ID:
503176
Durata (ore):
48
CFU:
6
SSD:
CHIMICA E BIOTECNOLOGIA DELLE FERMENTAZIONI
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (23/09/2024 - 17/01/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Portare a conoscenza degli studenti approcci, problematiche e situazioni tipiche del mondo industriale nell'area biotecnologica. Fornire agli studenti gli strumenti per analizzare progetti R&D in ambito biotecnologico. Far sperimentare agli studenti il team working in contesti interdisciplinari.
Prerequisiti
Il corso è dedicato agli studenti che hanno raggiunto la fase finale del percorso di studio e sono pronti ad applicare le conoscenze teoriche fin qui acquisite allo sviluppo di idee autonome e originali per la realizzazione/ottimizzazione di progetti industriali relativi a processi/prodotti biotecnologici.
Le conoscenze acquisite durante il corso di laurea triennale in Biotecnologie, Biologia o discipline affini soddisfano pienamente i prerequisiti per frequentare questo corso.
Le conoscenze acquisite durante il corso di laurea triennale in Biotecnologie, Biologia o discipline affini soddisfano pienamente i prerequisiti per frequentare questo corso.
Metodi didattici
Lezioni frontali tenute da entrambi i docenti in compresenza.
Seminari tenuti da esperti nel settore delle biotecnologie industriali provenienti da centri di ricerca e dall’industria chimica.
Simulazioni in aula di situazioni e problematiche tipiche di un contesto industriale e conseguente valutazione delle implicazioni per chi vi opera. Vengono analizzati casi che si sono verificati in fasi e realtà diverse per trasmettere esperienze di vita lavorativa.
Analisi critica di casi di letteratura per l’ottenimento di nuove molecole bioattive e per la produzione di API (e intermedi) mediante approcci sintetici innovativi di tipo biotecnologico per stimolare la discussione in aula su approcci, problemi e processi decisionali tipici del mondo industriale.
Simulazione della prova d’esame.
Seminari tenuti da esperti nel settore delle biotecnologie industriali provenienti da centri di ricerca e dall’industria chimica.
Simulazioni in aula di situazioni e problematiche tipiche di un contesto industriale e conseguente valutazione delle implicazioni per chi vi opera. Vengono analizzati casi che si sono verificati in fasi e realtà diverse per trasmettere esperienze di vita lavorativa.
Analisi critica di casi di letteratura per l’ottenimento di nuove molecole bioattive e per la produzione di API (e intermedi) mediante approcci sintetici innovativi di tipo biotecnologico per stimolare la discussione in aula su approcci, problemi e processi decisionali tipici del mondo industriale.
Simulazione della prova d’esame.
Verifica Apprendimento
Esame orale.
Modalità: Simulazione di una riunione aziendale con i docenti nel ruolo di supervisori R&D.
Si richiede agli studenti di costituire un gruppo di ricerca (max 5 persone/gruppo) e di analizzare un protocollo sperimentale tratto da un articolo scientifico pre-selezionato dai docenti.
Al team viene richiesto di pianificare l’esecuzione del protocollo analizzato attraverso la stesura della procedura che intenderebbero seguire in laboratorio riportando sul proprio quaderno di laboratorio tutte le operazioni ritenute necessarie per riprodurre tale protocollo. La traccia generale prevede che il team riporti la reazione descritta nel protocollo e le quantità utilizzate, evidenziando i rapporti stechiometrici tra i reagenti, le modalità di preparazione dei reagenti, la scala della reazione, l’apparecchiatura, la tecnica e le modalità di monitoraggio, gli endpoint intermedi e finali, eventuali esperimenti di controllo, come si intende misurare l’output finale (es. conversione, resa, downstream, caratterizzazione analitica finale etc.).
Gli studenti sono tenuti anche a valutare come intenderebbero organizzare e archiviare i dati raccolti (reporting) e il prodotto/i prodotti ottenuto/i.
Nella fase di preparazione dell’esame, ogni componente del team dovrebbe lavorare individualmente sul protocollo. Il risultato del lavoro individuale dovrebbe essere discusso internamente dal team (peer review). Il confronto interno genera le modalità finali di esecuzione del protocollo che saranno presentate in sede di esame. Ogni membro deve avere un ruolo/uno spazio nella presentazione del protocollo, ma tutti sono responsabili di quanto esposto e saranno coinvolti nella discussione del protocollo globale.
All’analisi tecnica del protocollo segue la discussione sulle potenziali applicazioni industriali dei risultati della pubblicazione.
Sulla base di linee-guida fornite preventivamente dai docenti, al gruppo viene richiesto di individuare un cliente potenzialmente interessato al prodotto/processo descritto nell’articolo.
Di conseguenza, il team dovrà definire le specifiche del prodotto/processo che rispondono alle necessità del cliente e, partendo dallo stato dell’arte, dovrà sviluppare un workplan realistico di cosa occorre fare (diagramma di Gantt) per raggiungere l’obiettivo (ottenimento del prodotto/processo/servizio target).
Ogni studente del team ricopre un ruolo specifico nell’ambito del progetto ed è tenuto a esporre il proprio contributo ai supervisori R&D.
Criteri di valutazione: valutazione individuale del contributo di ogni studente all’elaborazione personale del protocollo sperimentale. Il giudizio individuale viene integrato dalla valutazione del lavoro complessivo del team. L’esame si intende superato se lo studente ottiene una votazione compresa tra 18 e 30 e lode.
Modalità: Simulazione di una riunione aziendale con i docenti nel ruolo di supervisori R&D.
Si richiede agli studenti di costituire un gruppo di ricerca (max 5 persone/gruppo) e di analizzare un protocollo sperimentale tratto da un articolo scientifico pre-selezionato dai docenti.
Al team viene richiesto di pianificare l’esecuzione del protocollo analizzato attraverso la stesura della procedura che intenderebbero seguire in laboratorio riportando sul proprio quaderno di laboratorio tutte le operazioni ritenute necessarie per riprodurre tale protocollo. La traccia generale prevede che il team riporti la reazione descritta nel protocollo e le quantità utilizzate, evidenziando i rapporti stechiometrici tra i reagenti, le modalità di preparazione dei reagenti, la scala della reazione, l’apparecchiatura, la tecnica e le modalità di monitoraggio, gli endpoint intermedi e finali, eventuali esperimenti di controllo, come si intende misurare l’output finale (es. conversione, resa, downstream, caratterizzazione analitica finale etc.).
Gli studenti sono tenuti anche a valutare come intenderebbero organizzare e archiviare i dati raccolti (reporting) e il prodotto/i prodotti ottenuto/i.
Nella fase di preparazione dell’esame, ogni componente del team dovrebbe lavorare individualmente sul protocollo. Il risultato del lavoro individuale dovrebbe essere discusso internamente dal team (peer review). Il confronto interno genera le modalità finali di esecuzione del protocollo che saranno presentate in sede di esame. Ogni membro deve avere un ruolo/uno spazio nella presentazione del protocollo, ma tutti sono responsabili di quanto esposto e saranno coinvolti nella discussione del protocollo globale.
All’analisi tecnica del protocollo segue la discussione sulle potenziali applicazioni industriali dei risultati della pubblicazione.
Sulla base di linee-guida fornite preventivamente dai docenti, al gruppo viene richiesto di individuare un cliente potenzialmente interessato al prodotto/processo descritto nell’articolo.
Di conseguenza, il team dovrà definire le specifiche del prodotto/processo che rispondono alle necessità del cliente e, partendo dallo stato dell’arte, dovrà sviluppare un workplan realistico di cosa occorre fare (diagramma di Gantt) per raggiungere l’obiettivo (ottenimento del prodotto/processo/servizio target).
Ogni studente del team ricopre un ruolo specifico nell’ambito del progetto ed è tenuto a esporre il proprio contributo ai supervisori R&D.
Criteri di valutazione: valutazione individuale del contributo di ogni studente all’elaborazione personale del protocollo sperimentale. Il giudizio individuale viene integrato dalla valutazione del lavoro complessivo del team. L’esame si intende superato se lo studente ottiene una votazione compresa tra 18 e 30 e lode.
Testi
Materiale utilizzato per le lezioni (slide) e articoli scientifici (forniti dai docenti come file pdf, scaricabili dalla piattaforma Kiro).
K. Faber “Biotransformations in Organic Chemistry – A textbook” Springer Ed., 2018
AA.VV. “Biocatalysis for Practitioners. Techniques, Reactions and Applications”, Wiley-VCH, 2021
M.S. Robescu, D. Ubiali et al. "Stepping into the Biocatalysis Lab for Undergraduate Students: From Enzyme Immobilization to Product Isolation". Journal of Chemical Education, 2024, 101(7), pp. 2790–2795, doi: 10.1021/acs.jchemed.3c01254
K. Faber “Biotransformations in Organic Chemistry – A textbook” Springer Ed., 2018
AA.VV. “Biocatalysis for Practitioners. Techniques, Reactions and Applications”, Wiley-VCH, 2021
M.S. Robescu, D. Ubiali et al. "Stepping into the Biocatalysis Lab for Undergraduate Students: From Enzyme Immobilization to Product Isolation". Journal of Chemical Education, 2024, 101(7), pp. 2790–2795, doi: 10.1021/acs.jchemed.3c01254
Contenuti
Il corso si propone di introdurre gli studenti alle dinamiche industriali attraverso l’esame di processi e casi aziendali di scoperta, sviluppo e produzione di molecole bioattive. Questi esempi vengono usati per illustrare i tipici approcci aziendali e le problematiche connesse all’utilizzo di tecniche biotecnologiche in ambito industriale.
Partendo dal caso di discovery di un noto antibiotico, si analizza l’evoluzione degli approcci di screening e si esaminano le tecniche (fermentazione, purificazione e strain development) abitualmente utilizzate per lo sviluppo di process supply. Analisi delle problematiche connesse alla loro applicazione e dei tipici approcci alla gestione di un progetto nel contesto aziendale e alla protezione della proprietà intellettuale.
Si esaminano quindi casi di sviluppo di processo per l’ottenimento di API (Active Pharmaceutical Ingredients) o intermedi mediante biocatalisi, utilizzando enzimi isolati, anche in forma immobilizzata. Si discutono le problematiche connesse all’applicazione degli enzimi come biocatalizzatori in sintesi organica, con riferimento alle classi enzimatiche più utilizzate in ambito industriale (idrolasi, transferasi, ossido reduttasi). Viene analizzata la filiera dello sviluppo di un processo biocatalitico: dall’individuazione dell’enzima alla sua “trasformazione” in un biocatalizzatore industriale attivo e stabile nelle condizioni operative richieste dal processo in esame; dallo studio della reazione enzimatica su scala di laboratorio allo scale-up e al product downstream.
Si esamina quindi la fase di sviluppo di prodotto in ambito farmaceutico prendendo come esempio casi di farmaci utilizzati in terapia. Si considerano il ciclo di vita di un farmaco, le relative dinamiche economiche e i contesti in cui abitualmente operano Big Pharma e Biotech Companies.
Partendo dal caso di discovery di un noto antibiotico, si analizza l’evoluzione degli approcci di screening e si esaminano le tecniche (fermentazione, purificazione e strain development) abitualmente utilizzate per lo sviluppo di process supply. Analisi delle problematiche connesse alla loro applicazione e dei tipici approcci alla gestione di un progetto nel contesto aziendale e alla protezione della proprietà intellettuale.
Si esaminano quindi casi di sviluppo di processo per l’ottenimento di API (Active Pharmaceutical Ingredients) o intermedi mediante biocatalisi, utilizzando enzimi isolati, anche in forma immobilizzata. Si discutono le problematiche connesse all’applicazione degli enzimi come biocatalizzatori in sintesi organica, con riferimento alle classi enzimatiche più utilizzate in ambito industriale (idrolasi, transferasi, ossido reduttasi). Viene analizzata la filiera dello sviluppo di un processo biocatalitico: dall’individuazione dell’enzima alla sua “trasformazione” in un biocatalizzatore industriale attivo e stabile nelle condizioni operative richieste dal processo in esame; dallo studio della reazione enzimatica su scala di laboratorio allo scale-up e al product downstream.
Si esamina quindi la fase di sviluppo di prodotto in ambito farmaceutico prendendo come esempio casi di farmaci utilizzati in terapia. Si considerano il ciclo di vita di un farmaco, le relative dinamiche economiche e i contesti in cui abitualmente operano Big Pharma e Biotech Companies.
Lingua Insegnamento
Italiano
Altre informazioni
Nessuna.
Corsi
Corsi
BIOTECNOLOGIE AVANZATE
Laurea Magistrale
2 anni
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