Metodi analitici per le biotecnologie farmaceutiche
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
L'obiettivo principale dell'insegnamento è quello di introdurre i concetti, i principi e le tecniche basilari della chimica analitica moderna in modo da fornire agli studenti sia una forma mentis analitica sia le abilità per poter risolvere diversi problemi analitici, correlabili con le biotecnologie farmaceutiche, in maniera efficiente e dal punto di vista quantitativo e qualitativo. Lo scopo è quello di fornire una preparazione adeguata che permetta di identificare i vari componenti di un farmaco, sia nella fase di produzione che in quella finale, tenendo anche conto dell'accuratezza e della precisione con cui tali risultati analitici devono essere forniti.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:
1. Comprendere e riconoscere i diversi metodi analitici, sia tradizionali che strumentali;
2. Comprendere il ruolo dei processi chimici nell'analisi quantitativa;
3. Comprendere l'ampio ruolo del chimico sia nelle misure che nella soluzione di problemi di carattere analitico;
4. Comprendere a fondo le diverse metodologie utilizzate per l'analisi degli elementi e dei diversi composti all'interno di un campione.
1. Comprendere e riconoscere i diversi metodi analitici, sia tradizionali che strumentali;
2. Comprendere il ruolo dei processi chimici nell'analisi quantitativa;
3. Comprendere l'ampio ruolo del chimico sia nelle misure che nella soluzione di problemi di carattere analitico;
4. Comprendere a fondo le diverse metodologie utilizzate per l'analisi degli elementi e dei diversi composti all'interno di un campione.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
Per la parte di "Elementi di chimica analitica e strumentale" verranno trattati:
- La chimica analitica: definizioni di base
- Richiami sulla termodinamica chimica
- Atmosfera ionica, forza ionica, coefficiente di attività, equazione di Debye-Huckel, principo di Le Chatelier
- Elementi di termodinamica elettrochimica
- Equilibri acido/base: tamponi, potere tamponante, indicatori
- Equilibri di complessazione semplici
- Equilibri redox e potenziali redox, l'equazione di Nernst
- Titolazioni volumetriche (acido-base, complessazione, redox)
- Metodi potenziometrici: elettrodi di riferimento, elettrodi di misura, calibrazione, il potenziale di giunzione, il potenziale di membrana, i numeri di trasporto
- Titolazioni potenziometriche
- Conduttimetria e titolazioni conduttimetriche
Per la parte di "Analisi dei farmaci biotecnologici" si tratterà il tema della caratterizzazione di anticorpi monoclonali coniugati con farmaci (ADCs) come "contenitore didattico omnicomprensivo" per l'approfondimento delle diverse tecniche analitiche e dei possibili approcci metodologici per la caratterizzazione di farmaci biotecnologici di ultima generazione attraverso:
-Cromatografia liquida
-Elettroforesi capillare e su gel
-Spettroscopia UV-Visibile in assorbimento ed emissione
-Spettrometria di massa
Verranno inoltre trattati principi di:
-Accoppiamento delle tecniche analitiche trattate
-Preparazione e purificazione del campione
- La chimica analitica: definizioni di base
- Richiami sulla termodinamica chimica
- Atmosfera ionica, forza ionica, coefficiente di attività, equazione di Debye-Huckel, principo di Le Chatelier
- Elementi di termodinamica elettrochimica
- Equilibri acido/base: tamponi, potere tamponante, indicatori
- Equilibri di complessazione semplici
- Equilibri redox e potenziali redox, l'equazione di Nernst
- Titolazioni volumetriche (acido-base, complessazione, redox)
- Metodi potenziometrici: elettrodi di riferimento, elettrodi di misura, calibrazione, il potenziale di giunzione, il potenziale di membrana, i numeri di trasporto
- Titolazioni potenziometriche
- Conduttimetria e titolazioni conduttimetriche
Per la parte di "Analisi dei farmaci biotecnologici" si tratterà il tema della caratterizzazione di anticorpi monoclonali coniugati con farmaci (ADCs) come "contenitore didattico omnicomprensivo" per l'approfondimento delle diverse tecniche analitiche e dei possibili approcci metodologici per la caratterizzazione di farmaci biotecnologici di ultima generazione attraverso:
-Cromatografia liquida
-Elettroforesi capillare e su gel
-Spettroscopia UV-Visibile in assorbimento ed emissione
-Spettrometria di massa
Verranno inoltre trattati principi di:
-Accoppiamento delle tecniche analitiche trattate
-Preparazione e purificazione del campione
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica generale e Inorganica, chimica organica, fisica, biochimica.
Metodi didattici
Il corso è articolato in lezioni frontali svolte in aula, in cui gli argomenti sono illustrati sia attraverso l'uso di diapositive che attraverso lo svolgimento di esercizi alla lavagna. Alla fine del corso è previsto poi un laboratorio didattico, articolato su quattro diverse esperienze, da svolgersi in gruppi da due/tre studenti e riguardanti l'analisi quantitativa sia tradizionale che strumentale.
Materiale di riferimento
Skoog, West, Holler, Crouch, Fondamenti di Chimica Analitica. EdiSES. (3° ed. italiana 2015)
Antibody-Drug Conjugates, Methods and Protocols, edited by L.NathanTumey (2020), reperibile in versione ebook tramite portale bibliotecario di ateneo, ISBN: 1-4939-9929-X; 1-4939-9928-1.
Analytical Characterization of Biotherapeutics (capitoli 1,2 e 7), edited by Jennie R. Lill and Wendy Sandoval (2017), reperibile in versione ebook tramite portale bibliotecario di ateneo, ISBN: 1-119-38442-7; 1-119-38443-5; 1-119-05310-2.
Materiale proiettato durante le lezioni disponibile sul sito Ariel del corso
Antibody-Drug Conjugates, Methods and Protocols, edited by L.NathanTumey (2020), reperibile in versione ebook tramite portale bibliotecario di ateneo, ISBN: 1-4939-9929-X; 1-4939-9928-1.
Analytical Characterization of Biotherapeutics (capitoli 1,2 e 7), edited by Jennie R. Lill and Wendy Sandoval (2017), reperibile in versione ebook tramite portale bibliotecario di ateneo, ISBN: 1-119-38442-7; 1-119-38443-5; 1-119-05310-2.
Materiale proiettato durante le lezioni disponibile sul sito Ariel del corso
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La conoscenza degli argomenti trattati durante il corso sarà verificata mediante una prova scritta di due ore divisa in due questionari.
Un primo questionario servirà per accertare la conoscenza del candidato relativa agli argomenti affrontati nel modulo di "Elementi di chimica analitica strumentale" ed un secondo questionario servirà invece per accertare la conoscenza del candidato relativa agli argomenti affrontati nel modulo di "Analisi dei farmaci biotecnologici".
Nel primo questionario viene richiesto di risolvere uno/due esercizi e di rispondere a tre/quattro domande aperte. Nel secondo questionario viene richiesto di rispondere a cinque domande di teoria, cinque domande su potenziali approcci analitici per la caratterizzazione di un prodotto biotecnologico e cinque domande sull'interpretazione di risultati analitici relativi ad un'analisi di un prodotto biotecnologico.
La valutazione finale sarà la media aritmetica dei voti ottenuti nei due questionari.
Un primo questionario servirà per accertare la conoscenza del candidato relativa agli argomenti affrontati nel modulo di "Elementi di chimica analitica strumentale" ed un secondo questionario servirà invece per accertare la conoscenza del candidato relativa agli argomenti affrontati nel modulo di "Analisi dei farmaci biotecnologici".
Nel primo questionario viene richiesto di risolvere uno/due esercizi e di rispondere a tre/quattro domande aperte. Nel secondo questionario viene richiesto di rispondere a cinque domande di teoria, cinque domande su potenziali approcci analitici per la caratterizzazione di un prodotto biotecnologico e cinque domande sull'interpretazione di risultati analitici relativi ad un'analisi di un prodotto biotecnologico.
La valutazione finale sarà la media aritmetica dei voti ottenuti nei due questionari.
CHIM/01 - CHIMICA ANALITICA - CFU: 4
CHIM/08 - CHIMICA FARMACEUTICA - CFU: 3
CHIM/08 - CHIMICA FARMACEUTICA - CFU: 3
Esercitazioni di laboratorio a posto singolo: 16 ore
Lezioni: 48 ore
Lezioni: 48 ore
Docenti:
Altomare Alessandra Anna, Arnaboldi Serena
Turni:
Docenti:
Altomare Alessandra Anna, Arnaboldi Serena
Turno 1
Docente:
Arnaboldi SerenaTurno 2
Docente:
Arnaboldi SerenaDocente/i
Ricevimento:
DISFARM - Via Luigi Mangiagalli 25 - 1° piano - stanza 1057
Ricevimento:
Da concordare via email
Primo piano, Corpo A, Dipartimento di Chimica