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Scienza e tecnologia - 2Scienza e tecnologia - 2
presentazione del prof. Ciro Formica
Le tecnologie per studiare l’interno della materia.L’acceleratore di particelleNanostruttureSpettrometria di massaL’interno dell’organismo umano: TC, RMN e altre
Immagini e testi tratti da: wikipedia.it, zanichelli.it, iupag.org, incaweb.org, unina.it, unimi.it, unibo.it
Scienza e tecnologiaScienza e tecnologia
Il LHC di Ginevra http://www.youtube.com/watch?v=xuB9XlaXhuw
Si tratta del più grande acceleratore di particelle del mondo con il quale si riesce a studiare l'infinitamente piccolo della meccanica quantistica
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Le nanostruttureLe nanostrutture
da www.lescienze.it
Smontare e riassemblare la materiaRicercatori della Harvard University e del Massachusetts Institute of Technology sono riusciti a sviluppare un metodo per costruire strutture tridimensionali autoassemblanti che possono essere montate esattamente come i mattoncini Lego®. La novità è di grande rilievo poiché il classico “origami a DNA”, costituito da un lungo filamento di DNA che si ripiega per interagire con centinaia di frammenti di filamenti più corti e viene sfruttato come impalcatura attorno a cui costruire strutture articolate, richiede calcoli molto complessi.
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Smontare e riassemblare la Smontare e riassemblare la materiamateria
Il nuovo metodo dei “mattoncini a DNA", non richiede invece alcun filamento di impalcatura, ma sfrutta un'architettura modulare: ogni mattoncino può essere aggiunto o rimosso in modo indipendente. L'elemento di base delle strutture è un singolo filamento di DNA di soli 32 nucleotidi, che contiene quattro regioni che possono accoppiarsi a quattro corti filamenti di DNA adiacenti.
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Spettrometria di massaSpettrometria di massaOccorrono all’incirca 600.000.000.000.000.000.000.000 molecole di acqua per fare un grammo! Per pesare le molecole conviene usare il dalton (Da). 1 Da corrisponde alla dodicesima parte dell'atomo di carbonio (12C). In questa scala l'ossigeno (16O) pesa 15,9949 e l'idrogeno (1H) pesa 1,00782. L'acqua pesa quindi circa 18 (18,0104541).
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Lo spettrometro di massa è uno strumento che produce ioni e li separa in fase gassosa in base al loro rapporto massa/carica (m/z).Un’analisi massa spettrometrica comporta i seguenti passaggi:Introduzione del campione – Ionizzazione – Analisi della massa – Rivelazione degli ioni/analisi dei dati.
A quale scopo si usa?•Determinare il peso molecolare•Chiarire la struttura molecolare•Identificare i componenti di una miscela•Indagini quantitative•Studi meccanicistici•Studio di interazioni intermolecolari
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Campi di applicazioneAnalisi chimica
GeneticaProteomicaBiologia molecolareChimica dei polimeriAntiterrorismoFarmacologiaAntidopingAstronomiaArcheologia…
Componenti dell’apparecchiatura
Sistema di introduzione
Sorgente ionica
analizzatore
rivelatore
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Lo spettro di massa di un chetone
Ione Molecolare
Picco Base
CH3 C
O
CH2 CH3m/z 57
m/z 43
- 15
- 29
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TAC o TC
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La TAC o TC (tomografia assiale computerizzata) è una indagine che utilizza radiazioni ionizzanti. Il paziente viene introdotto attraverso un foro (gantry) dove un tubo emette una determinata quantità di raggi X che attraversano il corpo esplorando sezioni degli organi in esame.
TC encefalo
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Ictus ischemico Ictus emorragico
Angio TC
RMN
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La Risonanza Magnetica Nucleare è un esame che non impiega radiazioni ionizzanti: si è sottoposti a un campo magnetico e ad onde di radiofrequenza, che interagendo con il corpo fornisce immagini radiologiche
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Ernia del disco lombare
PET
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Si esegue in caso di sospetto m. di Alzheimer o epilessia
Positron Emission Tomography. Utilizza il Fluoro-Deossiglucosio ([18F]FDG), che è analogo del glucosio: quando è captato dalle cellule viene metabolizzato, ponendo in rilievo l'attività metabolica cerebrale.
SPECT
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La single photon emission computed tomography è un esame di medicina nucleare poiché usa una sostanza marcata come il 99Tc e una gamma camera di rilevazione. Indicazioni: tumori, infezioni, Alzheimer ecc.