Obiettivi formativi
L’insegnamento si pone l’obiettivo di fornire allo studente la conoscenza delle metodologie chimiche e delle tecniche strumentali impiegate nell’identificazione qualitativa, nel dosaggio quantitativo e nelle determinazioni di purezza dei farmaci.
Contenuti dell'insegnamento
Parte Teorica: Norme di sicurezza nel laboratorio chimico-farmaceutico. Caratteri organolettici di sostanze di impiego farmaceutico. Solubilità e sue espressioni. Metodi di purificazione.
Determinazione delle costanti chimico-fisiche. Analisi elementare qualitativa e quantitativa. Analisi organica funzionale qualitativa e quantitativa. Riconoscimento dei composti iscritti nella Farmacopea Europea. Saggi Limite. Spettroscopia UV-Visibile ed IR: strumentazione, applicazioni all’analisi farmaceutica quali-quantitativa. Spettrometria di massa: sorgenti ioniche; Analizzatori; Applicazioni in campo farmaceutico.
Tecniche cromatografiche. Strumentazione. Teoria di separazione cromatografica. Convalida del metodo analitico: linearità, accuratezza, precisione, riproducibilità, limite di rilevazione e di quantificazione. Linee guida. Analisi delle impurezze.
Esercitazioni Pratiche: Analisi qualitativa organica secondo le procedure descritte in Farmacopea Europea (VII Edizione). Dosaggi quantitativi di principi attivi mediante spettroscopia UV-VIS. Determinazione sperimentale di proprietà chimico-fisiche (pKa).
Programma esteso
Norme di sicurezza ed elementi di primo soccorso nel laboratorio chimico-farmaceutico.
Caratteri organolettici di sostanze di impiego farmaceutico: stato fisico, colore, odore. Solubilità e sue espressioni. Tipi di solventi: polarità, legame idrogeno, forze di Van der Waals. Relazioni struttura-solubilità; relazioni solubilità-carattere acido e basico.
Stato liquido: punto di ebollizione, estrazione in corrente di vapore, legge di Raoult, diagrammi liquido-vapore. Stato solido: solidi cristallini ed amorfi, punto di fusione, effetto delle impurezze sul punto di fusione. Cristallizzazione come metodo di purificazione: diagrammi di stato, miscele eutettiche. Polimorfismo.
Trattamento del campione. Estrazione con solvente: estrazione liquido/solido, liquido/liquido, coefficiente di ripartizione, estrazione singola e multipla. Variabili che influenzano la resa di estrazione. Applicazioni a formulazioni farmaceutiche e ad associazioni di farmaci.
Determinazione delle costanti fisiche. Indice di rifrazione: misura sperimentale, analisi qualitativa e quantitativa di sostanze liquide di interesse farmaceutico. Potere rotatorio specifico: determinazione sperimentale; polarimetro. Purezza ottica di farmaci chirali. Densità. Calcolo della densità relativa e assoluta.
Analisi elementare qualitativa e quantitativa: comportamento alla combustione; riconoscimento degli eteroatomi. Analisi organica funzionale qualitativa e quantitativa. Preparazione di derivati funzionali. Profilo analitico di alcune classi di farmaci. Riconoscimento dei composti iscritti nella Farmacopea Europea. Saggi Limite.
Spettroscopia di assorbimento molecolare. Spettroscopia UV-Visibile. Strumentazione. Analisi qualitativa: correlazione tra spettro UV e struttura chimica. Riconoscimento dei principali cromofori semplici e coniugati; effetto del pH e del solvente. Analisi quantitativa: legge di Lambert Beer; costruzione della retta di calibrazione. Spettroscopia IR: strumentazione, applicazioni all’analisi farmaceutica, riconoscimento dei principali gruppi funzionali dei farmaci.
Spettrometria di massa: sorgenti ioniche (EI, CI, FAB, ESI, APCI, MALDI); Analizzatori (settore magnetico, quadrupolo, ToF, trappola ionica 3D e lineare); Rivelatori; Accoppiamento con GC e LC. Applicazioni della spettrometria di massa in campo farmaceutico.
Tecniche cromatografiche. Classificazione dei principali metodi cromatografici: gas cromatografia e cromatografia liquida. Strumentazione. Teoria di separazione cromatografia: tempo di ritenzione, efficienza, selettività, fattore di capacità, risoluzione. Equazione di Van Deemter. Tecniche di separazione cromatografica: liquido/liquido di ripartizione, liquido/solido di adsorbimento: TLC, HPLC, GC. Rivelatori per HPLC (UV-Vis, UV-Vis a fotodiodi, fluorimetrico, elettrochimico, spettrometro di massa) e Gas cromatografia (FID, conducibilità termica, cattura di elettroni, spettrometro di massa).
Convalida del metodo analitico: linearità, accuratezza, precisione, riproducibilità, limite di rilevazione e di quantificazione.
Bibliografia
A. CARTA, M.G. MAMOLO: “Analisi Farmaceutica Qualitativa” – EdiSES, Napoli
V. CAVRINI, V. ANDRISANO: “Analisi Farmaceutica” – Esculapio, Bologna.
F.CHIMENTI: “Identificazione sistematica di composti organici” – Grasso, Bologna.
D.A. SKOOG, J.J.LEARY: “Chimica Analitica Strumentale” – EdiSES, Napoli.
F. SAVELLI, O. BRUNO: “Analisi Chimico Farmaceutica” – PICCIN, Padova
R.M. SILVERSTEIN, F.X. WEBSTER: "Identificazione spettroscopica di composti organici" - Ambrosiana Editrice, Milano.
A. VOGEL: “Chimica Organica Pratica” – Ambrosiana Editrice, Milano.
D. SICA, F. ZOLLO: "Chimica dei composti eterociclici farmacologicamente attivi" - PICCIN, Padova
EUROPEAN PHARMACOPEIA, 7th Edition.
Metodi didattici
Lezioni teoriche frontali ed esercitazioni individuali in laboratorio
Modalità verifica apprendimento
L’esame consisterà in una prova pratica, in una prova scritta ed in una orale. Verrà tenuto in considerazione per la valutazione finale il quaderno di laboratorio compilato durante il corso di laboratorio.
