miscele complesse di metaboliti. Tali capacità sono stimolate e sviluppate tipicamente durante lo svolgimento di esercizi di interpretazione di spettri, durante le lezioni ed esercitazioni. 4. Capacità di comunicare quanto si è appreso Lo studente sarà in grado di comunicare quanto appreso in maniera chiara e rigorosa, sia a interlocutori non esperti sia ad esperti del settore. Lo studente è stimolato alla comunicazione interpersonale tipicamente durante le lezioni frontali e le esercitazioni in aula. 5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo Lo studente avrà sviluppato capacità autonome di apprendimento relative alle tecniche cromatografiche, spettroscopiche e spettrometriche attraverso la consultazione di banche dati, materiale bibliografico e letteratura scientifica disponibili on-line.

SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
MODULO (6CFU)

Metodi spettroscopici e di separazione nell'analisi di composti organici e bioorganici: aspetti generali.

Cromatografia liquida ad elevate prestazioni - Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC. Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione. Fasi stazionarie chirali.

Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare 1H. Considerazioni di carattere generale. Teoria: momento magnetico, numero quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di Larmor. Campioni di riferimento e solventi. Schermo elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e campo magnetico. Accoppiamento spin-spin e costanti di accoppiamento; classificazione di sistemi di spin. Analisi di spettri: intensità relative e molteplicità in spettri del primo ordine. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno, azoto, zolfo. Velocità di scambio. Accoppiamento di protoni con altri nuclei. Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro stereogenico. Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale.

Spettroscopia nell'infrarosso. Considerazioni di carattere generale. Teoria. Interpretazione di spettri: alcani, alcheni, alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi.

Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*.

Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
MODULO (6CFU)

Metodi spettroscopici e di separazione nell'analisi di composti organici e bioorganici: aspetti generali.

Cromatografia liquida ad elevate prestazioni - Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC. Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione. Fasi stazionarie chirali.

Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare 1H. Considerazioni di carattere generale. Teoria: momento magnetico, numero quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di Larmor. Campioni di riferimento e solventi. Schermo elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e campo magnetico. Accoppiamento spin-spin e costanti di accoppiamento; classificazione di sistemi di spin. Analisi di spettri: intensità relative e molteplicità in spettri del primo ordine. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno, azoto, zolfo. Velocità di scambio. Accoppiamento di protoni con altri nuclei. Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro stereogenico. Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale.

Spettroscopia nell'infrarosso. Considerazioni di carattere generale. Teoria. Interpretazione di spettri: alcani, alcheni, alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi.

Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*.

Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA

• Cromatografia liquida ad elevate prestazioni -

Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza

e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC, GC e SFC.

• Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione (NP,

RP, SEC, IP-RP, HILIC, HIC).

• Rivelatori per HPLC.
• Fasi stazionarie chirali.
• Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare

1H. Teoria: momento magnetico, numero

quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di

Larmor.

• Campioni di riferimento e solventi. Schermo

elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e

campo magnetico.

• Accoppiamento spin-spin e costanti di

accoppiamento; classificazione di sistemi di spin.

• Analisi di spettri: intensità relative e

molteplicità in spettri del primo ordine.

• Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in

sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno,

azoto, zolfo. Velocità di scambio

• Accoppiamento di protoni con altri nuclei.

Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro

stereogenico.

• Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto

Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale. (2h)

• Spettroscopia nell'infrarosso. Teoria. (2h) Interpretazione di spettri: alcani, alcheni,

alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici

e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi. (5h)

• Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di

carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*. (3h)

• Interpretazione degli spettri 1H-NMR, 13C-NMR

e FT-IR per la delucidazione strutturale di piccole molecole organiche. (4h)

Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA

• Cromatografia liquida ad elevate prestazioni -

Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza

e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC, GC e SFC.

• Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione (NP,

RP, SEC, IP-RP, HILIC, HIC).

• Rivelatori per HPLC.
• Fasi stazionarie chirali.
• Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare

1H. Teoria: momento magnetico, numero

quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di

Larmor.

• Campioni di riferimento e solventi. Schermo

elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e

campo magnetico.

• Accoppiamento spin-spin e costanti di

accoppiamento; classificazione di sistemi di spin.

• Analisi di spettri: intensità relative e

molteplicità in spettri del primo ordine.

• Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in

sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno,

azoto, zolfo. Velocità di scambio

• Accoppiamento di protoni con altri nuclei.

Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro

stereogenico.

• Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto

Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale. (2h)

• Spettroscopia nell'infrarosso. Teoria. (2h) Interpretazione di spettri: alcani, alcheni,

alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici

e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi. (5h)

• Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di

carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*. (3h)

• Interpretazione degli spettri 1H-NMR, 13C-NMR

e FT-IR per la delucidazione strutturale di piccole molecole organiche. (4h)

METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
MODULO (6CFU)

Metodi spettroscopici e di separazione nell'analisi di composti organici e bioorganici: aspetti generali.

Cromatografia liquida ad elevate prestazioni - Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC. Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione. Fasi stazionarie chirali.

Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare 1H. Considerazioni di carattere generale. Teoria: momento magnetico, numero quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di Larmor. Campioni di riferimento e solventi. Schermo elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e campo magnetico. Accoppiamento spin-spin e costanti di accoppiamento; classificazione di sistemi di spin. Analisi di spettri: intensità relative e molteplicità in spettri del primo ordine. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno, azoto, zolfo. Velocità di scambio. Accoppiamento di protoni con altri nuclei. Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro stereogenico. Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale.

Spettroscopia nell'infrarosso. Considerazioni di carattere generale. Teoria. Interpretazione di spettri: alcani, alcheni, alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi.

Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*.

Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
MODULO (6CFU)

Metodi spettroscopici e di separazione nell'analisi di composti organici e bioorganici: aspetti generali.

Cromatografia liquida ad elevate prestazioni - Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC. Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione. Fasi stazionarie chirali.

Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare 1H. Considerazioni di carattere generale. Teoria: momento magnetico, numero quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di Larmor. Campioni di riferimento e solventi. Schermo elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e campo magnetico. Accoppiamento spin-spin e costanti di accoppiamento; classificazione di sistemi di spin. Analisi di spettri: intensità relative e molteplicità in spettri del primo ordine. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno, azoto, zolfo. Velocità di scambio. Accoppiamento di protoni con altri nuclei. Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro stereogenico. Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale.

Spettroscopia nell'infrarosso. Considerazioni di carattere generale. Teoria. Interpretazione di spettri: alcani, alcheni, alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi.

Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*.

Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA

• Cromatografia liquida ad elevate prestazioni -

Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza

e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC, GC e SFC.

• Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione (NP,

RP, SEC, IP-RP, HILIC, HIC).

• Rivelatori per HPLC.
• Fasi stazionarie chirali.
• Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare

1H. Teoria: momento magnetico, numero

quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di

Larmor.

• Campioni di riferimento e solventi. Schermo

elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e

campo magnetico.

• Accoppiamento spin-spin e costanti di

accoppiamento; classificazione di sistemi di spin.

• Analisi di spettri: intensità relative e

molteplicità in spettri del primo ordine.

• Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in

sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno,

azoto, zolfo. Velocità di scambio

• Accoppiamento di protoni con altri nuclei.

Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro

stereogenico.

• Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto

Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale. (2h)

• Spettroscopia nell'infrarosso. Teoria. (2h) Interpretazione di spettri: alcani, alcheni,

alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici

e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi. (5h)

• Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di

carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*. (3h)

• Interpretazione degli spettri 1H-NMR, 13C-NMR

e FT-IR per la delucidazione strutturale di piccole molecole organiche. (4h)

Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA

• Cromatografia liquida ad elevate prestazioni -

Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza

e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC, GC e SFC.

• Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione (NP,

RP, SEC, IP-RP, HILIC, HIC).

• Rivelatori per HPLC.
• Fasi stazionarie chirali.
• Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare

1H. Teoria: momento magnetico, numero

quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di

Larmor.

• Campioni di riferimento e solventi. Schermo

elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e

campo magnetico.

• Accoppiamento spin-spin e costanti di

accoppiamento; classificazione di sistemi di spin.

• Analisi di spettri: intensità relative e

molteplicità in spettri del primo ordine.

• Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in

sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno,

azoto, zolfo. Velocità di scambio

• Accoppiamento di protoni con altri nuclei.

Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro

stereogenico.

• Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto

Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale. (2h)

• Spettroscopia nell'infrarosso. Teoria. (2h) Interpretazione di spettri: alcani, alcheni,

alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici

e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi. (5h)

• Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di

carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*. (3h)

• Interpretazione degli spettri 1H-NMR, 13C-NMR

e FT-IR per la delucidazione strutturale di piccole molecole organiche. (4h)

SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
Gli esami relativi ai due moduli vengono svolti separatamente (normalmente a distanza di pochi giorni).

Per il modulo Metodi fisici in chimica organica, la prima parte della prova (1 ora) consiste nella delucidazione strutturale di una molecola organica a partire da spettri 1HNMR, 13CNMR e FTIR. Subito dopo la prova orale parte dal commento della prova scritta e si estende con altre 2-3 domande del restante programma.

Per il modulo Spettrometria di massa e Radiochimica, la prova d'esame consiste in una prova scritta (1ora e 30 min) in cui il docente sottopone allo studente 6 domande aperte relative al programma.

L'esame si intende superato se vengono superati i due moduli con la votazione minima di 18/30.

METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
Gli esami relativi ai due moduli vengono svolti separatamente (normalmente a distanza di pochi giorni).

Per il modulo Metodi fisici in chimica organica, la prima parte della prova (1 ora) consiste nella delucidazione strutturale di una molecola organica a partire da spettri 1HNMR, 13CNMR e FTIR. Subito dopo la prova orale parte dal commento della prova scritta e si estende con altre 2-3 domande del restante programma.

Per il modulo Spettrometria di massa e Radiochimica, la prova d'esame consiste in una prova scritta (1ora e 30 min) in cui il docente sottopone allo studente 6 domande aperte relative al programma.

L'esame si intende superato se vengono superati i due moduli con la votazione minima di 18/30.

SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
Silverstein, Webster, Kiemle. Identificazione spettrometrica di composti organici, Terza Edizione Italiana (2016) Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
Silverstein, Webster, Kiemle. Identificazione spettrometrica di composti organici, Terza Edizione Italiana (2016) Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
N/D
Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
N/D

METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
Silverstein, Webster, Kiemle. Identificazione spettrometrica di composti organici, Terza Edizione Italiana (2016) Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
Silverstein, Webster, Kiemle. Identificazione spettrometrica di composti organici, Terza Edizione Italiana (2016) Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
N/D
Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
N/D

Obiettivi generali

Il corso di Metodi Fisici in Chimica Organica e Radiochimica ha l’obiettivo di fornire allo studente le conoscenze fondamentali delle moderne tecniche cromatografiche, spettroscopiche e spettrometriche di massa, comunemente impiegate nello studio di molecole organiche nei laboratori di ricerca e di controllo. Il Corso ha inoltre l’obiettivo di fornire la capacità di individuare le tecniche cromatografiche più adatte alla soluzione di problemi reali, e di comprendere spettri UV, IR, MS e NMR di molecole organiche di interesse biotecnologico. Vengono inoltre fornite conoscenze di base della chimica nucleare, della preparazione ed utilizzo dei radiofarmaci a scopo diagnostico e terapeutico. Al termine del corso lo studente acquisirà le competenze per analizzare in maniera approfondita spettri NMR, IR e MS, per ricavare a partire dalla loro analisi combinata la struttura di composti incogniti, e per prevedere le proprietà spettroscopiche di nuovi composti.

Obiettivi specifici

1. Conoscenza e comprensione dello studente

Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle moderne tecniche cromatografiche: adsorbimento, partizione, aspetti termodinamici, equazione di van Deemter, composizione e morfologia delle fasi stazionarie, semplici relazioni struttura-ritenzione, interazione soluto-fase stazionaria-fase mobile. Lo studente conosce le diverse modalità di eluizione in cromatografia liquida (NP, RP, HILIC, PIC-LC, HIC). Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle tecniche spettroscopiche: interazione materia-radiazione, lo spettro elettromagnetico, lunghezza d’onda, frequenza, contenuto energetico, intensità della radiazione, assorbimento, emissione, scattering, stati eccitati, quantizzazione. Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle spettroscopie IR (oscillatore armonico, anarmonico, vibrazioni fondamentali, overtone, bande di combinazione, assorbimenti caratteristici dei principali gruppi funzionali), 1H-NMR e 13C-NMR (nuclei in un campo magnetico, risonanza, processi di rilassamento, schermo e costanti di schermo, accoppiamento spin-spin omo- ed etero-nucleare, sistemi di spin e notazione di Pople, relazione di Karplus). Lo studente conosce e comprende i principali processi di ionizzazione e frammentazione alla base delle diverse tecniche di spettrometria di massa; conosce le principali sorgenti ioniche e gli analizzatori di massa adatti allo studio di molecole organiche e macromolecole biologiche. È anche in grado di interpretare lo spettro di massa di composti modello di interesse farmaceutico e biotecnologico. Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle tecniche strumentali accoppiate (LC-MS). Lo studente è in grado di comprendere come i parametri spettrali possono essere influenzati dalle condizioni sperimentali (stato fisico del campione, concentrazione, solvente, temperatura). Lo studente, inoltre, sarà in grado di determinare i decadimenti degli isotopi instabili ed il tipo di radiazione emessa, i principali radiofarmaci utilizzati nella diagnostica e terapeutica in relazione ai differenti distretti dell’organismo.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente è in grado di scegliere la tecnica cromatografica più adatta in funzione della struttura dei composti da analizzare ed è in grado di descrivere il processo per la scelta di fasi stazionarie, fasi mobili e rivelatori. Lo studente è in grado di controllare e ottimizzare i parametri cinetici e termodinamici del processo cromatografico, ed è in grado di applicare le conoscenze acquisite a nuove problematiche tipiche dei contesti di ricerca e in ambito lavorativo. Lo studente è in grado di interpretare spettri IR, NMR, MS di semplici composti organici puri, ed è capace di scegliere la tecnica spettroscopica o la combinazione di più tecniche adatte alle diverse indagini strutturali (controllo della conversione di gruppi funzionali, identificazione di impurezze). Lo studente è in grado di applicare le tecniche strumentali conosciute a nuove problematiche che si possono presentare in ambiti di ricerca o di lavoro. Al termine del corso lo studente conoscerà i meccanismi di decadimento e la radiazione emessa da un radioelemento ed i principali radiofarmaci utilizzati in medicina nucleare, sia nella diagnostica che nella terapia.

3. Capacità critiche e di giudizio

Lo studente è in grado di ampliare e approfondire le conoscenze acquisite durante il corso di Laurea Magistrale con competenze pertinenti gli aspetti farmaceutici che caratterizzano il Corso di Laurea Specialistica. Lo studente sarà in grado di decidere autonomamente quale metodica analitica adottare per uno specifico problema analitico. Sarà inoltre in grado di acquisire da banche dati ed interpretare dati multispettrali utili alla soluzione di problemi tipici in ambiti di ricerca e di produzione quali laboratori di sintesi, di controllo di qualità di principi attivi, laboratori di analisi di prodotti di origine naturale, di miscele complesse di metaboliti. Tali capacità sono stimolate e sviluppate tipicamente durante lo svolgimento di esercizi di interpretazione di spettri, durante le lezioni ed esercitazioni.

4. Capacità di comunicare quanto si è appreso

Lo studente sarà in grado di comunicare quanto appreso in maniera chiara e rigorosa, sia a interlocutori non esperti sia ad esperti del settore. Lo studente è stimolato alla comunicazione interpersonale tipicamente durante le lezioni frontali e le esercitazioni in aula.

5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo

Lo studente avrà sviluppato capacità autonome di apprendimento relative alle tecniche cromatografiche, spettroscopiche e spettrometriche attraverso la consultazione di banche dati, materiale bibliografico e letteratura scientifica disponibili on-line.

Conoscenza e comprensione dello studente

Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle moderne tecniche cromatografiche: adsorbimento, partizione, aspetti termodinamici, equazione di van Deemter, composizione e morfologia delle fasi stazionarie, semplici relazioni struttura-ritenzione, interazione soluto-fase stazionaria-fase mobile. Lo studente conosce le diverse modalità di eluizione in cromatografia liquida (NP, RP, HILIC, PIC-LC, HIC). Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle tecniche spettroscopiche: interazione materia-radiazione, lo spettro elettromagnetico, lunghezza d’onda, frequenza, contenuto energetico, intensità della radiazione, assorbimento, emissione, scattering, stati eccitati, quantizzazione. Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle spettroscopie IR (oscillatore armonico, anarmonico, vibrazioni fondamentali, overtones, bande di combinazione, assorbimenti caratteristici dei principali gruppi funzionali), 1H-NMR e 13C-NMR (nuclei in un campo magnetico, risonanza, processi di rilassamento, schermo e costanti di schermo, accoppiamento spin-spin omo- ed etero-nucleare, sistemi di spin e notazione di Pople, relazione di Karplus). Lo studente conosce e comprende i principali processi di ionizzazione e frammentazione alla base delle diverse tecniche di spettrometria di massa; conosce le principali sorgenti ioniche e gli analizzatori di massa adatti allo studio di molecole organiche e macromolecole biologiche. È anche in grado di interpretare lo spettro di massa di composti modello di interesse farmaceutico e biotecnologico. Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle tecniche strumentali accoppiate (LC-MS). Lo studente è in grado di comprendere come i parametri spettrali possono essere influenzati dalle condizioni sperimentali (stato fisico del campione, concentrazione, solvente, temperatura). Lo studente, inoltre, sarà in grado di determinare i decadimenti degli isotopi instabili ed il tipo di radiazione emessa, i principali radiofarmaci utilizzati nella diagnostica e terapeutica in relazione ai differenti distretti dell’organismo.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente è in grado di scegliere la tecnica cromatografica più adatta in funzione della struttura dei composti da analizzare ed è in grado di descrivere il processo per la scelta di fasi stazionarie, fasi mobili e rivelatori. Lo studente è in grado di controllare e ottimizzare i parametri cinetici e termodinamici del processo cromatografico, ed è in grado di applicare le conoscenze acquisite a nuove problematiche tipiche dei contesti di ricerca e in ambito lavorativo. Lo studente è in grado di interpretare spettri IR, NMR, MS di semplici composti organici puri, ed è capace di scegliere la tecnica spettroscopica o la combinazione di più tecniche adatte alle diverse indagini strutturali (controllo della conversione di gruppi funzionali, identificazione di impurezze). Lo studente è in grado di applicare le tecniche strumentali conosciute a nuove problematiche che si possono presentare in ambiti di ricerca o di lavoro. Al termine del corso lo studente conoscerà i meccanismi di decadimento e la radiazione emessa da un radioelemento ed i principali radiofarmaci utilizzati in medicina nucleare, sia nella diagnostica che nella terapia.

Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
MODULO (6CFU)

Metodi spettroscopici e di separazione nell'analisi di composti organici e bioorganici: aspetti generali.

Cromatografia liquida ad elevate prestazioni - Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC. Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione. Fasi stazionarie chirali.

Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare 1H. Considerazioni di carattere generale. Teoria: momento magnetico, numero quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di Larmor. Campioni di riferimento e solventi. Schermo elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e campo magnetico. Accoppiamento spin-spin e costanti di accoppiamento; classificazione di sistemi di spin. Analisi di spettri: intensità relative e molteplicità in spettri del primo ordine. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno, azoto, zolfo. Velocità di scambio. Accoppiamento di protoni con altri nuclei. Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro stereogenico. Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale.

Spettroscopia nell'infrarosso. Considerazioni di carattere generale. Teoria. Interpretazione di spettri: alcani, alcheni, alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi.

Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*.

Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
MODULO (6CFU)

Metodi spettroscopici e di separazione nell'analisi di composti organici e bioorganici: aspetti generali.

Cromatografia liquida ad elevate prestazioni - Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC. Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione. Fasi stazionarie chirali.

Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare 1H. Considerazioni di carattere generale. Teoria: momento magnetico, numero quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di Larmor. Campioni di riferimento e solventi. Schermo elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e campo magnetico. Accoppiamento spin-spin e costanti di accoppiamento; classificazione di sistemi di spin. Analisi di spettri: intensità relative e molteplicità in spettri del primo ordine. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno, azoto, zolfo. Velocità di scambio. Accoppiamento di protoni con altri nuclei. Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro stereogenico. Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale.

Spettroscopia nell'infrarosso. Considerazioni di carattere generale. Teoria. Interpretazione di spettri: alcani, alcheni, alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi.

Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*.

Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA

• Cromatografia liquida ad elevate prestazioni -

Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza

e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC, GC e SFC.

• Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione (NP,

RP, SEC, IP-RP, HILIC, HIC).

• Rivelatori per HPLC.
• Fasi stazionarie chirali.
• Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare

1H. Teoria: momento magnetico, numero

quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di

Larmor.

• Campioni di riferimento e solventi. Schermo

elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e

campo magnetico.

• Accoppiamento spin-spin e costanti di

accoppiamento; classificazione di sistemi di spin.

• Analisi di spettri: intensità relative e

molteplicità in spettri del primo ordine.

• Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in

sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno,

azoto, zolfo. Velocità di scambio

• Accoppiamento di protoni con altri nuclei.

Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro

stereogenico.

• Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto

Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale. (2h)

• Spettroscopia nell'infrarosso. Teoria. (2h) Interpretazione di spettri: alcani, alcheni,

alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici

e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi. (5h)

• Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di

carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*. (3h)

• Interpretazione degli spettri 1H-NMR, 13C-NMR

e FT-IR per la delucidazione strutturale di piccole molecole organiche. (4h)

Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA

• Cromatografia liquida ad elevate prestazioni -

Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (a). Efficienza

e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC, GC e SFC.

• Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione (NP,

RP, SEC, IP-RP, HILIC, HIC).

• Rivelatori per HPLC.
• Fasi stazionarie chirali.
• Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare

1H. Teoria: momento magnetico, numero

quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di

Larmor.

• Campioni di riferimento e solventi. Schermo

elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e

campo magnetico.

• Accoppiamento spin-spin e costanti di

accoppiamento; classificazione di sistemi di spin.

• Analisi di spettri: intensità relative e

molteplicità in spettri del primo ordine.

• Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in

sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno,

azoto, zolfo. Velocità di scambio

• Accoppiamento di protoni con altri nuclei.

Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro

stereogenico.

• Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto

Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale. (2h)

• Spettroscopia nell'infrarosso. Teoria. (2h) Interpretazione di spettri: alcani, alcheni,

alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici

e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi. (5h)

• Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di

carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni σ > σ*, n > π*, π > π*. (3h)

• Interpretazione degli spettri 1H-NMR, 13C-NMR

e FT-IR per la delucidazione strutturale di piccole molecole organiche. (4h)

Gli esami relativi ai due moduli vengono svolti separatamente (normalmente a distanza di pochi giorni).

Per il modulo Metodi fisici in chimica organica, la prima parte della prova (1 ora) consiste nella delucidazione strutturale di una molecola organica a partire da spettri 1HNMR, 13CNMR e FTIR. Subito dopo la prova orale parte dal commento della prova scritta e si estende con altre 2-3 domande del restante programma.

Per il modulo Spettrometria di massa e Radiochimica, la prova d'esame consiste in una prova scritta (1ora e 30 min) in cui il docente sottopone allo studente 6 domande aperte relative al programma.

L'esame si intende superato se vengono superati i due moduli con la votazione minima di 18/30.

Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
Silverstein, Webster, Kiemle. Identificazione spettrometrica di composti organici, Terza Edizione Italiana (2016) Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
Silverstein, Webster, Kiemle. Identificazione spettrometrica di composti organici, Terza Edizione Italiana (2016) Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Modulo: SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
N/D
Modulo: METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
N/D

Oltre agli insegnamenti curriculari gli studenti hanno a disposizione 9 CFU per attività formative autonomamente scelte che comprendono insegnamenti (almeno uno con esame di profitto) presenti all’interno dell’offerta formativa dell’Università Sapienza, purché coerenti con il progetto formativo, che possono essere utilizzati per completare la propria preparazione. Per verificare che le scelte siano congrue con gli obiettivi formativi del corso lo studente deve compilare tramite il portale Infostud il proprio percorso formativo, indicando gli insegnamenti con i quali acquisire i 9 CFU corrispondenti alle attività autonomamente scelte. Tale richiesta è inviata al presidente del corso (o un referente responsabile) per essere valutata. In caso di insegnamenti scelti all’interno di una lista di esami consigliati e riportata sia durante la compilazione del percorso formativo, sia sul sito web del Corso di Laurea in Biotecnologie Farmaceutiche, la richiesta sarà direttamente autorizzata. Nel caso di insegnamenti non compresi nella lista degli esami consigliati la richiesta sarà valutata dal Consiglio di Corso per verificare la coerenza delle scelte effettuate ed eventualmente fornire insegnamenti o attività alternative. E’ possibile indicare insegnamenti che portano ad acquisire fino a 12 CFU rispetto ai 9 richiesti. Lo studente può inserire nelle attività a libera scelta che ha a disposizione una tipologia di tirocinio/stage che non ha selezionato come obbligatoria.

Il corso è finalizzato alla preparazione degli studenti nei settori della progettazione di nuove entità molecolari a potenziale attività biologica. In particolare, nel corso saranno fornite le basi concettuali chimiche e chimico-fisiche e tecniche delle metodologie computazioni che sono usate nella progettazione di molecole bioattive in chimica farmaceutica. Queste comprenderanno sia le metodiche basate sui ligandi (ligand base drug design, LBDD) che quelle basate sulla conoscenza della struttura del bersaglio biologico (structure-based drug design, SBDD). Per quanto riguarda le tecniche esercitazioni individuali al calcolatore saranno organizzate in modo meticoloso per preparare gli studenti alla reale applicazioni della teoria insegnata.
Conoscenze acquisite Effettuare una relazione struttura-attività per serie di composti bioattivi e di razionalizzarne in contenuto in termini quantitativi e strutturali al fine di progettare nuove molecole di interesse farmaceutico
Competenze acquisite Uso di una serie software per la progettazione razionale di nuove molecole sulla base di modelli molecolari qualitativi e quantitativi sia in ambito LBDD che SBDD.

Modulo 1 - FARMACOTOSSICOLOGIA DI MEDICINALI BIOLOGICI
Obiettivi generali Fornire le informazioni e la formazione scientifica e regolatoria che consentano allo studente di saper reperire, analizzare e valutare criticamente i dati e la documentazione relativa ai medicinali biologici. Nelle lezioni frontali, la discussione di esempi concreti relativi a farmaci biologici esistenti consente allo studente di applicare le informazioni apprese ed esercitare una valutazione critica dei dati.
Obiettivi specifici 1. Conoscenza e comprensione dello studente Conoscenza dei principali farmaci biologici e delle loro peculiari caratteristiche farmacodinamiche. Comprensione del processo di sviluppo non clinico e clinico di un nuovo farmaco. Conoscenza della farmacocinetica e dei metodi dell’analisi farmacocinetica. Comprensione dei principi fondamentali della tossicologia, dei metodi degli studi tossicologici per i farmaci di sintesi ed i farmaci biologici. Conoscenza dei metodi della farmacovigilanza 2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di: 1) reperire e valutare criticamente le informazioni riguardanti farmaci biologici, anche in relazione alla regolamentazione vigente; 2) partecipare alla progettazione, esecuzione e valutazione dello sviluppo di nuovi medicinali biologici. 3. Capacità critiche e di giudizio Lo studente dovrà essere in grado di valutare il profilo rischio/beneficio di singoli farmaci. Dovrà inoltre poter evidenziare le criticità dei farmaci stessi, in relazione ad efficacia e sicurezza. Dovrà saper valutare l’efficacia delle misure adottate per migliorare il profilo rischio/beneficio, anche in relazione alla regolamentazione vigente. 4. Capacità di comunicare quanto si è appreso Lo studente dovrà saper comunicare in modo esauriente e conciso le informazioni relative ad un determinato farmaco, evidenziando in modo efficace le eventuali criticità. 5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo Il corso intende fornire la formazione che renda lo studente in grado di valutare criticamente le informazioni ampiamente disponibili, in particolare sul web. Durante il corso saranno illustrate le principali fonti di informazioni attendibili, in particolare banche dati e siti di organizzazioni istituzionali.
Modulo 2 - BIOTECNOLOGIE FARMACOGNOSTICHE
Obiettivi generali Il corso si propone di fornire agli studenti una conoscenza di base sulle piante medicinali e sulle droghe vegetali, con particolare riferimento alla loro composizione fitochimica, alle proprietà farmacologiche e tossicologiche dei principali costituenti naturali e al loro impiego nei settori farmaceutico, cosmetico e nutraceutico. In linea con la formazione biotecnologica, il corso pone attenzione al ruolo delle biotecnologie nella valorizzazione del potenziale terapeutico e industriale dei materiali vegetali. In particolare, vengono introdotte tecnologie innovative finalizzate alla produzione sostenibile e standardizzata di composti bioattivi, nonché al miglioramento qualitativo delle droghe vegetali.
Obiettivi specifici 1. Conoscenza e capacità di comprensione Gli studenti acquisiranno conoscenze sulle droghe vegetali, in riferimento alla composizione fitochimica, agli effetti farmacologici e tossicologici, e all’uso in campo farmaceutico, cosmetico e nutraceutico. Approfondiranno, inoltre, le problematiche legate alla qualità, alla sicurezza e alla variabilità dei preparati vegetali. Comprenderanno anche i concetti fondamentali della normativa che regola la produzione e la commercializzazione dei prodotti a base vegetale. 2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Gli studenti saranno in grado di riconoscere le principali droghe vegetali e di comprenderne gli aspetti farmacologici e tossicologici; inoltre, sapranno applicare le strategie biotecnologiche, come la micropropagazione, la coltura di callo e il plant molecular farming, al miglioramento delle droghe vegetali e comprenderne l’utilità nella produzione di composti di interesse farmaceutico e fitocomplessi standardizzati e riproducibili. 3. Autonomia di giudizio Attraverso l’analisi critica di casi studio e fonti scientifiche, gli studenti svilupperanno la capacità di valutare la qualità dei materiali vegetali, i rischi connessi al loro impiego e il potenziale impatto delle tecnologie innovative sullo sviluppo di nuovi prodotti a base di piante medicinali. 4. Abilità comunicative Gli studenti saranno in grado di utilizzare un linguaggio tecnico-scientifico appropriato e di comunicare in modo chiaro ed efficace i concetti relativi alla farmacognosia, alla fitochimica e alle biotecnologie vegetali, anche in contesti professionali, accademici o multidisciplinari. 5. Capacità di apprendere Il corso promuoverà lo sviluppo dell’autonomia nello studio e dell’attitudine all’aggiornamento continuo, fornendo agli studenti strumenti teorici e metodologici per approfondire in modo indipendente le applicazioni delle biotecnologie nel campo delle piante medicinali e dei prodotti naturali.

Obiettivi generali Obiettivo generale del Corso di Patologia Molecolare e Cellulare è di formare gli studenti nel campo delle basi molecolari e cellulari delle malattie. Gli obiettivi che si desiderano raggiungere sono: far comprendere i meccanismi di base delle malattie, fare apprezzare l'utilità delle moderne tecniche di patologia molecolare e cellulare, riconoscere le problematiche di ricerca più significative, fare applicare il metodo scientifico a problemi inerenti i meccanismi di malattia delineando gli esperimenti da effettuare sapendo comunicare con chiarezza l'informazione.
Obiettivi specifici 1. Conoscenza e comprensione dello studente Durante il corso saranno forniti allo studente i mezzi per la conoscenza approfondita e la completa comprensione delle basi molecolari e cellulari di diverse patologie umane con i relativi meccanismi di segnalazione e regolazione intra- e inter-cellulari; e del loro ruolo nei meccanismi patologici che caratterizzano diverse patologie umane. 2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Al termine del corso lo studente avrà a disposizione le conoscenze necessarie a comprendere in modo completo l’insieme dei meccanismi cellulari e molecolari la cui deregolazione porta all’insorgenza di diverse patologie umane. Queste conoscenze sono imprescindibili nel percorso formativo teorico ed applicativo dello studente in Biotecnologie Farmaceutiche al fine di comprendere principi e razionale per l’applicazione pratica nello sviluppo di possibili approcci terapeutici. 3. Capacità critiche e di giudizio (prove lab, relazioni scritte, etc) Durante lo svolgimento della lezione la effettiva comprensione e capacità di rielaborazione critica degli argomenti discussi in aula vengono stimolate attraverso una effettiva interazione con gli studenti al fine di utilizzare le conoscenze acquisite per l’identificazione dei limiti conoscitivi sulle patologie umane analizzate e identificare nuovi direzioni per approcci terapeutici. 4. Capacità di comunicare quanto si è appreso Lo studente è chiamato a dimostrare di avere una solida conoscenza e capacità di analisi ed esposizione critica dei meccanismi molecolari e cellulari che contribuiscono allo sviluppo delle patologie trattate durante il corso. La preparazione dello studente sull’insieme di argomenti trattati durante il Corso di Patologia Molecolare è accertata mediante colloqui individuali e riflessa nel voto finale calcolato come media dei singoli moduli del corso. L’esame consiste un una valutazione orale della preparazione dello studente con un voto minimo di 18 e Massimo di 30. L’esame e’ considerato superato se il voto e’ uguale o superiore a 18/30. In caso di una votazione di 30/30, la commissione esaminatrice potra decidere di conferire la lode. 5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo Il programma del corso di Patologia Molecolare e Cellulare è focalizzato sull’analisi dei meccanismi molecolari che causano le patologie umane. Durante il corso viene messo in risalto come queste conoscenze, insieme all’utilizzo di nuove tecnologie genomiche, proteomiche, possa costituire la base per nuovi approcci prognostici diagnostici e terapeutici. Questo approccio rappresenta un aspetto cruciale per far comprendere allo studente quali siano I suoi interessi di studio aumentando cosi la sua attitudine e capacità di proseguire lo studio in modo autonomo.

La prova finale consiste nella stesura, presentazione e discussione di una tesi scritta ed elaborata autonomamente dallo studente sulla base della propria attività di ricerca condotta sotto la supervisione del relatore di tesi. La tesi documenta in modo dettagliato il progetto sviluppato e l’attività sperimentale individuale svolta e ha la funzione di potenziare l’autonomia critica e metodologica dello studente per favorire un proficuo inserimento nel mondo del lavoro.

Il corso di Tecnologia, Legislazione e Brevettazione dei Medicinali Biotecnologici ha l’obiettivo generale di fornire allo studente nozioni teoriche riguardanti la formulazione di farmaci biotecnologici e la produzione di forme farmaceutiche convenzionali e innovative. A tal fine, l’insegnamento si propone di far acquisire allo studente adeguate basi teoriche per la comprensione della relazione tra le proprietà delle diverse forme di dosaggio e il loro destino biofarmaceutico e farmacocinetico, nonché conoscenze approfondite sulle strategie formulative e sulle tecniche di caratterizzazione delle forme farmaceutiche, in relazione alle caratteristiche chimico-fisiche del principio attivo e all’obiettivo terapeutico. Ulteriore obiettivo del corso consiste nel fornire allo studente conoscenze relative agli aspetti legislativi relativi alla produzione industriale, alla brevettazione e alla commercializzazione di medicinali contenenti farmaci di origine biotecnologica. Complessivamente l’insegnamento concorre a sviluppare le seguenti competenze: conoscere le problematiche formulative, normative, produttive e di controllo delle forme farmaceutiche. Al completamento dell’insegnamento lo studente dovrà dimostrare:
1) Conoscenza e capacità di comprensione, relativamente ai seguenti aspetti - elementi di base della tecnologia farmaceutica relativi alla formulazione, preparazione e controllo delle principali forme farmaceutiche convenzionali e innovative; - caratteristiche tecnologiche delle materie prime usate come eccipienti; - principi di base del rilascio modificato dei farmaci; - aspetti regolatori, nazionali ed internazionali, relativi alla produzione, alla brevettazione e alla commercializzazione dei medicinali per uso umano, in generale e dei medicinali biotecnologici, in particolare. 2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione Gli strumenti forniti durante lo svolgimento del corso consentiranno allo studente di ottimizzare l’efficacia di un farmaco di origine biotecnologica, sulla base di considerazioni che si fondano su conoscenze riguardanti le caratteristiche chimico-fisiche e di stabilità del farmaco, le possibili vie di somministrazione, il sistema di veicolazione e di direzionamento più idoneo per ottenere l’effetto terapeutico desiderato. Pertanto, lo studente sarà in grado di seguire le principali fasi della produzione dei medicinali e di preparare le principali forme farmaceutiche convenzionali e innovative, tenendo in considerazione i possibili problemi formulativi, normativi e gli aspetti di sicurezza. 3) Capacità critiche e autonomia di giudizio Al termine del corso lo studente dovrà sostenere una prova scritta riguardante gli aspetti normativi e una prova orale sugli aspetti tecnologici, attraverso le quali deve dimostrare di essere in grado di valutare gli aspetti gestionali, tecnologici, normativi e di sicurezza relativi alla realizzazione e alla commercializzazione di una forma di dosaggio convenzionale o innovativa. 4) Abilità comunicative Durante il corso sono previsti momenti di confronto e di dibattito, coordinati dal docente, volti a verificare la capacità di comunicare e trasmettere quanto appreso dallo studente. Le abilità comunicative saranno inoltre valutate anche attraverso modalità di didattica innovativa come la flipped classroom. Inoltre, tali momenti potranno risultare fondamentali per lo sviluppo della valutazione critica e delle capacità di ragionamento da parte dello studente, che risulteranno utili per riportare informazioni ad interlocutori specialisti e non. 5) Capacità di apprendimento autonomo Il corso fornirà una serie di conoscenze teoriche e degli strumenti che mirano a sviluppare nello studente capacità di apprendimento autonomo e indipendente, finalizzata all’ulteriore arricchimento delle conoscenze acquisite, che gli permetterà di rimanere costantemente aggiornato sugli aspetti tecnologici e normativi del mondo farmaceutico, in costante e continua evoluzione.