Descrizione del modulo "Sviluppo e applicazioni di metodologie chimico-fisiche e analitiche per l'ambiente (PM.P03.015.001)"

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  • Descrizione del modulo "Sviluppo e applicazioni di metodologie chimico-fisiche e analitiche per l'ambiente (PM.P03.015.001)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Messa a punto di metodi di analisi ambientale e chimico-clinica. Messa a punto di metodi integrati di analisi ambientale. Sostituzione di reagenti aggressivi con sostanze e metodi environmental friendly. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Metodologie analitiche per la derivatizzazione di specie ioniche a composti volatili mediante l'impiego di reazioni fotochimiche combinate a microonde e ultrasuoni. Determinazione e speciazione di elementi (Hg, As, Sb, Se,ecc) in tracce e ultratracce mediante spettrometria atomica e spettrometria di massa. Metodologie analitiche per la derivatizzazione di specie anioniche in soluzione acquosa mediante sali di trialchilossonio e successiva determinazione attraverso analisi HS-GC/spettrometria di massa. Studio di reazioni fotochimiche per la generazione di vapori chimici in applicazioni ambientali e cliniche. Studi fondamentali e applicativi sulla reattivita' di sistemi chimici utilizzati per scopi analitici, e finalizzati alla ottimizzazione delle metodiche analitiche. Studio di nuove procedure sperimentali per la sintesi di NP metalliche colloidali mediante radiazione elettromagnetica: laser ablation in mezzo liquido e sintesi assistita da microonde, in fase acquosa. Studi fondamentali e applicazioni nella catalisi. Studio di metodi di analisi integrati per combinazione fra metodi chimici, biomarkers di metal-bioavailability e saggi genotossici per l'analisi ambientale. (literal)
Competenze
  • Il personale addetto alla ricerca del presente modulo ha competenze di rilievo internazionale per quanto riguarda le tecniche analitiche per elementi in tracce e ultratracce mediante vapor generation e spettrometria atomica o di massa e ha contribuito a chiarire molti aspetti dei meccanismi coinvolti in tale metodologia analitica. Ha messo a punto la metodologia per la determinazione di anioni per generazione di specie volatili mediante alchilazione,impiegando come reagenti -per la prima volta a scopi analitici- i sali di trialchilossonio. Ha inoltre competenze nell'ambito della preparazione, caratterizzazione e valutazione del'attività di catalizzatori metallici nanostrutturati. Per la rivelazione DSTD la commessa ha contribuito allo sviluppo applicativo del prototipo di rivelatore DSTD con la Washington University. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • Messa a punto di metodi di analisi ambientali e chimico-cliniche. Messa a punto di metodi di analisi chimica, anche per il controllo di processi. Validazione di metodi di analisi. Sostituzione di reagenti aggressivi con sostanze e metodi environmental friendly. (literal)
Tecnologie
  • - Spettrometria atomica analitica (AFS e AAS) per la determinazione e la speciazione di elementi in tracce ed ultratracce. - Generazione di idruri accoppiata a spettrometria atomica analitica (AFS e AAS) per la determinazione e la speciazione di elementi in tracce ed ultratracce. - Sviluppo ed ottimizzazione di strumentazione di spettrometria atomica. - Principi fondamentali ed applicazioni della generazione chimica di composti volatili di elementi mediante derivatizzazione con borano complessi. - Tecniche ifenate (gas cromatografia e cromatografia liquida accoppiata con rivelatori di massa ed elemento-specifici). - Rivelatore dinamico di tensione superficiale (DSTD). - Spettroscopia FTIR per l'analisi di colloidi metallici. - Spettroscopia UV-Vis per l'esame di nanoparticelle metalliche di oro (risonanze di plasmone) e palladio. (literal)
Obiettivi
  • Eliminazione parziale o totale di agenti chimici e solventi nelle metodiche analitiche di tipo quantitativo e diagnostico, e loro sostituzione con acqua/solventi acquosi o reattivi a basso impatto ambientale. -Messa a punto di metodologie analitiche per la determinazione di metalli e metalloidi in soluzione acquosa per derivatizzazione a specie volatili mediante l'uso di tecniche fotochimiche e sonochimiche accoppiate a rivelatori di spettrometria atomica e spettrometria di massa. - Messa a punto di metodologie analitiche per la determinazione di anioni a livello di tracce in campioni di origine ambientale e biologica. -Protocolli di analisi per la determinazione e speciazione di elementi e sostanze in tracce in matrici complesse di varia natura (ambientale, clinica, settore alimentare, beni culturali) -Ottimizzazione di dispositivi strumentali o parte di strumentazione, rivolta al miglioramento delle figure di merito analitiche nelle analisi a livello di tracce ed ultra-tracce. -Cessione e sfruttamento di brevetti. -Creazione di spin-off. -Attivita' didattica in collaborazione con Universita' e Scuole Superiori e formazione di giovani ricercatori e tecnici. (literal)
Stato dell'arte
  • La derivatizzazione chimica di elementi a livello di tracce mediante spettrometria atomica è spesso accoppiata a tecniche di derivatizzazione a idruri o metallo-alchili volatili mediante l'uso di borano complessi o alchilborano complessi in mezzi acquosi contenenenti acidi minerali e additivi vari. I Sali di trialchilossonio, impiegati come agenti alchilanti in sintesi organica, sono stati da noi recentemente applicati alla determinazione analitica di specie anioniche in soluzione acquosa mediante HS-GC-MS. La generazione fotochimica o sonochimica rappresenta una interessante alternativa alla derivatizzazione chimica, ma deve essere ancora esplorata in modo approfondito. Lo stesso dicasi per le tecniche di rivelazione DSTD che consentono la determinazione e la diagnostica di specie ad alto peso molecolare separate ed eluite con solventi acquosi. (literal)
Tecniche di indagine
  • GC-MS: gas cromatografia accoppiata a spettrometria di massa a trappola ionica e a triplo quadrupolo. HG-AFS e HG-AAS: sistema di generazione di idruri volatili accoppiato a tecniche di spettrometria atomica. ICP ottico. HPLC-DAD-AFS. Sistema ifenato di cromatografia liquida ad alta prestazione con rivelatore commerciale UV-visible e a diodi e rivelatore elemento-specifico di fluorescenza atomica accoppiato a sistema di generazione di vapori chimici per la determinazione e speciazione di elementi in tracce ed ultratracce. FIA/HPLC-DSTD. Sistema ifenato di flow injection o cromatografia liquida accoppiato a rivelatore dinamico di tensione superficiale e viscosita' per la caratterizzazione e determinazione di molecole superficie attive (polimeri, proteine, sospensioni non omogenee). Spettrofotometro infrarosso in trasformata di Fourier (FTIR) con ATR universale Digestore a microonde FKV Start D, munito di sensore per temperatura ATC400CE. HPLC-DAD- fluorimetro. Spettrofotometro FTIR con ATR universale. Spettrofotometro UV Visibile e Spettrofluorimetro. (literal)
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