Course Syllabus
Obiettivi
Il corso si propone di fornire allo studente i principi generali che permettono di comprendere quali informazioni possono essere ottenute mediante le principali tecniche di caratterizzazione di nanobiomateriali.
Contenuti sintetici
Conoscere i principi di funzionamento delle piu’ importanti tecniche e dei piu’ diffusi strumenti di analisi biofisica utilizzati per lo studio delle caratteristiche di nanoparticelle e nanomateriali di interesse biomedico.
Programma esteso
1) Introduzione alle tecniche ottiche • Spettri di assorbimento ed emissione • Spettrofotometro e coefficiente di assorbimento • Attivita’ ottica (Optical Rotatory Dispersion, ORD) • Dicroismo circolare (CD) e Birifrangenza ottica
2) Tecniche di Fluorescenza • Fluorescenza di aminoacidi, acidi nucleici e altre biomolecole • Fluorescenza risolta in spettro e risolta in tempo • Spettrofluorimetro • Fluorofori in microscopia. • Polarizzazione e anisotropia di fluorescenza.
3) Tecniche di microscopia ottica • Tecniche avanzate di imaging • Microscopio a contrasto di fase • Microscopio a fluorescenza • Microscopio polarizzatore • DIC (Differential Interference Contrast)
4) Tecniche avanzate di microscopia quantitativa • Microscopia confocale • FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) • FCS (Fluorescence Correlation Spectroscopy) • TIRF (Total Internal Reflection Fluorescence) • FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching)
5) Tecniche di microscopia non ottica • AFM (Atomic Force Microscopy) • Microscopio elettronico: SEM (Scanning Electron Microscopy), TEM (Trasmission Electron Microscopy)
6) Tecniche di nanomanipolazione • Magnetic Tweezers (MT) e Optical Tweezers (OT)
7) Light Scattering • Static Light Scattering (SLS) • Dynamic Light Scattering (DLS) • Z-potential
8) Altre tecniche di analisi rilevanti per le nanobiotecnologie • Spettroscopia Raman • SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) • SPR (Surface Plasmon Resonance) • ITC (Isothermal Tritration Calorimetry) e DSC (Differential Scanning Calorimetry) • FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica, biochimica e biologia molecolare
Modalità didattica
Lezioni frontali e esercitazioni.
Materiale didattico
Materiale e riferimenti bibliografici forniti dal docente.
N. R. Zaccai, I. N. Serdyuk, J. Zaccai, “Methods in Molecular Biophysics: Structure, Dynamics, Function for Biology and Medicine”; Editor: Cambridge University Press; ISBN-13: 978-1107056374
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale: approfondimento su articolo scientifico preventivamente fornito allo studente qualche settimana prima dell’esame.
Esame scritto (on line): Domande a risposta multipla a carattere generale sugli argomenti svolti a lezione.
Orario di ricevimento
Su appuntamento telefonico (02 6448 8209) o via mail ().
Sustainable Development Goals
Aims
The course aims to provide the students with the knowledge on the general principles enabling to understand which kind of information can be achieved by using the most important techniques for nanobiomaterials characterization.
Contents
To learn the working principles of the most important analytical techniques and of the most relevant instrumentations used for the characterization of nanoparticles and nanomaterial of biomedical interest.
Detailed program
1) Introduction to optical techniques • Spectra of absorption and emission • Spectrophotometer and the absorption coefficient • Optical Activity (Optical Rotatory Dispersion, ORD) • Circular dichroism (CD) and optical birefringence
2) Fluorescence techniques • Fluorescence of amino acids, nucleic acids and other biomolecules • Resolved fluorescence spectrum and time-resolved • Spectrofluorimeter • Fluorophores microscopy. • Polarization and Anisotropy of fluorescence.
3) Optical microscopy techniques • Advanced Imaging Techniques • Phase contrast microscope • Fluorescence microscope • Polarizing Microscope • DIC (Differential Interference Contrast)
4) Advanced quantitative microscopy techniques • Confocal Microscopy • FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) • FCS (Fluorescence Correlation Spectroscopy) • TIRF (Total Internal Reflection Fluorescence) • FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching)
5) Non optical microscopy techniques • AFM (Atomic Force Microscopy) • Electron Microscope: SEM (Scanning Electron Microscopy), TEM (Transmission Electron Microscopy)
6) Nanomanipulation techniques • Magnetic Tweezers (MT) and Optical Tweezers (OT)
7) Light Scattering (LS) • Static Light Scattering (SLS) • Dynamic Light Scattering (DLS) • Z-potential
8) Other relevant analysis techniques for the nanobiotechnology • Raman Spectroscopy • SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) • SPR (Surface Plasmon Resonance) • ITC (Isothermal Calorimetry Tritration) and DSC (Differential Scanning Calorimetry) • FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)
Prerequisites
Basic knowledge in chemistry, biochemistry and molecular biology
Teaching form
Lectures and exercises.
Textbook and teaching resource
Material and bibliographic references supplied by the professor.
N. R. Zaccai, I. N. Serdyuk, J. Zaccai, “Methods in Molecular Biophysics: Structure, Dynamics, Function for Biology and Medicine”; Editore: Cambridge University Press; ISBN-13: 978-1107056374
Semester
First semester
Assessment method
Oral examination: discussion about a scientific paper previously provided to the student some weeks before the date of the exam.
Written exam (on line): General multiple choice questions about the topics afforded during the lessons.
Office hours
By telephone appointment (02 6448 8209) or by email (francesco.mantegazza@unimib.it).
Sustainable Development Goals
Staff
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Francesco Mantegazza
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Domenico Salerno
