Obiettivi Formativi

L’insegnamento promuove nello studente la conoscenza delle caratteristiche dei fluidi biologici e dei principali metodi di analisi. Le esercitazioni di laboratorio favoriranno la comprensione dei vari metodi di determinazione dei principali analiti presenti nei fluidi biologici e serviranno ad acquisire familiarità con le principali tecniche analitiche, quali, spettrofotometria UV-VIS, spettrometria di assorbimento atomico, potenziometria con elettrodi iono-selettivi, voltammetria.

Learning Goals

The course promotes the student's knowledge of the characteristics of biological fluids and the main methods of analysis. The laboratory exercises will promote understanding of the various methods of determination of the main analytes present in biological fluids and will help the students to familiarize with the main analytical techniques such as UV-VIS spectrophotometry, atomic absorption spectrometry, potentiometry with ion selective electrodes, voltammetry.

Metodi didattici

Lezioni frontali in aula; esercitazioni di laboratorio con utilizzazione di strumentazione utile alla determinazione di analiti di interesse chimico-clinico.

Teaching Methods

Lessons in the classroom; laboratory experiments with instrumentation useful to the determination of analytes of interest in clinical chemistry.

Prerequisiti

Conoscenze di base di chimica analitica, in particolare equilibri in soluzione acquosa. Conoscenze di chimica analitica strumentale, in particolare di spettrofotometria UV-VIS, spettrometria di assorbimento atomico, potenziometria e voltammetria.

Prerequisites

Basic knowledge of analytical chemistry, in particular equilibria in aqueous solution. Knowledge of instrumental analytical chemistry, especially UV-VIS spectrophotometry, atomic absorption spectrometry, potentiometry and voltammetry.

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento prevede una prova orale e la valutazione delle relazioni sulle singole prove di laboratorio.

Assessment

The evaluation of the learning includes an oral examination and the analysis of the reports of the laboratory tests.

Programma del Corso

Caratteristiche e composizione dei principali materiali biologici (2 ore). Caratteristiche e composizione del sangue. Regolazione dell’equilibrio acido-base. Caratteristiche e composizione degli altri principali materiali biologici. Raccolta dei materiali biologici (2 ore). Condizioni di prelievo di sangue. Tipi di campione. Anticoagulanti e preservanti. Prelievo di altri materiali biologici. Variabilità preanalitica. Trattamento e conservazione dei materiali biologici (2 ore). Sieratura e centrifugazione. Conservazione dei materiali biologici per indagini chimico-cliniche. Cause di alterazione del campione. Provvedimenti e prescrizioni per la migliore conservazione dei campioni. Metodi di separazione per l’isolamento delle biomolecole. Variabilità analitica. L’errore di laboratorio (2 ore). Classificazione degli errori di misura. Errore totale: limiti fiduciari, coefficiente di variazione (CV), limiti accettabili dell’errore. Controllo dei metodi. Stabilità dei reagenti. La sicurezza della qualità nel laboratorio (4 ore). Controllo interno di qualità: obiettivi per l’imprecisione analitica, obiettivi per l’inaccuratezza analitica, obiettivi per l’errore analitico totale, carte di controllo (metodo di Shewart-Levey-Jannings). Scopo del controllo interno di qualità. Valutazione esterna di qualità. Variabilità biologica e valori di riferimento (2 ore). Fattori che influenzano i valori di riferimento. Produzione e presentazione dei valori di riferimento. Metodologie problematiche inerenti la produzione dei valori di riferimento. Variabilità biologica intraindividuale e differenza critica dei test di laboratorio (2 ore). Misura della variabilità biologica intraindividuale. Confronto dei risultati attuali di un paziente con quelli precedenti: la differenza critica. Impiego della differenza critica nell’interpretazione dei test di laboratorio. Determinazione enzimatica di analiti di interesse clinico (6 ore). Dosaggio con enzimi dei metaboliti. Enzimi immobilizzati. Metodi di studio degli isoenzimi. Struttura, caratteristiche elettroforetiche e distribuzione dei principali isoenzimi. Significato clinico dell’attività degli enzimi presenti nei materiali biologici: siero. Studio dell’attività degli enzimi sierici. Comportamento di alcuni enzimi sierici in condizioni patologiche. Immunochimica (8 ore). Antigeni e apteni. Anticorpi. Produzione di antisieri. Produzione di anticorpi monoclonali. Reazione antigene-anticorpo. Reazione quantitativa di precipitazione. Reazione di immunoprecipitazione in gel. Immunodiffusione radiale semplice. Immunoprecipitazione in mezzo liquido. Principi e tecniche in immunometria. Determinazioni competitive e non competitive. Determinazioni in fase eterogenea e in fase omogenea. Fattori critici che influenzano le determinazioni immunometriche. Traccianti e tecniche di rivelazione del segnale. La relazione concentrazione-segnale analitico. Metodi radioimmunologici (RIA). Dosaggio immunoradiometrico (IRMA). Dosaggio ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay). Tecnica enzimo-immunochimica in fase omogenea (EMIT). Dosaggi immunologici con marcatori fluorescenti (FIA). Dosaggi immunologici con marcatori luminescenti (LIA). Immunodosaggi mediante bioluminescenza. Immunodosaggi mediante chemiluminescenza (CL). Immunodosaggi mediante il complesso avidina-biotina. Applicazioni cliniche dei metodi immunochimici. Biomarcatori (2 ore). Definizione. Biomarcatori del sistema cardio-renale. Gli ormoni come biomarcatori di funzione e di malattia. I principali biomarcatori in oncologia. Esercitazioni di Laboratorio: Determinazione di analiti di interesse chimico-clinico mediante spettroscopia UV-VIS, spettroscopia di assorbimento atomico, potenziometria con elettrodi ionoselettivi, voltammetria.

Course Syllabus

Characteristics and composition of the main biological materials (2 hours). Characteristics and composition of the blood. Regulation of acid-base balance. Characteristics and composition of the other major biological materials. Collection of biological materials (2 hours). Conditions of drawing blood. Sample types. Anticoagulants and preservatives. Withdrawal of other biological materials. Preanalytical variability. Processing and storage of biological materials (2 hours). Getting serum and centrifugation. Conservation of biological materials for chemical-clinical investigations. Causes of alteration of the sample. Measures and requirements for the better preservation of the samples. Separation methods for the isolation of biomolecules. Analytical variability. The lab error (2 hours). Classification of measurement errors. Total error: confidence limits, coefficient of variation (CV), acceptable limits of error. Control methods. Stability of the reagents. The safety of the quality in the laboratory (4 hours). Internal quality control: targets for analytical imprecision, inaccuracy objectives for the analytical goals for total analytical error, control charts (Levey-method-Shewart Jannings). The purpose of internal quality control. External quality assessment. Biological variability and reference values (2 hours). Factors affecting the reference values. Production and presentation of reference values. Methodologies problems inherent in the production of the reference values. Intraindividual biological variability and critical difference of laboratory tests (2 hours). Measurement of intra-individual biological variability. Comparison of the current results of a patient with previous ones: the critical difference. Use of the critical difference in the interpretation of laboratory tests. Enzymatic determination of analytes of clinical interest (6 hours). Enzyme assay of metabolites. Immobilized enzymes. Methods of study of the isoenzymes: general methods and selective methods. Structure, electrophoretic characteristics and distribution of the major isozymes. Clinical significance of the activity of enzymes present in biological materials: serum. Study of serum enzymes. Behavior of some serum enzymes in pathological conditions. Immunochemistry (8 hours). Antigens and haptens. Antibodies. Production of antisera. Production of monoclonal antibodies. Antigen-antibody reaction. Quantitative precipitation reaction. Immunoprecipitation reaction gel. Simple radial immunodiffusion. Immunoprecipitation in the liquid medium. Principles and techniques in immunoassay. Determinations competitive and non-competitive. Determinations in heterogeneous phase and in homogeneous phase. Critical factors influencing the immunometric determinations. Tracers and signal detection techniques. The concentration-analytic signal. Radioimmunoassay (RIA). Immunoradiometric assay (IRMA). ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay). Technique in homogeneous phase enzyme-immunoassay (EMIT). Immunoassays with fluorescent markers (FIA). Markers with luminescent immunoassays (LIA). Bioluminescent immunoassays. Immunoassays using chemiluminescence (CL). Immunoassays using the avidin-biotin complex. Clinical applications of immunochemical methods. Biomarkers (2 hours). Definition. Biomarkers of cardio-renal. The hormones as biomarkers of function and disease. The main biomarkers in oncology. Laboratory exercises: Determination of analytes of clinical chemistry interest using UV-VIS spectroscopy, atomic absorption spectroscopy, ion-selective electrode potentiometry, voltammetry.