ANALISI DEI FARMACI E DEI PRODOTTI PER LA SALUTE 3 M - Z

1. RA — Risultati di apprendimento attesi

I risultati di apprendimento sono declinati secondo i Descrittori di Dublino. Per i tre descrittori trasversali sono indicate le attività che ne favoriscono lo sviluppo, come richiesto dal § 3.1 delle Linee Guida.

Conoscenza e comprensione

Al termine dell'insegnamento lo studente conosce i principi teorici delle principali tecniche analitiche strumentali (spettroscopiche, cromatografiche, spettrometriche ed elettroforetiche) applicate al riconoscimento e alla quantificazione di composti organici di interesse farmaceutico riportati nelle monografie delle farmacopee ufficiali. Conosce inoltre i criteri di scelta del metodo analitico, le strategie di preparazione del campione da matrici biologiche complesse e i parametri di convalida di un metodo analitico secondo le linee guida ICH.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine dell'insegnamento lo studente è in grado di:

• selezionare la tecnica analitica appropriata rispetto a un obiettivo analitico definito;
  
• sviluppare e ottimizzare un protocollo di analisi di un principio attivo in forma farmaceutica o in matrice biologica;
  
• interpretare spettri UV-Vis, IR, MS e NMR ai fini del riconoscimento strutturale;
  
• applicare i criteri di convalida a un metodo cromatografico.
  

Autonomia di giudizio

Lo studente è in grado di interpretare criticamente dati sperimentali, valutare l'adeguatezza di un metodo analitico rispetto allo scopo e riconoscere anomalie e artefatti.

Attività che concorrono allo sviluppo: esercitazioni di laboratorio, analisi di casi analitici reali (problem-based learning) e discussione critica dei dati ottenuti nell'ambito del progetto di gruppo.

Abilità comunicative

Lo studente è in grado di presentare metodi e risultati analitici con terminologia scientifica appropriata, in forma scritta e orale.

Attività che concorrono allo sviluppo: redazione delle relazioni di laboratorio e presentazione in aula dell'elaborato di gruppo.

Capacità di apprendimento

Lo studente ha acquisito le competenze teorico-pratiche per aggiornare autonomamente le proprie conoscenze e affrontare problematiche analitiche nuove.

Attività che concorrono allo sviluppo: consultazione guidata di monografie di farmacopea e di letteratura primaria nell'ambito del progetto di gruppo.

7. MS — Modalità di svolgimento

Modalità di svolgimento

Didattica frontale/tradizionale, con attività di laboratorio. Insegnamento english friendly. (Campo precompilato dalla segreteria didattica secondo il Regolamento didattico del CdS.)

Testo descrittivo per le modalità di svolgimento

L'insegnamento prevede complessivamente 58 ore, articolate in 28 ore di Didattica Erogativa (DE) e 30 ore di Didattica Interattiva (DI).

Didattica Erogativa — 28 ore. Lezioni frontali in aula con supporto di videoproiezione di slide, spettri e filmati dimostrativi, dedicate alla presentazione dei fondamenti teorici delle tecniche analitiche. Concorre prevalentemente al raggiungimento dei risultati di conoscenza e comprensione.

Didattica Interattiva — 30 ore, così ripartite:

• esercitazioni di laboratorio a posto singolo (22 ore): analisi qualitativa e quantitativa di principi attivi, saggi di riconoscimento chimico, determinazione di costanti chimico-fisiche e separazioni cromatografiche, con redazione di relazione individuale;
  
• sessioni di problem-based learning su casi analitici reali (6 ore) tratti da monografie di farmacopea e da letteratura primaria, in cui gli studenti, in piccoli gruppi, definiscono l'obiettivo analitico e propongono una strategia risolutiva, discussa successivamente in plenaria;
  
• presentazione e discussione in aula del progetto di gruppo (2 ore) per lo sviluppo e la proposta di convalida di un metodo analitico;
  
• quiz formativi di autovalutazione a chiusura dei principali blocchi tematici, con feedback immediato, svolti all'interno delle ore sopra indicate.
  

Gli studenti e le studentesse possono utilizzare l’IA come strumento di supporto allo studio, nel rispetto della normativa vigente, ivi inclusa quella in materia di diritto d’autore e di utilizzo delle opere dell’ingegno come descritto nel punto 5.1 delle linee guida (https://www.unict.it/it/ateneo/cidia-centro-l%E2%80%99informatica-la-digitalizzazione-e-l%E2%80%99intelligenza-artificiale).

Coerenza tra modalità didattiche e risultati di apprendimento attesi. Le attività di Didattica Interattiva concorrono al raggiungimento dei risultati di capacità di applicare conoscenza e comprensione (esercitazioni, problem-based learning), di autonomia di giudizio (interpretazione critica dei dati e scelta motivata del metodo), di abilità comunicative (relazioni di laboratorio e presentazione dell'elaborato) e di capacità di apprendimento (consultazione autonoma di monografie e fonti primarie).

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto sopra dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel presente syllabus.

2. PR — Prerequisiti

Per una proficua frequenza dell'insegnamento sono indispensabili le seguenti conoscenze (propedeuticità culturali):

1. principi di chimica generale e inorganica: equilibri acido-base, equilibri di ripartizione, soluzioni e loro concentrazione;
   
2. chimica organica: struttura, nomenclatura e reattività dei principali gruppi funzionali, stereochimica e chiralità;
   
3. principi di analisi qualitativa e quantitativa classica (gravimetria, volumetria) e nozioni di trattamento statistico del dato analitico;
   
4. elementi di fisica: onde elettromagnetiche, spettro elettromagnetico, elettrostatica.
   

Sono utili nozioni di base di informatica per l'elaborazione di dati sperimentali.

Propedeuticità formali: secondo quanto previsto dal Regolamento didattico del CdS, l'accesso all'esame è subordinato al superamento degli esami ivi indicati come propedeutici.

8. MF — Modalità di frequenza

La frequenza è obbligatoria secondo quanto previsto dal Regolamento didattico del CdS: per l'ammissione all'esame sono consentite assenze per non più del 30% delle ore complessive di attività didattica. La frequenza delle esercitazioni di laboratorio è condizione necessaria per l'ammissione all'esame.

La partecipazione attiva alle lezioni e alle attività di Didattica Interattiva è determinante per il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi: le sessioni di problem-based learning, il progetto di gruppo e i quiz formativi con feedback immediato sono progettati per sviluppare competenze applicative e capacità critiche difficilmente conseguibili con il solo studio individuale.

3. CN — Contenuti del corso

Quadro identico al canale A–L.

1. Introduzione ai metodi analitici strumentali. Classificazione dei metodi analitici strumentali. Criteri di scelta del metodo analitico. Figure di merito.
   
2. Metodi spettroscopici. Spettroscopia UV-Vis in assorbimento ed emissione (fluorescenza e fosforescenza). Spettroscopia IR di assorbimento. Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (¹H- e ¹³C-NMR). Interpretazione spettrale integrata.
   
3. Riconoscimento di gruppi funzionali e determinazione di costanti chimico-fisiche. Saggi di riconoscimento chimico su composti di interesse farmaceutico secondo le monografie di farmacopea.
   
4. Principi generali del processo cromatografico. Costante di distribuzione, tempo di ritenzione, fattore di capacità. Risoluzione. Selettività. Efficienza: teoria dei piatti; equazione di van Deemter. Asimmetria dei picchi cromatografici.
   
5. Cromatografia liquida. Fase stazionaria e fase mobile. Cromatografia liquido-solido, liquido-liquido, a scambio ionico, di coppia ionica, di esclusione molecolare, di affinità. Cromatografia su colonna e su strato sottile (TLC). HPLC: strumentazione. Separazione enantioselettiva: metodo diretto con fasi stazionarie enantioselettive.
   
6. Gascromatografia ed elettroforesi capillare. GC: aspetti strumentali, tipologie di fase stazionaria, rivelazione. EC: strumentazione, principi teorici, parametri analitici.
   
7. Spettrometria di massa e tecniche ibride. Classi di strumentazione, tecniche di ionizzazione, analisi della frammentazione, analizzatori e rivelatori. HPLC-DAD, HPLC-MS, GC-MS.
   
8. Analisi qualitativa e quantitativa. Metodo dello standard esterno e dello standard interno. Preparazione del campione e metodi estrattivi: estrazione liquido/liquido e liquido/solido, estrazione con fluidi supercritici (SFE), estrazione in fase solida (SPE). Preparazione di campioni da matrici biologiche complesse.
   
9. Convalida del metodo analitico. Linearità, precisione, accuratezza, riproducibilità, LOD, LOQ. Sviluppo di metodi cromatografici per il controllo qualità e nella ricerca pre-clinica e clinica. 
10. Determinazione delle interazioni farmaco/proteina bersaglio mediante cromatografia di affinità ad alte prestazioni (HPAC).
    

6. TD — Testi adottati

Testi di riferimento

1. R.M. Silverstein, F.X. Webster, Identificazione spettroscopica di composti organici, Ambrosiana Editrice, Milano, 2016.

2. V. Cavrini, Principi di Analisi Farmaceutica, ultima edizione, Società Editrice Esculapio, Bologna.

3. D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Fondamenti di chimica analitica, EdiSES, III edizione, 2015.

Testi consigliati per gli approfondimenti

4. V.R. Meyer, Practical High-Performance Liquid Chromatography, 5th ed., Wiley, New York.

5. Farmacopea Ufficiale della Repubblica Italiana / European Pharmacopoeia, edizione vigente (consultazione).

6. ICH Q2(R2) Validation of Analytical Procedures.

7. Materiale didattico e articoli scientifici forniti dal docente sulla piattaforma Studium.

English friendly. Le slide riportano la terminologia tecnica in inglese; i testi 4 e 6 e il materiale di letteratura primaria sono in lingua inglese e sono utilizzabili come riferimento alternativo dagli studenti internazionali.

4. MV — Valutazione

Modalità di valutazione delle conoscenze

Prova scritta finale, con prove in itinere. (Campo precompilato dalla segreteria didattica secondo il Regolamento didattico del CdS).

Testo descrittivo per le modalità di valutazione

L'apprendimento è verificato mediante due prove in itinere e una prova scritta finale, integrate dalla valutazione dell'attività di laboratorio e del progetto di gruppo.

Prova scritta finale (per chi non sostiene o non supera le prove in itinere). Durata 120 minuti; 15 domande a risposta multipla, 3 domande a risposta aperta e 2 esercizi applicativi (interpretazione spettrale e calcolo di parametri cromatografici o di convalida). Valida per la sola sessione in cui è sostenuta.

Elaborato di gruppo. Ciascun gruppo sviluppa e discute criticamente un protocollo analitico per un caso reale assegnato (ad esempio il dosaggio di un principio attivo in una forma farmaceutica o in plasma), con relativa proposta di convalida. La valutazione considera la correttezza scientifica dell'impostazione, la coerenza tra obiettivo analitico e tecnica proposta e la chiarezza dell'esposizione.

Composizione del voto finale: prove in itinere o prova scritta finale 70%; elaborato di gruppo e relazioni di laboratorio 30%.

Criteri di attribuzione del voto

Voto/Descrizione

Non idoneo Lo studente non possiede la conoscenza minima dei principi delle tecniche analitiche trattate; non sa selezionare né giustificare un approccio analitico; linguaggio tecnico scarso o assente.

18–21 Conoscenza minima delle tecniche principali; sa applicare procedure note solo in contesti già visti; modesta capacità di interpretare un dato sperimentale; proprietà di linguaggio poco sviluppata.

22–25 Conoscenza discreta, limitata agli argomenti principali; imposta un protocollo analitico in modo corretto ma non sempre lineare; interpreta i dati con qualche incertezza; esposizione abbastanza chiara.

26–28 Buona conoscenza dei principi teorici e strumentali; sceglie autonomamente la tecnica adeguata al problema analitico; interpreta criticamente i dati sperimentali; esposizione chiara con linguaggio appropriato.

29–30 e lode Conoscenza approfondita; integra tecniche diverse per risolvere problemi analitici complessi, anche in matrici biologiche; valuta criticamente l'adeguatezza e i limiti dei metodi; ottime capacità comunicative e proprietà di linguaggio.

La verifica dell'apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l'Integrazione Attiva e Partecipata — Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del proprio Dipartimento (https://www.cinap.unict.it/content/referenti).

5. ED — Esempi di domande d'esame

1. Descrivere i principi teorici delle separazioni cromatografiche e discutere gli approcci per migliorare la risoluzione in cromatografia liquida.
   
2. Illustrare principi teorici e applicazioni dell'elettroforesi capillare, evidenziandone vantaggi e limiti rispetto all'HPLC.
   
3. Descrivere lo schema a blocchi di uno spettrometro di massa e le principali tecniche di ionizzazione.
   
4. Descrivere il riconoscimento chimico di ammine di interesse farmaceutico.
   
5. Illustrare i parametri di convalida di un metodo analitico e le modalità sperimentali per determinarli.
   
6. Esercizio: dato un cromatogramma con due picchi parzialmente risolti (tempi di ritenzione e larghezze forniti), calcolare risoluzione, fattore di capacità e numero di piatti teorici, e proporre due modifiche delle condizioni cromatografiche per migliorare la separazione.
   
7. Esercizio: dati gli spettri IR, ¹H-NMR, ¹³C-NMR e MS di un composto incognito di interesse farmaceutico, proporne la struttura giustificando l'attribuzione dei segnali diagnostici.
   
8. Caso analitico: si deve dosare un principio attivo basico e lipofilo in plasma umano a concentrazioni nanomolari. Proporre una strategia completa (preparazione del campione, tecnica separativa, rivelazione, standard) motivando ogni scelta.