55007 - ANALISI CHIMICO TOSSICOLOGICA II

Anno Accademico 2024/2025

  • Docente: Laura Mercolini
  • Crediti formativi: 7
  • SSD: CHIM/08
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Moduli: Laura Mercolini (Modulo 1) Michele Protti (Modulo 2)
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea in Scienze farmaceutiche applicate (cod. 8518)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede le conoscenze di base delle moderne tecniche per l'analisi di inquinanti nell'ambiente e di xenobiotici in fluidi biologici. In particolare lo studente è in grado di: - conoscere ed applicare le tecniche più opportune in relazione alle differenti problematiche mediante attività esercitazionale a posto singolo. - valutare i risultati ottenuti.

Contenuti

PROGRAMMA DELLE LEZIONI FRONTALI
Modulo 1 - Analisi di composti bioattivi da matrice biologica (Prof.ssa Laura Mercolini)

 - Principi, scopi e problematiche dell'analisi chimico-tossicologica avanzata. Caratteri peculiari dell'analisi chimico-tossicologica avanzata applicata a composti biologicamente attivi in matrici ambientali e derivanti da matrici biologiche.

- Presentazione e descrizione di differenti specifiche tipologie di analisi ambientale che si rendono necessarie a causa di: 

a) Analisi delle acque reflue per il monitoraggio di farmaci (compresi agenti dopanti) e metaboliti provenienti da matrice biologica

b) Wastewater analysis: monitoraggio di sostanze d’abuso e metaboliti nelle acque di scarico

c) Analisi nel terreno di ormoni provenienti da attività zootecnica.

- Approfondimenti e aggiornamenti sulla convalida dei metodi analitici avanzati e sui parametri riportati delle più recenti linee guida internazionali.

- Impiego dello standard d'interno (IS) nelle analisi quantitative ambientali avanzate.

Metodi avanzati di campionamento e di pretrattamento: estrazione liquida semplificata (SLE), estrazione su puntali monouso (DPX), estrazione stop and go su puntali monouso (STAGE), microestrazione su sorbent impaccato (MEPS), microfibre monouso per microestrazione in fase solida (SPME).

- Elettroforesi capillare (CE): principi chimico-fisici e applicazioni all'analisi ambientale.

- UHPLC nell’analisi ambientale: principi generali e applicazioni.

- Detection elettrochimica basata sull’impiego di rivelatori di tipo amperometrico e coulombometrico. 

Spettrometria di massa ad alta risoluzione (HRMS). Applicazioni alle più significative e attuali problematiche dell'analisi ambientale avanzata.

 

PROGRAMMA DELLE LEZIONI FRONTALI
Modulo 2 - Analisi di inquinanti ambientali da attività antropica (Dott. Michele Protti)

 - Presentazione e descrizione di differenti specifiche tipologie di analisi ambientale applicata a inquinanti provenienti da attività entropica che si rendono necessarie a causa di:

a) Esposizione a principi attivi (API) sul luogo di lavoro, valutazione analitica dell'efficacia delle strategie di contenimento.

b) Analisi delle acque (di fiume o di scarico) per il monitoraggio di endocrine disrupting chemicals (EDC) da produzione industriale.

c) Analisi nel terreno di EDC da produzione industriale.

- Controllo di qualità di prodotti contenenti molecole biologicamente attive di interesse ai fini del monitoraggio di matrici ambientali.

- Metodi avanzati di campionamento e di pretrattamento: estrazione mediante filtrazione su nylon, estrazione miniaturizzata assistita da vortex (VALLME), microestrazione liquido-liquido in fase dispersa (DLLME), pretrattamento del campione in dispersione (DSP).

- Spettroscopia IR: principi e applicazioni di analisi avanzata.

 

PROGRAMMA DELLE ESERCITAZIONI DI LABORATORIO
Modulo 1 - Analisi di composti bioattivi da matrice biologica (Prof.ssa Laura Mercolini)

1) Analisi MEPS-HPLC-PDA di clozapina ed N-desmetilclozapina in acque reflue
2) Analisi DPX-HPLC-PDA di clenbuterolo in acque di scarico
3) Analisi SLE-HPLC-PDA di steroidi in terreno.

 

PROGRAMMA DELLE ESERCITAZIONI DI LABORATORIO
Modulo 2 - Analisi di inquinanti ambientali da attività antropica (Dott. Michele Protti)

1) Analisi qualitativa di antibiotici in campionatori per il controllo del particolato aerodisperso mediante TLC e spettroscopia IR
2) Analisi quantitativa di antibiotici in campionatori per il controllo del particolato aerodisperso mediante spettrofotometria UV
3) Analisi HPLC-PDA di bisfenolo A in acque di fiume mediante estrazione tramite filtrazione su nylon
4) Analisi HPLC-PDA di nonilfenolo in acque di scarico mediante VALLME
5) Analisi SPE-HPLC-PDA di clozapina in acque di scarico industriali
6) Controllo di qualità di clenbuterolo in formulazione farmaceutica e prodotto proibito.

 

Testi/Bibliografia

MATERIALE PER LO STUDIO:

- Slides presentate e discusse durante le lezioni frontali
- Articoli di letteratura scientifica
- Materiale video e similari
- Dispensa delle esercitazioni di laboratorio
- Carrieri A. "Manuale di Analisi Quantitativa dei Medicinali", EDISES, Napoli, 2019

 

MATERIALE DI APPROFONDIMENTO:

- Holler J.F., Crouch S.R. “Fondamenti di Chimica Analitica” di Skoog & West, EdiSES s.r.l., 2015.
- Hage D.S., Carr J.D. "Chimica Analitica e Analisi Quantitativa", Piccin, 2012.
- Skoog D.A., Holler J.F., Crouch S.R., Sabbatini L. “Chimica Analitica Strumentale”, EdiSES s.r.l., 2009
- Ana Isabel Morales Martin et al. "Challenges in Open Educational Resources: the case of TOX-OER MOOC" 
Editore Amarante; prima edizione 2018.

 

Metodi didattici

In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede che tutti gli student (compresi tutti gli studenti internazionali incoming, es. ERASMUS+) abbiano già partecipato sia ai moduli 1 e 2 (in modalità e-learning a questo indirizzo, sia al modulo 3 (in presenza) di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del modulo 3 sono consultabili nell'apposita sezione del sito web del Corso di Studio.

 

L'insegnamento consiste in lezioni frontali (32 h, 4 CFU) durante le quali vengono discusse le principali tecniche strumentali e metodi richiesti per l'analisi ambientale avanzata.
L'insegnamento è costituito anche da esercitazioni di laboratorio a posto singolo (36 ore, 3 CFU) durante le quali lo studente prepara un quaderno di laboratorio. Le esercitazioni di laboratorio hanno lo scopo di fornire a ciascuno studente la possibilità di applicare metodiche analitiche per l'identificazione e la determinazione di composti di interesse in matrici ambientali e di utilizzare in prima persona la strumentazione necessaria per l'esecuzione di tali analisi.


L'insegnamento si compone esattamente di due moduli:
Modulo 1 - ANALISI DI COMPOSTI BIOATTIVI DA MATRICE BIOLOGICA - 4 CFU, di cui 3 CFU (24 ore) di lezioni frontali e 1 CFU (12 ore) di esercitazioni di laboratorio - Prof.ssa Laura Mercolini.
Modulo 2 - ANALISI DI INQUINANTI AMBIENTALI DA ATTIVITA' ANTROPICA - 3 CFU, di cui 1 CFU (8 ore) di lezioni frontali e 2 CFU (24 ore) di esercitazioni di laboratorio - Dott. Michele Protti



La frequenza delle lezioni è molto importante ai fini di un soddisfacente processo di apprendimento.
La frequenza delle esercitazioni di laboratorio è imprescindibile ai fini del processo di apprendimento.
Lo studente può sostenere la prova orali dei moduli nello stesso giorno e comunque all'interno della stessa sessione, e conseguirà alla fine un unico voto per l'insegnamento di Analisi Chimico-Tossicologica II.

 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento mira a valutare le capacità teoriche e pratiche acquisite dallo studente durante la frequenza delle lezioni frontali e delle esperienze di laboratorio. In particolare si verificano le seguenti competenze:

- Padronanza della terminologia analitica avanzata strumentale e delle basi teoriche degli argomenti dell'insegnamento;

- Capacità di effettuare le normali operazioni di laboratorio di analisi quali-quantitativa;

- Preparazione specifica riguardante gli utilizzi, le reazioni, la tossicità e le procedure analitiche dei composti presi in esame;

- Capacità critica nella valutazione e nell'interpretazione dei risultati analitici di laboratorio.

La verifica è effettuata sulla base di un esame orale per i due moduli e che consta di alcune domande (da 5 a 10 domande) inerenti sia la parte teorica sia la parte  di laboratorio.
Potrebbe inoltre essere richiesto allo studente di commentare un articolo di letteratura scientifica scelto dal docente tra quelli presentati e discussi durate le lezioni, con la possibilità per lo studente di consultare l'articolo stesso.
Inoltre, durante le esercitazioni di laboratorio è previsto lo svolgimento di prove pratiche il cui esito viene riportato dallo studente all'interno di un proprio quaderno di laboratorio, valutato dal docente e che costituisce parte integrante della votazione finale.
Il file del quaderno di laboratorio va inviato per mail ai docenti almeno una settimana prima di sostenere l'esame orale.

 

 

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni frontali sono svolte con il supporto di mezzi elettronici quali pc, tablet, smartphone e dispositivi analoghi collegati a videoproiettore e supportati da rete wi-fi.
All'interno del modulo 1, 3 ore di lezione sono svolte in modalità e-learning ed effettuate mediante MOOC (Massive Online Open Courses) su piattaforma Moodle TOX-OER.

Le esercitazioni pratiche vengono svolte in laboratori didattici appositamente attrezzati, dove ogni studente disporrà di un posto singolo di lavoro, di tutte le strumentazioni e i materiali necessari per effettuare un'analisi ambientale avanzata di tipo chimico-tossicologico.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Laura Mercolini

Consulta il sito web di Michele Protti

SDGs

Salute e benessere Acqua pulita e servizi igienico-sanitari Consumo e produzione responsabili La vita sulla terra

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.