LEARNING OUTCOMES

La prima parte del corso vuole fornire le nozioni di base sui componenti principali di un biosensore: elemento sensibile e trasduttore, e descrivere gli ambiti di applicazione dei biosensori. In particolare verranno descritte le biomolecole utilizzabili, le strategie di immobilizzazione di tali biomolecole ed i meccanismi di riconoscimento basati su legami di affinità o biocatalisi, i principi di trasduzione chimico-fisica utilizzati, oltre ad alcuni criteri di progettazione in base alle specifiche richieste. La seconda parte del corso mira a fornire le nozioni principali riguardo ai microsistemi applicati alla medicina ed alle biotecnologie, con particolare enfasi sugli effetti della miniaturizzazione e sulle tecniche di microfabbricazione. Verranno anche descritti aspetti specifici dei microsistemi come la microfluidica e l'integrazione tra sensori ed attuatori con esempi di sistemi esistenti e delle opportunità di sviluppo sul mercato.

AIMS AND LEARNING OUTCOMES

Biosensors: 

- to understand working principles of biosensors

- to read and understand the biosensor "jargon"

- to critically view their potential applications and advantages compared to standard analytical techniques

• chemical- and bio-sensor definitions

• most important figures of merit

• biorecognition elements and immobilization procedures

• transducing principles

• main areas of applications

Microsystems:

• to get an overview of

   – the main components of a microsystem

   – the physical phenomena ruling at the microscale

• to learn the most common fabrication technologies for microsystems (to become familiar with the possibilities and limitations of such technologies)

• to get an overview the main biomedical applications of microsytems and products on the market

• to see some future trends and promising technologies

TEACHING METHODS

\Traditional lectures in the classroom, flipped classroom for some topics. T\wo labworks

SYLLABUS/CONTENT

• basic concepts of Chemical- and Bio- Sensors

  – physical/chemical/bio sensor definitions/classification

  – molecular bonds

  – proteins (antibodies, enzymes) and nucleic acids

  – sensor characteristics

• molecular sensing elements (bioreceptors)

• immobilization techniques

• immunoassays

• transducers

  – electrochemical

    • amperometric/potentiometric electrodes

    • FET-based

  – optical

  - piezoelectric

Microsystems

• introduction (definitons, some examples, miniaturization)

• scaling laws

• microfluidics

• silicon microfabrication techniques

• alternative microfabrication techniques

• packaging

• microactuators

• microsystems in biotechnology and medicine

RECOMMENDED READING/BIBLIOGRAPHY

Slide and other teaching materials will be provided