Programa de Teoría de Técnicas Instrumentales Avanzadas

TÉCNICAS INSTRUMENTALES AVANZADAS
Cuarto curso de la Licenciatura en Biotecnología
Curso académico: 2011-2012
Asignatura troncal cuatrimestral de 6 créditos (3 teoría + 3 prácticas)
Áreas encargada de la docencia: Química Física y Física Aplicada
Departamento: Departamento de Sistemas Físicos, Químicos y Naturales
Profesores: Bruno Martinez Haya, Patrick Merkling (Área de Química Física),
Santiago Hurtado Bermúdez y Feliciano Carlos de Soto Borrero (Área de Física
Aplicada).
Objetivos:
Esta asignatura es de tipo eminentemente práctico, y tiene por objeto familiarizar al alumno con
los métodos experimentales de detección y elucidación estructural más avanzados en
fisicoquímica molecular. Los alumnos, al finalizar el cuatrimestre deben haber sido capaces de
adquirir las competencias que se enumeran a continuación.
Competencias:
a) Conocer y utilizar correctamente los distintos métodos experimentales y sus
aplicaciones.
b) Adquirir la capacidad de análisis y síntesis y el uso del razonamiento crítico en las
materias relacionadas con la asignatura.
c) Comprender los distintos procesos físicos y químicos que ocurren a nivel molecular y
saber cómo pueden ser aplicados a la determinación de estructuras moleculares.
d) Ser capaz de diseñar un experimento y aplicar las técnicas instrumentales más
adecuadas para cada problema científico o (bio)analítico.
Contenidos (teoría) (3 créditos):
Las clases de esta asignatura se dividirán en clases de teoría, problemas y de prácticas, éstas
últimas a realizar preferentemente en el laboratorio. El temario de las clases de teoría es el
siguiente:
1. Espectroscopia
1.1 Fundamentos
1.2 Espectroscopia Electrónica
1.2.1 Espectroscopias de Absorción molecular
1.2.2 Espectroscopías de emisión (Fluorescencia, fosforescencia…etc)
1.3 Espectroscopia Vibracional
1.3.1 Espectroscopía infrarroja: Fundamentos.
1.3.2 Espectroscopía infrarroja: aspectos avanzados en bioquímica
1.3.3 Espectroscopía Raman
2. Otras técnicas
2.1 Espectrometría de masas
2.2.1 Técnicas Clásicas
2.2.2 Técnicas modernas y aspectos avanzados
2.2 Microscopias de barrido de fuerza atómica (AFM) y efecto túnel (STM)
3. Difracción
3.1 Ondas electromagnéticas. Difracción.
3.2 Sistemas cristalinos. Difracción por cristales.
3.3 Formulaciones y dispositivos experimentales.
3.4 Difracción por macromoléculas.
3.5 Difracción de electrones y neutrones.
4. Resonancia Magnética Nuclear.
4.1 Principios de la RMN
4.2 Desplazamiento químico.
4.3 Acoplamiento spin-spin.
4.4 RMN de carbono 13 y otros núcleos.
4.5 Dispositivos experimentales
4.6 Métodos 2D y multidimensionales
5. Microscopía electrónica
5.1 Microscopía óptica
5.2 Principios de microscopía electrónica
5.3 Interacción radiación-materia.
5.4 Elementos de un microscopio electrónico
5.5 Tipos de microscopios electrónicos
5.6 Preparación de muestras
5.7 Otras técnicas. Aplicaciones.
Programa de Prácticas (3 créditos)
1. Determinación de péptidos y proteínas mediante espectroscopía de absorción UV
2. Determinación de péptidos y proteínas mediante espectroscopía de fluorescencia
3. Determinación de complejos supramoleculares mediante espectroscopía UV e IR
4. Difracción de rayos X por cristales
5. Difracción de rayos X por macromoléculas
6. Determinación de estructuras moleculares a partir de espectros de RMN
Metodología:
Las clases de teoría consistirán en clases magistrales apoyadas en el uso de pizarra,
diapositivas y animaciones por ordenador. En algunos temas, parte de estas clases se
dedicarán a la resolución de problemas, preferentemente por parte de los propios
alumnos.
Las prácticas, divididas en sesiones de 3 o 4 horas de duración son de asistencia
obligatoria. La metodología a seguir consistirá en realizar un experimento relacionado
con los contenidos de teoría, siguiendo las indicaciones de los guiones de prácticas. Los
alumnos deberán redactar individualmente un informe con los procedimientos
utilizados, y los resultados conclusiones obtenidos. Dicho informe se utilizará para
realizar el examen de prácticas y podrá ser requerido por el profesor como apoyo para la
evaluación de dicho examen.
Tanto para la parte de teoría como para la de prácticas es recomendable que el alumno
haga un uso responsable de las tutorías, en un horario que se comunicará a principio de
curso o a través de WebCT.
Los contenidos de la asignatura, así como eventualmente contenidos auxiliares o
complementarios estarán disponibles a través de la plataforma WebCT. Esta plataforma
prevé asimismo el uso de foros y listas de correo para la consulta de dudas.
Evaluación
- Evaluación: 50% Teoría + 50% Prácticas
- La evaluación de teoría se realizará por medio de un examen escrito.
- La evaluación de las prácticas se realizará por medio de un examen escrito y, en caso de
considerarlo oportuno el profesor, adicionalmente por el informe de las prácticas.
- La realización de todas las prácticas será obligatoria para aprobar la asignatura.
- Para aprobar la asignatura se debe obtener una calificación igual o superior a 4/10 en cada una
de las dos partes de la asignatura, e igual o superior a 5/10 en la media de ambas partes.
Bibliografía básica recomendada:
Análisis Instrumental. K.A. Rubinson. Prentice Hall, Madrid 2001
Physical chemistry for the life sciences. Peter Atkins, Julio de Paula. Oxford University Press,
2006.
Physical chemistry : principles and applications in biological sciences. Ignacio Tinoco, Jr. ... [et
al.]. Prentice-Hall, 2002. 4th edition
Principios de Análisis Instrumental/ Douglas A. Skoog, F. James Holler, Timothy A. Nieman ;
traducción, María del Carmen Martín Gómez ... [et al.] McGraw-Hill, 2000, 5ª edición
Principles of Physical Biochemistry. Kensal E. van Holde, Curtis Johnson, Pui Shing Ho.
Prentice-Hall 2006. 2nd edition
Para una bibliografía más avanzada en relación con alguno de los temas, consultar al profesor.