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Ciencias
- Máster Erasmus Mundus en Recursos Biológicos Marinos
- Máster Universitario en Análisis de Datos para la Inteligencia de Negocios
- Máster Universitario en Biotecnología Alimentaria
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- Máster Universitario en Biotecnología del Medio Ambiente y la Salud
- Máster Universitario en Ciencias Analíticas y Bioanalíticas
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- Máster Universitario en Física Avanzada: Partículas, Astrofísica, Nanofísica y Materiales Cuánticos
- Máster Universitario en Modelización e Investigación Matemática, Estadística y Computación*
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- Máster Universitario en Recursos Geológicos e Ingeniería Geológica
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- Información, acceso y becas
Especialización en Técnicas Analíticas Avanzadas en Laboratorios de Investigación
- Clases Expositivas (1 Horas)
- Prácticas de Laboratorio (60 Horas)
- Tutorías Grupales (14 Horas)
Esta asignatura se encuadra dentro del Módulo 5 en el que el estudiante deberá superar la asignatura completa de 6 ECTS. Los módulos obligatorios, tanto el teórico como el práctico (módulos 1 y 3, respectivamente) constituyen una visión general del abanico de técnicas y metodologías experimentales de análisis disponibles en los laboratorios de investigación presentes en Universidades, en Centros de Investigación Públicos y Privados y, por supuesto en centros tecnológicos y empresas.
En este módulo 5, constituido por una sola asignatura de prácticas de laboratorio (150 horas totales de trabajo del alumno), los estudiantes que hayan optado por el perfil investigador recibirán una formación intensiva y especializada en concreto en las técnicas de análisis que emplearán durante su proyecto Fin de Máster (y probablemente en su tesis doctoral posterior), para lo que se hará uso otra vez de la importante infraestructura disponible en los Grupos de Investigación involucrados (descritos en el apartado de Recursos Materiales y Servicios) y por supuesto, de la excelente infraestructura instrumental disponible en los Servicios Científico-Técnicos existentes en la Universidad de Oviedo.
Se llevará a cabo un entrenamiento muy avanzado en técnicas ya vistas anteriormente y también se introducirán técnicas tan modernas que sólo están presentes hoy en día en laboratorios de investigación. Siempre que sea posible, se procurará que el trabajo práctico no consista únicamente en el manejo del equipo si no que empiece en la preparación de muestra específica que suele requerir cada técnica concreta.
De acuerdo con el artículo 16 del R.D. 1393/2007, de 29 de octubre, por el que se establece la ordenación de las enseñanzas oficiales y el Real Decreto 861/2010, de 2 de julio, por el que se modifica el Real Decreto 1393/2007, de 29 de octubre, para acceder a las enseñanzas oficiales de Máster será necesario estar en posesión de un título universitario oficial español u otro expedido por una institución de educación superior perteneciente a otro Estado integrante del Espacio Europeo de Educación Superior que faculte en el mismo para el acceso a enseñanzas de Máster.
Asimismo, podrán acceder los titulados conforme a sistemas educativos ajenos al Espacio Europeo de Educación Superior sin necesidad de la homologación de sus títulos, previa comprobación por la Universidad de que aquellos acreditan un nivel de formación equivalente a los correspondientes títulos universitarios oficiales españoles y que facultan en el país expedidor del título para el acceso a enseñanzas de postgrado. El acceso por esta vía no implicará, en ningún caso, la homologación del título previo de que esté en posesión el interesado, ni su reconocimiento a otros efectos que el de cursar las enseñanzas de Máster.
El estudiante debería disponer una sólida base en todas las asignaturas teóricas del módulo 1, que sin lugar a dudas adquirirá cursando el primer semestre del Máster, así como de la asignatura experimental “Introducción experimental a las técnicas analíticas avanzadas en laboratorios de rutina e investigación”, que se desarrolla en el Módulo 3, al comienzo del segundo semestre del Máster. Por tanto, los conocimientos mínimos requeridos para aprovechar al máximo esta asignatura se proporcionan en el propio Máster, lo que hace que esta asignatura sea recomendable para todo alumno que haya cursado cualquier título universitario oficial en las áreas de química, física, geología, biología, bioquímica, farmacia, medicina, ciencias medioambientales y tecnología de los alimentos.
Por otro lado, a lo largo de la asignatura se manejarán hojas de cálculo y, en algunos casos, se requerirá la redacción de un informe trabajo escrito. Por ello, es recomendable un conocimiento básico de la herramienta de Microsoft Office (Word y Excel).
Las competencias básicas y generales que se trabajarán en esta asignatura son:
CB-7: Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
CB-8: Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
CG-2: Demostrar habilidades para la planificación autónoma de los experimentos necesarios para la resolución eficaz de un problema complejo.
CG-5: Poseer capacidad de tomar decisiones en función de los resultados de obtenidos.
Las competencias específicas que se trabajarán en esta asignatura son:
CE-2: Poseer capacidad de tomar decisiones en función de los resultados obtenidos.
CE-4: Conocer y aplicar las normas para el control de la calidad en el laboratorio.
CE-5: Seleccionar y utilizar la técnica de análisis más adecuada para el análisis y caracterización de diferentes materiales y nanomateriales.
CE-6: Seleccionar y utilizar la técnica de análisis más adecuada para identificar, caracterizar y cuantificar compuestos químicos de interés, tanto inorgánicos como orgánicos (biomoléculas), en muestras complejas.
CE-7: Interpretar la información obtenida en el laboratorio con las distintas técnicas de análisis seleccionadas para resolver eficientemente problemas.
Estas competencias, tanto generales como específicas, se concretan en los siguientes resultados de aprendizaje:
RA-1.- El estudiante deberá conocer el contenido de las materias
RA-2.- El estudiante deberá ser capaz de leer y entender trabajos científicos publicados en revistas internacionales y, por tanto, en inglés
RA-5.- El estudiante deberá ser capaz de mostrar habilidad en el manejo de las técnicas de análisis empleadas en las prácticas de laboratorio.
RA-6.- El estudiante será capaz de elaborar una memoria que refleje perfectamente el trabajo realizado en el laboratorio.
El estudiante podrá recibir entrenamiento experimental específico y avanzado en las siguientes técnicas/metodologías:
- Espectrometría de masas: ICP-MS (específicamente en equipos de doble enfoque y multicolector y con celdas de colisión), medida de relaciones isotópicas de elementos pesados y ligeros (GC-IRMS y LC-IRMS), análisis de especiación, MALDI-TOFMS, GCEIMS/MS (instrumento de triple cuadrupolo), ESI-QQQ, ESI-QTOF, LC-IRMS y GCIRMS.
- Técnicas espectroscópicas y análisis de sólidos y superficies: Ablación laser con detección por masas. espectroscopia de plasma inducido por láser (LIBS), Análisis de nanopartículas en muestras biológicas.
- Técnicas de separación y especiación avanzadas: HPLC capilar y nano, AF4, HPLC y GC de alta velocidad, etc.
- Técnicas electroquímicas y miniaturizadas: transductores nanoestructurados, tendencias en miniaturización electroquímica, etc.
- Biosensores y bioanálisis avanzado: bioanálisis en tiras de papel, genosensores electroquímicos para la detección de patógenos, diseño de sensors nanoestructurados.
- Análisis bioquímico avanzado: Familiarización con las técnicas de inmunohistoquímica y PCR cuantitativo para análisis bioquímico
Por tanto la asignatura consta de un tema introductorio y siete prácticas.
1. Introducción a la asignatura: En esta clase expositiva se presentará a los alumnos la asignatura de una manera global explicando los objetivos de la misma, la forma de evaluación y el modo de trabajo que han de llevar a cabo los alumnos. Todas las técnicas con las que se trabajará a lo largo de la asignatura han sido estudiadas en el Módulo 1 del Máster, por lo que solamente se hará un breve recordatorio de cada una de ellas. Puesto que alguna de las prácticas estarán relacionadas entre sí, se explicará también a los alumnos el fundamento de esa relación y que factores especiales deben tener en cuenta cuando las realicen.
2. Análisis de sólidos avanzado: La práctica de 13 horas se dividirá en tres sesiones prácticas (2 de ellas de 4 horas y una tercera de 3 horas) y dos sesiones de tutorías grupales. En las sesiones de laboratorio se llevará a cabo una primera sesión de cuatro horas en donde se mostrará cómo se puede llevar a cabo el análisis químico de nanopartículas en muestras biológicas.
En una segunda sesión, de 3 horas, se empleará la técnica ablación Laser (LA)-ICP-MS (ya introducida en la asignatura “Introducción experimental a las técnicas analíticas avanzadas en laboratorios de rutina e investigación”, del Módulo 3) para hacer, en este caso, estudios de localización de analitos en tejidos o superficies sólidas (“imaging”). Así, se prevé la realización de un “Imaging” de tejidos mediante el análisis de un tejido ocular embebido en una matriz de parafina para identificar los diferentes metales presentes en el ojo (retina, cornea & cuerpo ciliar).
Finalmente, dentro de este bloque de técnicas de análisis de sólidos avanzados, se introducirá la Espectroscopia de Ruptura Inducida por Laser “Laser Induced Breakdown Spectroscopy – LIBS” en una última sesión de 4 horas. Esta técnica robusta tiene aplicaciones en áreas donde se necesita el análisis de la composición química de una forma rápida, remota y con resolución espacial. En la práctica se abordarán aplicaciones forenses en el análisis de vidrios y de pintura de labios (posibles evidencias en la escena de un crimen).
En esta práctica se han programado dos sesiones de tutorías grupales asociadas a las prácticas particulares de ablación Laser (LA)-ICP-MS y de Espectroscopia de Ruptura Inducida por Laser para poder debatir con los alumnos los principios de funcionamiento específicos de las técnicas así como discutir aspectos relevantes en la preparación de muestras y análisis de resultados.
3. Bioanálisis electroquímico avanzado: El desarrollo de esta práctica se lleva a cabo a través de tres sesiones de laboratorio de 4 h cada una en las que el alumno se familiarizará con varias estrategias de bioconjugación como base para la construcción de plataformas de detección rápidas, sensibles y de bajo coste aplicables en una gran variedad de campos como el control de la seguridad alimentaria o la contaminación ambiental. Se discutirán varias alternativas de diseño de la fase sensora. Finalmente se construirá un genosensor y magnetoensayo para la detección de patógenos y se compararán críticamente las ventajas e inconvenientes de ambas opciones. En esta práctica se han programado tres sesiones de tutorías grupales para poder debatir con los alumnos los principios de funcionamiento específicos de las técnicas así como discutir aspectos relevantes en el análisis de resultados.
4. Biosensores: El objetivo principal que se pretende conseguir es que el alumno se familiarice con las diferentes etapas involucradas en la obtención de un biosensor con transducción electroquímica, desde la fabricación del transductor pasando por el diseño de la fase sensora adecuada para cada caso y uso del sensor en una muestra adecuada. Se discutirán las dificultades de cada etapa y las posibles mejoras que se puedan introducir en el diseño de cada sensor. La práctica consta de una sesión de 5 horas de duración (y una sesión adicional de 1 hora de Tutorías grupales), en la que se llevará a cabo la evaluación del empleo de tiras de papel (o tiras reactivas) para aplicaciones bioanalíticas.
5. Análisis por espectrometría de masas en tandem: La práctica de 8 horas de duración se dividirá en cuatro sesiones, dos sesiones prácticas de 3 horas de duración cada una y dos sesiones de tutorías grupales (de una hora de duración cada una) en donde se llevará a cabo un debate con los alumnos los principios de funcionamiento específicos de las técnicas empleadas así como se discutirán aquellos aspectos más relevantes en la preparación de muestras y análisis de resultados. El objetivo fundamental de la práctica es demostrar el enorme potencial de la medida en espectrómetros de masas en tándem (MS/MS) cuando se aplica con fines cuantitativos (Multiple Reaction Monitoring, MRM).
6. Medidas de relaciones isotópicas y análisis por dilución isotópica: La práctica de 11 horas de duración se dividirá en tres sesiones de laboratorio, de 3 horas cada una, y dos sesiones de tutorías grupales de 1 hora cada una. Las sesiones de tutorías grupales se dedicarán a debatir las cuestiones más directamente relacionadas con los análisis mediante dilución isotópica. El objetivo fundamental de la práctica es demostrar el enorme potencial de la medida de relaciones isotópicas en bioanálisis. Así, en la primera sesión se demostrará el potencial del ICP-MS con detector multicolector para llevar a cabo medidas precisas y exactas de relaciones isotópicas. En la segunda sesión se realizará la determinación de un compuesto de naturaleza orgánica mediante análisis por dilución isotópica. La práctica finalizará con una última sesión en donde el análisis por dilución isotópica se aplicará a la determinación cuantitativa de un compuesto de naturaleza inorgánica.
7. Estudios de especiación avanzados: La práctica de 11 horas se dividirá en tres sesiones prácticas de 3 horas de duración cada una acompañadas de dos sesiones de tutorías grupales de 1 hora de duración cada una, en donde se discutirán los resultados obtenidos.
En la primera parte y con el propósito de fortalecer los conocimientos de cromatografía, una muestra se analizará empleando diferentes cromatografías en fase líquida (intercambio iónico, fase reversa).
En segundo lugar se empleará la técnica de separación de fraccionamiento en flujo con campo de flujo asimétrico (asymmetric flow field-flow fractionation, “AF4”) dotado de distintos detectores (p.ej. un detector de luz dispersa multiángulo, MALS, fluorescencia o VIS-UV) para la caracterización de especies nanoparticuladas o proteínas de distinto tamaño.
Finalmente, en una última sesión práctica se utilizará la cromatografía de líquidos capilar (capLC) para la cuantificación de proteínas en una muestra biológica.
8. Análisis bioquímico avanzado: La práctica de 10 horas se realizará en dos sesiones prácticas de laboratorio de 4 horas de duración respectivamente, complementadas con dos sesiones de tutorías grupales de una hora cada una, en donde se presentarán y analizarán los resultados obtenidos. El objetivo fundamental de la práctica será familiarizarse con las técnicas de inmunohistoquímica y PCR cuantitativo para análisis bioquímico.
Actividades en el aula: clases expositivas y tutorías grupales
En la clase expositiva introductoria se expondrán los aspectos más relevantes relativos a los fundamentos de las prácticas. Se emplearán presentaciones en powerpoint, aunque también se empleará la pizarra para recalcar determinados conceptos. Los alumnos dispondrán del material empleado por el profesor en la clase al menos un día antes de la clase, lo que le permitirá adquirir un conocimiento somero inicial y aprovechar mucho mejor la clase expositiva.
Se realizarán catorce tutorías grupales a lo largo de la asignatura para explicar conceptos teóricos necesarios para realizar las prácticas y aclarar cualquier duda surgida de la preparación o realización de las mismas.
Prácticas de laboratorio
Se llevarán a cabo en los laboratorios de docencia y de investigación del Departamento de Química Física y Analítica de la Universidad de Oviedo y en los Servicios Científico Tecnológicos de la Universidad de Oviedo.
Plan de Trabajo
En cuanto al peso (en número de horas) de cada práctica con los contenidos que se han detallado anteriormente, el reparto se establece a continuación:
TRABAJO PRESENCIAL | TRABAJO NO PRESENCIAL | |||||||||||
Práctica | Horas totales | CE | PAs | Laboratorios | Prácticas hospitalarias | Tutorías grupales | Prácticas externas | Evaluación | Total | Trabajo en grupo | Trabajo personal | Total |
1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||||
2 | 25 | 11 | 2 | 13 | 2 | 10 | 12 | |||||
3 | 30 | 12 | 3 | 15 | 2 | 13 | 15 | |||||
4 | 12 | 5 | 1 | 6 | 1 | 5 | 6 | |||||
5 | 16 | 6 | 2 | 8 | 1 | 7 | 8 | |||||
6 | 22 | 9 | 2 | 11 | 2 | 9 | 11 | |||||
7 | 24 | 9 | 2 | 11 | 2 | 11 | 13 | |||||
8 | 19 | 8 | 2 | 10 | 3 | 6 | 9 | |||||
Total | 150 | 1 | 60 | 14 | 75 | 13 | 62 | 75 |
TIPO | Horas | % | Totales | |
Trabajo presencial | Clases expositivas | 1 | 0,7 | 75 |
Clases Prácticas /Seminarios | ||||
Prácticas de laboratorio | 60 | 40 | ||
Prácticas hospitalarias | ||||
Tutorías grupales | 14 | 9,3 | ||
Prácticas externas | ||||
Sesiones de evaluación | ||||
Trabajo no presencial | Trabajo en grupo | 13 | 8,7 | 75 |
Trabajo personal | 62 | 41,3 | ||
Total | 150 | 100 | 150 |
Las prácticas de laboratorio de esta asignatura se evaluarán mediante un informe pormenorizado de las mismas que los alumnos deberán entregar al profesor al finalizar la asignatura. Además, se valorará la calidad de la presentación escrita y de las conclusiones de los resultados obtenidos. El peso de esta parte en la nota final es del 70%.
De una manera individual, también se valorará la habilidad del alumno en el trabajo de laboratorio. También se establecerá un seguimiento de la asistencia de cada alumno a las distintas prácticas de la asignatura y su grado de participación tanto en las prácticas como en las tutorías grupales que se realicen. El peso de esta parte en la nota final es del 30%.
La evaluación de los alumnos en la convocatoria extraordinaria se realizará mediante la realización de una prueba escrita cuyo peso será el 70%. El 30% restante seguirá siendo la evaluación del trabajo personal del alumno en el laboratorio.
Actividad | Criterios de evaluación | Instrumento | Peso (%) | |
Informe/memoria de prácticas |
| Informe de prácticas/libreta de laboratorio | 70 | |
Evaluación del trabajo personal |
| Técnicas de observación (registros, listas de control) | 30 |
En el Campus Virtual del curso el estudiante tendrá acceso a materiales desarrollados por el equipo docente y, en cada caso, se dará la información y documentación necesaria para abordar las diferentes prácticas que componen la asignatura experimental.
Por otro lado, en el aspecto de recursos disponibles, además de la instrumentación de los distintos grupos de investigación involucrados en la docencia de la asignatura En los Servicios Científico Tecnológicos se encuentran los siguientes instrumentos que podrán emplearse para hacer las prácticas de laboratorio:
ICP-MS 7500 CE equipado con celda de colisión (Agilent)
ICP-MS Element de alta resolución (Thermo)
MALDI-TOFMS Voyager (Apllied Biosystems)
Electrospray- QTOF Q-Star (Aplied Biosystems)
Equipo de cromatografía de gases-espectrometría de masas GC-MS (Agilent)
GC-MSMS triple quadrupole 7000B (Agilent)
HPLC-MSMS triple quadrupole 6460 (Agilent).
Difracción de rayos X Seifert XRD 3000 T/T
Sistema de Ablación Láser "LSX-213" (Cetac Technologies, USA).