Doctorado en Ciencias y Tecnología Analítica

Fluorescencia de rayos x y métodos relativos

ASIGNATURA CON ÉNFASIS EN ASPECTOS TEÓRICOS Y PRÁCTICOS DE LA FLUORESCENCIA DE RAYOS X Y MÉTODOS RELACIONADOS. SE ABORDARÁ LA INSTRUMENTACIÓN Y APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE FLUORESCENCIA DE RAYOS X DE REFLEXIÓN TOTAL (TXRF) Y DE ENERGÍA DISPERSIVA (EDXRF). SE ENFOCARÁ EN EL ANÁLISIS Y LA INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ANALÍTICOS OBTENIDOS POR ESTAS TÉCNICAS. CONTRIBUIRÁ AL DESARROLLO DE LAS SIGUIENTES COMPETENCIAS:

Metabolómica

ASIGNATURA CON UNA VISIÓN MULTIDISCIPLINARIA QUE INTEGRA TÉCNICAS CROMATOGRÁFICAS, ESPECTROSCÓPICAS Y EL PROCESAMIENTO QUIMIOMÉTRICO DE SUS DATOS, ENFOCADO A LA OBTENCIÓN DE BIOMARCADORES QUE FACILITAN LA COMPRENSIÓN GLOBAL DEL COMPORTAMIENTO, INTERACCIÓN O EVENTOS BIOQUÍMICOS EN SISTEMAS BIOLÓGICOS. SE ABORDAN ASPECTOS FUNDAMENTALES ACTUALIZADOS PARA EL DISEÑO Y LA COMPRENSIÓN DEL ?WORKFLOW? COMÚNMENTE REALIZADO EN ESTUDIOS METABOLÓMICOS, FUNDAMENTOS TEÓRICOS E INSTRUMENTALES, INCLUYENDO EL TRATAMIENTO Y MANIPULACIÓN DE MUESTRAS.

Metodologías bioanalíticas en biología celular y molecular

ASIGNATURA ORIENTADA A PROFUNDIZAR ASPECTOS RELEVANTES DE TÉCNICAS BIOANALÍTICAS BASADAS EN BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR. SE ABORDAN FUNDAMENTOS TEÓRICOS, INSTRUMENTALES Y DE PROCEDIMIENTOS BIOANALÍTICOS, INCLUYENDO EL TRATAMIENTO DE MUESTRA, TANTO DESDE LA PERSPECTIVA DE SU DESARROLLO DURANTE LAS ÚLTIMAS DÉCADAS COMO EL ESTADO DEL ARTE, TENDENCIAS ACTUALES Y SU PROYECCIÓN FUTURA.

Non-destructive analytical methods based on vibrational spectroscopy and multivariate analysis

LA ASIGNATURA PROPORCIONA CONCEPTOS TEÓRICOS Y METODOLOGÍAS PRÁCTICAS PARA LA APLICACIÓN DE MÉTODOS ANALÍTICOS NO DESTRUCTIVOS BASADOS EN LA ESPECTROSCOPÍA VIBRACIONAL, CON ÉNFASIS EN LA ESPECTROSCOPÍA EN EL INFRARROJO CERCANO (NIR), POTENCIADAS A TRAVÉS DE MÉTODOS MULTIVARIADOS, PARA LA EVALUACIÓN CUALITATIVA Y CUANTITATIVA DE DIVERSOS MATERIALES, PRINCIPALMENTE, PROVENIENTES DEL SECTOR AGRÍCOLA, FORESTAL Y ALIMENTARIO. COMPRENDE UN RECORRIDO DE LAS PRINCIPALES ETAPAS A SEGUIR EN EL DESARROLLO DEL MÉTODO ANALÍTICO, DESDE EL MUESTREO, LOS CONCEPTOS DE CALIDAD ANALÍTICA DE ALIMENTOS Y RECURSOS RENOVABLES, ASÍ COMO CONCEPTOS DE ESPECTROSCOPÍA Y ASPECTOS EXPERIMENTALES PARA LA ADQUSIICIÓN DE ESPECTROS NIR, HASTA LA EVALUACIÓN DE LOS DATOS A TRAVÉS DE MÉTODOS MULTIVARIADOS, Y LA INCORPORACIÓN DE TÉCNICAS PARA ANÁLISIS ONLINE Y EN TERRENO. LA ASIGNATURA TRIBUTA PRINCIPALMENTE A LAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN DE DESARROLLOS ANALÍTICOS EN ALIMENTOS Y AGROINDUSTRIA Y EN AL DE DESARROLLOS ANALÍTICOS EN RECURSOS NATURALES Y MEDIO AMBIENTE. ESTE CURSO CONTRIBUYE A LAS SIGUIENTES COMPETENCIAS DEL PERFIL DE GRADUADO: ? DEMOSTRAR DOMINIO CONCEPTUAL, TEÓRICO Y METODOLÓGICO EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA ANALÍTICA. ? REALIZAR INVESTIGACIÓN AUTÓNOMA E INNOVADORA, AL MÁS ALTO NIVEL EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA ANALÍTICA, APLICADA A LAS DIVERSAS ÁREAS A LAS QUE SE ORIENTA EL PROGRAMA, CON RESPONSABILIDAD SOCIAL. ? EVALUAR CRÍTICAMENTE LA INFORMACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA DE SU ÁMBITO, CON COMPROMISO ÉTICO.

Desafíos analíticos en laboratorios industriales y de servicios

La asignatura contempla una serie de visitas de conocimiento a laboratorios calificados de industrias productivas, centros de investigación aplicada y de servicios analíticos. Cada alumno seleccionará en uno de ellos un problema analítico que tenga ese laboratorio y deberá realizar una revisión bibliográfica sobre el tema planteado y formular una estrategia analítica de cómo abordaría el desafío seleccionado, considerando el estado del arte, las normativas vigentes y el equipamiento disponible en el laboratorio donde se implementaría. Si ello implica adquisición de nuevo equipamiento y/o accesorios para la concreción de lo propuesto, deberá, junto con exponer y defender ante los académicos y alumnos del curso su propuesta, un presupuesto de los costos asociados.

Analítica de compuestos fenólicos

Asignatura electiva que aborda aspectos teóricos y prácticos de la analítica de compuestos fenólicos, tanto desde el punto de vista del estudio de los efectos biológicos de los compuetos fenólicos así como de las estrategias y tecnología analíticas para su determinación cualitativa y cuantitativa. La asignatura tendrá una visión analítica y será abordada principalmente a través del estudio de casos prácticos. La asignatura tiene como objetivo que los estudiantes conozcan y comprendan las diversas alternativas analíticas para la determinación cualitativa y cuantitativa de compuestos fenólicos presentes vegetales. Se abordará tanto técnicas cromatográficas, espectroscópicas, y bioanalíticas. Así como se describirán y clasificarán los compuestos fenólicos de mayor interés y se analizará sus efectos biológicos. La asignatura tributa a las siguientes competencias del perfil del graduado: • Demostrar dominio conceptual, teórico y metodológico en ciencias y tecnología analítica. • Realizar investigación autónoma e innovadora, al más alto nivel en ciencias y tecnología analítica, aplicada a las diversas áreas a las que se orienta el programa, con responsabilidad social. • Comunicar resultados de la investigación científica en ciencia y tecnología analítica. • Evaluar críticamente la información científica y tecnológica de su ámbito, con compromiso ético.

Métodos de resolución de curvas y herramientas quimiométricas aplicadas al análisis de imágenes hiperespectrales y técnicas de visión artificia

La asignatura proporciona conceptos teóricos y prácticos sobre los métodos de resolución de curvas aplicados al análisis de imágenes hiperespectrales, principalmente en el rango visible e infrarrojo (incluyendo infrarrojo cercano, medio y lejano), así como otras herramientas quimiométricas aplicables a las imágenes hiperespectrales o técnicas de visión artificial. Incluye la resolución multivariada de curvas con mínimos cuadrados alternantes (MCR-ALS) y sus variantes como MCR-ALS aumentado para aplicaciones cualitativas y cuantitativas en el campo de las ciencias farmacéuticas, la agronomía, la ingeniería, las ciencia y tecnología de los alimentos, el campo forense, la biotecnología vegetal, entro otros. Describe las ventajas y limitaciones de estas técnicas frente a otros métodos quimiométricos aplicables al análisis de imágenes hiperespectrales, así como los fundamentos matemáticos y metodologías prácticas para su aplicación.

Técnicas instrumentales avanzadas: aplicación al análisis y caracterización de alimentos

Asignatura teórico-práctica que desarrolla en el estudiante la capacidad de comprender y analizar los fundamentos básicos del control químico y de calidad de los alimentos. Permite al estudiante utilizar y aplicar técnicas y metodologías avanzadas de análisis químico instrumental para extraer, identificar y cuantificar tanto compuestos principales bioactivos como metabolitos y xenobióticos.

Avances en cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masa experimental

Esta asignatura se enfoca en la resolución de problemas analíticos mediante el uso práctico de la instrumentación. Para ello, se ejecutará una guía práctica de aplicaciones analíticas en cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas para estudiantes con previos conocimientos teóricos de la técnica.

Metabolómica

Asignatura con una visión multidisciplinaria que integra técnicas cromatográficas, espectrométricas y el procesamiento quimiométrico de sus datos, enfocado a la obtención de biomarcadores que facilitan la comprensión global del comportamiento, interacción o eventos bioquímicos en sistemas biológicos. Se abordan aspectos fundamentales actualizados para el diseño y la comprensión del flujo de trabajo utilizado en estudios metabolómicos, fundamentos teóricos e instrumentales, incluyendo el tratamiento y manipulación de muestras.

New sustainable processes, advanced analytical techniques and foodomics

El curso busca dar una visión general del desarrollo de nuevos procesos verdes sustentables basados en el uso de fluidos presurizados y enfocados en la sustitución de solventes tóxicos por solventes verdes con menor impacto ambiental; además, se discutirán aspectos relacionados con el diseño de nuevos procesos de biorrefinería y la intensificación e integración de procesos para la extracción de bioactivos de fuentes naturales (como plantas, algas, subproductos alimentarios, entre otros). Fundamentos de diferentes técnicas analíticas avanzadas, incluidos nuevos procesos de preparación de muestras, como la extracción asistida por microondas (MAE), la extracción con líquidos presurizados (PLE), la extracción con fluidos supercríticos (SFE), la extracción en fase sólida (SPE) y la microextracción en fase sólida (SPME) ; También se cubrirán técnicas cromatográficas como la cromatografía líquida (LC) y la cromatografía de gases (GC), y sus enfoques multidimensionales (LCxLC, GCxGC), así como su acoplamiento a la espectrometría de masas. También se presentarán nuevas técnicas bioquímicas y una descripción general de la disciplina Foodomics más reciente. Algunas aplicaciones incluirán análisis de cultivos transgénicos, extracción y caracterización química de compuestos de fuentes naturales con diferentes bioactividades (antioxidante, anticancerígeno, antimicrobiano, etc.), y otras cuestiones relevantes dedicadas al diseño de procesos, seguridad alimentaria entre otras.

Aplicaciones de machine learning en biomedicina

Asignatura que explora la aplicación de métodos de Machine Learning usados en quimiometría con el fin de extraer la máxima información a partir de datos multivariados de origen biomédico, desde aquellos obtenidos de registros médicos y química clínica, hasta aquellos obtenidos por la aplicación de técnicas de análisis instrumental espectrales sobre muestras y fluidos biológicos, excluyendo las ciencias “ómicas”. Enfocado en modelos multivariados de reconocimiento de patrones supervisado y no supervisado con el objeto de realizar predicciones conducentes al diagnóstico clínico y al descubrimiento de variables o biomarcadores de importancia fisiopatológica. Se abordan conceptos fundamentales del Aprendizaje Automático, como la exploración de datos, pretratamiento, modelamiento y calibración, validación de modelos predictivos y aplicaciones en casos reales de la ciencia biomédica.

Matlab para el análisis multivariado de datos

Esta asignatura multidisciplinaria brinda conocimientos teóricos y prácticos sobre el software Matlab, para su uso en el análisis multivariado de datos analíticos. La asignatura hace énfasis en el uso de este software universal para el análisis de datos químicos instrumentales, tales como datos provenientes de técnicas de espectroscopía molecular o atómica, cromatografías, técnicas acopladas e imágenes multi e hiperespectrales, pero es también transversal al análisis de otros tipos de datos. Incluye la descripción de las principales funciones para programar en Matlab, la importación de datos numéricos y su edición como estructuras de datos, la aplicación de técnicas de procesamiento de señal, el análisis multivariado (incluyendo análisis exploratorio, calibración con fines cuantitativos y de clasificación), el procesamiento de imágenes, así como el desarrollo de rutinas para el análisis directo de diversas matrices de datos de un modo eficiente y la representación gráfica de sus resultados. El curso se desarrolla a través de sesiones teóricas y prácticas que incluyen ejercicios con diversos sets de datos.

Micro y nanomotores

Nano y micromotores representan una de las más fascinantes áreas de la nanotecnología, habiendo tenido un gran avance durante la última década. Estas máquinas pertenecientes al rango de la nano y microescala ofrecen importantes aplicaciones que van desde la liberación dirigida de fármacos, diagnosis y desintoxicación hasta la remediación ambiental. El objetivo de esta asignatura es discutir las bases fundamentales, operación y aplicaciones de nano y micromotores, naturales y sintéticos, basados en diferentes mecanismos de propulsión.

Espectrometría de masas aplicada al perfil metabólico de sistemas biológicos

La espectrometría de masas es una técnica analítica sensible y selectiva que puede proporcionar una gran cantidad de información química cualitativa y cuantitativa, lo que la hace especialmente útil para el análisis de moléculas pequeñas y otras biomoléculas. El fenotipo de un sistema biológico depende de la interacción de sus características intrínsecas (por ejemplo, el genotipo) y ambientales, por lo que el análisis sistemático del metabolismo de los sujetos de estudio cobra gran relevancia para descifrar estos cambios. Esta asignatura aborda las características instrumentales de espectrómetros de masas de alta resolución y su aplicación en análisis metabolómicos no dirigidos y contribuye a desarrollar los siguientes objetivos del programa de Doctorado en Ciencias y Tecnología Analítica.

Cromatografía preparativa: métodos clásicos, contracorriente y continuos

Asignatura teórico-práctica donde el estudiante comprende y analiza los fundamentos básicos e instrumentales de las técnicas de Cromatografía Preparativa, incluyendo cromatografía en capa fina, en columna flash, cromatografía líquida de baja presión (LPLC) y presión media y (MPLC), cromatografía de alta presión (HPLC), sistemas de cromatografía contracorriente (CCC) hidrodinámicas e hidrostáticas (Cromatografía de partición centrifuga) y técnicas preparativas continuas, con un enfoque en su aplicación en la purificación de compuestos bioactivos desde distintas matrices. Los temas tratados permiten la aplicación de estas técnicas instrumentales a nivel de laboratorio y semi-piloto.

From metabolites to function: advanced strategies in plant and natural product metabolomics

Esta asignatura proporciona una visión integrada y actualizada de las estrategias avanzadas utilizadas en metabolómica y química de productos naturales para estudiar la diversidad química de los sistemas biológicos, especialmente plantas, y comprender la función biológica de los metabolitos. El curso aborda los fundamentos conceptuales y las metodologías experimentales empleadas en el descubrimiento, identificación y caracterización de metabolitos, con especial énfasis en el uso de la espectrometría de masas de alta resolución como herramienta central para la investigación en metabolómica. La asignatura incluye los principales enfoques de preparación de muestras, plataformas analíticas basadas en cromatografía acoplada a espectrometría de masas (LC–MS) y espectrometría de masas por desorción/ionización asistida por matriz (MALDI-MS), estrategias de adquisición de datos dirigidas y no dirigidas, anotación e identificación de metabolitos mediante bibliotecas espectrales y herramientas computacionales, análisis estadístico y multivariado de datos metabolómicos, así como la integración de la información metabolómica con preguntas biológicas relacionadas con la ecología química, las interacciones entre organismos, la respuesta al estrés y el descubrimiento de compuestos bioactivos. El curso también presenta aplicaciones recientes de la metabolómica en productos naturales, ciencias farmacéuticas, agricultura y biotecnología, destacando el papel de estas herramientas en la comprensión de los mecanismos biológicos y en la generación de conocimiento para la valorización de la biodiversidad. La asignatura se desarrolla mediante clases teóricas y prácticas, permitiendo a los estudiantes conocer el estado del arte y las tendencias emergentes en metabolómica aplicada.