Il programma del corso è articolato in una parte teorica contenente i fondamenti della spettrometria di massa con richiami alle applicazioni (punti 1-5) e una parte di esercitazioni (punto 6), da svolgersi prevalentemente in aula. 1) Cenni di storia della spettrometria di massa e sua evoluzione. Concetti base e applicazioni della spettrometria di massa nei vari campi della chimica. Componenti di uno spettrometro di massa. Principi generali della spettrometria di massa. Spettro di massa e sua rappresentazione. Unità di massa atomica; definizione di massa nominale, massa media e massa monoisotopica. Risoluzione e accuratezza di massa, distribuzione isotopica. Calcolo dei pattern isotopici per l’interpretazione degli spettri di massa. (4 ore). 2) Sorgenti di ioni: tecniche di ionizzazione hard e soft. Ionizzazione elettronica (EI) e ionizzazione chimica (CI). Tecniche di ionizzazione per desorbimento. Cenni alle tecniche fast atom bombardment (FAB) e secondary ion mass spectrometry (SIMS). Ionizzazione laser assistita da matrice (MALDI) e cenni alle sue varianti. Ionizzazione a pressione atmosferica: elettrospray (ESI), nanoESI, ionizzazione chimica a pressione atmosferica (APCI), fotoionizzazione a pressione atmosferica (APPI). Tecniche di ionizzazione in ambiente: desorption ESI (DESI) e direct analysis in real time (DART). Regole di base per la formazione e la frammentazione degli ioni. (20 ore) 3) Analizzatori di massa. Quadrupolo, guide ioniche e celle di collisione. Trappola ionica di Paul e lineare (3D e 2D a confronto), espulsione per limite di stabilità e per risonanza. Tempo di volo con reflectron ed estrazione ritardata; accelerazione ortogonale. Settore magnetico ed elettro-magnetico. Spettrometria di massa a trasformata di Fourier: analizzatore Orbitrap e a risonanza ionica ciclotronica. Strumenti ibridi. La risoluzione al variare del rapporto massa/carica. Rivelatori e acquisizione dati. (24 ore) 4) Accoppiamento della spettrometria di massa con tecniche cromatografiche gassose e liquide. (4 ore) 5) Reazioni di frammentazione mediante attivazione CID (collision induced dissociation). Spettrometria di massa tandem, modalità di scansione. Applicazioni e analisi quantitativa. Teoria della frammentazione CID: distinzione fra regime ad alta e a bassa energia cinetica. Applicazione delle tecniche di spettrometria di massa allo studio delle biomolecole: frammentazione di peptidi e proteine. Tecniche di attivazione alternative alla CID: electron capture dissocation (ECD) e electron transfer dissociation (ETD). (10 ore) 6) Esercitazioni in aula su lettura e accenni di interpretazione di spettri di ionizzazione elettronica e di massa tandem. Illustrazione pratica del funzionamento di uno spettrometro di massa. Esercitazioni su trattamento informatico dei dati acquisiti (20-24 ore)

- Edmond de Hoffmann and Vincent Stroobant, Mass spectrometry, Principles and Applications. Ed. Wiley, 3rd edition (2007). - Jürgen H. Gross. Mass Spectrometry. A textbook, second edition. Ed. Springer. Disponibile anche in italiano: Spettrometria di massa. Ed. Edises. - Dispense del corso disponibili sulla piattaforma Moodle https://elearning2.uniroma1.it/ - Durante lo svolgimento del corso vengono suggerite alcune pubblicazioni (la cui lettura è a discrezione dello studente) per approfondire argomenti specifici.