Guías Académicas

TÉCNICAS INSTRUMENTALES BÁSICAS

TÉCNICAS INSTRUMENTALES BÁSICAS

DOBLE GRADO EN BIOTECNOLOGÍA Y EN FARMACIA

Curso 2023/2024

1. Datos de la asignatura

(Fecha última modificación: 31-05-23 12:08)
Código
109508
Plan
2020
ECTS
6
Carácter
Curso
1
Periodicidad
Segundo Semestre
Área
QUÍMICA ANALÍTICA
Departamento
Química Analítica, Nut. y Bromatología
Plataforma Virtual

Studium, Campus virtual de la Universidad de Salamanca

https://studium.usal.es/

Datos del profesorado

Profesor/Profesora
Myriam Bustamante Rangel
Grupo/s
1
Centro
Fac. Ciencias Químicas
Departamento
Química Analítica, Nut. y Bromatología
Área
Química Analítica
Despacho
Facultad de Ciencias Químicas: C-1505, bloque C (1ª planta)
Horario de tutorías
Se fijarán de acuerdo con los horarios definitivos.
URL Web
-
E-mail
mbr@usal.es
Teléfono
923294500 Ext. 6231
Profesor/Profesora
Javier Peña González
Grupo/s
1
Centro
Fac. Farmacia
Departamento
Química Analítica, Nut. y Bromatología
Área
Química Analítica
Despacho
Fac. Ciencias Químicas. Primera planta. C1118
Horario de tutorías
Se fijarán de acuerdo con los horarios definitivos.
URL Web
-
E-mail
javierpena@usal.es
Teléfono
923294500 Ext.6243
Profesor/Profesora
María Esther Fernández Laespada
Grupo/s
1
Centro
Fac. Ciencias Químicas
Departamento
Química Analítica, Nut. y Bromatología
Área
Química Analítica
Despacho
Facultad de Ciencias Químicas: C-1506, bloque C (1ª planta)
Horario de tutorías
Se fijarán de acuerdo con los horarios definitivos.
URL Web
-
E-mail
efl@usal.es
Teléfono
666589030-Ext-6232

2. Sentido de la materia en el plan de estudios

Bloque formativo al que pertenece la materia.

Asignatura de Formación Básica.

 

Papel de la asignatura.

Como asignatura de nivel básico que se imparte en primer curso, permite al alumno familiarizarse con el trabajo en el laboratorio, la instrumentación y las técnicas experimentales más utilizadas. Los conocimientos adquiridos le serán útiles en otras asignaturas y como formación básica para el aprendizaje de técnicas instrumentales avanzadas.

Perfil profesional.

Por ser una asignatura de formación básica, su aportación al futuro profesional, es proporcionar los conocimientos esenciales sobre el funcionamiento de las técnicas instrumentales de uso habitual en la mayoría de los laboratorios, tanto de investigación básica como aplicada, en los diferentes ámbitos profesionales (biosanitarios, agropecuarios, industriales, etc).

3. Recomendaciones previas

Es necesario que el alumno tenga conocimientos básicos de química general (nomenclatura química, equilibrios y propiedades ácido-base), física general (sistemas de unidades físicas) y de los fundamentos matemáticos elementales para poder comprender los aspectos fundamentales de las diferentes técnicas instrumentales y obtener la información adecuada de los resultados experimentales.

4. Objetivo de la asignatura

Proporcionar al alumno los conocimientos teóricos y prácticos adecuados para la comprensión de las técnicas instrumentales más utilizadas en biotecnología. El objetivo de la asignatura es conseguir que el alumno adquiera criterios que le permitan elegir la mejor técnica instrumental para la resolución de los problemas que se le puedan plantear en el desarrollo científico o profesional de sus estudios.

5. Contenidos

Teoría.

PROGRAMA DE CONTENIDOS TEÓRICOS

Bloque I.- Aspectos generales

Tema 1. Introducción a las técnicas instrumentales de análisis. Técnica y método. Componentes de un instrumento de análisis. Información de las técnicas analíticas: cualitativa, cuantitativa y estructural. Escalas de trabajo. Selección de una técnica analítica. Clasificación de las técnicas instrumentales de análisis.

Tema 2. Aspectos cuantitativos en análisis instrumental. La calibración y el proceso de medida. Patrones. Calibración mediante patrón externo, patrón interno, adición estándar. Características analíticas: exactitud, precisión, margen de linealidad, límites de detección y de cuantificación. Materiales de referencia.

Bloque II.- Técnicas instrumentales de detección

Tema 3. Espectrofotometría de absorción molecular ultravioleta-visible. Fundamento. Relación entre la estructura molecular y la absorción. Ley de Beer y desviaciones. Instrumentación básica. Características analíticas. Aplicaciones.

Tema 4. Luminiscencia molecular. Fundamento de la luminiscencia. Tipos de procesos luminiscentes.. Fotoluminiscencia molecular: fluorescencia y fosforescencia. Factores que afectan a la señal luminiscente. Otros fenómenos de luminiscencia: quimioluminiscencia y bioluminiscencia. Instrumentación básica, metodología, características analíticas y aplicaciones.

Tema 5. Técnicas electroquímicas: potenciometría y amperometría. Introducción. Electrodos y celdas electroquímicas. Técnicas potenciométricas. Instrumentación: electrodos indicadores y de referencia. Técnicas amperométricas. Medida de intensidad de corriente a potencial impuesto. Instrumentación. Sensores y biosensores electroquímicos.

Tema 6.- Introducción a la espectrometría de masas. Fundamento. Componentes esenciales de un espectrómetro de masas. Fuentes de ionización. Analizadores de masas. Sistemas de detección. Espectros de masas.

Bloque III.- Técnicas de separación

Tema 7. Centrifugación, Ultracentrifugación, Ultrafiltración. Fundamento y aspectos teóricos. Instrumentación. Tipos de centrifugación: preparativa y analítica. Centrifugación preparativa: diferencial, en gradiente de densidad (zonal e isopícnica). Aplicaciones. Ultracentrifugación analítica: sistemas ópticos de detección. Aplicaciones. Procesos de transporte a través de membranas: microfiltración y ultrafiltración.

Tema 8. Introducción a las técnicas cromatográficas. Procesos de distribución entre dos fases. Mecanismos de separación. Cromatograma y parámetros cromatográficos. Ensanchamiento de banda. Ecuación de Van Deemter.

Tema 9. Cromatografía líquida. Introducción. Cromatografía líquida de alta resolución: instrumentación básica. Modalidades: cromatografía de adsorción, de partición o reparto, de intercambio iónico, de exclusión, de afinidad. Cromatografía líquida plana: cromatografía de papel y de capa fina. Aplicación de la muestra; técnicas de desarrollo; visualización del cromatograma. Aplicaciones.

Tema 10. Cromatografía de gases. Introducción. Cromatografía gas-sólido y gas-líquido. Instrumentación básica. Fases estacionarias. Fases móviles. Columnas empaquetadas y columnas capilares abiertas. Sistemas de introducción de muestra. Sistemas de detección. Aplicaciones.

Tema 11. Electroforesis (I): aspectos fundamentales. Velocidad y movilidad electroforética. Flujo electroosmótico: origen y control. Efecto Joule. Aspectos operacionales.

Tema 12. Electroforesis (II): modalidades. Electroforesis libre y de zonas. Electroforesis en papel. Electroforesis en membranas de acetato de celulosa. Electroforesis en geles restrictivos y no restrictivos. Electroforesis en geles en condiciones desnaturalizantes. Enfoque isoeléctrico. Electroforesis en dos dimensiones. Electroforesis capilar. Instrumentación básica. Aspectos operacionales. Aplicaciones.

Práctica.

PROGRAMA DE CONTENIDOS PRÁCTICOS

Finalidad cuantitativa

-Espectrofotometría de absorción UV-Vis:

   Determinación de Fe en comprimidos

-Potenciometría

   Determinación del grado acético de un vinagre

   Determinación del ácido láctico de una cerveza

Finalidad cualitativa (separación e identificación)

-Cromatografía de capa fina (TLC):

   Identificación de principios activos en fármacos

   Separación de colorantes alimentarios e industriales

-Extracción líquido-líquido

   Extracción de cafeína de bebidas energéticas

Prácticas-Seminarios (conocimiento y manejo básicos):

-Fluorimetría

-Cromatografía líquida de alta resolución (HPLC)

-Cromatografía de gases (GC)

-Espectrometría de Masas (MS)

6. Competencias a adquirir

Básicas / Generales.

  • Sacar el mejor partido a las aproximaciones experimentales o aplicaciones llevadas a cabo y adoptar las metodologías más adecuadas para el trabajo tanto en Investigación como en Industria mediante el empleo de las técnicas instrumentales más adecuadas a cada finalidad. (Competencias generales del Grado 1, 3 – 6)

7. Metodologías

Clases magistrales. Exposición y desarrollo de los contenidos teóricos fundamentales asociados a esta materia. El alumno dispondrá del material presentado a través de la plataforma virtual.

Clases prácticas de laboratorio (en grupos de 10 alumnos por profesor).

Prácticas-seminario de laboratorio (en grupos de 10 alumnos por profesor) para el conocimiento y manejo básico de instrumentación más avanzada de especial aplicación en biotecnología.

Seminarios para la resolución de problemas y supuestos prácticos y discusión de temas puntuales de especial interés en biotecnología, tanto teóricos como de tipo experimental.

Tutorías orientadas a la resolución de ejercicios y supuestos prácticos, previa y posteriormente trabajados por los alumnos.

Tutorías no presenciales a través de correo electrónico o de la plataforma virtual. Además el alumno podrá concertar tutorías personalizadas o por grupos cuando sea necesario.

8. Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes

9. Recursos

Libros de consulta para el alumno.

  • Skoog, D. A., Holler, F.J., Crouch, S. R. “Principios de análisis instrumental”, 6ª ed., Cengage Learning INC,. (2011).
  • García Segura, J. M, Gavilanes Franco J. G. (ed) y cols  “Técnicas instrumentales de análisis en Bioquímica”, Síntesis (1999).
  • Rubinson, K. A, Rubinson, J. F., “Análisis Instrumental” Prentice Hall (2000).
  • Hernández, L. y González, C. “Introducción al Análisis Instrumental”, Ariel. (2002).
  • Manz, A., Pamme N., Iossifidis, D., “Bioanalytical Chemistry“, Imperial College Press (2004). 2nd Ed , World Scientific Publ (2015)
  • Victor A. Gault, Neville H. McClenaghan Understanding Bioanalytical Chemistry: Principles and Applications John Wiley & Sons, Ltd (2009).

Otras referencias bibliográficas, electrónicas o cualquier otro tipo de recurso.

Se podrán recomendar otras posibles referencias o páginas web de utilidad a través de la plataforma virtual Studium.

10. Evaluación

Consideraciones generales.

Se realizará un examen escrito sobre los contenidos teóricos y aspectos prácticos desarrollados para evaluar la asimilación de conocimientos. La prueba constará de una parte de preguntas teóricas y otra parte enfocada a la resolución de supuestos experimentales y ejercicios prácticos similares a los trabajados durante el curso. Su calificación contribuirá a la nota global en un 70 %.

Las Clases Prácticas de Laboratorio se evaluarán de forma continua en el laboratorio donde se controlará la asistencia, la participación y el desarrollo experimental de las mismas. También se evaluará el informe de Prácticas que cada alumno elaborará durante su realización y se realizará también un examen de los contenidos prácticos abordados en el laboratorio. Todo ello contribuirá en un 25 % sobre la nota final.

Se evaluarán también las actividades dirigidas, como participación activa en los seminarios o tutorías y resolución de ejercicios prácticos. Este apartado contribuye un 5 % a la nota final.

Criterios de evaluación.

Examen de contenidos teóricos

70%

Examen de contenidos prácticos

15%

Prácticas de Laboratorio

10%

Participación del alumno

5%

TOTAL

100%

Instrumentos de evaluación.

  • Evaluación contínua de la participación del alumno en las actividades presenciales.
  • Examen escrito, relacionado con los contenidos teóricos y prácticos.

Recomendaciones para la evaluación.

Es importante el trabajo personal del alumno, contrastando la información aportada en clase con el material bibliográfico suministrado por el profesor y páginas web especializadas

Recomendaciones para la recuperación.

Se recomienda que los estudiantes conozcan los puntos débiles de su calificación con objeto de preparar de forma más eficaz el examen de recuperación