PRESENTAZIONE

Il corso si propone di fornire una panoramica delle tecnologie abilitanti, dei principi di funzionamento e delle applicazioni dei biosensori e dei microsistemi di interesse in biomedicina. Verranno descritti gli elementi chiave e i principi biochimici di rilevamento insieme ai principali principi fisici di trasduzione. Verranno inoltre descritti i processi di fabbricazione idonei allo sviluppo di biosensori e microsistemi. Verranno evidenziate le peculiari possibilità offerte dai biosensori e dai microsistemi nella diagnostica medica, nel trattamento e nella terapia delle malattie.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

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.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte (lezioni frontali, domande ed esercizi da svolgere e discusse in aula, attività in laboratorio) e lo studio individuale consentiranno allo studente di:

- descrivere i principi di funzionamento più comuni dei biosensori

- descrivere semplici reazioni di affinità ed enzimatiche e descrivere quantitativamente come i parametri biochimici influenzino il comportamento e le prestazioni del sensore

- acquisire una terminologia corretta nell'ambito della biosensiristica e della chimica analitica

- valutare criticamente le applicazioni dei biosensori e i vantaggi/svantaggi dell'utilizzo dei biosensori rispetto ad altre tecniche analitiche

- identificare le principali caratteristiche (figure di merito) di un biosensore e valutarne criticamente l'importnaza a secondo dell'applicaizione

- spiegare gli effetti della miniatrizzazzione sulle componenti meccaniche ed elettriche di un sistema

- descrivere le principali tecniche di microfabbricazione

PREREQUISITI

Conoscenze di base di biochimica e fisica

MODALITA' DIDATTICHE

- lezioni frontali in aula

- due attività di laboratorio supervisionate da un tutor

- attività periodiche da svolgere a casa (esercizi, domande)

PROGRAMMA/CONTENUTO

• concetti base di sensori chimici e biosensori

 – definizioni/classificazione di sensori fisici/chimici/biosensori

 – legami molecolari

 – proteine ​​(anticorpi, enzimi) e acidi nucleici

 – caratteristiche del sensore

• elementi di rilevamento molecolare (biorecettori)

• tecniche di immobilizzazione

• figura di merito biosensori

• test immunologici

• principi trasduttori

 - elettrochimico

 – ottico

 – meccanico

 – calorimetrico

• introduzione (definizioni, alcuni esempi, miniaturizzazione)

• leggi di scala

• dai micro ai nano sistemi: nanotecnologie e biosensori

• tecnologie di micro e nanofabbricazione

 – tecniche di micro/nanofabbricazione del silicio

 –tecniche “soft”/”additive”.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Verranno fornite slide e altro materiale didattico
Ulteriori materiali saranno resi disponibili sulla pagina aulaweb del corso

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/11159/p/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consisterà in un colloquio orale sugli argomenti trattati a lezione

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Lo scopo dell'esame sarà quello di valutare il livello di maturità raggiunto dallo studente in riferimento ai risultati di apprendimento dell'insegnamento.