Esta asignatura se imparte en el segundo cuatrimestre del segundo año del grado en Farmacia.



Tiene como objetivo el estudio de las técnicas instrumentales empleadas en el estudio de fármacos y biomoléculas. Su conocimiento es fundamental para entender el funcionamiento y alcance de la instrumentación que, implantada en un laboratorio, permite obtener información estructural, dinámica, energética y analítica de las moléculas.



El alumno que cursa esta asignatura deberá estar familiarizado con la estructura y las propiedades fisicoquímicas de moléculas con interés farmacológico y bioquímico, así como con los procesos en los que intervienen y sus mecanismos de actuación. Por lo tanto, para el correcto progreso en la asignatura, se hará uso de las competencias adquiridas en otras materias, fundamentalmente de las cursadas el primer año del grado:



- Matemáticas: - concepto de derivada e integral, y su aplicación a funciones sencillas

- resolución de sistemas de ecuaciones

- tratamiento gráfico de datos experimentales



- Física: - magnitudes físicas y sus unidades

- conceptos básicos de electricidad: carga eléctrica, campo y potencial eléctrico

naturaleza de las ondas electromagnéticas y su reflexión, refracción, difracción,

- el oscilador armónico





- Química: - formulación orgánica e inorgánica básica

- estructura de la materia

- naturaleza del enlace químico





- Fisicoquímica: - actividad de un compuesto

- termodinámica de los procesos químicos

- equilibrio químico

- velocidad y mecanismos de las reacciones químicas



Todas las técnicas que se estudian en esta asignatura se abordan siguiendo un esquema similar: una primera parte se dedica a la comprensión de los fundamentos físico-químicos en los que se basa cada técnica, una segunda parte describe la instrumentación o soporte físico utilizado, con los elementos que lo configuran y las bases físicas de su funcionamiento, y en un último apartado se indican y discuten algunos ejemplos en los que la técnica ha sido de gran utilidad en la resolución de problemas con interés biológico y/o farmacológico.



El conocimiento de esos aspectos es fundamental para entender el trabajo que se desarrolla en los laboratorios de análisis clínicos y biomédicos, de síntesis y de investigación de medicamentos.

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS

- Conocer las bases teóricas utilizadas en el desarrollo de las diferentes técnicas instrumentales.

- Familiarizarse con los elementos que constituyen la instrumentación de laboratorio. Conocer el fundamento físico de cada uno de esos elementos, su funcionamiento y su utilidad.

- Seleccionar técnicas experimentales y procedimientos apropiados para el diseño, aplicación y evaluación de fármacos.

- Conocer y aplicar las principales técnicas de investigación estructural.



COMPETENCIAS TRANSVERSALES

- Buscar información sobre los diversos aspectos que abarca la asignatura.

- Utilizar un lenguaje adecuado cuando se traten temas relacionados con las técnicas utilizadas para el estudio de la estructura y propiedades de las moléculas.

- Capacidad de comunicación escrita.

- Organizar y adecuar el trabajo de laboratorio.

- Trabajar en equipo.



RESULTADOS DE APRENDIZAJE:



- Identificar y discriminar las diferentes técnicas instrumentales de caracterización, determinación estructural y cuantificación y analizar el tipo de información que proporciona cada una de ellas.

- Identificar y describir el fundamento teórico de diferentes técnicas electroquímicas y espectroscópicas.

- Conocer los componentes y el funcionamiento básico de la instrumentación empleada en las técnicas electroquímicas y espectroscópicas.

- Conocer las posibles aplicaciones de las técnicas instrumentales en el ámbito farmacéutico.

- Interpretar cualitativa y cuantitativamente datos experimentales.

- Ser capaz de escribir un informe sobre resultados experimentales de acuerdo a una rúbrica.

PROGRAMA TEÓRICO

1.-Introducción a las técnicas instrumentales. Concepto, origen y fundamentos. Clasificación de las técnicas instrumentales. Interés biológico y farmacéutico.



2.-Introducción a las técnicas electroquímicas. Electrodos y células electroquímicas. Termodinámica de pilas: ecuación de Nernst. Potenciales de electrodo. Clasificación de las técnicas electroquímicas.



3.- Conductimetría. Conductivida de las disoluciones de electrolitos. Conductividad molar. Movilidad iónica. Medida de la conductividad. Valoraciones conductimétricas. Aplicaciones en farmacia.



4.-Técnicas potenciométricas. Tipos de electrodos. Determinaciones potenciométricas. Valoraciones potenciométricas. Aplicaciones en farmacia y biología.



5.- Técnicas voltamétricas. Doble capa eléctrica (polarización de los electrodos). Voltamogramas. Polarografía clásica y avanzada. Voltametría cíclica. Aplicaciones en farmacia y biología.



6.- Introducción a las técnicas espectroscópicas. El espectro electromagnético. Estructura de la materia. Interacción radiación-materia. Clasificación de las técnicas espectroscópicas.



7.- Espectroscopía atómica de absorción y emisión. Espectros atómicos y series espectrales: espectro del átomo de hidrógeno. Transiciones espectrales. Átomos polielectrónicos. Espectroscopía de absorción atómica. Espectroscopía de fluorescencia atómica. Instrumentación. Aplicaciones en farmacia y biología.



8.- Espectroscopía de rayos X. Absorción y emisión de rayos X. Instrumentación. Fluorescencia de rayos X. Difracción de rayos X. Aplicaciones en farmacia y biología.



9.- Introducción a la espectroscopía molecular. Distribución de Boltzmann. Espectroscopía de rotación en moléculas diatómicas y poliatómicas. Aplicaciones en farmacia y biología.



10.- Espectroscopía de vibración. Fundamento teórico. Moléculas diatómicas. Oscilador armónico y anarmónico. Intensidad de las bandas. Espectros de vibración-rotación. Espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier. Espectroscopía Raman. Aplicaciones en farmacia y biología.



11.- Espectroscopía electrónica. Moléculas diatómicas. Moléculas poliatómicas. Grupos cromóforos y auxocromos. Instrumentación. Aplicaciones en farmacia y biología. Espectroscopía fotoacústica.



12.- Fluorescencia y fosforescencia molecular. Fundamento teórico. Factores que afectan a la fluorescencia y a la fosforescencia. Instrumentación. Aplicaciones en farmacia y biología. Quimiluminiscencia.



13.- Espectroscopía de resonancia magnética. Resonancia magnética nuclear: fundamento teórico. Desplazamiento químico y acoplamiento de espines. Instrumentación. Resonancia de spín electrónico. Aplicaciones en farmacia y biología.



14.- Refractometría. Fundamentos de la refractometría. Factores que afectan a los índices de refracción. Instrumentación. Aplicaciones en farmacia y biología.



15.- Polarimetría. Actividad óptica. Factores que afectan a la actividad óptica. Dispersión rotatoria óptica. Dicroismo circular. Instrumentación. Aplicaciones en farmacia y biología.



16.- Espectrometría de masas. Principios fisicoquímicos. El espectrómetro de masas. Aplicaciones de la espectrometría de masas en el estudio de moléculas con interés biológico y farmacológico.





PROGRAMA PRÁCTICO

-Determinación del pKa de un indicador ácido-base.

-Obtención de espectros de emisión, absorción y fluorescencia con un espectrofotómetro modular.

-Determinación de las constantes de disociación de la glicina.

-Valoración conductimétrica de una mezcla de ácidos.

-Determinación conductimétrica de la concentración micelar crítica de un surfactante.

-Poder rotatorio específico de la sacarosa.

-Determinación de índices de refracción en mezclas de disolventes orgánicos. Determinación de refracciones molares.

Toda la docencia de esta asignatura será presencial pero, en el caso de que las condiciones sanitarias impidan la presencialidad, ésta se realizará a través de sesiones BBC desde la plataforma eGela de la UPV/EHU. El alumno será informado puntualmente de estos cambios.



Para la docencia se utilizarán diversas metodologías, pero en todas ellas se potenciará el trabajo autónomo y guiado por encima del trabajo de grupo.

Así, tras la impartición de los contenidos de cada tema o bloque de temas, se facilitará al alumno un acceso a documentos, trabajos o artículos en los que se muestre la resolución de algún caso práctico mediante la utilización de esa tecnología/técnica.

La resolución de cuestiones y problemas se llevará a cabo de forma que sirva para repasar conceptos y resolver dudas que no hayan sido aclaradas en las clases magistrales. El profesor proporcionará al principio de curso un listado con los ejercicios y cuestiones que se resolverán en el aula. Además, y con al menos una semana de antelación, se informará a los alumnos de los ejercicios que se tratarán en las prácticas de aula para su trabajo personal previo.

La realización de prácticas de laboratorio servirá para afianzar los conocimientos y adquirir destreza en la utilización de las diversas técnicas. Los alumnos dispondrán de los guiones de prácticas y del calendario para su realización con una antelación suficiente para una lectura sosegada. Las prácticas se llevarán a cabo en grupos de dos alumnos y se supervisará continuamente su forma de ejecución y avance. Se prestará una atención especial a la manipulación de los resultados experimentales en forma de gráficas o mediante hojas de cálculo. Para asegurar el correcto aprendizaje de las técnicas trabajadas en el laboratorio, se evaluará un informe final de las mismas, que incluirá el tratamiento de las medidas experimentales, los cálculos, gráficos y resultados finales, así como su comparación con los valores recogidos en la bibliografía.

• Continuous Assessment System
• Final Assessment System
• Tools and qualification percentages:
  • Written test to be taken (%): 70
  • Realization of Practical Work (exercises, cases or problems) (%): 30

Examen final (70%)



En la fecha marcada por la Facultad se evaluará el nivel de conocimientos adquirido por el alumno en función de los objetivos marcados en la asignatura. Esta prueba escrita constará de una parte basada en problemas numéricos a resolver donde se evaluará el planteamiento, desarrollo y resultados de los mismos, así como de cuestiones, test y preguntas a desarrollar. Se exigirá una nota mínima de 4´5.



Evaluación continua (30%)



Prácticas de laboratorio (20%)

Se evaluarán mediante un examen escrito tipo test, así como de los informes escritos con los resultados experimentales de las prácticas realizadas, en los que también se valorará la capacidad de comunicación escrita (1%), el trabajo en equipo (1%) y la búsqueda de bibliografía (1%). Se exigirá una nota mínima de 4´5.



Pruebas escritas de Evaluación continua (10%)

A lo largo del desarrollo de la asignatura el alumno realizará pruebas escritas consistentes en la resolución de problemas prácticos y de preguntas tipo test-desarrollo.



RENUNCIA A LA EVALUACIÓN CONTINUA



El alumnado interesado en renunciar a la evaluación continua deberá ponerlo en conocimiento del profesor dentro de las primeras 9 semanas del cuatrimestre correspondiente, utilizando el impreso de solicitud que se encuentra en la página web de la Facultad de Farmacia, apartado de Normativas.









RENUNCIA A LA CONVOCATORIA DE EVALUACIÓN:

Según el Artículo 12.2 de la Normativa de Evaluación del alumnado : "... si el peso de la prueba final es superior al 40% de la calificación de la asignatura, bastará con no presentarse a la prueba final para que la calificación final de la asignatura sea no presentado o no presentada."



Así, el no presentarse a la prueba final supondrá la renuncia a la convocatoria de evaluación y constará como un No Presentado.



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una evaluación presencial, se activará una evaluación no presencial. En este caso se podrán modificar los porcentajes asignados a cada una de las partes. De todo ello será informado el alumno puntualmente.



En todo caso, las distintas evaluaciones se realizarán siguiendo el Protocolo sobre ética académica y prevención de las prácticas deshonestas o fraudulentas en las pruebas de evaluación y en los trabajos académicos en la UPV/EHU. En particular, se seguirán las pautas de actuación ante un posible fraude, copia o plagio (artículo 4).

En la convocatoria extraordinaria se realizará un examen escrito en el que se evaluarán todas las competencias. Si el alumno ha superado la evaluación de prácticas de laboratorio no deberá examinarse de ellas. La calificación obtenida en las prácticas contabilizará un 20% en la nota final.



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una evaluación presencial, se activará una evaluación no presencial. En este caso se podrán modificar los porcentajes asignados a cada una de las partes. De todo ello será informado el alumno puntualmente.



En todo caso, las distintas evaluaciones se realizarán siguiendo el Protocolo sobre ética académica y prevención de las prácticas deshonestas o fraudulentas en las pruebas de evaluación y en los trabajos académicos en la UPV/EHU. En particular, se seguirán las pautas de actuación ante un posible fraude, copia o plagio (artículo 4).

Calculadora científica.
Bata de laboratorio.
Cuaderno de laboratorio.
Gafas protectoras de laboratorio.

Basic bibliography

P. Atkins, J de Paula. Elements of Physical Chemistry. Oxford University Press 7th ed. 2017.

Valls, O; Del Castillo, B. Técnicas Instrumentales en Farmacia y Ciencias de la Salud. Ed. Piros. 1998.

Skoog, D.A.; Holler, F.J. and Nieman, T.A. Principios de Análisis Instrumental. 5ª Edición. Ed. Mc Graw Hill 2000.

In-depth bibliography

Banwell, C.N. Fundamentos de Espectroscopia Molecular. Ediciones del Castillo, S.A. 1977.
Olsen, E.D. Métodos Ópticos de Análisis. Ed. Reverté, S.A. 1986.
Ewing, G.W. Métodos Instrumentales de Análisis Químicos. Ed. McGraw-Hill, S.A. 1978.
D'Ocón Navaza, M.C. y otros. Fundamentos y técnicas de análisis bioquímico. Paraningo. Madrid, 2002.
García-Segura, J.M. y otros. Técnicas Instrumentales de Análisis en bioquímica. Ed. Síntesis. Madrid, 2002.

Journals

Journal of Chemical Education, enlace http://pubs.acs.org/journal/jceda8

Web addresses

Serán actualizadas, comprobadas y facilitadas por el profesor al finalizar cada lección o grupo de lecciones.