Guía docente de la asignatura

Bionanotecnología

Curso 2021 / 2022
Fecha última actualización: 21/06/2021
Fecha de aprobación: 21/06/2021

Grado

Grado en Biotecnología

Rama

Ciencias

Módulo

Complementos de Biotecnología

Materia

Bionanotecnología

Curso

4

Semestre

2

Créditos

6

Tipo

Optativa

Profesorado

Teoría

  • Francisco Galisteo González. Grupos: A
  • María José Gálvez Ruiz. Grupos: A

Prácticas

  • Francisco Galisteo González. Grupos: 1
  • María José Gálvez Ruiz. Grupos: 3
  • Pablo Graván Jiménez. Grupos: 2

Tutorías

Francisco Galisteo González

galisteo@ugr.es
  • Jueves de 12:00 a 14:00 (Despacho 25)
  • Martes de 12:00 a 14:00 (Despacho 25)
  • Miércoles de 12:00 a 14:00 (Despacho 25)

María José Gálvez Ruiz

mjgalvez@ugr.es
    Segundo semestre
    • Lunes de 10:00 a 13:00 (Despacho 4)
    • Miércoles de 10:00 a 13:00 (Despacho 4)
    Primer semestre
    • Martes de 9:00 a 12:00 (Despacho 4)
    • Miércoles de 11:00 a 14:00 (Despacho 4)

Pablo Graván Jiménez

gravan@ugr.es

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Tener cursadas las asignaturas del módulo básico.

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Grado)

Introducción a los ámbitos de la Nanotecnología y de la Bionanotecnología. Biomateriales. Nanotransportadores. Dispersiones coloidales: nanopartículas,
nanemulsiones y nanoespumas. Estabilidad Coloidal: Potenciales de interacción. Caracterización de sistemas coloidales. Nanoliposomas. Nanococleatos.
Propiedades viscoelásticas de los de los bionanomateriales. Bionanomecánica. Ejemplos y aplicaciones de estructuras de nanomotores biomoleculares.

Competencias asociadas a materia/asignatura

Competencias generales

  • CG01  - Capacidad para la modelización, simulación y optimización de procesos y productos biotecnológicos. 
  • CG05  - Capacidad para comprender los mecanismos de modificación de los sistemas biológicos y proponer procedimientos de mejora y utilización de los mismos. 
  • CG07  - Diseñar nuevos productos a partir de la modificación de organismos y modelización de fenómenos biológicos. 

Competencias específicas

  • CE41  - Capacidad para modificar los sistemas biológicos y proponer procedimientos de mejora y utilización de los mismos. 
  • CE43  - Diseñar nuevos productos biotecnológicos. 
  • CE45  - Capacidad para modelar y simular procesos y productos biotecnológicos. 

Competencias transversales

  • CT03  - Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica y de resolver problemas 
  • CT08  - Capacidad para la toma de decisiones 
  • CT09  - Capacidad de trabajar en equipo y en entornos multidisciplinares 

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

  • Conocer el ámbito de la bionanotecnología.
  • Conocer la estructura de los bionanomateriales.
  • Comprender los mecanismos físicos del funcionamiento de los bionanomateriales.


Los objetivos de esta asignatura optativa están extraordinariamente relacionados con los planteados en muchas líneas de investigación en el
ámbito de la Nanociencia y Nanotecnología con aplicaciones en salud, farmacia, medioambiente, etc y por consiguiente, con investigaciones
actuales en Biotecnología.

Programa de contenidos teóricos y prácticos

Teórico

Capítulo 1: Introducción

Objetivos de asignatura de Bionanotecnología

¿Qué hacen los bionanotecnólogos? Investigaciones recientes.

Nanotecnología

Nanociencia vs Nanotecnología

Nanociencia

Nanomateriales

Bionanotecnología vs Nanobiotecnología

Programa de la asignatura de Bionanotecnología

Bibliografía

Metodología docente

Capítulo 2: La importancia del tamaño

Hacia lo pequeño: La escala nanométrica

Orígenes de la Nanotecnología

Una larga historia

Limitaciones en Nanotecnología: el sueño del autoensamblaje

Un punto de inflexión

Presente y futuro

Efectos del tamaño nanométrico: efectos superficiales

Bibliografía

Capítulo 3: La Física de lo pequeño

¿Cómo se comportan los materiales a escala nanométrica?

Energía superficial. Tensión superficial.

Propiedades Termodinámicas.

Confinamiento cuántico. Efectos cuánticos.

Propiedades ópticas. Resonancia del Plasmón Superficial

Propiedades magnéticas. Magnetismo de la materia

Bibliografía

Capítulo 4: Parte I: Sistemas coloidales

Introducción

Propiedades eléctricas de las interfaces: doble capa eléctrica

Interacciones entre partículas coloidales

Estabilidad coloidal

Caracterización de sistemas coloidales

Capítulo 4: Parte II: Interfases Fluidas

Definición de interfase fluida

Tensión superficial

Medida de tensión superficial

Estudio de Películas Fluidas

Bibliografía

Capítulo 5: Nanomateriales

Introducción a los tensioactivos

Micelas

Liposomas

Nanosistemas lipídicos

Nanopartículas (NPs) poliméricas

NPs magnéticas

Quantum Dots

NPs metálicas

NPs de carbono

Otros tipos de NPs

Capítulo 6: Aplicaciones biotecnológicas

Aplicaciones biomédicas de la nanotecnología

Vías de administración in vivo

Barreras biológicas

Opsonización

Biodisponibilidad

Capítulo 7: Técnicas a escala nanométrica

Microscopía electrónica (TEM, SEM y criogénica)

Microscopios de efecto túnel y fuerzas atómicas

Microscopia confocal de fluorescencia

Espectroscopía UV-visible-IR y de fluorescencia

Dispersión de luz

Pinzas ópticas

Valoración potenciométrica

Nanoporos

Práctico

  • Taller: Manejo de un zeta-sizer
  • Prácticas de Laboratorio:
    • Práctica 1. Síntesis y caracterización de nanopartículas de oro
    • Práctica 2. Síntesis y caracterización de nanopartículas lipídicas
    • Práctica 3. Determinación de la Concentración Crítica de Coagulación (CCC) de un sistema coloidal
    • Práctica 4. Determinación de la Concentración Micelar Crítica (CMC) de surfactantes

 

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • Introduction to Nanoscience and Nanotechnology. GL Hornyak, HF Tibbals, J. Dutta y JJ Moore. CRC 2008.
  • Introduction to BioMEMS. Albert Folch. CRC Press, 2013.
  • Understanding Nanomedicine: An Introductory textbook. R. Burgess. Pan Standford Publishing, 2012.
  • A Laboratory Course in Nanoscience and Nanotechnology. Gerrard Eddy Jai Poinern. CRC Press, 2014.
  • Colloids in Biotechnology. Monzer Fanun (Ed.) Surfactant Science Series Vol 152. CRC Press, 2011.
  • An Introduction to Interfaces and Colloids. The bridge to Nanoscience. John C. Berg, World Scientific, 2010.

Bibliografía complementaria

  • Barrañon, A. (2209). (Editor). Research in Nanotechnology Developments. Nova Science. New York.
  • Goodsell, D. S. (2004).  Bionanotechnology, Lessons from Nature. Ed. Wiley-Liss. California.
  • Poole, C.P y Owens, F.J. (2007). Introducción a la nanotecnología. Ed. Reverté. Barcelona.
  • Segovia, E. (2006). Los Medicamentos del Futuro. Conferencia impartida en Casa Serrano, Centro Universitario de Los Lagos, Lagos de Moreno, Jal. Octubre 3.
  •  Bermejo Bermejo, P. A. Serena Domingo. 2017. ¿Qué sabemos de? Los riesgos de la nanotecnología. CSIC y Los Libros de la Catarata.
  • C. Fito López 2014. Nanotecnología y efectos adversos en la salud: Nanotoxicología
  • Anexo sobre Nanotoxicidad elaborado por los profesores de la asignatura.

Metodología docente

  • MD01  Clases de teoría 
  • MD02  Clases de prácticas: Prácticas usando aplicaciones informáticas 
  • MD03  Clases de prácticas: Prácticas en laboratorio 
  • MD04  Clases de prácticas. Clases de problemas 
  • MD06  Trabajo autónomo del alumnado 
  • MD07  Tutorías 

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final)

Evaluación ordinaria

Sistema de evaluación de la Adquisición de las Competencias:

Prueba escrita sobre los contenidos de la asignatura (60%)

Resumen de un artículo de investigación (10%)

Realización de las prácticas (30%), dividido en:

  • Trabajo en el laboratorio (30%)
  • Presentación de los resultados obtenidos en el laboratorio: informe 40%
  • Presentación oral de los resultados obtenidos en el laboratorio en forma de póster (30%)

Evaluación extraordinaria

Examen único de toda la asignatura (teoría, prácticas y problemas).

Evaluación única final

Un examen sobre los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura (70% contenidos teóricos, 30% contenidos prácticos).

Información adicional

Siguiendo las recomendaciones de la CRUE y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la UGR, los sistemas de adquisición y de evaluación de competencias recogidos en esta guía docente se aplicarán conforme al principio de diseño para todas las personas, facilitando el aprendizaje y la demostración de conocimientos de acuerdo a las necesidades y la diversidad funcional del alumnado.

ESCENARIO A (ENSEÑANZA-APRENDIZAJE PRESENCIAL Y TELE-PRESENCIAL)

Horario (Según lo establecido en el POD)

Pulse el siguiente enlace para consultar lugar y horario de tutorías: http://fisicaaplicada.ugr.es/pages/profesorado

Herramientas para la atención tutorial (Indicar medios telemáticos para la atención tutorial)

En escenario semipresencial, salvo excepciones, se atenderán las tutorías por videoconferencia (Google Meet o cualquier otra herramienta proporcionada por la UGR) o correo electrónico institucional. Las tutorías individuales tendrán lugar previa petición del estudiante. Los profesores podrán proponer en horario de tutorías, tutorías grupales, obligatorias u optativas, si lo estima oportuno como herramienta de retorno formativo en caso de que hubiera que impartir clases virtuales en modo asíncrono.

Medidas de adaptación de la evaluación (Instrumentos, criterios y porcentajes sobre la calificación)

  • La proporción entre clases virtuales y presenciales se establecerá por la coordinación del grado en Biotecnología. Las clases virtuales se impartirán, salvo causa de fuerza mayor, de modo síncrono en el horario previsto. En la medida de lo posible, en las clases virtuales se concentrará la enseñanza de índole teórica,  y en las presenciales se primará la impartición de problemas. En caso de que el número de estudiantes por grupo sea superior a 20, probablemente no puedan acudir todos los estudiantes a las clases presenciales previstas y habría que repetirlas en semanas alternas. En esta situación, el temario teórico propuesto se reducirá en el porcentaje que obliguen las circunstancias.
  • Las clases prácticas presenciales se impartirán en los laboratorios docentes de Física General II y Biofísica del Departamento de Física Aplicada. Cada grupo teórico se divide en 3 grupos prácticos. Dadas las dimensiones y condiciones del laboratorio de Biofísica y considerando un número máximo de 10 estudiantes por grupo práctico, cada estudiante realizará tres prácticas. Dos de síntesis de nanopartículas se impartirán en el laboratorio de Física General II que es amplio, dispone de ventanas y fácil acceso al exterior y la tercera se realizará en el laboratorio de Biofísica, con la mitad de aforo, 5 estudiantes por sesión. En caso de que el número de estudiantes por grupo práctico sea superior a 10, toda la docencia práctica será virtual. En horario de clases prácticas y de manera síncrona se impartirá docencia práctica virtual explicando los objetivos prácticos a realizar, la metodología y funcionamiento de las diferentes técnicas, los materiales a utilizar y se les proporcionará a los estudiantes los datos necesarios para que puedan realizar sus informes de prácticas.
  • Las clases virtuales se impartirán utilizando las plataformas Google Meet o las que dicte la UGR en su momento. Se primará la impartición síncrona, aunque las circunstancias sanitarias (enfermedad del profesor o familiar, conciliación familiar,…) podrían imponer un escenario asíncrono, en cuyo caso se grabarían las clases presenciales, que serían compartidas por Google drive  y se complementarían con actuaciones de seguimiento y retorno formativo específicas para ese fin (tutorías, tareas, entregas,…)
  • Las plataformas descritas (Prado, Google Meet, Consigna UGR, Google Drive a través de cuenta @go.ugr, correo institucional,…) son las actualmente autorizadas por la UGR. Podrían verse modificadas si las instrucciones de la UGR al respecto cambiasen durante el curso.

Como medida adicional, se prestaría especial atención en facilitar material docente a los estudiantes a  través de la plataforma Prado, Consigna UGR y/o Google Drive.

Evaluación ordinaria

  • La evaluación de la asignatura se dividirá en 3 ítems:
  • Realización de un resumen de un artículo de investigación reseñado en el capítulo 1 y participación en clase, tanto presencial como virtual síncrona, presentando problemas realizados por cada estudiante: 10%
  • Prácticas: 30%
  • Examen: Temas teóricos y problemas: 60%

Las pruebas, examen y presentación de las prácticas, tendrán lugar, si la situación lo permite, de forma presencial. Si no fuese posible, las pruebas se realizarían a través de la plataforma Prado Examen, Google Meet, etc. siempre siguiendo las instrucciones que dictase la UGR en su momento.

Evaluación extraordinaria

  • Un único examen de toda la asignatura (teoría, prácticas y problemas).

El examen tendrá lugar, si la situación lo permite, de forma presencial. Si no fuese posible, se realizaría a través de la plataforma Prado Examen, Google Meet, etc. siempre siguiendo las instrucciones que dictase la UGR en su momento.

Evaluación única final

Se contempla una evaluación única final para aquellos estudiantes que acogiéndose a la normativa vigente en la UGR la soliciten. La prueba consistirá en un examen sobre los contenidos teóricos (70%) y prácticos de la asignatura (30%). Al igual que antes, el examen tendrá lugar, si la situación lo permite, de forma presencial. Si no fuese posible, se realizaría a través de la plataforma Prado Examen, Google Meet, etc. siempre siguiendo las instrucciones que dictase la UGR en su momento.

ESCENARIO B (SUSPENSIÓN DE LA ACTIVIDAD PRESENCIAL)

Horario (Según lo establecido en el POD)

Pulse el siguiente enlace para consultar lugar y horario de tutorías: http://fisicaaplicada.ugr.es/pages/profesorado

Herramientas para la atención tutorial (Indicar medios telemáticos para la atención tutorial)

En escenario B, se atenderán las tutorías por videoconferencia (Googel Meet) o correo electrónico institucional. Las tutorías individuales tendrán lugar previa petición del estudiante. Los profesores podrán proponer tutorías grupales, obligatorias u optativas, si lo estima oportuno como herramienta de retorno formativo en caso de que hubiera que impartir clases virtuales en modo asíncrono.

Medidas de adaptación de la evaluación (Instrumentos, criterios y porcentajes sobre la calificación)

  • Todas las clases serían virtuales. Se impartirán utilizando las plataformas Google Meet o las que dicte la UGR en su momento. Se primará la impartición síncrona, aunque las circunstancias sanitarias (enfermedad del profesor o familiar, conciliación familiar,…) podrían imponer un escenario asíncrono, en cuyo caso se grabarían las clases presenciales, que serían compartidas por Google drive  y se complementarían con actuaciones de seguimiento y retorno formativo específicas para ese fin (tutorías, tareas, entregas,…)
  • Las plataformas descritas (Prado, Prado Examen, Google Meet, Google Drive a través de cuenta @go.ugr, correo institucional,…) son las actualmente autorizadas por la UGR. Podrían verse modificadas si las instrucciones de la UGR al respecto cambiasen durante el curso.

Como medida adicional, se prestaría especial atención en facilitar material docente a los estudiantes a través de la plataforma Prado, Consigna UGR y/o Google Drive.

Evaluación ordinaria

  • La distribución de pruebas y tareas evaluables sería la misma que en escenario A.
  • La entrega del resumen del artículo se realizará a través de la plataforma PRADO o por correo electrónico institucional. La participación en clase, a través de la resolución de problemas previamente realizados por cada estudiante, se hará en las clases virtuales o presentándolos a través de la plataforma PRADO o por correo electrónico institucional. La entrega de informes de prácticas, cuyos datos serán aportados por los profesores, se realizará a través de la plataforma Prado o correo electrónico institucional, siempre siguiendo las instrucciones que dictase la UGR en su momento.
  • El examen se realizará a través de la plataforma Prado Examen.

Evaluación extraordinaria

Un único examen de toda la asignatura (teoría, prácticas y problemas). El examen se realizará a través de la plataforma Prado Examen.

Evaluación única final

Se contempla una evaluación única final para aquellos estudiantes que acogiéndose a la normativa vigente en la UGR la soliciten. La prueba consistirá en un examen sobre los contenidos teóricos (70%) y prácticos de la asignatura (30%). El examen se realizará a través de la plataforma Prado Examen.