Farmaceutisk fysisk kemi II - kinetik og transportfænomener

Kursusindhold

Farmaceutisk Fysisk Kemi II integrerer udvalgte aspekter af matematik, fysik og fysisk kemi af særlig interesse for farmaci og lægemiddeldesign og -udvikling. I kurset er der særligt fokus på ændringer (kinetik og transportfænomener). Som indgang til reaktionskinetik introduceres/gennemgås differentialligninger. Inden for grundlæggende kinetik behandles reaktionshastighed og –orden, molekylaritet og effekt af temperatur. Herefter gennemgås komplekse reaktioner (steady-state princippet samt konsekutive, parallelle og reversible processer) samt emner af relevans for lægemiddelstabilitet og holdbarhed (katalyse, specifik og almindelig syre- og basekatalyse samt pH-hastighedsprofiler). Grundlæggende enzymkinetik beskrives endvidere. Transportfænomener behandles med henblik på at give et farmaceutisk fysisk kemisk grundlag for studier af lægemiddelstoffers transport, opløsnings- og frigivelsesprocesser. Dette inkluderer basal hydrodynamik og konvektion, diffusion samt bevægelse i et elektrisk felt (ledningsevne).  I forlængelse af ledningsevne behandles elektrokemi og endvidere grænsefladefænomer. I kurset vil der være fokus på udvikling af matematiske modeller herunder anvendelse af IT-værktøjer til beskrivelse af de udvalgte fysisk kemiske principper samt til modellering og prædiktion af lægemiddelstabilitet, nedbrydningskinetik samt transport. Eksempler tages primært fra farmaci og lægemiddeldesign og -udvikling. Endvidere gennemgås grundlaget for en række fysisk kemiske målemetoder.

 

Engelsk titel

Pharmaceutical Physical Chemistry II - Kinetics and Transport Phenomena

Uddannelse

bacheloruddannelsen i farmaci - obligatorisk kursus på tredje semester.

Målbeskrivelse

Efter endt kursus forventes den studerende at kunne:

Viden

  • forstå og redegøre for fysisk-kemiske love og principper inden for kinetik, transportfænomener, elektrokemi og grænsefladefænomener.

  • forstå og redegøre for principper bag og anvendelsen af udvalgte fysisk kemiske målemetoder inden for farmaci og lægemiddeldesign og -udvikling.

  • forstå og redegøre for grundlæggende sammenhænge mellem lægemiddelstoffers og andre lægemiddelrelevante molekylers fysisk kemiske egenskaber og deres opførsel i farmaceutiske, kemiske og biologiske systemer.

  • forstå og anvende udvalgte matematiske metoder (herunder differential-, integralregning og løsning af differential ligninger), som redskab til beregning, modellering og præsentation.

 

Færdigheder

  • løse separable og lineære differentialligninger af første orden samt lineære differentialligninger af anden orden med konstante koefficienter.

  • anvende relevante fagtermer og repræsentationsformer til beskrivelse af fysisk kemiske love og principper (herunder korrekt angivelse af enheder).

  • beskrive simple fysisk kemiske problemstillinger vha. matematiske formuleringer.

  • anvende den opnåede viden ved løsning af fysisk kemiske problemer ved dels at kunne kombinere et forelagt ukompliceret eksperiment med en teoretisk model, dels at kunne forudberegne eksperimentelle data ud fra en forelagt teoretisk model.

  • ekstrahere relevant information fra grundlæggende/basal fysisk kemisk litteratur.

  • anvende udvalgte fysisk kemiske målemetoder indenfor farmaci, lægemiddeldesign og -udvikling.

  • modellere og præsentere indsamlet datamateriale ved brug af IT-værktøj.

  • anvende IT-værktøjer til databehandling af fysisk kemiske eksperimenter samt til præsentation af datamateriale og eksperimentelle resultater.

 

Kompetencer

  • vurdere og diskutere opnåede resultater vha. fysisk kemiske modeller og teorier, herunder redegøre mundtligt og skriftligt for modellernes og teoriernes styrker og begrænsninger.

  • integrere fysisk kemi og farmaci på en sådan måde, at grundlæggende fysisk kemiske beregninger kan udføres på problemstillinger hentet fra farmacien samt fra lægemiddeldesign og -udvikling.

  • integrere og genkende grundlæggende matematiske og fysiske principper og metoder i ukomplicerede farmaceutisk fysisk kemiske problemstillinger.

  • modellere indsamlet datamateriale ved brug af IT-værktøj og forholde sig eksperimenterende og kritisk til værktøjets muligheder og begrænsninger.

Forelæsningsrækken bruges til at introducere og diskutere de farmaceutisk fysisk kemiske begreber. Klassetimerne og e-learningsopgaverne har til formål at lære de studerende selvstændigt at arbejde med den farmaceutiske fysiske kemi. Laboratorieøvelserne har til formål at illustrere væsentlige dele af den fysisk kemiske teori, give en grundlæggende forståelse af fysisk kemiske principper og målemetoder, samt endvidere at gøre de studerende i stand til at fortolke fysisk kemiske data opnået ved udvalgte fysisk kemiske målemetoder. Fysisk kemiske principper kombineres med matematiske modeller i forbindelse med analyse og beskrivelse af data.

18 forelæsninger á 45 minutter
18 klasselektioner (holdundervisning) á 45 minutter
6 x 4 timer laboratorieøvelser
e-learningsopgaver

  • Paul Monk and Lindsey J. Munro. Maths for Chemistry. A chemist's toolkit for calculations. Oxford University Press. Seneste udgave.
  • Farmaceutisk Fysisk Kemi lærebog (seneste udgave med adgang til e-learning opgaver), Pearson.
  • Noter til Farmaceutisk Fysisk Kemi I og II.
  • Øvelsesvejledning til Farmaceutisk Fysisk Kemi I.
  • Opgavesamling til Farmaceutisk Fysisk Kemi I og II.

Undervisningen er tilrettelagt under den forudsætning, at de studerende har opnået en viden svarende til indholdet i følgende studieenheder:
SFABIF206U Lægemiddeludvikling fra molekyle til menneske, SFABIF105U Kemiske principper, SFABIL106U Organisk kemi I - fysisk kemiske egenskaber, samt SFABIF106U Farmaceutisk fysisk kemi I.

ECTS
Se eksamensbeskrivelse
Prøveform
Løbende bedømmelse med opsyn.
Kursusattest.
For at opnå kursusattest skal den studerende have
1) Udført alle øvelser.
2) Udarbejdet og godkendt rapporter for alle øvelser.
3) Deltaget i fremlæggelse og diskussion af udvalgte rapporter på tilfredsstillende vis.
4) Tilfredsstillende besvarelse af e-learning opgaver herunder opgaver omhandlende grundfagselementer.
Hjælpemidler
Alle hjælpemidler tilladt
Bedømmelsesform
bestået/ikke bestået
Censurform
Ingen ekstern censur
Den studerendes præstation, bliver bedømt af underviserne.
Kriterier for bedømmelse

For at opnå kursusattest skal den studerende kunne:

Viden

  • forstå og redegøre for fysisk kemiske love og principper inden for kinetik, transportfænomener, elektrokemi og grænsefladefænomener.

  • forstå og redegøre for principper bag og anvendelsen af udvalgte fysisk kemiske målemetoder inden for farmaci og lægemiddeldesign og -udvikling.

  • forstå og redegøre for grundlæggende sammenhænge mellem lægemiddelstoffers og andre lægemiddelrelevante molekylers fysisk kemiske egenskaber og deres opførsel i farmaceutiske, kemiske og biologiske systemer.

  • forstå og anvende udvalgte matematiske metoder (herunder differential-, integralregning og løsning af differentialligninger), som redskab til beregning, modellering og præsentation.

 

Færdigheder

  • løse separable og lineære differentialligninger af første orden samt lineære differentialligninger af anden orden med konstante koefficienter.

  • anvende relevante fagtermer og repræsentationsformer til beskrivelse af fysisk kemiske love og principper (herunder korrekt angivelse af enheder).

  • beskrive simple fysisk kemiske problemstillinger vha. matematiske formuleringer.

  • anvende den opnåede viden ved løsning af fysisk kemiske problemer ved dels at kunne kombinere et forelagt ukompliceret eksperiment med en teoretisk model, dels at kunne forudberegne eksperimentelle data ud fra en forelagt teoretisk model.

  • ekstrahere relevant information fra grundlæggende/basal fysisk kemisk litteratur.

  • anvende udvalgte fysisk kemiske målemetoder inden for farmaci og lægemiddeldesign og -udvikling.

  • modellere og præsentere indsamlet datamateriale ved brug af IT-værktøj.

  • anvende IT-værktøjer til databehandling af fysisk kemiske eksperimenter samt til præsentation af datamateriale og eksperimentelle resultater.

 

Kompetencer

  • vurdere og diskutere opnåede resultater vha. fysisk kemiske modeller og teorier, herunder redegøre mundtligt og skriftligt for modellernes og teoriernes styrker og begrænsninger.

  • integrere fysisk kemi og farmaci på en sådan måde, at grundlæggende fysisk-kemiske beregninger kan udføres på problemstillinger hentet fra farmacien samt lægemiddeldesign og -udvikling.

  • integrere og genkende grundlæggende matematiske og fysiske principper og metoder i ukomplicerede farmaceutisk fysisk kemiske problemstillinger.

  • modellere indsamlet datamateriale ved brug af IT-værktøj og forholde sig eksperimenterende og kritisk til værktøjets muligheder og begrænsninger.
ECTS
Se eksamensbeskrivelse
Prøveform
Skriftlig prøve, 2 x 2 timer med opsyn.
Eksamen afholdes som en to-delt skriftlig eksamen efter systemet 2 timer uden skriftlige hjælpemidler tilladt og 2 timer med alle skriftlige hjælpemidler tilladt. Der vil være en pause mellem de to dele. Begge sæt vil indeholde en liste over udvalgte fysisk kemiske beregningsformler samt en liste over fundamentale konstanter m.v.
Hjælpemidler

Der er adgang til følgende programmer ved eksamen på Peter Bangs Vej:

  • Officepakken (Word, Excel, Onenote og Powerpoint)
  • IO2 – den digitale pen
  • Panoramic Viewer
  • Paint
  • Lommeregner – Windows egen
  • R – Statistik program
  • ITX MC – multiple choice program
  • Adobe reader

 

Første del af eksamen

Ingen hjælpemidler tilladt 

Der er udover standardopsætningen adgang til følgende programmer:

  • MathType
  • Maple

 

Det er tilladt at medbringe lommeregner. Usb-stick er ikke tilladt ved denne del af eksamen.

 

Anden del af eksamen

Alle skriftlige hjælpemidler tilladt

Der er udover standardopsætningen adgang til følgende programmer:

  • MathType
  • Maple
  • USB adgang – til usb stik med noter m.m.

 

Det er tilladt at medbringe lommeregner.

Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ingen ekstern censur
Kriterier for bedømmelse

Ved bedømmelsen af besvarelsen kan der samlet set maksimalt opnås 100 point, idet der gives op til 90 point for besvarelsen af eksamenssættes opgaver og op til 10 point for besvarelsens helhedsindtryk. Ved bedømmelse af besvarelsens helhedsindtryk lægges der vægt på i hvor høj grad eksaminanden har demonstreret besiddelse af en solid indsigt i og kendskab til de grundlæggende matematiske og fysisk kemiske principper/ emneområder behandlet i kurset, herunder bredden i den samlede besvarelse.

 

For at opnå karakteren 12 skal den studerende kunne:


Viden

  • demonstrere en udtømmende viden om og kendskab til den farmaceutisk fysiske kemis grundbegreber og deres anvendelse inden for kinetik, transportfænomener, elektrokemi og grænsefladefænomener.
  • demonstrere evnen til at analysere, udvælge og sammenfatte forelagte fysisk-kemiske beskrivelser og tilhørende datamateriale.
  • redegøre for principper bag og anvendelsen af og udvalgte fysisk kemiske målemetoder inden for farmaci og lægemiddeldesign og -udvikling.
  • redegøre detaljeret for grundlæggende sammenhænge mellem lægemiddelstoffers og andre lægemiddelrelevante molekylers fysisk kemiske egenskaber og deres opførsel i farmaceutiske, kemiske og biologiske systemer.
  • forstå og anvende udvalgte matematiske metoder (herunder differential-, integralregning og løsning af differential ligninger), som redskab til beregning, modellering og præsentation.

 

Færdigheder

  • kombinere forelagte eksperimenter med relevante teoretiske modeller samt forudberegne eksperimentelle data ud fra teoretiske modeller.
  • demonstrere en overbevisende sikker anvendelse af matematiske formuleringer til beskrivelse af fysisk-kemiske problemstillinger.
  • demonstrere en overbevisende sikker anvendelse af fagets repræsentationsformer og formalisme (symboler, enheder etc.).
  • demonstrere en overbevisende sikker anvendelse IT-værktøjer til databehandling af fysisk kemiske eksperimenter samt til præsentation af datamateriale og eksperimentelle resultater.

 

Kompetencer

  • vurdere og diskutere opnåede resultater vha. fysisk kemiske modeller og teorier, herunder redegøre skriftligt for modellernes og teoriernes styrker og begrænsninger, på overbevisende sikker vis.
  • demonstrere evne til at genkende og reformulere fysisk kemiske principper i ukomplicerede farmaceutiske problemstillinger.
  • integrere og genkende grundlæggende matematiske og fysiske principper og metoder i ukomplicerede farmaceutisk fysisk kemiske problemstillinger.
  • demonstrere anvendelsen af differential og integralregning samt løsning af differentialligninger ved beregning af en forelagt farmaceutisk relevant fysisk kemiske problemstilling.
  • modellere indsamlet datamateriale ved brug af IT-værktøj og forholde sig eksperimenterende og kritisk til værktøjets muligheder og begrænsninger.
  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 18
  • Holdundervisning
  • 18
  • Laboratorie
  • 24
  • E-læring
  • 2
  • Eksamen
  • 4
  • Eksamensforberedelse
  • 40
  • Forberedelse
  • 100
  • Total
  • 206