| Elenco delle attività formative previste per i dottorandi del secondo anno |
Metabolomica: trattamento dei dati e applicazioni (Modulo 2)
data presunta: 15/01/2026 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 24
docente del corso: Andrea Cerrato qualifica: Ricercatore affiliazione: Italiana
programma delle attività: Il corso, rivolto agli studenti di dottorato di ricerca di qualsiasi indirizzo scientifico, approfondisce alcuni aspetti riguardanti la metabolomica mediante spettrometria di massa definiti nel modulo 1 (Metabolomica: teorie, principi e tecniche analitiche) e introduce alcuni aspetti inediti. La ricerca nel campo delle scienze omiche ha subito un’accelerazione negli ultimi anni, e molte delle problematiche aperte sono temi di ricerca di frontiera multidisciplinare. Il corso è articolato in due parti: trattamento dei dati (lezioni 1-6) ed applicazioni della metabolomica (lezioni 7-12).
Nella prima parte del corso verranno approfonditi gli approcci di trattamento e pretrattamento dei dati in metabolomica targeted ed untargeted, con particolare enfasi sull’utilizzo di software bioinformatici. In questa sezione saranno anche approfonditi alcuni degli aspetti di recente dibattito nella comunità scientifica (la marcatura isotopica e i materiali di riferimento). Infine, saranno definite le più comuni strategie ortogonali alla spettrometria di massa per l’identificazione di metaboliti, ossia la predizione dei tempi di ritenzione e la mobilità ionica.
Nella seconda parte del corso verranno presentate in dettaglio le principali applicazioni pratiche della metabolomica in campo clinico ed alimentare. In questo contesto verranno definite alcune delle scienze omiche nate come branche della metabolomica ma ormai elevate al rango di scienze omiche a sé stanti data la loro complessità e specificità: la lipidomica, la foodomica e la cannabinomica.
Lezione 1. Presentazione e finalità del corso. Trattamento dei dati di metabolomica via LC-MS: dall’acquisizione dei dati all’identificazione. Il quality control e la normalizzazione. L’uso di software bioinformatici e database.
Lezione 2. La qualità del dato in metabolomica. L’utilizzo della marcatura isotopica e le applicazioni di biomassa marcata isotopicamente. L’uso dei materiali di riferimento in metabolomica.
Lezione 3. Il trattamento dei dati per analisi di metabolomica non-targeted: preprocessamento dei dati, rimozione del rumore di fondo, il problema dell’annotazione. Identificazione degli spettri MS/MS: database e identificazione manuale.
Lezione 4. Le tecniche di frammentazione inusuali (dissociazione indotta da elettroni, fotodissociazione UV ed IR) per l’identificazione di metaboliti. Reazioni in fase gassosa, derivatizzazione, MSn. Parametri ortogonali per l’identificazione dei metaboliti: il tempo di ritenzione.
Lezione 5. Mobilità ionica: definizione di mobilità ionica, modalità e strumentazioni, mobilità degli ioni e potere risolvente, la collision cross section (CCS) misure sperimentali delle CCS, calcolo in silico delle CCS, database di CCS.
Lezione 6. Mobilità ionica: accoppiamento della mobilità ionica con la spettrometria di massa (IM-MS), IM-MS per la separazione di metaboliti e lipidi, IM-MS per la determinazione delle strutture di metaboliti e lipidi, IM-MS per metabolomica e lipidomica untargeted.
Lezione 7. Metabolomica clinica: medicina di precisione, farmacometabolomica, tecniche analitiche per analisi cliniche, metabolomica per la scoperta di biomarcatori, metabolomica per lo sviluppo di farmaci, metabolomica per la scienza della nutrizione.
Lezione 8. Lipidomica: definizione di lipidomica e nomeclatura dei lipidi, preparazione del campione, analisi mass spettrometrica dei lipidi, lipidomica shotgun e accoppiamento LC-MS, database e software di lipidomica.
Lezione 9. Lipidomica: overlap isomerici di massa, tecniche innovative per la caratterizzazione delle proprietà stereochimiche dei lipidi, epossidazione, ozonolisi, reazione di Paternò-Büchi, fotodissociazione.
Lezione 10. Foodomica: definizioni e tecnologie analitiche, foodomica per la sicurezza alimentare, foodomica per la qualità alimentare, foodomica per la tracciabilità alimentare, foodomica per la ricerca di composti bioattivi.
Lezione 11. Foodomica: composti fenolici e polifenoli, definizione, classificazione di composti fenolici e loro proprietà bioattive, metodi per l’identificazione di composti fenolici mediante spettrometria di massa a bassa ed alta risoluzione.
Lezione 12. Cannabinomica e fitocannabinomica, definizione, classificazione dei fitocannabinoidi e loro proprietà bioattive, metodi per l’identificazione di fitocannabinoidi mediante spettrometria di massa a bassa ed alta risoluzione.
modalità di accertamento finale: Esame orale
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Chimica Supramolecolare con applicazioni
data presunta: 15/01/2026 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 24
docente del corso: Giorgio Capocasa qualifica: Ricercatore affiliazione: Italiana
programma delle attività: Introduzione: definizioni e relazioni fra i componenti di sistemi supramolecolari.
Riconoscimento: Forze intermolecolari, misura delle costanti di associazione, razionalizzazione di affinità e selettività di un dato recettore per ioni e molecole. Aspetti termodinamici.
Supramolecole: Eteri corona, podandi, lariati, criptandi, cavitandi, gabbie ed i loro complessi con diverse specie chimiche, eliche. Self assembly e self-sorting. Applicazioni in catalisi, sensoristica, separazione e trasporto di specie chimiche.
Legame meccanico: proprietà e strategie sintetiche per la preparazione di catenani, rotaxani, nodi, anelli di Borromeo. Macchine molecolari in catalisi.
Materiali: clatrati, gelatori, cristalli liquidi, polimeri autoriparanti.
modalità di accertamento finale: Esame orale
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Solventi non convenzionali: sostenibilità e applicazioni nelle scienze estrattive e dei materiali
data presunta: 15/01/2026 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 24
docente del corso: Chiara Dal Bosco qualifica: Ricercatore affiliazione: Italiana
programma delle attività: - Introduzione ai solventi sostenibili e alla Chimica Verde
- Classificazione dei solventi secondo il sistema GHS (Global Harmonized System) e le normative europee
- I solventi eutettici: classificazione, caratteristiche chimico-fisiche e principali applicazioni
- Scelta dei materiali di partenza, preparazione e caratterizzazione dei solventi eutettici
- Miscele eutettiche come solventi estraenti e relative modalità di utilizzo in campo analitico (tecniche estrattive miniaturizzate): esempi di applicazioni su matrici ambientali, alimentari e biologiche
- Altre applicazioni: i DES come mezzi di reazione per la preparazione di nuovi materiali; i DES nella pulitura di superfici metalliche e pittoriche.
1 CFU di laboratorio
- Esercitazioni (8 ore): preparazione di miscele eutettiche e loro applicazione alla sample preparation
modalità di accertamento finale: Esame orale
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Nanotecnologie e nanomateriali per applicazioni industriali
data presunta: 15/01/2026 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 48
docente del corso: Cleofe Palocci qualifica: Professore affiliazione: Italiana
programma delle attività: Obiettivi formativi: Come è noto lo sviluppo di nuovi materiali si affianca da sempre all’evoluzione tecnologica della nostra società: le aziende più competitive investono ingenti risorse umane ed economiche nell’innovazione dei materiali e dei processi produttivi per trovare nuove soluzioni progettuali e far fronte alle sempre più stringenti esigenze del mercato. Ad oggi, ad esempio, è diventato sempre più importante formare ricercatori dotati di competenze specialistiche in settori di punta quali quello delle nanoscienze e nanotecnologie, al fine di fornire conoscenze “trasversali” necessarie a interagire operativamente in diversi campi disciplinari.
Il corso è articolato nei seguenti contenuti:
o Approccio “bottom up e top down” nella preparazione di nanomateriali
o Proprietà dei materiali nanometrici (“size effect”)
o Principali metodi di nanofabbricazione
o I microreattori fluidici per la sintesi di nanoparticelle (lab on chip)
o Principali tecniche di caratterizzazione dei materiali nanostrutturati
o Applicazioni dei nanomateriali in diversi settori industriali ed in particolare nel settore biotecnologico
modalità di accertamento finale: Esame Orale
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Diagrammi di fase: base termodinamica, determinazione sperimentale e assessment computazionale
data presunta: 15/01/2026 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 24
docente del corso: Andrea Ciccioli qualifica: Professore affiliazione: Italiana
programma delle attività: Secondo principio della termodinamica: la produzione di entropia come driving force dei processi spontanei. Potenziali termodinamici. Il potenziale chimico. Stabilità delle fasi e condizioni di equilibrio tra fasi. La regola delle fasi (richiami).
Modellazione delle fasi e diagrammi di fase di sistemi monocomponente. Equazioni di Clapeyron e Clausius-Clapeyron (richiami). Equazione di Planck. Regola della leva. Equazioni di stato dei fluidi reali (cenni). Costruzione di Maxwell. Il punto critico. Rappresentazioni P-T, V-T, P-V, P-V-T.
Modellazione delle fasi e diagrammi di fase in sistemi multicomponente. Termodinamica delle soluzioni ideali: comportamento raoultiano ed henriano (richiami). Soluzioni regolari e subregolari. Curve di energia di Gibbs, tangente comune, tie lines. Diagrammi di fase con soluzioni ideali e regolari. Lacune di miscibilità. Approssimazione quasi-chimica. Soluzioni reali. Equazioni di Gibbs-Duhem e Duhem-Margules. Polinomio di Redlich-Kister. Fasi intermedie stechiometriche e non stechiometriche. Compound energy formalism; modello a sottoreticoli per fasi intermedie non stechiometriche. Casistica di diagrammi di fase a due componenti T-x e P-x con esempi di sistemi metallici, ceramici, organici. Diagrammi di fase a tre componenti.
Breve rassegna dei metodi sperimentali di determinazione dei diagrammi di fase. Metodo isotermi e non-isotermi. Tecniche di miscroscopia e di analisi elementare. Metodi calorimetrici e di analisi termica. Misure magnetiche, elettriche, dilatometriche. Metodi di equilibrio (elettrochimici, tensimetrici) per la misura di proprietà termodinamiche. Metodi spettroscopici. Misure ad alta pressione.
Il metodo CALPHAD. Assessment computazionale dei diagrammi di fase a partire da informazioni sperimentali e teoriche. Software di ottimizzazione.
modalità di accertamento finale: Esame orale
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Le competenze dei chimici nelle perizie legali
data presunta: 15/01/2026 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 24
docente del corso: Stefano Materazzi qualifica: Professore affiliazione: Italiana
programma delle attività: Le perizie legali. La figura del Consulente Tecnico di Ufficio (CTU)
L’accreditamento presso tribunali e procure.
Il consulente di parte (CTP).
La legislazione vigente: cenni di procedura penale e civile.
Presentazione delle evidenze sperimentali in dibattimento.
Esempi di stesura di perizia.
Il Repertamento: procedure di campionamento in ambito forense.
Crimescope. Luminol.
Analisi ripetibili e non ripetibili.
La catena di custodia. Le linee guida.
Le metodologie analitiche forensi.
Il bianco di campo.
Caratterizzazione e quantificazione di principi attivi e stupefacenti.
Caratterizzazione e quantificazione di sostanze dopanti.
Caratterizzazione di falsi documentali.
Le perizie sui materiali.
Il rumore: una problematica emergente.
Acceleranti di fiamma: incendi dolosi e frodi alle assicurazioni.
Esempi di perizie svolte sinergicamente tra chimici e ingegneri, biologi, fisici, periti grafologi, ecc.
modalità di accertamento finale: Esame orale
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