Metodi matematici e fisici applicati alle biotecnologie

A.A. 2014/2015
Insegnamento per
6
Crediti massimi
48
Ore totali
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Scopo principale del Corso è presentare allo studente alcune tecniche sperimentali largamente utilizzate nei laboratori operanti in ambito biologico e biotecnologico. Inoltre si forniranno agli studenti alcuni esempi di formalizzazione matematica e analisi di alcuni fenomeni biologici e biofisici.
Durante il Corso vengono presentati i principi fisici su cui si basano tali tecniche e descritti in dettaglio i relativi apparati sperimentali. Lo studente ha inoltre modo di visitare laboratori di microscopia e spettroscopia e di assistere ad alcuni esperimenti che illustrano le potenzialità di ciascuno strumento. Al termine del Corso lo studente avrà appreso alcuni metodi fisici fondamentali che potranno essere di rilevante interesse sia durante il percorso di studi che in attività professionali che richiedano specifiche competenze sperimentali. Oltre a questo lo studente dovrebbe avere appreso le conoscenze di base per affrontare alcune questioni di modellistica matematica in ambito biologico.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
Programma
Fisica
· Interazione radiazione-materia
· Microscopia ottica
· Microscopia ottica in fluorescenza
· Microscopia confocale
· Microscopia elettronica a scansione (SEM)
· Microscopia elettronica a trasmissione (TEM)
· Microscopia a scansione di sonda (STM, AFM)
· Spettroscopia ottica UV-Vis
· Spettroscopia vibrazionale IR
· Spettroscopia elettronica (XPS)

Matematica
· Richiami di analisi di funzioni in più variabili
· Richiami di Algebra lineare
· Introduzione alla modellistica matematica
· Le equazioni differenziali per fenomeni biologici
· Identificazione dei parametri in un modello
· Cenni di analisi di Fourier

Sono previste due sessioni, di due ore ciascuna, per visita e esercitazioni presso i laboratori di microscopia confocale (CLSM) e elettronica (SEM e TEM), di microscopia a forza atomica (AFM) e di spettroscopia elettronica (XPS).
E' previsto inoltre un Laboratorio di Calcolo Numerico utilizzando l'ambiente MATLAB per la simulazione di alcuni modelli introdotti.
Propedeuticità
Corso di Matematica generale, Corso di Fisica generale
Prerequisiti e modalità di esame
Orale per la parte di Fisica, prova scritta per la parte di Matematica.

L'esame per la parte di Fisica è solo orale ed è suddiviso in due parti. Nella prima lo studente deve fare una presentazione di 15 min riguardante un articolo scientifico di recente pubblicazione che illustra l'applicazione in ambito biologico di una delle tecniche sperimentali presentate durante il Corso. L'articolo viene fornito dal docente. Nella seconda parte allo studente è richiesta una descrizione dettagliata di uno dei metodi fisici descritti nel Corso. La votazione viene assegnata in trentesimi.
Per la parte di Matematica l'esame sarà scritto.
Per l'esito finale viene effettuata una media con le votazioni conseguite nella parte di Fisica e di Matematica.
Materiale didattico e bibliografia
Lucidi delle lezioni in formato ppt o pdf, note del docente.
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
previo appuntamento
Ricevimento:
Martedi 14.30-16.30 (o su appuntamento)
Dipartimento di Matematica, via Saldini 50, 20133 Milano II piano