Ateneo - UPO

Caratteristiche dello stato cristallino in riferimento alle principali fasi cristalline presenti o che possono precipitare in ambiente biologico. Tecniche per la loro identificazione e caratterizzazione.

"Appunti per biologi su cristalli e minerali." Metodi non distruttivi per la loro identificazione. Caterina Rinaudo e Alessandro Croce Tabedizioni, 2020

Il corso ha lo scopo di fornire conoscenze sullo stato cristallino, sulla cristallochimica dei cristalli/minerali che costituiscono o che possono essere presenti nel corpo umano, nonché sulle tecniche per la loro identificazione e caratterizzazione.

Nozioni di chimica e fisica

Lezioni frontali ed esercitazioni con l'uso del microscopio ottico, elettronico e dello spettroscopio micro-Raman.

Prima di ogni lezione verranno ripresi sinteticamente i concetti esposti nella lezione precedente.

Esame orale: si prevedono tre-quattro domande sul programma svolto. Lo studente deve dimostrare di conoscere le peculiarità dello stato cristallino, delle fasi minerali/cristalline riscontrabili nel corpo umano, delle caratteristiche chimico-fisiche delle stesse e delle tecniche utilizzabili per la loro caratterizzazione. Sarà inoltre proposto di identificare la migliore tecnica utilizzabile in una specifica situazione. Sarà valutato anche l’appropriatezza del linguaggio scientifico utilizzato. Il voto finale sarà ottenuto facendo la media delle votazioni sulle risposte alle singole domande

Peculiarità dei cristalli: stato cristallino e ordine reticolare. Operazioni di simmetria e combinazioni di operazioni di simmetria. Cella elementare e relazioni con le operazioni di simmetria. Piani reticolari. Struttura cristallina.
Principi di crescita cristallina da soluzione: nucleazione omogenea ed eterogenea, accrescimento .
Cristallochimica di cristalli/minerali importanti nel corpo umano (fosfati), che si formano nelle litiasi (acidi urici, urati, ossalati di calcio, fosfati, colesterolo), nelle calcificazioni.
I minerali definiti per legge “amianti” e minerali asbestiformi non inseriti nella normativa; loro interazioni con l’ambiente biologico. Tecniche per la localizzazione, l’identificazione e la caratterizzazione dei cristalli/minerali: il microscopio ottico con luce polarizzata, direzioni di vibrazione dei cristalli e legge di Fresnel.
Il microscopio elettronico con annessa microsonda chimica: caratterizzazione morfologica e chimica. Interpretazione degli spettri EDS.
La spettroscopia micro-Raman e sue applicazioni sui minerali /cristalli di interesse biologico.

Conoscenza delle fasi cristalline/minerali che hanno un impatto sulla salute umana; conoscenza dei parametri responsabili della crescita/incorporazione delle fasi minerali/cristalline e delle loro possibili modificazioni all’interno del corpo umano; acquisizione di un appropriato linguaggio scientifico.
Conoscenza delle tecniche disponibili per l’identificazione delle fasi minerali/cristalline e acquisizione delle competenze per l’utilizzo delle suddette tecniche.
Abilità nell’analisi critica dei risultati sperimentali, identificandone limiti e potenzialità.
Acquisizione di un lessico appropriato nel campo della cristallografia anche per una descrizione chiara e concisa dei problemi correlati alla presenza di fasi minerali/cristalline nel corpo umano che sia comprensbile anche per i non addetti ai lavori.
Capacità nella preparazione e presentazione di relazioni sulla presenza di fasi minerali/cristalline in ambiente biologico utilizzando un appropriato linguaggio scientifico, in forma orale o scritta.
Acquisizione della capacità di approfondire ed aggiornare in maniera autonoma, tramite lettura di testi ed articoli scientifici.
Capacità di utilizzare il materiale didattico per uno studio critico e ragionato.