Analitičke metode u dizajnu i razvoju lekova   (356H2)

Školska godina:

2025/2026.

Uslovi pohađanja:

Nema uslova

ESPB:

9

Vrsta studija:

master akademske studije, integrisane osnovne i master akademske studije

Studijski programi:

Nastava hemije: 5. godina, zimski semestar, izborni (E5AP2), naučno-stručni predmet

Hemija: 1. godina, zimski semestar, izborni (E52H2), teorijsko-metodološki predmet

Nastavnik:

dr Tatjana Ž. Verbić
vanredni profesor, Hemijski fakultet, Studentski trg 12-16, Beograd

Saradnik:

Mladen M. Đurđević, master hemičar
istraživač-pripravnik, Institut za hemiju, tehnologiju i metalurgiju, Njegoševa 12, Beograd

Fond časova:

Nedeljno: četiri časa predavanja + dva časa teorijskih vežbi + tri časa laboratorijskih vežbi (4+2+3)

Ciljevi:

Fizičko-hemijska karakterizacija, proučavanje različitih tipova jonskih ravnoteža i biološke interakcije (potencijalno) biološki aktivnih supstanci ključni su koraci u ranoj fazi dizajna i razvoja lekova i predviđanju farmakokinetičkih i farmakodinamičkih svojstava jedinjenja. Važnost ovih istraživanja je prepoznata nakon procene da je ~1/3 supstanci koje su odbijene tokom pretkliničkih ispitivanja, odbijena zbog loših ADME (apsorpcija, distribucija, metabolizam, ekskrecija) svojstava, koja u velikoj meri zavise od fizičko-hemijskih svojstava supstanci.

Cilj ovog predmeta je upoznavanje sa procesom dizajna i razvoja lekova i metodama analize koje se koriste u ranoj fazi njihovog razvoja, sa posebnim akcentom na određivanju fizičko-hemijskih parametara (kiselinske konstante, rastvorljivost, lipofilnost i permeabilnost) biološki aktivnih supstanci, proučavanju ravnoteža i bioloških interakcija. Posebna pažnja posvećena je definisanju, podešavanju i održavanju eksperimentalnih uslova pri kojima se merenja izvode, kalibraciji uređaja za merenje, interpretaciji dobijenih rezultata, pravilnom prikazu rezultata i razumevanju dobijenih rezultata u kontekstu procesa dizajna i razvoja lekova.

Ishod:

Nakon položenog ispita, student će biti sposoban da: razume proces dizajna i razvoja lekova, dizajnira eksperiment, odabere odgovarajuću metodu za eksperimentalno određivanje različitih fizičko-hemijskih parametara supstanci, obradi rezultate, kritički pristupi interpretaciji rezultata i razume šta dobijeni rezultati znače u kontekstu procesa dizajna i razvoja lekova. Stečeno znanje u okviru ovog predmeta, omogućiće studenentu da se uključi u rad različitih laboratorija koje se bave analitičkom, farmaceutskom i medicinskom hemijom, kao i da se uklopi u multidisciplinarni tim u oblasti dizajna i razvoja lekova.

Oblici nastave:

Predavanja, teorijske vežbe, laboratorijske vežbe, seminarski rad.

Vannastavne aktivnosti:

—

Literatura:

Osnovna literatura:

1. Tatjana Verbić, Olivera Marković, Miloš Pešić: Analitičke metode u dizajnu i razvoju lekova, Univerzitet u Beogradu - Hemijski fakultet, Beograd, 2025. ISBN: 978-86-7220-132-1  
   
   

Pomoćna literatura:

1. Lidija Pfendt, Dušanka Milojković-Opsenica: Jonske ravnoteže, Univerzitet u Beogradu - Hemijski fakultet, Beograd, 2014.
2. Materijal sa predavanja i uputstva za izvođenje laboratorijskih vežbi.

Dodatni materijal:

—

Predavanja:

0 poena (4 časa nedeljno)

Program rada:

1. Termodinamika hemijskih ravnoteža.
2. Opšte metode za određivanje i izračunavanje ravnotežnih konstanti.
3. Uvod u proces dizajna i razvoja lekova.
4. Fizičko-hemijska karakterizacija supstanci: osnovna ADME svojstva.
5. Kiselinsko-bazne ravnoteže. Značaj i metode određivanja kiselinskih konstanti.
6. Fiziološki važni puferski sistemi.
7. Rastvorljivost i brzina rastvaranja (dissolution rate) u fiziološkim uslovima. Značaj i metode određivanja.
8. Primena metoda termičke analize u proučavanju rastvorljivosti.
9. Metode za povećanje rastvorljivosti aktivnih farmaceutskih komponenti.
10. Ravnoteže u rastvorima kompleksnih jedinjenja. Značaj i metode određivanja konstanti stabilnosti.
11. Lipofilnost. Značaj i metode određivanja.
12. Permeabilnost. Značaj i metode određivanja.
13. Metode za proučavanje interakcija aktivnih farmaceutskih komponenti sa proteinima plazme.
14. Primena hromatografskih metoda u proučavanju ADME svojstava supstanci.
15. Primena NMR i IC spektroskopije u dizajnu i razvoju lekova.

Teorijske vežbe:

0 poena (2 časa nedeljno)

Program rada:

Termini teorijskih vežbi su kombinovani sa laboratorijskim vežbama. Tokom eksperimenata koji duže traju teorijski će biti razmatrane studije slučaja u razvoju lekova u odnosu na tematsku celinu koja se tokom nastave obrađuje na predavanjima i laboratorijskim vežbama.

Laboratorijske vežbe:

15 poena (3 časa nedeljno)

Program rada:

Laboratorijske vežbe su prilagođene svakom pojedinačnom studentu, zasnivaju se na principu "studije slučaja", a obuhvataju sledeće tematske celine:

1. određivanje rastvorljivosti aktivnih farmaceutskih komponenti (API - Active Pharmaceutical Ingredient) shake-flask metodom.
2. Određivanje rastvorljivosti aktivnih farmaceutskih komponenti u biorelevantnim sredinama.
3. Proučavanje superrastvorljivosti tricikličnih antidepresiva metodom konduktometrijskih titracija.
4. Program pDISOL-X i "studije slučaja": profili rastvorljivosti, analiza taloga TGA i DSC metodama, proučavanje polimorfizma termičkom analizom i IC spektroskopijom, proučavanje interakcija biološki aktivnih molekula UV-Vis i NMR spektroskopijom.
5. Proučavanje brzine rastvaranja (dissolution rate) aktivnih farmaceutskih komponenti iz farmaceutskih oblika lekova (tablete i kapsule).
6. Određivanje kiselinskih konstanti poliprotičnih kiselina/baza - aktivnih farmaceutskih komponenti potenciometrijski, spektrofotometrijski i NMR spektroskopijom.
7. Određivanje lipofilnosti aktivnih farmaceutskih komponenti u zavisnosti od pH vrednosti shake-flask metodom, potenciometrijski i HPLC-om.
8. Spektrofotometrijsko određivanje stehiometrije i konstante stabilnosti kompleksa aktivnih farmaceutskih komponenti sa β-ciklodekstrinom. Fotodegradacija kompleksa aktivnih faramceutskih komponenti sa β-ciklodekstrinom.
9. Proučavanje vezivanja aktivnih farmaceutskih komponenti za proteine plazme fluorescentnom spektorskopijom i HPLC-om.
10. Određivanje konstanti stabilnosti kompleksa Ca²⁺ sa tetraciklinima UV/Vis spektrofotometrijom i metodom potenciometrijske titracije.

Seminarski radovi:

25 poena

Usmeni ispit:

60 poena