Appunti Laboratorio propedeutico all'analisi di medicinali

Laboratorio propedeutico all'analisi dei medicinali

Chimica analitica

Chimica analitica: dal greco "analyo" significa "sciolgo, divido nei suoi componenti, risolvo, trovo la soluzione". La definizione internazionale di chimica analitica è la disciplina che sviluppa e applica metodi, strumenti e strategie per ottenere informazioni sulla composizione e natura della materia nello spazio.

L'analisi consente di avere due tipologie di informazioni. L'analisi farmaceutica è un'analisi qualitativa e quantitativa che viene svolta da un punto di vista chimico, fisico e microbiologico del prodotto farmaceutico. L'analisi di queste tre componenti costituisce il controllo qualità del farmaco.

Farmaco e medicinale

FARMACO: sostanza o prodotto utilizzato per modificare o esaminare (es. radiofarmaci) funzioni fisiologiche o stati patologici di un organismo vivente. È una sostanza esogena, organica o inorganica, naturale, sintetica o biotecnologico, capace di indurre modificazioni funzionali in un organismo vivente, positivamente o negativamente, attraverso un'azione fisica (es. farmaci contro l'acidità gastrica in quanto creano una barriera), chimica o fisico-chimica. Il farmaco terapeutico deve essere efficace contro un target biologico, il farmaco diagnostico invece deve essere inerte, non deve quindi interagire con il corpo, ma serve solo per tracciare un'immagine del mio organismo.

MEDICINALE: ogni sostanza o composizione presentata come avente proprietà curative o profilattiche specifiche di una malattia umana o animale. Individua qualcosa di più complesso di un farmaco.

Farmacopea ufficiale

La farmacopea ufficiale è il testo di riferimento per le normative sul farmaco. È una serie di disposizioni sia tecniche che amministrative per definire le linee guida del controllo qualità dei medicamenti, sostanze e preparati finali, mediante l'indicazione di metodiche di verifica analitica e tecnologica. In essa trovo anche un elenco di tutti i medicinali approvati. Ogni stato ha la sua farmacopea ufficiale; in seguito alla nascita dell'Unione Europea è nata la farmacopea ufficiale europea che cerca di armonizzare i testi delle principali F.U. degli stati europei e di individuare norme comuni. In Italia siamo arrivati alla 12esima edizione (in vigore dal 31 marzo 2009) con le successive integrazioni, mentre quella europea è arrivata alla nona (in vigore dal 2016) con le successive integrazioni.

Queste integrazioni e le eventuali correzioni escono ogni sei mesi. Oltre a esistere la farmacopea europea, esiste un gruppo di lavoro che studia e sviluppa l'armonizzazione delle farmacopee a livello internazionale. Questo gruppo si chiama PDG ed emana delle linee guida denominate ICH. Queste linee guida evolvono più spesso delle farmacopee. Esistono, tuttavia, degli stati che non fanno parte di questo progetto. Il tentativo di armonizzazione anche con il resto del mondo si è visto necessario per consentire il mercato libero (come posso produrre un farmaco in Italia, lo posso portare in Europa) e anche per poter importare farmaci che non esistono in un determinato stato.

Capitoli generali

• Prescrizioni generali
• Metodi di analisi (metodi che posso applicare e strumenti che posso utilizzare per l'analisi del farmaco)
  • Apparecchiature
  • Metodi generali fisici e fisico-chimici
  • Identificazione
  • Saggi
  • Dosaggi biologici
• Materiali usati nella fabbricazione di contenitori
• Reattivi
• Argomenti generali

Inoltre, troviamo sezioni che contengono: monografie (all'interno delle quali troviamo i vaccini), tabelle, norme di buona preparazione dei medicinali in farmacia e norme di buona preparazione dei radiofarmaci. La farmacopea Italiana e quella europea si rispecchiano nei contenuti.

Farmaco

Il farmaco contiene il principio attivo che è la sostanza responsabile dell'attività farmaco-terapeutica, e gli eccipienti, che non hanno attività farmacologica ma hanno varie funzioni (permettono la somministrazione e l'assunzione del farmaco in maniera corretta, favoriscono l'assorbimento, proteggono il principio attivo dal pH dello stomaco). Gli eccipienti devono essere tutti elencati in ordine di quantità nella confezione. Specialità medicinale: nome di fantasia con il quale le industrie mettono in vendita un farmaco. Quando il brevetto scade possono essere messi in commercio i medicinali generici che hanno il nome comune o generico.

Nomenclatura dei farmaci

• Nome brevettato o depositato (es. Tachipirina)
• Nome comune o generico (D.C.It.) (es. paracetamolo)
• Nome chimico (IUPAC) (es. N-(4-idrossifenil)acettamide)
• Altro nome (nomi storici, semisistematici ecc.) e sigle

La nomenclatura nella farmacopea ufficiale italiana non segue le regole IUPAC.

Ripasso nomenclatura

Nella nomenclatura farmacopea vi è uno scambio fra l'elemento meno e più elettronegativo. Alcuni esempi: perché è necessario conoscere tutte queste nomenclature? Perché è necessario conoscere il prodotto chimico che si sta manipolando. Infatti, se cerco un reattivo in laboratorio lo cerco con il nome IUPAC, ma nella relazione di laboratorio dovrò utilizzare il nome della farmacopea. Le informazioni sul prodotto che sto manipolando le trovo nell'etichetta e nella scheda dati di sicurezza. È importante saper cercare le informazioni in quanto dovranno essere trascritte nella relazione e perché mi dice quali dispositivi di sicurezza usare.

Soluzioni e concentrazione

La prima esperienza di laboratorio riguarderà la preparazione di soluzioni a titolo noto/a concentrazione nota. Una soluzione è una classe speciale di miscele omogenee costituita da un soluto e un solvente.

Sostanze che compongono la soluzione: componenti

• Fase disperdente: solvente
• Fase dispersa: soluto

Concentrazione: misura della quantità di soluto sciolta in una quantità di soluzione (o solvente). Esistono diverse misure di concentrazione:

• Che non dipendono dalla T
• Che dipendono dalla T

L'unica modalità per passare dalle misure che non dipendono dalla T a quelle che dipendono dalla T è utilizzare la densità (g/mL). Quando sciolgo un soluto solido in un liquido ho un aumento di volume? Sì, ma dal punto di vista macroscopico e pratico si può non considerare! (relativo alla formula %m/v).

La concentrazione dei reattivi in soluzione che vengono venduti viene espressa con misure della concentrazione che non dipende dalla temperatura, nello specifico %m/m.

Esempi di laboratorio: diluizioni

La diluizione è quel procedimento in cui si aggiungono quantità opportune di solvente a una soluzione a concentrazione nota: infatti una soluzione a bassa concentrazione può essere preparata da una a concentrazione maggiore mediante diluizione.

Strumentazione di laboratorio

In base alla funzione, la strumentazione di laboratorio si può suddividere in:

• Strumentazione per il trattamento del campione (conservazione, trasferimento, mescolamento, ecc)
• Strumentazione per la misurazione del campione (volume, massa, temperatura, pH, ecc)

Vetreria e strumenti di laboratorio

Vetreria: ampia classe di strumentazione in vetro sia per il trattamento che per la misurazione del campione. Viene utilizzato il vetro perché è il materiale più chimicamente inerte.

Non può essere scaldata!

• Imbuto: a gambo corto o lungo, di varia misura. Serve a travasare i liquidi o nelle filtrazioni per gravità.
• Contagocce o pipetta Pasteur: contagocce composto da uno stelo in vetro e una tettarella di gomma. È molto fragile. Serve ad erogare i liquidi goccia a goccia.
• Provette: contenitori per piccoli volumi di campione su cui effettuare le analisi. Ne esistono di diverse tipologie diverse:
  • Provette graduate per la centrifuga, hanno un vetro molto spesso
  • Tubi da saggio: provette in cui si possono fare soluzioni o reazioni
• Bacchetta: pezzo di vetro per mescolare soluzioni in becher o beuta.
• Becher (bicchiere): recipiente graduato di forma cilindrica con beccuccio. NON adatta a sostanze volatili. Ha diverse capacità. Non è adatto a misurare volumi (errore elevato). Serve a riscaldare o travasare liquidi, sciogliere un soluto in un solvente o miscelare liquidi.
• Beuta: forma a imbuto rovesciato, nella parte superiore termina con un collo cilindrico facilmente tappabile. Adatta per sostanze volatili. Ha diverse capacità. Non sono adatti per misurazioni del volume. Sono contenitori per liquidi, per ridurre le perdite di liquido per evaporazione.
• Cilindro graduato: cilindro con base d'appoggio e beccuccio. Lungo il cilindro è posta una scala graduata che permette di misurare i volumi intermedi. Ha diverse capacità. Permettono di effettuare misure con una certa approssimazione.
• Matraci tarati: palloni con il fondo piatto ed il collo lungo e sottile. Sul collo è presente una tacca che indica il volume totale. Hanno diverse capacità. Permettono di effettuare misure molto precise.

Come si legge il volume? Bisogna essere in grado di leggere il menisco. Il menisco dell'acqua è concavo, la parte più bassa della concavità deve lambire la tacca del volume che mi serve. Bisogna posizionare l'occhio alla stessa altezza del menisco per evitare un errore di parallasse (ovvero sottostimare o sovrastimare l'altezza del menisco).

• Pipetta tarata: tubo sottile di vetro dotato di una bolla nella parte centrale. Lungo il tubo è posto il segno della taratura.
• Pipetta graduata: priva di bolla. Su tutta la lunghezza è posta una scala graduata.
• Propipetta: dispositivo di aspirazione in gomma.
• Pipettatore automatico: dispositivo di aspirazione automatico.
• Micropipetta automatica: pipetta a siringa per l'erogazione di piccoli volumi (0,001 – 1 mL) dotata di una ghiera e di una scala graduata per impostare il volume prelevato. Puntale sostituibile.
• Spruzzetta: recipiente in plastica per conservare ed erogare solventi.
• Capsula o crogiolo: sono in genere di porcellana (o acciaio, nichel o platino). Sono contenitori bassi. Serve a riscaldare le sostanze.
• Mortaio: in genere di porcellana (o agata o vetro resistente). È dotato di pestello.
• Spatoline: strumento piatto o a cucchiaio. Serve a prelevare.
• Bilancia digitale: buona sensibilità (millesimi di grammo), portata 1-10 kg.
• Bilancia tecnica: portata di 1-2 kg e risoluzione di 0,01-0,001 g.
• Bilancia analitica: portata di <1 kg e risoluzione di 0,0001 – 0,00001g. Va usata quando la massa da pesare deve essere nota con grande accuratezza.

Esempio in laboratorio

Nota bene! Si versa l'acido nell'acqua, non viceversa! Per prelevare gli acidi sotto cappa uso:

• Pipetta se è sotto i 5 mL + beuta
• Cilindro se è sopra i 5 mL + beuta

Quaderno di laboratorio e relazione di laboratorio

• È utile per documentare il lavoro svolto
• Deve essere chiara e deve essere comprensibile per qualsiasi persona
• Riporta in maniera sintetica ma completa l'esperienza di laboratorio. In particolare, vengono messi in evidenza:
  • Materiali
  • Strumentazione
  • Procedure
  • Difficoltà
  • Pericoli
  • Calcoli e unità di misura
• Una persona che svolge lo stesso tipo di lavoro deve essere in grado di capire ed eventualmente ripetere l'esperimento
• Va compilato prima, durante e dopo la raccolta dati
• Nella prima pagina: nome, cognome, anno accademico, numero di banco
• Non è consigliabile dilungarsi in introduzioni teoriche sull'esperimento