Nanotecnología para el Diagnóstico
Código: 43433 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 4314939 Nanociencia y Nanotecnología Avanzadas | OT | 0 | 1 |
Contacto
- Nombre:
- Javier Rodríguez Viejo
- Correo electrónico:
- javier.rodriguez@uab.cat
Idiomas de los grupos
Puede consutarlo a través de este enlace. Para consultar el idioma necesitará introducir el CÓDIGO de la asignatura. Tenga en cuenta que la información es provisional hasta el 30 de noviembre del 2023.
Equipo docente
- Arben Merkoçi Hyka
Equipo docente externo a la UAB
- Arben Merkoçi
- Claudio Parolo
- Giulio Rosati
- Mari Carmen Estévez
- Maria Soler
- Victor Puntes
Prerrequisitos
Los mismos requisitos de admisión que los que se exigen para acceder al Máster:
Un título de grado en Nanociencia y Nanotecnología, Física, Química, Geología, Bioquímica, Biotecnología, Ingeniería Electrónica de Telecomunicaciones, Ingeniería de Materiales, u otro título cuyos contenidos se ajusten al perfil de este máster. También se puede acceder al máster si se es titular de un título universitario oficial expedido en España (de acuerdo con el ordenamiento jurídico anterior al Real Decreto 1393/2007) o en otro país, siempre que su contenido esté íntimamente relacionado con las materias que se imparten en el máster.
- Buen nivel de inglés, equivalente al Nivel B2 del Marco Común Europeo de Referencia para las lenguas.
Objetivos y contextualización
Aprendizaje de los aspectos teóricos y prácticos de los principios fundamentales de la síntesis y caracterización de nanomateriales, incluyendo ejemplos de su integración en sistemas de interés para el diagnóstico clínico, alimentario y medioambiental
Competencias
- Analizar las soluciones y beneficios que aportan los productos de la nanotecnología, dentro de su especialidad, y comprender su origen a nivel fundamental
- Analizar los resultados de investigación para la obtención de nuevos productos o procesos valorando su viabilidad industrial y comercial para su transferencia a la sociedad
- Buscar información en la literatura científica utilizando los canales apropiados e integrar dicha información para plantear y contextualizar un tema de investigación.
- Diseñar y aplicar nanomateriales y nanopartículas al diagnóstico y terapias en sistemas biológicos. (especialidad Nanobiotecnología)
- Dominar la terminología científica y desarrollar la habilidad de argumentar los resultados de la investigación en el contexto de la producción científica, para comprender e interactuar eficazmente con otros profesionales.
- Identificar las técnicas de caracterización y análisis propios de la nanotecnología y conocer sus fundamentos, dentro de su especialidad.
- Identificar y distinguir las técnicas de síntesis/fabricación/manufactura de nanomateriales y nanodispositivos propios de su especialidad
- Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
- Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo
- 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
- Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
Resultados de aprendizaje
- Analizar los resultados de investigación para la obtención de nuevos productos o procesos valorando su viabilidad industrial y comercial para su transferencia a la sociedad.
- Buscar información en la literatura científica utilizando los canales apropiados e integrar dicha información para plantear y contextualizar un tema de investigación.
- Clasificar las técnicas electroquímicas de bioanálisis basadas en nanomateriales
- Describir los aspectos básicos sobre el uso de nanopartículas para obtener imágenes de interés para el diagnóstico.
- Describir los principales contaminantes en alimentos, aguas y medioambiente.
- Distinguir las técnicas principales para síntesis y funcionalización de los nanomateriales de interés para el uso en el diagnóstico.
- Distinguir los principios básicos de la técnica de MRI, y seleccionar el agente de contraste adecuado.
- Dominar la terminología científica y desarrollar la habilidad de argumentar los resultados de la investigación en el contexto de la producción científica, para comprender e interactuar eficazmente con otros profesionales.
- Dominar las rutas de conexión de nanomateriales con biomoléculas como anticuerpos, DNA etc.
- Identificar las técnicas ópticas de bioanálisis basadas en nanomateriales.
- Identificar los requisitos necesarios para el uso de nanomateriales en imaging, técnicas de introducción de nanopartículas, lectura / tratamiento de imagen.
- Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
- Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo
- 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
- Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
Contenido
o Nanomateriales (nanopartículas, nanocables, nanotubos, grafeno, etc.) con interés para el diagnóstico. Principales métodos de síntesis y caracterización.
o Funcionalización química y biológica de nanomateriales con biorreceptores (por ejemplo, anticuerpos, ADN, etc.) y otros compuestos sintéticos.
o Aspectos generales sobre diagnósticos clínicos (in-vivo, in-vitro) (ej. ADN, proteínas, células, etc.), ambientales (ej. contaminantes) y alimentarios. Tecnologías analíticas y de punto de atención convencionales y su relación con la nanotecnología y los nanomateriales.
o Diseño y aplicación de nanobiosensores (ópticos, electroquímicos, magnéticos, etc.), flujo lateral y laboratorio en un chip con interés para el diagnóstico (clínico, ambiental, de seguridad, etc.).
Con detalles:
Claudio Parolo (8 horas) : Introducción a los sensores y biosensores. Tipos de biorreceptores: enzimas, anticuerpos, ADN, aptámeros. Diseños de sensores: directos, competitivos, no competitivos. Biosensores de laboratorio y de punto de atención: ELISA vs. ensayos de flujo lateral.
Victor Puntes (7 horas) : Nanopartículas (síntesis y caracterización); Nanopartículas de oro y puntos cuánticos; propiedades generales, métodos de caracterización; Modificación de nanopartículas y puntos cuánticos con anticuerpos, péptidos, etc...;
Demostración en laboratorio de la síntesis y modificación de nanopartículas de oro y puntos cuánticos. Ubicación: Laboratorio de nanopartículas inorgánicas del ICN2 (Bellaterra, UAB).
Giulio Rosati (8 horas) : Panorama general de los métodos de transducción de biosensores; Principales métodos de fabricación de biosensores; Factores de rendimiento de los biosensores; Enfoque en los sensores electroquímicos y los biosensores: revisión rápida de la literatura y ejemplos de biosensores comerciales.
Arben Merkoçi (7 horas) : Nanopartículas, puntos cuánticos y aplicaciones de grafeno en sistemas de biosensores; propiedades generales, modificaciones e integración en dispositivos de diagnóstico; ejemplos de aplicaciones para el diagnóstico de ADN, proteínas y células cancerosas utilizando métodos electroquímicos (voltamperometría, extracción electroquímica, etc.). Demostración en laboratorio de un sistema de biosensado basado en flujo electroquímico y lateral para la detección de proteínas. Preparación de nanopartículas, modificación y procedimiento típico de biosensing. Ubicación: Laboratorio de Nanobioelectrónica y Biosensores del ICN2 (Bellaterra, UAB).
Maria Soler, Mari Carmen Estévez (8 horas) : Definición de dispositivos biosensores; Principales características de los biosensores; Clasificación y aplicaciones; Visión general de los diferentes tipos de biosensores;Introducción a los biosensores ópticos; Principio de detección de ondas evanescentes; Biosensor de Resonancia de Plasmo de Superficie (SPR); Sensores fotónicos basados en guías de onda (sensores de guía de onda de acoplador de rejilla, sensores de resonancia de microrreducción; sensores de interferómetros integrados, cristales fotónicos, cables de silicio,....); Demostración en laboratorio de biosensores ópticos, incluyendo los SPR y sensores ópticos integrados. Ubicación: Laboratorio de Nanobiosensores y Aplicaciones Bioanalíticas del ICN2 (Bellaterra, UAB).
Metodología
Clases
Presentación oral de las obras
Preparación de documentos
Estudio personal
Lectura de artículos / informes de interés
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Actividades
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases | 37,5 | 1,5 | 1, 3, 4, 5, 7, 6, 9, 11, 10, 14, 15, 13, 12 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Presentación oral de trabajos | 10 | 0,4 | 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 14, 15, 13, 12 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Estudio personal | 50 | 2 | 1, 2, 3, 4, 5, 7, 6, 11, 10, 14, 13, 12 |
| Lectura de artículos científicos | 40 | 1,6 | 1, 2, 7, 6, 11, 10, 14, 15, 13 |
Evaluación
10-30% Asistencia y participación en clase.
20-70% Presentación oral e informes.
20-70% Exámenes.
Es posible tener la posibilidad de aumentar la nota de síntesis final en una prueba adicional, si el alumno ha realizado todos los exámenes a lo largo del curso, independientemente de la nota.
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Asistencia y Participación | 10-30% | 0 | 0 | 1, 2, 3, 4, 5, 7, 6, 8, 9, 11, 10, 14, 15, 13, 12 |
| Exámenes | 20-70% | 2,5 | 0,1 | 1, 2, 3, 4, 5, 7, 6, 8, 9, 11, 10, 14, 15, 13, 12 |
| Presentación oral de trabajos | 20-70% | 10 | 0,4 | 1, 2, 3, 4, 5, 7, 6, 8, 9, 11, 10, 14, 15, 13, 12 |
Bibliografía
Libros y artículos que serán mencionados durante el curso. Opcionales.
Software
uso de programas de edición para presentaciones