Farmaceutisk fysikalisk kemi

6,5 hp

Kursplan, Grundnivå, 3FC065

Det finns en senare version av kursplanen.
Kod
3FC065
Utbildningsnivå
Grundnivå
Huvudområde(n) med fördjupning
Farmaceutisk vetenskap G1F
Betygsskala
Underkänd (U), godkänd (G), väl godkänd (VG)
Fastställd av
Kommittén för utbildning på grundnivå och avancerad nivå vid farmaceutiska fakulteten, 25 april 2019
Ansvarig institution
Institutionen för läkemedelskemi

Behörighetskrav

Samtliga kurser på apotekarprogrammets termin 1-3 är godkända, med undantag av ett kursmoment och en tentamen, samt att alla kurser på termin 4 har genomgåtts.

Mål

Efter avslutad kurs ska studenten kunna:

  • redogöra för grundläggande begrepp och regler inom fasläran och tolka fasdiagram för blandningar av två och tre komponenter
  • redogöra för hur vätning av ytor och kapillärkrafter påverkas av kondenserade fasers ytspänning/mellanfasspänning
  • analysera ytspännings- och adsorptionsdata
  • redogöra för principer för amfifila ämnens självassociation och fasbeteende samt deras betydelse för mikroemulsioners och emulsioners stabilitet
  • redogöra för grundläggande egenskaper hos polymererlösningar och polymergeler
  • redogöra för de viktigaste ytkrafterna och deras samband med intermolekylär växelverkan och kolloidal stabilitet
  • redogöra för experimentella metoder för bestämning av mikrostrukturen hos kolloidala system och genomföra enklare analyser av spridningsdata
  • analysera hastigheten för upplösning av fasta läkemedel och transport genom membraner, hastigheten för en bimolekylär reaktion och koagulationshastigheten för kolloider
  • lösa kvantitativa problem med hjälp av matematiska härledningar, beräkningar och diagram inom kursens olika moment
  • planera och genomföra en laboration, samt analysera, utvärdera och skriftligt sammanställa de experimentella resultaten i form av laborationsrapporter på svenska och/eller engelska, samt utvärdera det egna arbetet
  • tillämpa gällande säkerhetsföreskrifter, självständigt genomföra riskanalys samt föra laborationsprotokoll vid laborativt arbete

Innehåll

Under kursen studeras sambanden mellan kemisk sammansättning och fysikalisk-kemiska egenskaper hos blandningar av ämnen av betydelse vid formulering, tillverkning och administrering av läkemedel. Kursen innehåller tre teoriblock:

1. I blocket Faslära behandlas heterogena jämvikter i flerkomponentsystem och hur dessa kan illustreras med hjälp av fasdiagram. Farmaceutiskt användbara begrepp såsom intermediära faser och eutektiska och peritektiska fasomvandlingar behandlas. Gibbs fasregel och hävstångsregeln används som verktyg för att konstruera och tolka fasdiagram för system av två och tre komponenter.

2. I blocket Yt- och kolloidkemi behandlas system där gränsytan mellan olika faser är av stor betydelse och kolloidala system där dispergerade fasta och flytande faser, polymerer och amfifila ämnen, inklusive biologiska och amfifila läkemedel, kan ingå. Inom polymeravsnittet relateras gyrationsradien till polymerkedjans och lösningsmedlets egenskaper och används för att beskriva polymererlösningars viskositet och växelverkan mellan polymernystan. Vidare behandlas generiska fasdiagram för blandningar innehållande oladdade polymerer och polyelektrolyter, samt egenskaper hos fysiska och kovalenta polymergeler. Avsnittet kolloidal stabilitet behandlar van der Waals- och elektrostatisk växelverkan mellan ytor, koagulering och flockulering av kolloider (DLVO-teori), polymerers inverkan på kolloidal stabilitet samt växelverkan mellan lipidbilager. Avsnittet amfifila ämnen behandlar den hydrofoba effekten som drivkraft och principer för amfifila ämnens självassociation och ytaktivitet. Faktorer som avgör aggregatens stabilitet, storlek och form samt mikrostrukturen på vanligt förekommande faser i koncentrerade tensid och lipidsystem behandlas och belyses med hjälp av begreppen kritisk packningsparameter och spontan kurvatur. Vidare behandlas principer för tillverkning av dispergerade lipidfaser och emulsioners stabilitet. Avsnittet ytors termodynamik behandlar begrepp och fenomen relaterade till kondenserade fasers yt- och mellanfasspänningar såsom kontaktvinkel, adhesions- och kohesionsenergi, vätning av ytor, kapillärkraft, Laplace-tryck och övermättnad. Ytadsorption och ytöverskott behandlas och analyseras med hjälp av Langmuirs och Gibbs adsorptions isotermer. Slutligen behandlas experimentella metoder för undersökningar av mikrostrukturen hos makromolekylära och kolloidala system.

3. I blocket Diffusion och masstransport behandlas Ficks diffusionslagar, deras samband med Brownsk rörelse och kemiska potentialer som drivkraft för masstransport. Lagarna tillämpas på farmaceutiskt relevanta problem såsom upplösning av fasta ämnen och transport genom membraner och kontrollerad frisättning av läkemedel. Vidare behandlas diffusionens bidrag till hastighetskonstanten för bimolekylära reaktioner i lösning och hur hastighetskonstanten kan kombineras med DLVO-teorin för att förutsäga koagulationshastigheten hos kolloider.

Under kursen tränas och examineras färdigheter i laboratorieteknik och förmågan att tillämpa matematiska modeller på fysikalisk-kemiska problemställningar som är relevanta för läkemedelsområdet och att avgöra modellernas begränsningar.

Undervisning

Undervisningen sker i form av föreläsningar, lektioner, räkneövningar, datorövningar, seminarier och laborationer. Obligatoriska moment: laborationer.

Examination

Laborationer examineras individuellt genom skriftliga rapporter och aktivt deltagande. Teoretiska kunskaper och färdigheter examineras genom skriftlig tentamen i slutet av kursen. För godkänd kurs krävs godkänt skriftlig tentamen (5 hp) och godkända laborationer (1.5 hp). Möjlighet att komplettera icke godkända obligatoriska moment kan beredas tidigast vid nästa kurstillfälle och endast i mån av plats.

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t. ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare.

Övriga föreskrifter

Kursen kan inte ingå i samma examen som 3FC060 Farmaceutisk fysikalisk kemi eller 3FC260 på grund av överlapp.

FÖLJ UPPSALA UNIVERSITET PÅ

facebook
instagram
twitter
youtube
linkedin