Il corso intende presentare un’introduzione alle diverse tipologie di sensori che possono essere utilizzati nell’ambito delle biotecnologie. Le conoscenze acquisite dagli studenti riguarderanno: i principi di funzionamento di sensori chimici, biologici, ottici e per la radioattività, una panoramica delle possibili applicazioni, con particolare attenzione all’ambiente e alla medicina, semplici tecniche di elaborazione dei dati acquisiti. Le abilità acquisite riguarderanno il saper individuare quali siano le potenzialità di alcuni metodi di analisi e quali siano le tipologie di informazioni che con essi possono essere ottenute.
Prerequisiti
Conoscenze di base di fisica e matematica.
Metodi didattici
Il corso è organizzato in lezioni video-registrate sui vari argomenti, saranno organizzati Focus Group dedicati per ciascuno dei moduli proposti dall’insegnamento.
Verifica Apprendimento
La verifica dell’apprendimento consiste in un esame scritto con domande aperte sugli argomenti trattati nei diversi moduli proposti dall’insegnamento.
Testi
Per le lezioni relative ai dispositivi per il monitoraggio della radioattività: D. Volterrani, P.A. Erba, G. Mariani. Fondamenti di medicina nucleare. Springer
Contenuti
Il corso sarà articolato nei seguenti argomenti:
Sensori chimici e biosensori (4 CFU = 24 ORE) Osservabili fisiche, introduzione ai materiali e sensori utilizzati per le biotecnologie ambientali e mediche. (2 ore) Classificazione dei sensori chimici. (4 ore) Introduzione alla fisica dei semiconduttori. (2 ore) Richiami di fisica dedicati alla conducibilità e approfondimento sui sensori chemoresistivi. (2 ore) Cenni sull’utilizzo della spettroscopia IR in modalità operando per la sensoristica di gas. (2 ore) Applicazione dei sensori chemoresistivi nel monitoraggio ambientale, nell’agricoltura di precisione e nella diagnostica medica. (4 ore) Classificazione dei biosensori. (2 ore) Funzionamento e applicazione dei biosensori. (6 ore)
Sensori ottici (1 CFU = 6 ORE) Cenni sullo spettro delle radiazione elettromagnetica. (1 ora) Proprietà di sorgenti luminose. (1 ora) Lenti e specchi. (1 ora) Sensori di luce: il fotomoltiplicatore, il fotodiodo, fotoresistori. Rumore. (2 ore) Sensori sensibili alla posizione e per imaging. (1 ora)
Dispositivi per il monitoraggio della radioattività (1 CFU = 6 ORE) Cenni sulla struttura dell’atomo e del nucleo atomico, energia di legame e stabilità del nucleo. (1 ora) Decadimenti radioattivi (alfa, beta e gamma). (1 ora) Cenni su interazione radiazione-materia. Grandezze dosimetriche e radioprotezione. (1 ora) Sensori di radiazioni ionizzanti. (2 ore) Applicazioni mediche: gamma-camera e tomografo PET. (1 ora)
