SFAB20017U Farmaceutisk fysisk kemi II - kinetik og transportfænomener

Årgang 2024/2025
Engelsk titel

Pharmaceutical Physical Chemistry II - Kinetics and Transport Phenomena

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i farmaci - obligatorisk kursus på tredje semester.

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). 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 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. 

Målbeskrivelser

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 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.

  • forstå og reflektere over brugen af programmering til datahåndtering og databehandling inden for reaktionskinetik og transportfænomener.

Færdigheder

  • ekstrahere information fra grundlæggende/basal fysisk kemisk litteratur.

  • anvende fysisk kemiske 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 ukompliceret eksperiment med en teoretisk model, dels at kunne forudberegne eksperimentelle data ud fra en forelagt teoretisk model.

  • udføre fysisk kemiske målinger og eksperimenter indenfor farmaci, lægemiddeldesign og -udvikling.

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

  • anvende færdigskrevet python-kode i Jupyter notebook format til beskrivelse af transportfænomener ved håndtering, behandling og visualisering af større datasæt

Kompetencer

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

  • definere udtryk og modeller samt udføre grundlæggende fysisk kemiske beregninger 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.

  • 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 II.
  • Øvelsesvejledning til Farmaceutisk Fysisk Kemi II.
  • Opgavesamling til Farmaceutisk Fysisk Kemi II.
Ingen.
Undervisningen er tilrettelagt under den forudsætning, at de studerende har opnået viden og kompetencer svarende til følgende studieenheder: Lægemiddeludvikling fra molekyle til menneske, Kemiske principper, Organisk kemi I - fysisk kemiske egenskaber, samt Farmaceutisk fysisk kemi I - thermodynamik og ligevægte.
Kurset indeholder forelæsninger, klassetimer, studiecaféer (seminarer), e-learningsopgaver og laboratorieøvelser. Forelæsningsrækken bruges til at introducere og diskutere de farmaceutisk fysisk kemiske begreber. Klassetimerne, studiecaféerne (seminarer) 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 målinger, samt endvidere at gøre de studerende i stand til at fortolke fysisk kemiske data opnået ved udvalgte fysisk kemiske eksperimenter. Fysisk kemiske principper kombineres med matematiske modeller i forbindelse med analyse og beskrivelse af data.
  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 18
  • Holdundervisning
  • 7
  • Forberedelse (anslået)
  • 109
  • E-læring
  • 2
  • Laboratorie
  • 20
  • Seminar
  • 6
  • Eksamensforberedelse
  • 40
  • Eksamen
  • 4
  • I alt
  • 206
Skriftlig
Mundtlig
Løbende feedback i undervisningsforløbet
Point
2,5 ECTS
Prøveform
Løbende bedømmelse med opsyn.
Prøveformsdetaljer
Kursusattest.
For at opnå kursusattest skal den studerende have udført laboratorieøvelser, udarbejdet de tilhørende rapporter, udarbejdet rapporter som kan godkendes af underviser og deltaget i fremlæggelse og diskussion af udvalgte rapporter.
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 på tilstrækkeligt niveau kunne:

Viden

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

  • 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.

  • Forstå og reflektere over brugen af programmering til datahåndtering og databehandling inden for reaktionskinetik og transportfænomener.

 

Færdigheder

  • ekstrahere information fra grundlæggende/basal fysisk kemisk litteratur.

  • anvende fysisk kemiske 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 ukompliceret eksperiment med en teoretisk model, dels at kunne forudberegne eksperimentelle data ud fra en forelagt teoretisk model.

  • udføre fysisk kemiske målinger og eksperimenter inden for farmaci og lægemiddeldesign og -udvikling.

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

  • Anvende færdigskrevet python-kode i Jupyter notebook format til beskrivelse af transportfænomener ved håndtering, behandling og visualisering af større datasæt.

 

Kompetencer

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

  • definere udtryk og modeller samt udføre grundlæggende fysisk-kemiske beregninger.

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

Point
5 ECTS
Prøveform
Skriftlig stedprøve, 2 x 2 timer med opsyn.
Prøveformsdetaljer
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.
Krav til indstilling til eksamen

Kursusattest i SFAB20017E - eksperimentelle øvelser

Hjælpemidler

Første del af eksamen

Ingen hjælpemidler tilladt 

Læs mere om de skriftlige stedprøver (herunder om standardopsætning ved PC-eksamener) i KUs eksamenshuse på KUnet Bachelor i farmaci - KUnet

 

Anden del af eksamen

Alle skriftlige hjælpemidler tilladt

I tillæg til standardopsætningen er det tilladt at medbringe digitale noter (Det er tilladt at uploade noter til ITX-eksamen via digital eksamen. Du finder et link til denne funktion under din prøve i Digital Eksamen).

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

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 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.).

 

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.