Corso della LM in Scienze chimiche, aperto a dottorandi e insegnanti di Chimica/Scienze, con la finalità di individuare strategie didattiche fondate sul coinvolgimento dello studente come soggetto attivo e dialogante, sfruttando il confronto tra docenti in servizio e laureandi/dottorandi intenzionati ad intraprendere la carriera di insegnante sulle problematiche connesse con il processo di insegnamento/apprendimento della Chimica.

Corso della LM in Scienze chimiche, aperto a dottorandi e insegnanti di Chimica/Scienze, con la finalità di individuare strategie didattiche fondate sul coinvolgimento dello studente come soggetto attivo e dialogante, sfruttando il confronto tra docenti in servizio e laureandi/dottorandi intenzionati ad intraprendere la carriera di insegnante sulle problematiche connesse con il processo di insegnamento/apprendimento della Chimica. In questo modulo sono affrontate esperienze di laboratorio.

Nel corso verranno spiegati i principi di base sulle tecniche immunochimiche, che rientrano nei metodi biochimici per lo studio delle proteine, applicate alla ricerca biomedica/biomolecolare. Gli argomenti trattati includeranno nozioni su antigene e anticorpo e formazione dell’immunocomplesso, teoria e applicazioni della tecnica del western blotting (WB) e sistemi di dosaggio immunologico basati sulla marcatura di antigeni od anticorpi con enzimi (ELISA).

La prima parte del corso introduce i fondamenti e i principi fisici della termometria ottica e offre una panoramica dei principali materiali nanometrici e molecolari aventi una risposta ottica dipendente dalla temperatura. La seconda parte del corso illustra esempi concreti di applicazioni della termometria ottica nella chimica, nella biologia e nella nanomedicina. Il corso è da intendersi come complemento del corso “Materiali fotonici e metodi fotofisici” erogato nell’a.a. 2022/2023, ma è fruibile da chiunque possieda competenze di base di spettroscopia ottica. Il corso verrà erogato in lingua inglese.

Questo corso offre un'ampia esplorazione delle proprietà cinetiche di dissociazione e di equilibrio di complessi metallici. Durante il seminario di due ore, saranno trattati i seguenti argomenti: proprietà termodinamiche, costanti di equilibrio, metodi sperimentali per caratterizzare l'equilibrio dei complessi metallici, distribuzione delle specie e costanti condizionali, proprietà cinetiche di dissociazione, velocità e meccanismi di dissociazione, metodi sperimentali per caratterizzare le reazioni di dissociazione, stima della velocità di dissociazione e di semivita dei complessi metallici. La lezione pratica di laboratorio di 4 h comprenderà: lo studio dei complessi Fe3+ - TIRON utilizzando la potentiometria e la spettrofotometria, l'analisi delle reazioni di transchelazione tra [Fe(TIRON)x](2x-3)- e CDTA utilizzando la spettrofotometria.  Alla fine del corso, gli studenti acquisiranno conoscenze teoriche e competenze pratiche per caratterizzare le proprietà cinetiche e di equilibrio dei complessi metallici. Impareranno anche a valutare la "stabilità" di questi complessi attraverso calcoli semplici in ambienti complessi. Queste conoscenze di base stimoleranno gli studenti ad applicare queste tecniche a nuovi complessi metallici.

Un viaggio attraverso la storia per incontrare alcuni dei chimici che hanno combinato il rigore scientifico all’impulso della disciplina. Partiremo dall’alchimia e attraversando i secoli approderemo al nostro presente. Tracceremo così un percorso intellettuale che spiega i processi per cui oggi possiamo definire la conoscenza del mondo.

Il corso introduce gli aspetti regolativi principali dell’espressione genica negli eucarioti superiori e si dedica poi a mostrare diverse tecnologie esistenti per studiare la modulazione dell’espressione genica: dalla real time PCR alle tecnologie “omiche”.

La domesticazione ed il breeding hanno ridotto la biodiversità genetica nelle piante coltivate; nuovi approcci che includono le procedure di TILLING, la trasformazione e il genome editing possono introdurre nuova variabilità e saranno oggetto del corso.

Qualsiasi progresso tecnologico rappresenta una sfida che richiede adeguati sforzi iniziali. Sebbene l'utilizzo adeguato di nuove tecniche omiche possa tradursi in risparmio di tempo nella preparazione del campione, nell'analisi strumentale e nella valutazione di dati non target, l’interpretazione dei risultati omici continua ancora oggi a rappresentare una sfida importante per molti ricercatori. All’interno del corso verrà mostrato come comprendere al meglio le principali sfide che complicano l'identificazione di metaboliti, lipidi e proteine per permettere di sviluppare una conoscenza operativa critica, adottando diverse strategie per migliorare le performance analitiche. Sarà inoltre dimostrato come grazie all’utilizzo dell’approccio “omico-bidimensionale” si possa ottenere un ulteriore vantaggio competitivo, sviluppando una quantificazione simultanea di metaboliti target pur mantenendo una strategia metabolomica non-target in una grande varietà di matrici biologiche complesse. All’interno del corso verranno illustrate diverse applicazioni e forniti molti esempi pratici per sfruttare al meglio le tecniche omiche nella ricerca biomedica, ambientale e alimentare.

Corso della LM in Biologia, aperto a dottorandi e insegnanti di Scienze, il corso è finalizzato a fornire metodologie utili per la costruzione di percorsi didattici relativi alle scienze della vita e a sviluppare laboratori pratici da proporre nelle scuole.

In questo corso verranno illustrati i principi base dello sviluppo sostenibile e le applicazioni di questo concetto all'industria chimica. I principi teorici saranno accompagnati ad esempi di processi industriali green.

Il corso descrive le modalità per affrontare la determinazione di inquinanti emergenti attraverso un approggio targeted, approfondendo al contempo gli aspetti legati alla tossicità dei prodotti di degradazione che si formano e alla loro identificazione tramite approcci untargeted.

Verranno descritti metodi chemiometrici multivariati per applicazioni avanzate in ambito sia di ricerca che industriale, che coprono diversi ambiti: analisi di immagine, reti neurali artificiali, identificazione di biomarcatori, monitoraggio di processo. Saranno forniti numerosi esempi e applicazioni.

Lo stress del reticolo endoplasmatico (ER) svolge un ruolo importante nelle cellule eucariotiche. L'ER è il primo componente cellulare che è coinvolto nella trasduzione del segnale e nel rilevamento dei cambiamenti omeostatici. La successiva cascata di segnalazione determina una risposta di sopravvivenza o di apoptosi.

Questo corso ha lo scopo di introdurre alcuni degli effetti fotofisici e fotochimici sfruttati nell'ingegnerizzazione dei composti organici con importati applicazioni tecnologiche in campo ottico.

Il progresso nella medicina di precisione richiede la creazione di nuovi protocolli di imaging per identificare le fasi iniziali delle malattie e offrire una caratterizzazione biomolecolare. Di conseguenza, una sfida significativa nella ricerca chimica è stata la formulazione di agenti di contrasto intelligenti e altamente sensibili adatti alle tecniche di imaging utilizzate sia in contesti clinici che preclinici. Questo è un compito rilevante che richiede la stretta collaborazione di chimici e biologi. L'obiettivo di questo corso è esaminare i principi fondamentali di varie tecniche di imaging (MRI, X-Ray CT, OI, US, PAI, PET/SPECT), sottolineare le caratteristiche degli agenti di contrasto sviluppati e illustrare esempi delle loro applicazioni in biomedicina.

Il corso è rivolto a dottorandi, ricercatori post-dottorato e, in generale, a ricercatori provenienti dall'accademia e dall'industria interessati ad approfondire la propria comprensione del limite dei 2°C e della sfida della neutralità carbonica entro il 2050. Il limite dei 2°C e la sfida della neutralità carbonica entro il 2050 sono un obbiettivo molto ambizioso per le industrie a livello globale e richiedono un cambiamento radicale nei loro paradigmi operativi. Il settore industriale gioca un ruolo importante nel contribuire alle emissioni di gas serra e raggiungere la neutralità carbonica impone un completo riesame dei processi produttivi, delle fonti energetiche utilizzate e delle catene di approvvigionamento. Le aziende devono dare priorità all'adozione di tecnologie sostenibili, di energie rinnovabili e di pratiche energetiche efficienti per ridurre significativamente la propria impronta carbonica. La sfida non consiste solo nella decarbonizzazione dei processi esistenti, ma anche nel promuovere l'innovazione per lo sviluppo di alternative più verdi. Le industrie devono investire in ricerca e sviluppo per creare tecnologie a basse emissioni di carbonio, implementare pratiche di economia circolare e collaborare con gli stakeholder per affrontare la transizione verso un futuro sostenibile. Trovare un equilibrio tra la crescita economica e la tutela ambientale rappresenta una sfida unica, ma il rispetto del limite dei 2°C e l'imperativo della neutralità carbonica sono essenziali per la vitalità a lungo termine e la resilienza del settore industriale di fronte al cambiamento climatico. Il corso coprirà vari aspetti illustrando metodi all'avanguardia e applicazioni di tecnologie sostenibili, energie rinnovabili e pratiche energetiche efficienti esistenti nelle industrie.

Le membrane tilacoidali sono il sito delle reazioni fotosintetiche dipendenti dalla luce, dove avviene il trasporto elettronico fotosintetico. Il fotosistema II è un enzima multimerico incorporato nelle membrane tilacoidali che, nelle reazioni fotosintetiche dipendenti dalla luce, ossida l'acqua, trasferendo gli elettroni estratti a molecole di plastochinone coinvolte nel trasporto elettronico fotosintetico. Nella prima parte, ci concentreremo sui determinanti molecolari dell'impilamento delle membrane tilacoidali nei grana delle piante e sulla loro dinamica indotta da variazioni di luce decifrate utilizzando analisi proteomiche e di microscopia crioelettronica. Nella seconda parte, ci concentreremo su un biosensore elettrochimico amperometrico che incorpora membrane tilacoidi per il rilevamento di erbicidi fotosintetici.

Negli ultimi anni l'inquinamento è diventato un problema globale. Infatti, gli ambienti e i relativi servizi ecosistemici sono minacciati da molte attività umane in tutto il mondo e sono influenzati dall'inquinamento da fonti puntuali o non puntuali. Numerose sostanze chimiche possono essere presenti contemporaneamente negli ambienti e le interazioni chimiche in una miscela possono causare cambiamenti complessi e sostanziali nelle proprietà chimiche pure dei suoi costituenti, comprese la biodisponibilità e la tossicità. Per questo motivo, è sempre più diffusa la consapevolezza che concentrarsi principalmente sui dati chimici della concentrazione di inquinanti nelle matrici ambientali non è sufficiente per valutare in modo affidabile i potenziali rischi per l'ambiente e la salute umana. La crescente attenzione a queste problematiche ha promosso lo sviluppo di strumenti di "diagnostica" ambientale che consentano di individuare precocemente l'esposizione all'inquinamento. La necessità di rilevare gli effetti biologici dei contaminanti chimici anche a basse concentrazioni e in miscele complesse ha incrementato lo studio delle relazioni tra l'esposizione ai contaminanti chimici e le alterazioni di diversi processi biochimici e cellulari negli organismi, al fine di utilizzare questi ultimi come marcatori (comunemente chiamati biomarcatori) dell'esposizione e della risposta precoce ai contaminanti chimici. Oggi i biomarcatori sono una componente essenziale dei programmi di monitoraggio ambientale in diversi Paesi, a supporto del monitoraggio chimico comunemente utilizzato. Le misurazioni dei biomarcatori negli organismi bioindicatori sono strumenti preziosi per il monitoraggio ambientale finalizzato alla sorveglianza, alla valutazione dei pericoli o alla documentazione della bonifica degli ambienti.

L’obiettivo del riciclo dei materiali pone sfide significative dal punto di vista analitico nel processo di caratterizzazione perché ci pone davanti a campioni complessi e/o di origine varia e incerta. Inoltre, un approccio in ottica “green” deve ottimizzare e rendere più sostenibile anche il processo di analisi.  Perciò, la complessità dei campioni, il tentativo di utilizzare le tecniche di analisi più sostenibili, economiche e rapide, lo sviluppo di tecniche combinate, di strumenti più rapidi e sensibili, hanno contribuito all'aumento della complessità dei dataset da analizzare sia in termini di variabili esplorate che di dimensione del dato strumentale. Per questo motivo è necessario ricorrere a tecniche che ci possano permettere di “vedere” l’informazione di interesse e guidarci nella comprensione delle risposte sperimentali. In questo seminario verranno presentati quindi dei casi pratici e alcune strategie e approcci per ricavare l’informazione desiderata.