RICONOSCIMENTO MOLECOLARE E PROGETTAZIONE DI SISTEMI BIOATTIVI PER LE SCIENZE DELLA VITA
Anno accademico 2026/2027 - Docente: GIUSEPPE TRUSSO SFRAZZETTORisultati di apprendimento attesi
Al termine del modulo lo studente sarà in grado di:
- descrivere le principali interazioni non covalenti coinvolte nei processi di riconoscimento molecolare nei sistemi biologici;
- spiegare il ruolo della complementarità strutturale nella formazione di complessi molecolari selettivi;
- comprendere i principi dell'interazione tra biomolecole e superfici solide e la loro importanza nello sviluppo di materiali biofunzionali;
- descrivere la struttura e il principio di funzionamento di un biosensore, distinguendone gli elementi di riconoscimento e di trasduzione;
- confrontare i principi di funzionamento dei principali biosensori ottici ed elettrochimici;
- interpretare criticamente i principali parametri prestazionali di un biosensore (selettività, sensibilità e limite di rilevabilità), valutandone l'idoneità per specifiche applicazioni biologiche.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Il modulo è erogato mediante lezioni frontali supportate da presentazioni multimediali e dalla discussione di esempi applicativi tratti dalla letteratura scientifica recente. Durante le lezioni saranno stimolati momenti di confronto con gli studenti attraverso l'analisi di casi studio relativi allo sviluppo e all'impiego di biosensori in ambito biologico, diagnostico e ambientale. Il materiale didattico utilizzato durante il corso sarà reso disponibile agli studenti attraverso la piattaforma istituzionale.
Prerequisiti richiesti
È richiesta la conoscenza delle nozioni fondamentali di chimica generale e chimica organica.
Frequenza lezioni
Contenuti del corso
• Interazioni non covalenti nei sistemi biologici: legame a idrogeno, interazioni elettrostatiche, forze di van der Waals, interazioni π–π e cation–π.
• Complementarità strutturale e concetto di riconoscimento molecolare.
• Interazione biomolecola–superficie solida.
• Definizione e struttura di un biosensore: elemento di riconoscimento e sistema di trasduzione.
• Principi di funzionamento dei biosensori ottici ed elettrochimici.
• Parametri fondamentali: selettività, sensibilità, limite di rilevabilità.
Testi di riferimento
Articoli scientifici selezionati.
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Interazioni non covalenti nei sistemi biologici: legame a idrogeno, interazioni elettrostatiche, forze di van der Waals, interazioni π–π e cation–π | appunti di lezione |
| 2 | Complementarità strutturale e concetto di riconoscimento molecolare. | appunti di lezione |
| 3 | Interazione biomolecola–superficie solida. | appunti di lezione |
| 4 | Definizione e struttura di un biosensore: elemento di riconoscimento e sistema di trasduzione. | appunti di lezione |
| 5 | Principi di funzionamento dei biosensori ottici ed elettrochimici. | appunti di lezione |
| 6 | Parametri fondamentali: selettività, sensibilità, limite di rilevabilità. | appunti di lezione |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
- Descrivere le principali interazioni non covalenti coinvolte nel riconoscimento molecolare e discuterne l'importanza nei sistemi biologici.
- Spiegare il concetto di complementarità strutturale attraverso un esempio biologico.
- Descrivere la struttura di un biosensore, illustrando il ruolo dell'elemento di riconoscimento e del trasduttore.
- Confrontare biosensori ottici ed elettrochimici, evidenziandone vantaggi e limiti.
- Definire selettività, sensibilità e limite di rilevabilità, discutendone il significato nella valutazione delle prestazioni di un biosensore.
- Discutere il ruolo delle interazioni biomolecola-superficie nello sviluppo di dispositivi biosensoristici.