11961 - METODOLOGIE SPECIALI IN ANALISI FARMACEUTICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso si propone di fornire allo studente la preparazione teorica e pratica riguardo l'analisi quantitativa di composti di interesse farmaceutico mediante metodiche spettrofotometriche, cromatografiche e volumetriche, con uso di sistemi elettrometrici per la determinazione del punto equivalente. Particolare attenzione verra' rivolta ai metodi della Farmacopea Italiana e della Farmacopea Europea. Il corso prevede esercitazioni di laboratorio a posto singolo.

Contenuti

Lezioni teoriche
Titolazioni acido-base in ambiente non acquoso. Principi teorici sugli equilibri in ambiente non acquoso. Classificazione dei solventi e loro proprietà chimico-fisiche. Costante di autoprotolisi e costante dielettrica dei solventi. Concetto di pH apparente (pH*). Solvolisi di elettroliti deboli. Titolanti, indicatori e standard primari. Esempi di determinazioni della farmacopea ufficiale (FU): basi ed acidi organici, sali alogenati di basi organiche, sulfamidici e barbiturici.

Potenziometria. Principi teorici: equazione di Nernst e scala dei potenziale redox. Elettrodi di riferimento (calomelano e argento/cloruro d'argento). Elettrodi di misura: elettrodo a vetro per la misura del pH ed elettrodi iono-selettivi di interesse nell'analisi bio-farmaceutica.

Conduttimetria. Principi teorici sulla conducibilità in conduttori di seconda specie. Conducibilità specifica ed equivalente. Cella conduttimetrica. Determinazione del punto equivalente nelle titolazioni conduttimetriche. Esempi di titolazioni: acido forte-base forte, acido debole-base forte e titolazione di sali (acetato di sodio).

Voltammetria e polarografia. Principi teorici sui fenomeni di elettrolisi: potenziale di decomposizione e corrente di diffusione. Polarizzazione degli elettrodi. Cella voltammetrica e cella polarografica; esempi di determinazioni quantitative in campo bio-farmaceutico. Titolazioni biamperometriche: determinazione dell'azoto amminico primario (sulfamidici) secondo la FU e determinazione dell'acqua con il metodo di Karl-Fisher.

Spettrofotometria nell'ultravioletto-visibile (UV-vis). Principi teorici. Transizioni elettroniche. Legge di Lambert-Beer. Spettri di assorbimento. Elementi costitutivi degli spettrofotometri: sorgente, monocromatori (prismi e reticoli), fotomoltiplicatore. Analisi di miscele binarie. Spettrofotometria differenziale. Spettrofotometria in derivata. Metodiche di derivatizzazione cromogenica: reattivo di Ellman, metodo di Bratton-Marshal. Applicazioni all'analisi dei farmaci ed esempi della FU.

Applicazioni in analisi quantitativa delle tecniche cromatografiche. Sistemi di rivelazione in cromatografia liquida HPLC: rivelazione spettrofotometrica, fluorimetrica, amperometrica, ad indice di rifrazione. Rette di calibrazione e calibrazione a singolo punto (standardizzazione esterna). Sistemi di rivelazione in gascromatografia: rivelatore a ionizzazione di fiamma, a cattura di elettroni e a termoconducibilità. Analisi quantitativa in gascromatografia: normalizzazione e standardizzazione (interna ed esterna).
Tecniche cromatografiche combinate: cromatografia liquida-spettrometria di massa (LC-MS) e gas-massa (GC-MS).

Elettroforesi capillare. Principi di separazione in elettroforesi zonale. Strumentazione in elettroforesi capillare (CE). Migrazione ionica e flusso elettroosmotico; mobilità elettroforetica (apparente ed effettiva). Separazione di composti neutri in CE mediante cromatografia elettrocinetica micellare (MEKC). Applicazioni in campo farmaceutico.

Analisi chirale. Importanza della chiralità in campo biofarmaceutico. Metodiche di enantioseparazione diretta a scopo analitico. Selettori chirali in cromatografia liquida, gascromatografia e in elettroforesi capillare: ciclodestrine, polisaccaridi, proteine etc..

Esercitazioni di Laboratorio

- Titolazioni in ambiente non acquoso: standardizzazione di acido perclorico e determinazione della purezza di sodio acetato, alanina e lidocaina cloridrato.

- Titolazione in ambiente non acquoso: standardizzazione di sodio metilato e determinazione della purezza di sulfametossazolo. Determinazione della quantità di sulfametopirazina in compresse commerciali mediante titolazione con sodio metilato.

- Potenziometria: determinazione della purezza di acido fosforico mediante titolazione con sodio idrossido ed uso del pH-metro. Metodi grafici di valutazione del punto di fine titolazione.

- Conduttimetria: determinazione della purezza di sodio acetato mediante titolazione con acido cloridrico ed uso del conduttimetro.

- Biamperometria: determinazione della purezza di sulfametossazolo e sulfatiazolo mediante titolazione con sodio nitrito ed uso del doppio elettrodo di Pt (biamperometria) secondo il metodo della FU.

- Spettrofotometria UV-vis: analisi dell'olio essenziale di limone. Controllo di qualità di un olio di limone commerciale.

- Valutazione della linearità di risposta Assorbanza / concentrazione in colorimetria su bicromato di potassio: costruzione della curva di calibrazione.

- Spettrofotometria UV-vis: determinazione di Fe (II) in formulazioni commerciali mediante derivatizzazione/complessazione con fenantrolina.

- Spettrofotometria UV-vis: determinazione di procaina mediante derivatizzazione colorimetrica secondo il metodo di Bratton – Marshall.

- Spettrofotometria UV-vis: determinazione di mercaptopropionil glicina in fiale commerciali mediante ossidazione con Fe(III) e complessazione con fenantrolina.

- Spettrofotometria UV in derivata: determinazione di acido salicilico come impurezza in acido acetil salicilico mediante la tecnica UV in derivata prima. Analisi di campioni commerciali di aspirina.

- Determinazione HPLC a fase inversa della purezza di aspirina e ricerca della impurezza acido salicilico.

- Cromatografia su strato sottile TLC: separazione ed identificazione dopo estrazione da un campione reale di alcaloidi della corteccia di china rossa (chinina, chinidina cinconina e cinconidina).

- Cromatografia TLC su silice: separazione ed identificazione di steroidi (idrocortisone acetato, cortisone, prednisone) ed analisi qualitativa di una formulazione commerciale (compresse e creme).

-Prova pratica: ogni studente esegue una prova incognita selezionata fra quelle svolte nelle esercitazioni del corso.

Testi/Bibliografia

1) V. CAVRINI, V. ANDRISANO, Analisi Farmaceutica, Metodi di riconoscimento e di separazione, Esculapio, 2004.

2) D. C. HARRIS, Chimica Analitica Quantitativa II Ed. italiana sulla sesta ed. americana. Zanichelli, 2005.

3) Copie dei lucidi delle lezioni.

Metodi didattici

Le lezioni teoriche forniranno la conoscenza dei metodi e degli approcci strumentali applicati in campo analitico-farmaceutico. Il corso è affiancato da esercitazioni di laboratorio individuali. In tali esercitazioni lo studente applicherà procedimenti analitici strumentali per la determinazione quali- e quantitativa di principi attivi in materie prime e campioni farmaceutici reali.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Durante le esercitazioni di laboratorio lo studente verificherà il proprio livello di apprendimento mediante la valutazione dei risultati ottenuti nelle determinazioni analitiche di campioni incogniti. Inoltre al termine del corso esercitazionale sarà svolta una prova pratica finale su uno degli argomenti precedentemente trattati.

La prova di accertamento conclusiva è orale e consiste in una serie di domande per verificare sia le conoscenze teoriche  degli argomenti trattati che la capacità di sviluppare  tali conoscenze verso soluzioni a problemi di carattere pratico.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni frontali sono supportate dall'uso di videoproiettore e lavagna luminosa.

Le esercitazioni di laboratorio prevedono l'impiego di strumentazione analitica: spettrofotometro, colorimetro, pH metro etc. ed il materiale comune nella pratica di laboratorio (vetreria, prodotti chimici, etc.).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Roberto Gotti