Nanobiotecnología

La nanobiotecnología representa la intersección de la nanotecnología y la biotecnología e incluye la aplicación de la nanotecnología en los campos biológicos. Esta rama de la nanotecnología es ampliamente utilizada en diversas aplicaciones como son nuevas técnicas diagnósticas de imagen, herramientas analíticas cuantitativas, sensores o sistemas de liberación de fármacos. Esta materia de carácter optativo perteneciente al itinerario sanitario de la titulación tiene por objeto que los alumnos sean capaces de:

- Enumerar los tipos de nanomateriales y nanopartículas y sus procesos de síntesis y fabricación.
- Identificar los distintos tipos de nanoestructuras basadas en proteínas y ADN.
- Enumerar las aplicaciones sanitarias de la nanobiotecnología y distinguir sus posibles riesgos.
- Saber sintetizar y caracterizar nanopartículas.

Programa de clases expositivas (Presencial; 20h)
Tema 1- Introducción a la Nanobiotecnología: Conceptos generales; propiedades en la nanoescala, ejemplos comunes de nanomateriales en la biología y la medicina. Técnicas de nanofabricación “top-down” (2 h).
Tema 2.- Técnicas de fabricación “bottom-up” (2 h).
Tema 3.- Síntesis y caracterización de nanomateriales inorgánicos. Propiedades (2 h).
Tema 4.- Modificación superficial de nanomateriales y nanopartículas. Conjugación de biomoléculas. Caracterización (2 h).
Tema 5.- Nanoestructuras basadas en ADN. Fibras y origamis. Estructuras híbridas. Aplicaciones (2 h).
Tema 6.- Aplicaciones de nanofabricación en implantes, prótesis e ingeniería tisular (2 h).
Tema 7.- Síntesis y caracterización de nanomateriales orgánicos. Propiedades (2 h).
Tema 8.- Nanoestructuras basadas en proteínas: “S-layers”, nanoporos, magnetosomas, motores biomoleculares proteicos. Sistemas híbridos. Aplicaciones (2 h).
Tema 9.- Aplicaciones de nanomateriales biofuncionalizados: tecnologías de diagnóstico y cribado. Microarrays y biosensores. Liberación génica y farmacológica. Bioimagen (2 h).
Tema 10.- Interacciones célula-nanoestructura. Nanotoxicidad. Riesgos para la salud y el medio ambiente. Normativa. Potenciales remedios (2 h).

Programa de clases interactivas de laboratorio (Presencial; 10h)
Práctica 1.- Síntesis de nanopartículas inorgánicas (2,5h).
Práctica 2.- Caracterización de nanopartículas inorgánicas (2,5h).
Práctica 3.- Síntesis de nanopartículas orgánicas (2,5h).
Práctica 4.- Caracterización de nanopartículas orgánicas (2,5h).

Programa de seminarios (Presencial; 7h)
Seminario 1.- Problemas y cuestiones sobre los procesos de síntesis y caracterización de materiales nanoparticulados.
Seminario 2.- Propuesta del trabajo en equipo
Seminario 3.- Seguimiento del trabajo en equipo y realización de las actas de seguimiento.
Seminario 4.- Exposición del trabajo en equipo realizado.

Programa de tutorías (Presencial; 1,5h)
- Resolución de dudas y cuestiones.

Básica
Kathy Lu (2012) Nanoparticulate Materials: Synthesis, Characterization, and Processing. John Wiley & Sons, Inc. Estados Unidos. ISBN:9781118408995 |DOI:10.1002/9781118408995.

Complementaria
Christof M. Niemeyer, Chad A. Mirkin (2004). Nanobiotechnology: Concepts, Applications and Perspectives. WILEY-VCH Verlag GmbH. Alemania. ISBN:9783527602452 |DOI:10.1002/3527602453.
Chad A. Mirkin, Christof M. Niemeyer (2007). Nanobiotechnology II: More Concepts and Applications. WILEY-VCH Verlag GmbH. Alemania. ISBN:9783527610389 |DOI:10.1002/9783527610389.
Mahendra Rai, Mehdi Razzaghi-Abyaneh, Avinash P. Ingle (2021). Nanobiotechnology in Diagnosis, Drug Delivery, and Treatment. John Wiley & Sons Ltd. India. ISBN:9781119671732|DOI:10.1002/9781119671732

Conocimientos/contenidos
• Con01
Habilidades/destrezas
• H/D01
• H/D02
• H/D03
• H/D04
• H/D05
• H/D06
• H/D10
• H/D12
Competencias
• Comp01
• Comp02
• Comp03
• Comp04
• Comp05

La docencia de la materia tiene un fuerte apoyo a través del aula de la USC virtual. Se llevan a cabo las siguientes actividades:

A) Clases expositivas: lecciones impartidas por el profesorado para desarrollar los temas del programa de la materia, que pueden adoptar formatos distintos (teoría, directrices generales de la materia, ejemplos…).

B) Clases interactivas de laboratorio: las clases interactivas de laboratorio se llevarán a cabo en los horarios organizados por el decanato de la Facultad de Biología. Las prácticas 1 y 2 se desarrollarán en los laboratorios del CiQUS.

C) Seminarios: se dedicarán cuatro sesiones tres de 2 horas y una de 1 hora. Tres de ellas se dedicarán al planteamiento, seguimiento y exposición del trabajo en equipo, a través del cual se desarrollan y evalúan las competencias transversales de la materia.

D) Tutorías: se llevarán a cabo dos sesiones programadas por el decanato de la Facultad de Biología.
Todas las actividades anteriormente mencionadas se desarrollarán de manera presencial.

A) Examen escrito (T): El examen final de la asignatura, que se celebrará en la fecha oficial publicada en la web de la Facultad de Biología, constará de una parte test (30 preguntas) valorada sobre 6 puntos y varias preguntas o cuestiones para desarrollar con una valoración total de 4 puntos.
Las preguntas del test son de respuesta única. Dos preguntas mal contestadas, anulan una respuesta correcta. Para superar la asignatura deberá obtenerse un mínimo de 3 puntos sobre 6 en la calificación del Test.
La calificación del examen escrito supondrá un 65% de la calificación final de la asignatura.

Resultados del aprendizaje evaluados: Con01, Comp02, Comp03, Comp04, Comp05, CE2.

B) Seminarios interactivos y trabajo en equipo (S): Se realizará un trabajo escrito en equipos constituidos por un mínimo de 5 alumnos que se calificará en función de la calidad del trabajo presentado, la dedicación personal de cada alumno y su defensa oral. Las normas para la realización del trabajo y la rúbrica para su evaluación se encuentran disponibles en la USC virtual.
La valoración de este apartado supondrá un 25% de la calificación final de la asignatura.
Es obligatoria la asistencia a los seminarios y la realización del trabajo en grupo correspondiente.

Resultados del aprendizaje evaluados: Comp01, Comp02, Comp03, Comp05, H/D01, H/D02, H/D03, H/D05, H/D06.

C) Examen de clases interactivas de laboratorio (CL): una vez finalizadas las prácticas de laboratorio, los alumnos deberán realizar un examen con preguntas tipo test (20-25) y de respuesta corta (2-5), que se calificará sobre 10.
Las preguntas del test son de respuesta única. Dos preguntas mal contestadas, anulan una respuesta correcta.
La calificación del examen de prácticas supondrá un 10% de la calificación final de la asignatura.
El alumno no será evaluado si no realiza las prácticas de laboratorio y no obtiene una calificación en el examen teórico superior a 5 sobre 10.

Resultados del aprendizaje evaluados: Comp05, H/D01, H/D02, H/D04, H/D06, H/D10, H/D12.

D) Calificación final (CF): La calificación final de la asignatura se obtendrá de acuerdo con la siguiente fórmula:

CF = 0.65xT+ 0.1xCL + 0.25xS

La asignatura se aprueba obteniendo una nota final (CF) igual o superior a 5.

Total de horas de trabajo 112,5 (4,5 ECTS* 25 horas)

TRABAJO PRESENCIAL
Clases expositivas en grupo grande.......................................20 horas
Clases interactivas de laboratorio….......................................10 horas
Seminarios……………………………….............................................7 horas
Tutorías en grupo muy reducido.............................................1,5 horas
Exámenes y revisión................................................................2 horas

Total horas trabajo presencial en el aula o en el laboratorio.......40,5 horas

TRABAJO PERSONAL DEL ALUMNO
Estudio autónomo individual o en grupo........................................30 horas
Elaboración, presentación y exposición del trabajo en grupo........25,5 horas
Resolución de ejercicios……………………............................................16,5 horas

Total horas trabajo personal del alumno…………………………….........72 horas

Se recomienda a los alumnos la utilización de la plataforma virtual como herramienta para contactar con los compañeros y los profesores, así como para estar el día de las novedades que surjan a lo largo del cuatrimestre.
Además, en el campus virtual se irán incluyendo aquellos materiales que pueden ayudar al alumno a superar la materia, guías y normas para realizar las diferentes actividades (prácticas, trabajo en equipo…) y las cuestiones y problemas a resolver en las clases interactivas.
Es aconsejable asistir a las todas las clases, expositivas e interactivas, y dentro de lo posible, mantener el estudio de la materia al día.
Es imprescindible que los alumnos intenten resolver las cuestiones propuestas en las clases expositivas para que puedan plantear sus dudas al profesor en las clases interactivas.
Es imprescindible la preparación de las prácticas antes de la entrada en el laboratorio. En primer lugar, se deben repasar los conceptos teóricos importantes en cada experimento y, a continuación, es necesario leer con atención el guion de la práctica, intentando entender los objetivos y el desarrollo del trabajo experimental propuesto. Cualquier duda que pudiera surgir antes o durante las prácticas deberá ser consultada con el profesor.

Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas, será de aplicación lo recogido en la “Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións” de la USC.