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    Fabio MARZAIOLI

    Insegnamento di FONDAMENTI DI FISICA DEGLI ISOTOPI E SPETTROMETRIA DI MASSA

    Corso di laurea in SCIENZE BIOLOGICHE

    SSD: FIS/07

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Lo studente acquisirà familiarità e conoscenza con argomenti concernenti le notazioni maggiormente utilizzate nell'ambito della geochimica isotopica. Verranno trattati in modo rigoroso le leggi che regolano i fenomeni di frazionamento isotopico di equilibrio e cinetico. Verranno studiate nel dettaglio le parti ed i principi di funzionamento di uno spettrometro di massa. Verranno eseguiti delle sperimentazioni che permetteranno allo studente di mettere alla prova le informazioni acquisite durante il corso.

    Contenuti

    Lo studente acquisirà familiarità e conoscenza con argomenti concernenti le notazioni maggiormente utilizzate nell'ambito della geochimica isotopica. Verranno trattati in modo rigoroso le leggi che regolano i fenomeni di frazionamento isotopico di equilibrio e cinetico. Verranno studiate nel dettaglio le parti ed i principi di funzionamento di uno spettrometro di massa. Verranno eseguiti delle sperimentazioni che permetteranno allo studente di mettere alla prova le informazioni acquisite durante il corso.

    Testi di riferimento

    Edmond de Hoffmann, Vincent Stroobant,Mass Spectrometry principles and Applications, WileyEd.
    Christopher G. Herbert, Rober A. W. Johnstone, Mass Spectrometry Basics, CRC Press

    Z. Sharp. Principles of Stable Isotope Geochemistry

    Testi di riferimento

    Edmond de Hoffmann, Vincent Stroobant,Mass Spectrometry principles and Applications, WileyEd.
    Christopher G. Herbert, Rober A. W. Johnstone, Mass Spectrometry Basics, CRC Press

    Z. Sharp. Principles of Stable Isotope Geochemistry

    Programma del corso

    Introduzione alla tecnica, storia, elementi costituenti di uno spettrometro di massa.
    Spettri di Massa di specie organiche ed inorganiche. Frammentazioni
    Sorgenti ioniche hard e soft
    Sorgenti ioniche: principi di funzionamento ed applicazioni
    Sorgente ad impatto elettronico, EI, a Ionizzazione Chimica , CI, a desorbimento di campo FD, FI,
    A bombardamento con atomi veloci, FAB, e a ionizzazione secondaria LSIMS e SIMS,a desorbimento laser e assistiti a da Matrice, LD e MALDI
    A ionizzazione elettrospray, ESI.
    Sorgenti Ioniche per l’Inorganic Mass Spectrometry:
    ThermaI ionization Source
    Spark source
    Glow discharge source
    Inductively coupled plasma source, ICP.
    Analizzatori di Massa, principi di funzionamento e prestazioni
    Spettri di Massa, Massa nominale, massa isotopica, Massa esatta.
    Risoluzione di massa definizione e espressioni. Accuratezza.
    Analizzatore Magnetico,Analizzatore Elettrostatico
    A doppia Focalizzazione
    Analizzatore Quadrupolare, a Trappola Ionica(QIT)
    Analizzatore a tempo di volo , TOF
    IMAGING mass spectrometry cenni
    Tandem Mass Spectrometry in Triple quadruple mass spectrometry e QIT.
    Analizzatore a Risonanza Ionica di Ciclotrone, e Spettrometria di Massa a Trasformata di Fourier FT-ICR,
    Principi generali. Massa Esatta e attribuzione della Formula Molecolare di una specie ionica
    Analizzatore OrbitrapStrumenti Ibridi e applicazioni analitiche.
    Detector
    Faraday Cups, Elettromoltiplicatori,
    Array Detectors.
    Spettrometria di Massa IRMS principi di funzionamento ed applicazioni.
    Spettrometria di Massa MC-HR-ICPMS principi di funzionamento ed applicazioni.
    -Nomenclatura Isotopica:
    Rapporti Isotopici; Atom % e relazione tra i due;
    Fattore di Frazionamento;
    Notazione Epsilon e notazione Delta.
    Conversione tra Delta lab e Delta assoluto (standard identity rule).
    La nomenclatura per gli isotopi radioattivi: Il caso del Carbonio 14.
    -Relazione tra rapporti isotopici molecolari ed atomici;
    -I fenomeni di Frazionamento descrizione fenomenologica;
    -Frazionamento Isotopico di Equilibrio e di Non Equilibrio;
    Approfondimento del frazionamento isotopico d'equilibrio; L'utilizzo degli isotopi come tracciate dei fenomeni naturali;
    -Applicazioni Isotopiche il metodo del Mass Balance Isotopico.
    Trattazione rigorosa della metodologia con discussione della funzione errori. Applicazioni: IDMS
    -Frazionamento Isotopico di Equilibrio e Legge di Urey.
    -Frazionamento isotopico di non equilibrio
    -Descrizione delle abbonadanze isotopiche naturali dei C, N, O e loro applicazioni ai campi di studio
    -Costruzione del modello numerico di misura del 14C con spettormetria di massa con Acceleratore.
    -Laboratorio IRMS misura dell’evoluzione del fattore di frazionamento in un sistema chiuso CO2-H2O.
    -Laboratorio IRMS misura sperimentale del frazionamento isotopico di H2O in un processo di evaporazione

    Programma del corso

    Introduzione alla tecnica, storia, elementi costituenti di uno spettrometro di massa.
    Spettri di Massa di specie organiche ed inorganiche. Frammentazioni
    Sorgenti ioniche hard e soft
    Sorgenti ioniche: principi di funzionamento ed applicazioni
    Sorgente ad impatto elettronico, EI, a Ionizzazione Chimica , CI, a desorbimento di campo FD, FI,
    A bombardamento con atomi veloci, FAB, e a ionizzazione secondaria LSIMS e SIMS,a desorbimento laser e assistiti a da Matrice, LD e MALDI
    A ionizzazione elettrospray, ESI.
    Sorgenti Ioniche per l’Inorganic Mass Spectrometry:
    ThermaI ionization Source
    Spark source
    Glow discharge source
    Inductively coupled plasma source, ICP.
    Analizzatori di Massa, principi di funzionamento e prestazioni
    Spettri di Massa, Massa nominale, massa isotopica, Massa esatta.
    Risoluzione di massa definizione e espressioni. Accuratezza.
    Analizzatore Magnetico,Analizzatore Elettrostatico
    A doppia Focalizzazione
    Analizzatore Quadrupolare, a Trappola Ionica(QIT)
    Analizzatore a tempo di volo , TOF
    IMAGING mass spectrometry cenni
    Tandem Mass Spectrometry in Triple quadruple mass spectrometry e QIT.
    Analizzatore a Risonanza Ionica di Ciclotrone, e Spettrometria di Massa a Trasformata di Fourier FT-ICR,
    Principi generali. Massa Esatta e attribuzione della Formula Molecolare di una specie ionica
    Analizzatore OrbitrapStrumenti Ibridi e applicazioni analitiche.
    Detector
    Faraday Cups, Elettromoltiplicatori,
    Array Detectors.
    Spettrometria di Massa IRMS principi di funzionamento ed applicazioni.
    Spettrometria di Massa MC-HR-ICPMS principi di funzionamento ed applicazioni.
    -Nomenclatura Isotopica:
    Rapporti Isotopici; Atom % e relazione tra i due;
    Fattore di Frazionamento;
    Notazione Epsilon e notazione Delta.
    Conversione tra Delta lab e Delta assoluto (standard identity rule).
    La nomenclatura per gli isotopi radioattivi: Il caso del Carbonio 14.
    -Relazione tra rapporti isotopici molecolari ed atomici;
    -I fenomeni di Frazionamento descrizione fenomenologica;
    -Frazionamento Isotopico di Equilibrio e di Non Equilibrio;
    Approfondimento del frazionamento isotopico d'equilibrio; L'utilizzo degli isotopi come tracciate dei fenomeni naturali;
    -Applicazioni Isotopiche il metodo del Mass Balance Isotopico.
    Trattazione rigorosa della metodologia con discussione della funzione errori. Applicazioni: IDMS
    -Frazionamento Isotopico di Equilibrio e Legge di Urey.
    -Frazionamento isotopico di non equilibrio
    -Descrizione delle abbonadanze isotopiche naturali dei C, N, O e loro applicazioni ai campi di studio
    -Costruzione del modello numerico di misura del 14C con spettormetria di massa con Acceleratore.
    -Laboratorio IRMS misura dell’evoluzione del fattore di frazionamento in un sistema chiuso CO2-H2O.
    -Laboratorio IRMS misura sperimentale del frazionamento isotopico di H2O in un processo di evaporazione

    English

    Teaching language

    Italian

    Teaching language

    Italian

    Textbook and course materials

    Edmond de Hoffmann, Vincent Stroobant,Mass Spectrometry principles and Applications, WileyEd.
    Christopher G. Herbert, Rober A. W. Johnstone, Mass Spectrometry Basics, CRC Press

    Z. Sharp. Principles of Stable Isotope Geochemistry

    Textbook and course materials

    Edmond de Hoffmann, Vincent Stroobant,Mass Spectrometry principles and Applications, WileyEd.
    Christopher G. Herbert, Rober A. W. Johnstone, Mass Spectrometry Basics, CRC Press

    Z. Sharp. Principles of Stable Isotope Geochemistry

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