Chimica Analitica - corso A (Farmacia)

Knowledge of general inorganic chemistry, of mathematics and statistics.

L'obiettivo principale del corso di Chimica Analitica è fornire agli studenti le nozioni fondamentali di chimica analitica necessarie per condurre controlli sui farmaci, valutarne i risultati e comprendere gli studi di validazione dei farmaci.

Si propone di dare una visione globale del processo analitico, a partire dalla scelta del metodo di analisi fino all'elaborazione dei risultati, e delle tipologie di metodiche classiche e strumentali di analisi.

Un ulteriore obiettivo del corso è indicare criteri e metodiche per la valutazione critica di risultati sperimentali ottenuti  ed in quelli riportati negli studi di applicazione e di controllo di qualità di medicinali e prodotti per la salute.

The main aim of the course of Analytical Chemistry is to provide the students with the fundamental concepts of analytical chemistry, which are necessary to execute controls on drug, evaluate  their results and understand the studies on drug validation.

Its purpose is to give a global vision of the analytical process, from the choice of the method of analysis up to the processing or the results, and of the various classical and instrumental analytical techniques.

A further aim of the course is to indicate criteria and methods to critically evaluate results obtained experimentally and those reported in studies on applications and quality control of drugs and other products.

Ci si attende che al termine del corso gli studenti siano in grado di scegliere i metodi di analisi adatti ai propri obiettivi, e sappiano interpretare criticamente risultati analitici.

Ci si attende inoltre che abbiano acquisito le conoscenze culturali necessarie per affrontare i corsi degli anni seguenti, in particolare quelli di analisi dei medicinali.

At the end of the course the students are expected to be able to choose the analytical methods suitable for their own goals, and to critically interprete analytical results.

Moreover, they are expected to attain the cultural knowledge necessary to follow the next courses, in particular those on drug analysis.

Le basi della chimica analitica

Cosa è la chimica analitica? In quali stadi si articola un'analisi chimica?

Classificazione dei metodi di analisi. 

Il trattamento dei dati analitici

Figure di merito di un metodo di analisi: sensibilità, selettività, intervallo dinamico, robustezza.

Caratteristiche dei risultati di un'analisi: accuratezza, precisione, rappresentatività, esattezza. Come misurare la imprecisione e l'inaccuratezza.

La qualità dei dati analitici.

Gli stadi iniziali di un'analisi chimica

Il campionamento: variabilità preanalitica; caratteristiche chimico-fisiche; interazione analita-matrice; campionamento di materiali omogenei ed eterogenei; numero di campioni schemi di campionamento; errore di campionamento ed errore analitico.

Il pre-trattamento del campione: trattamenti preliminari per campioni allo stato solido, liquido, aeriforme.

Gli equilibri chimici nella chimica analitica

Attività e concentrazione: forza ionica; concetto di attività; calcolo dei coefficienti di attività.

Equilibri in soluzione.

Principi delle tecniche volumetriche di analisi: titolazioni acido-base; titolazioni complessometriche; titolazioni di precipitazione; titolazioni redox.

Tecniche gravimetriche di analisi.

Cenni alle applicazioni delle tecniche volumetriche e gravimetriche in campo farmaceutico.

L'utilizzo delle separazioni nella chimica analitica

Principi delle separazioni. Estrazione liquido-liquido. Estrazione in fase solida. Solid phase microextraction.

Concetti di base sulle tecniche strumentali di analisi

Il segnale analitico, aspetti qualitativi e quantitativi.

Gli strumenti per l'analisi chimica: principi della chimica analitica strumentale; componenti comuni alla maggior parte degli strumenti.

Descrizione delle tecniche strumentali di analisi

Per ciascuna delle tecniche seguenti saranno trattati: principio; componenti della strumentazione; applicazioni in campo farmaceutico.

SPETTROSCOPIA ATOMICA E MOLECOLARE

Definizione di radiazione elettromagnetica. Interazione fra radiazione elettromagnetica e materia: assorbimento ed emissione, livelli energetici e transizioni. Aspetti qualitativi e quantitativi: spettri di assorbimento ed emissione; legge di Lambert-Beer.

Spettroscopia di assorbimento molecolare (UV-Vis). Spettroscopia di assorbimento atomico con atomizzazione a fiamma ed a fornetto di grafite. Spettroscopia di emissione atomica a plasma ad accoppiamento induttivo. 

Spettroscopia di riflettanza e suo utilizzo nelle analisi svolte nelle farmacie.

ELETTROANALITICA

Celle elettrochimiche. Potenziometria. Voltammetria. Conduttimetria.

CROMATOGRAFIA

Principi di cromatografia. Cromatografia liquida. Gas-cromatografia. Accoppiamento tra cromatografia e spettrometria di massa.

ALTRI METODI DI ANALISI (cenni)

Spettrometria di massa, limitatamente alla tecnica con sorgente ICP.

Metodi bioanalitici.

Metodi termici di analisi.

Analytical chemistry basics

What is analytical chemistry? Which steps are involved in a chemical analysis?

Classification of methods of analysis. 

The treatment of analytical data

Figures of merit of an analytical method: sensitivity, selectivity, dynamic range, robustness.

Errors in chemical analysis: gross, systematic, random errors; absolute and relative errors; absolute and relative uncertainty.

Characteristics of analytical results: accuracy, precision, trueness, representativeness. Measurement of inaccuracy and imprecision.

The quality of analytical data.

Methods of calibration.

The initial steps of a chemical analysis

Sampling: pre-analytical variability; physico-chemical characteristics; analyte-matrix interactions; sampling of homogeneous and heterogeneous materials; sample number and collection schemes; sampling error and analytical error.

Sample pre-treatment: preliminary treatments for solid, liquid and gas samples.

Chemical equilibria in analytical chemistry

Activity and concentration: ionic strength; concept of activity; calculation of activity coefficients.

Equilibra in solution.

Principles of volumetric techniques of analysis: acid-base titrations; complexometric titrations; precipitation titrations; redox titrations.

Gravimetric techniques of analysis.

Hints to the applications of volumetric and gravimetric techniques to the pharmaceutical field.

The use of separations in analytical chemistry

Principles of separations. Liquid-liquid extraction. Solid phase extraction. Solid phase microextraction.

Basic concepts on instrumental analytical techniques

The analytical signal, qualitative and quantitative aspects.

The instruments for chemical analysis: principles of instrumental analytical chemistry; components common to most instruments.

Description of instrumental analytical techniques

For each of the following techniques, the topics treated will be: principles; components of the instrumentation; applications in the farmaceutical field.

ATOMIC AND MOLECULAR SPECTROSCOPY

Definition of electromagnetic radiation. Interaction between electromagnetic radiations and matter:absorption and emission, energy levels and transitions. Qualitative and quantitative aspects: absorption and emission spectra; Lambert-Beer's law.

Molecular absorption UV-vis spectroscopy. Atomic absorption spectroscopy with flame and graphite furnace atomization. Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy.

Reflectance spectroscopy and its applications in analyses carried out in farmacies.

ELECTROANALYSIS

Electrochemical cells. Potentiometry. Voltammetry. Conductimetry.

CHROMATOGRAPHY

The principles of chromatography. Liquid chromatography. Gas chromatography. Ifenation of chromatography and mass spectrometry. Planar chromatography.

OTHER METHODS OF ANALYSIS (hints)

Mass spectrometry, with reference to the technique with ICP source.

Bioanalytical methods.

Thermal methods of analysis. 

La didattica è organizzata in lezioni frontali, supportata con alcuni video ed altro materiale didattico disponibile sulla piattaforma e-learning Moodle. Per quanto riguarda le analisi volumetriche e gravimetriche, si svolgono esercizi relativi a ciascuno degli argomenti trattati.

The course consists of frontal lectures, supported by videos and other didactic materials available on e-learning Moodle platform. As to volumetric and gravimetric techniques, exercises are made on each treated topic.

L'esame si articola in una prova scritta e una prova orale, che hanno lo stesso peso e i cui esiti vengono mediati ai fini della valutazione finale.

Durante lo svolgimento dell'insegnamento gli studenti hanno la possibilità di sostenere una prova in itinere (esonero) , che consiste in uno scritto del tutto equivalente alle prove scritte previste per le sessioni di appello.

Il tempo a disposizione per la prova scritta è di 2 ore.

La prova scritta si compone di un esercizio e quattro domande aperte. Il voto deriva da una valutazione globale dello svolgimento dell'esercizio e della completezza delle risposte.

Per accedere all'orale bisogna aver raggiunto la votazione di 18/30.

Evaluation is performed with a written test and an oral test, which have the same weight; their exits are averaged  for the final evaluation.

During the course, students have the opportunity to give an ongoing evaluation ("esonero"), which consists of a written test entirely equivalent to the written tests scheduled for the exam sessions.

The time available for the written examination is 2 hours.

The written test consists of an exercise and four open questions. The vote derives from a comprehensive assessment of the exercise nd the completeness of the answers.

To access the oral one must have reached a score of 18/30.

Il materiale didattico associato al corso è disponibile sulla piattafoma e-learning Moodle, insieme a video sulle principali strumentazioni trattate nel corso, esercizi di preparazione allo scritto ed altro materiale didattico. Durante le lezioni si svolgono con gli studenti altri esercizi relativi alle analisi volumetriche e gravimetriche.

Oltre al monte ore previsto dal corso, sono previsti 5 incontri interamente dedicati allo svolgimento  di esercizi alla lavagna.

Nei mesi in cui si tengono le lezioni ed a posteriori, la docente è disponibile a ricevere gli studenti su appuntamento per il chiarimento di dubbi individuali.

Educational material on the course is available on Moodle e-learning platform, together with videos on the main instruments explained during the course, exercises for the  written exam and other didactic material. Other exercises on volumetric and gravimetric analyses are made during the lectures.

In addition to course lectures, 5 optional meetings, entirely devoted to exercises, are provided.

During the months in which lectures are given and after the course, the lecturer can meet the students in one-to-one meetings (after arranging an appointment), to explain single doubts.
 

 Pagina web dell'insegnamento: http://www.farmacia-dstf.unito.it/do/corsi.pl/Show?_id=441e;sort=DEFAULT;search=;hits=178

Course web site: http://www.farmacia-dstf.unito.it/do/corsi.pl/Show?_id=441e;sort=DEFAULT;search=;hits=178