Logo

Nanobiosistemes Analítics

Codi: 106830
Crèdits: 6
2026/2027
Titulació Tipus Curs
Nanociència i Nanotecnologia OP 4

Professor/a de contacte

Nom :
Manel del Valle Zafra
Correu electrònic :
manel.delvalle@uab.cat

Equip docent

Maria del Mar Puyol Bosch

Idiomes dels grups

Podeu consultar aquesta informació al final del document.

Prerequisits

Per matricular-se de qualsevol assignatura de quart curs cal tenir un mínim de 120 ECTS aprovats i tot el primer curs superat.

Es convenient tenir superades les assignatures Química Analítica i Química Supramolecular i Reconeixement Molecular.

Objectius

Aplicar els conceptes, principis, teories i fets fonamentals relacionats amb la nanociència i la nanotecnología alssistemes per l’anàlisi química i el diagnòstic. Familiaritzar-se amb els nous sistemes analítics bioinspirats. Il·lustrar aquesta aplicació de la convergencia de tecnologies que acobla els nanomaterials i la biotecnología.

Resultats d'aprenentatge

  • CM22 (Identificar les innovacions en nanobiotecnologia i el seu impacte tant econòmic com social en l'àmbit de la salut.) Identificar les innovacions en nanobiotecnologia i el seu impacte tant econòmic com social en l'àmbit de la salut.
  • KM42 (Reconèixer l'aplicació dels nanobiosistemes analítics per a anàlisis a gran escala.) Reconèixer l'aplicació dels nanobiosistemes analítics per a anàlisis a gran escala.
  • SM32 (Utilitzar eines digitals i fonts documentals per a obtenir, analitzar i presentar, tant de forma oral com escrita, la informació de manera crítica en l'àmbit de la nanobiotecnologia.) Utilitzar eines digitals i fonts documentals per a obtenir, analitzar i presentar, tant de forma oral com escrita, la informació de manera crítica en l'àmbit de la nanobiotecnologia.
  • SM36 (Identificar i dissenyar nanomaterials i nanosistemes aplicats al diagnòstic i al tractament en biomedicina.) Identificar i dissenyar nanomaterials i nanosistemes aplicats al diagnòstic i al tractament en biomedicina.

Continguts

El temari de l'assignatura està subdividit en les lliçons:


1. Integració en quimica analítica. Integració del procés analític. Sensors químics i biosensors. Immobilització. Miniaturització. Multiplexat. (Bio)sensors i micro/nanosistemes.

2. L’element biològic: ús de cèl·lules, enzims (detecció de substrats o inhibidors), anticossos i altres proteïnes pel reconeixement, oligonucleòtids i aptamers, polímers d’impronta molecular

3. Nanomaterials i nanofabricació: nanoparticules, punts quàntics, partícules magnètiques, fullerens, nanotubs, nanoesferes, nanofils, grafè, dendrimers, nanoarrays, nanoporus.

4. Fenòmens de superfície en sistemes per l’anàlisi. Monocapes autoassemblades. Films Langmuir-Blodgett. Liposomes. Funcionalització de superfícies. Impressió i litografia a escala nanomètrica.

5. Immobilització de biomolècules. Principis generals de l’immobilització. Immobilització no-coovalent: adsorció i atrapament. Matrius sol-gel. Entrecreuament. Immobilització coovalent via grups amino o tiol. Reaccions click-chemistry. Reaccions d’afinitat: interacció avidina-biotina, grup hexahistidina i Ni(II). Estratègies per la immobilització orientada.

6. Metodologies analítiques emprant nanomaterials. Marcació. Estratègies competitives, de captura o amb senyalització. Reducció de la interacció no-específica: Bloqueig. Estabilització. Amplificació de senyals.

7. Sistemes amb transducció electroquímica. Potenciometria: Elèctrodes selectius i FETs. Voltametria. Sistemes amb enriquiment. Espectroscòpia electroquímica de impedàncies.

8. Sistemes amb transducció òptica. Principis de mesura òptica amb ús de nanocomponents.Mètodes continus i amb resolució de temps. Mètodes de Fluorescència: FRET, fluoròfors “up-converting”. Ona evanescent: SPR i SERS.

9. Altres principis en la transducció. Sistemes amb transducció màssica. Microbalança de quars i sensors de ona acústica superficial. Sistemes amb transducció magnètica. Sistemes bioinspirats. Nassos electrònics i llengües electròniques.

10. Biosensors basats en Nanoporus. Matrius de porositat nanomètrica. Intercalació de proteïnes de canal iònic. Biosensors estocàstics. Aplicacions en seqüenciació.

11. Sistemes amb micro i nanofluidica. Dispositius de flux lateral. Lab on a chip i on a CD. Electroforesi en xip. Xips en genòmica i proteòmica. Fraccionament field-flow.

12. Nanobiosensors per al diagnòstic clínic. Teranòstica. Glucosa i metabòlits, marcadors proteics, marcadors del càncer, DNA, virus, bacteris, aïllament i detecció de CTC. Aplicació dels nanobiosistemes analítics per l’anàlisi a gran escala.


Activitats formatives i Metodologia

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Classes de problemes 12 0,48 CM22, KM42, SM32, SM36
Ús d'informació per les presentacions orals 12 0,48 CM22, KM42, SM32, SM36
Classes teòriques 32 1,28 CM22, KM42, SM36
Tutories 6 0,24 CM22, KM42, SM32, SM36
Preparació d'exposicions orals 12 0,48 CM22, KM42, SM32, SM36
Resolució de problemes 20 0,8 CM22, KM42, SM36
Laboratori 12 0,48 CM22, KM42, SM32, SM36
Estudi personal 40 1,6 CM22, KM42, SM36

L'alumnat haurà de desenvolupar diversos tipus d'activitats al llarg d'aquesta assignatura:


a) Activitats dirigides: A l'aula es realitzaran classes magistrals sobre els continguts de l'assignatura (materials depositats al campus virtual) i classes de problemes.


A les classes de problemes es treballaran exercicis numèrics sobre els continguts del curs, i a més els estudiants faran presentacions d'articles científics relacionats amb l'assignatura.

Per cada una de les lliçons 7 a 12 (incloses), el profesor prepararà una llista d’articles científics. Cada alumne escollirà un dels articles, i s’exposaràn i analitzaràn aquests treballs en una exposició oral individual de 10-15 min, amb sessió de preguntes, de forma que cada alumne realitzi diverses exposicions al llarg del curs.


Com a sessions de laboratori, es visiten laboratoris de Quimica Analitica que fan recerca relacionada amb la Nanociencia i Nanotecnologia, on es disposa de nanomaterials i nanocomponents a la primera sessió, i nanobiosistemes per anàlisi a ls segona.


b) Activitats supervisades: Es realitzaran tutories per tal de monitoritzar una de les activitats d'avaluació que haurà de realitzar l'alumnat, que consisteix en la lectura, comprensió i presentació oral d'un article científic relacionat amb l'assignatura.


c) Activitats autònomes: De forma autònoma, l'alumnat haurà d'estudiar els continguts de l'assignatura, resoldre problemes, i preparar diverses presentacions sobre articles cientifics relacionats amb l’assignatura.


Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, perquè els alumnes completin les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura.


Ús de la IA


Per a aquesta assignatura, es permet l'ús de tecnologies d'Intel·ligència Artificial (IA) exclusivament en tasques de suport, com la cerca bibliogràfica o d’informació, la correcció de textos o les traduccions. En el cas que s'empri la IA, l'estudiant haurà d'identificar clarament quines parts han estat generades amb aquesta tecnologia, especificar les eines emprades i incloure una reflexió crítica sobre com aquestes han influït en el procés i el resultat final de l’activitat. La no transparència en l’ús de la IA en una activitat avaluable es considerarà falta d'honestedat acadèmica i podrà comportar una penalització parcial o total en la nota de l'activitat.

Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, perquè l'alumnat completi les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura.

Avaluació

Activitats d'avaluació continuada

Títol Pes Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Presentacions orals 40% 2 0,08 CM22, KM42, SM32, SM36
Quizzes 60% 2 0,08 CM22, KM42, SM36
Laboratori coeficient multiplicatiu (entre 0.90-1.10) 0 0 CM22, KM42, SM36

L'avaluació constarà dels components següents:


1. Quizzes: En acabar cada tema es farà un examen tipus test utilitzant les eines del campus virtual, de duració 10 min. De tots els exàmens programats contaran tots menys el de nota mes baixa. (60% de la nota final).


2. Exposicions orals. Cada alumne realitzarà varies exposicions durant el curs, de durada 10-15 min, resumint articles científics representatius del temari. Els articles, corresponents a les lliçons 7, 8, 9, 10, 11 i 12, seran escollits pels alumnes entre una llista proposada pel professor (40% de la nota final).


3. La part de laboratori es reflectirà en un coeficient multiplicatiu (entre 0.90 i 1.10) de la nota final.


L'alumnat que s’hagi acollit a la modalitat d’avaluació única haurà de realitzar una prova final que consistirà en una prova tipus test i una segona prova en forma de qüestions curtes. Aquesta prova es realitzarà el dia que els estudiants de l’avaluació contínua fan l’examen del segon parcial. Quan hagi finalitzat, lliurarà un numero de treballs escrits equivalents als realitzats pels companys com exposicions orals, pero en forma de comentari critic del treball cientific escollit. La qualificació de l’estudiant serà la mitjana ponderada de les tres activitats anteriors, on l’examen test suposarà el 33% de la nota, l’examen de preguntes curtes el 33% i els treballs escrits l'altre 34%.

Si la nota final no arriba a 5, l’estudiant té una altra oportunitat de superar l’assignatura mitjançant l’examen de recuperació que se celebrarà en la data que fixi la coordinació de la Titulació. En aquesta prova es podrà recuperar el 66% de la nota corresponent a la teoria i els problemes. La part dels treballs escrits no és recuperable.


La realització de qualsevol irregularitat en un acte d’avaluació (frau acadèmic, plagi o ús indegut de la IA, tret que aquest ús estigui autoritzat expressament a la guia docent), que pugui conduir a una variació significativa de la qualificació, suposa que aquest acte es qualificarà amb un 0. En cas que la guia docent prevegi que per superar l’assignatura sigui requisit imprescindible haver obtingut una nota mínima en aquest acte d’avaluació o que es produeixin diverses irregularitats en els actes d’avaluació d’una mateixa assignatura, la qualificació final d’aquesta assignatura és 0. Al marge d’això, es podrà instruir un procés disciplinari a l’estudiant que incorri en alguna d’aquestes irregularitats.

Bibliografia

Nanobiosensing. Principles, development and application

H. Ju, X. Zhang, J. Wang

Springer, Heidelberg, 2011

ISBN 978-1-4419-9621-3


Nanomaterials for biosensors

C. Kumar

VCH Verlag, Weinheim, 2007

ISBN 978-3-527-31388-4


Chemical Sensors

P. Gründler

Springer, Heidelberg, 2007

ISBN 978-3-540-45742-8


Chemical Sensors and Biosensors: Fundamentals and Applications

F.G. Bănică

Wiley, Chichester, 2012

ISBN 978-0-470-71067-8

Programari

N/A

Grups i idiomes de l'assignatura

La informació proporcionada és provisional fins al 30 de novembre. A partir d'aquesta data, podreu consultar l'idioma de cada grup a través d'aquest enllaç. Per accedir a la informació, caldrà introduir el CODI de l'assignatura

Tipus de docència Grup Idioma Semestre Torn
(TE) Teoria 1 Català segon quadrimestre matí-mixt
(PAUL) Pràctiques d'aula 1 Català segon quadrimestre matí-mixt
(PLAB) Pràctiques de laboratori 1 Català segon quadrimestre tarda