El Módulo II - Investigación tutelada, del que forma parte
esta asignatura, consiste en la realización de un período de prácticas en un
laboratorio de Cristalización/Cristalografía cuya experiencia y líneas de
trabajo se adecuen a los intereses temáticos del alumno. Se han definido cinco
líneas temáticas y, dentro de ellas, varios laboratorios elegibles:
Prácticas de laboratorio de cristalización I y II
Prácticas de laboratorio de cristalografía química y de materiales I y II
Prácticas de laboratorio de cristalografía molecular I y II
Prácticas de laboratorio de cristalografía fundamental y cálculo
cristalográfico I y II
Prácticas de laboratorio de cristalografía en grandes instalaciones I y II
Las actividades de cada una de estas asignaturas se desarrollan durante un mes
de estancia en el laboratorio seleccionado y corresponde a 7 ECTS. Cada línea
temática ofrece dos asignaturas (numeradas I y II) correspondientes a
estancias de "iniciación" y "avanzada" en cada laboratorio. Los alumnos deben
seleccionar dos asignaturas de este módulo para completar los 14 créditos
requeridos, pudiendo ser estas dos "iniciaciones" o una "iniciación" y la
"avanzada" correspondiente. Durante su estancia en el laboratorio
seleccionado, los estudiantes iniciarán el trabajo experimental necesario para
la realización de su Trabajo de fin de Máster. La selección de optativas del
Módulo II debe ser aprobada por el Coordinador Académico del Máster tras
comprobar la coherencia de la selección realizada por el alumno dentro de este
Módulo y con respecto a las optativas seleccionadas en el Módulo III.
El acceso a grandes instalaciones científicas lleva aparejado un proceso de
acreditación y formación en seguridad radiológica. El acceso a generadores de
neutrones está prohibido a embarazadas. El acceso a instalaciones de radiación
sincrotrón está prohibido a usuarios de marcapasos. Todas estos hechos se
harán constar en la documentación impresa y on-line del
Máster y se comunicarán personalmente a los alumnos matriculados.
El objetivo de las asignaturas de Prácticas de laboratorio de
cristalización I y II es que el estudiante aprenda y maneje técnicas
básicas de cristalización, métodos de caracterización de disoluciones
cristalizantes, cálculo de su sobresaturación, y técnicas de visualización del
proceso de crecimiento cristalino. Para ello el alumno se integrará
temporalmente en los grupos de trabajo que utilizan diariamente estas técnicas
y colaborará en tareas de cristalización y caracterización reales.
Al finalizar estas asignaturas el alumno debería estar cualificado para:
Diseñar una estrategia de cristalización en disolución para una sustancia
concreta.
Optimizar el proceso de cristalización mediante cambio de la sobresaturación
de las disoluciones cristalizantes.
Observar y cuantificar como crecen los cristales y caracterizar sus
propiedades físicas.
Prácticas de laboratorio de cristalización I
101163
2016-17
MÁSTER UNIVERSITARIO EN CRISTALOGRAFÍA Y CRISTALIZACIÓN
7
OPTATIVA
Anual
Inglés
Se describen a continuación los contenidos comunes a las asignaturas de
Prácticas de cristalización I y II y específicos a cada uno de los
laboratorios:
Métodos de cristalización, preparación y manejo de disoluciones para
cristalización, caracterización de los procesos de nucleación y crecimiento de
cristales, diseño, preparación, optimización y análisis de experimentos de
cristalización a partir de disoluciones.
1) Laboratorio de Estudios Cristalográficos de Granada (IACT, CSIC/UGr)
Técnicas de Cristalización (macromoléculas). Aprendizaje práctico de las
diferentes técnicas utilizadas para la cristalización de macromoléculas
biológicas. Difusión en fase vapor, batch, geles... así como la manipulación y
montaje de los cristales obtenidos.
Técnicas de Cristalización (pequeñas moléculas). Aprendizaje práctico de las
diferentes técnicas utilizadas para la cristalización de compuestos orgánicos,
inorgánicos, organometálicos, ... y en general de pequeñas moléculas. Batch,
reactor agitado, difusión de vapor, evaporación controlada... así como la
manipulación y montaje de los cristales obtenidos.
Métodos de contradifusión. Aprendizaje práctico de las técnicas de
contradifusión en geles, capilares y microfluídica, incluyendo el diseño,
implementación y optimizacion de los experimentos.
Caracterización de disoluciones cristalizantes. Aprendizaje práctico de los
métodos de cálculo de sobresaturacion, actividad y especiación, medida de
concentraciones de iones, pH, conductividadiónica, uso de instrumentación
espectrofotométrica y de dispersión de luz.
Caracterización in-situ del crecimiento cristalino. Aprendizaje
práctico de métodos para la visualización y cuantificación del crecimiento
cristalino. Microscopía óptica, confocal, contraste de fase, interferométrica,
AFM.
2) Grupo de polimorfismo y miscibilidad en estado sólido de la Universidad
de Barcelona
Polimorfismo y miscibilidad en estado sólido. Aprendizaje práctico de los
métodos de análisis de las formas polimórficas de una pareja de sustancias y
de su miscibilidad en estado sólido.
3) Departamento de Química de la Universidad de Bolonia (Italia)
Biomineralización y Biocristalografía. Aprendizaje práctico de las técnicas de
preparación y caracterización de experimentos en biomineralización.
Interacción mineralmacromolécula biológica.
Caracterización mediante microscopía electrónica y difracción de rayos X.
4) Departamento de Cristalografía y Mineralogía de la Universidad
Complutense de Madrid
Cristalización y mecanismos de crecimiento disolución en sistemas
difusión-reacción.
Cristalización de disoluciones sólidas en medios acuosos.
Caracterización de crecimiento cristalino mediante AFM.
Contenidos comunes
Contenidos específicos
CG1.- Capacidad de análisis y síntesis
CG2.- Resolución de problemas
CG3.- Trabajo en un equipo de caracter interdisciplinario
CG4.- Trabajo en un contexto internacional
CG5.- Aprendizaje y trabajo autónomos
CG6.- Capacidad de aplicar los conocimientos teóricos en la práctica
CG7.- Capacidad de elaboración y transmisión de ideas, proyectos, informes,
soluciones y problemas
CG8.- Capacidad de organización y planificación
CG9.- Capacidad de entender el lenguaje y propuestas de otros especialistas
CT1.- Comunicación oral y escrita
CT3.- Capacidad de gestión de la información
CT4.- Habilidades en las relaciones interpersonales
CT5.- Trabajo en equipo
CT6.- Razonamiento crítico
CT7.- Creatividad
CT8.- Uso de Internet como medio de comunicación y fuente de información
CE3.- Comprender cómo las diferentes unidades atómicas y moleculares
interactúan, se asocian y disponen para constituir una red cristalina
CE4.- Entender y valorar artículos científico-técnicos de revistas
especializadas en cristalografía y cristalización
CE5.- Comprender y saber aplicar los fundamentos teóricos de la nucleación y
el crecimiento cristalino
CE6.- Comprender y saber aplicar diferentes métodos experimentales para la
caracterización de la nucleación y el crecimiento de cristales
CE7.- Comprender los fundamentos de las diferentes técnicas de crecimiento de
cristales y saber evaluar sus beneficios relativos para resolver problemas
concretos
CE22.- Ser capaz de definir metodologías para el escalado de procesos de
cristalización para la producción y control de propiedades de cristales
CE28.- Comprender los fundamentos de las técnicas de busqueda de condiciones
de cristalización y saber aplicarlos en situaciones prácticas
CE29.- Ser capaz de plantear e implementar estrategias para la cristalización
de macromoéculas biológicas usando diferentes metodos de cristalización
AF1.- Clases presenciales activas: Combinación de teoría, problemas cortos,
preguntas y discusión con los alumnos.
AF4.- Seminarios.
AF5.- Prácticas de computación y bases de datos.
AF6.- Tutoría individual o grupal.
AF7.- Evaluación.
AF8.- Clases prácticas en laboratorio.
AF9.- Planificación, realización y análisis de experimentos (tutelada).
AF10.- Trabajo autónomo.
AF12.- Trabajo en grupo.
La formación práctica que se propone en el Módulo II - Investigación tutelada,
del que forma parte esta asignatura, debe basarse en unos conocimientos
teóricos adquiridos con anterioridad en el Módulo I, que permitan que el
alumno pueda plantearse un problema y proponer soluciones sirviéndose de una
serie de instrumentos experimentales, de cálculo y bibliográficos, utilizando
una metodología adecuada, todo ello bajo la tutela y supervisión del
profesorado de prácticas y con la ayuda del personal científico y técnico del
grupo de investigación.
Los objetivos de aprendizaje transversales propuestos son que el alumno:
Desarrolle las competencias necesarias para incorporarse a un grupo de trabajo
multidisciplinar (sobre todo habilidades personales, de trabajo en equipo y de
comunicación).
Adquiera destrezas transversales como aprender a utilizar información
científica, presentar resultados, etc.
Aprenda a implementar y a valorar las medidas de seguridad y protección del
laboratorio.
Aprenda a aplicar los conocimientos fundamentales aprendidos en el Módulo I
para el análisis, interpretación y discusión crítica de los datos obtenidos.
Aprenda a organizar los resultados de investigación en forma de informes y,
posteriormente, redactar en base a ellos un artículo científico especializado,
incluyendo la preparación de ilustraciones, la discusión de resultados y el
uso de bibliografía.
Aprenda a presentar y discutir sus resultados oralmente en seminarios y a
presentar los materiales audiovisuales oportunos para una presentación eficaz.
Esta asignatura tiene, además, unos objetivos específicos relacionados con el
tipo de actividad científicotécnica, en particular, se pretende que el alumno:
Adquiera los conocimientos y habilidades necesarias para el trabajo
experimental en un laboratorio de cristalización: utilización de reactores de
cristalización, planificación y montaje de experimentos de cristalización,
operación de instrumentos ópticos, espectroscópicos y de difracción de uso
habitual en laboratorios de esta disciplina.
Sistema de evaluación (ponderación mínima y máxima %)
Realización de prácticas y/o cuaderno de prácticas (40%-60%)
Realización y presentación de trabajos e informes (40%-60%)
Participación en seminarios (10%-20%)
Brice, J.C.: Crystal Growth Processes, Blackie, Glasgow 1986. all aspects of
crystal growth.
H Arend and J Hulliger, Crystal Growth in Science and Technology, eds., Plenum
and NATO 1989.
Falckenberg, R. (1978): The Verneuil Process. In: Crystal Growth, Theory and
Techniques. Vol. 2. (Ed: Goodman) Plenum Press, New York, 109-184.
Hurle, D.T.J. Editor: Handbook of Crystal Growth, North Holland, Amsterdam,
1993-1995. Several volumes covering all aspects of crystal growth.
Rösler, Hans Jürgen (1991): Lehrbuch der Mineralogie. Deutscher Verlag fuer
Grundstoffindustrie, Leipzig. 844 Seiten.
Tiller, W. A.: The Science of Crystallisation, Vol. 1: Microscopic Interfacial
Phenomena, Vol. 2: Macroscopic Phenomena and Defect Generation, Cambridge
Univ. Press, Cambridge, 1991.
Alberto Pimpinelli and Jacques Villain, Physics of Crystal Growth Series:
Collection Alea-Saclay: Cambridge University Press
Gustafsson, J.P., Visual MINTEQ 2.01, computer program for calculating aqueous
geochemical equilibria, 2001 (adapted version of MINTEQA2 (CEAM, EPA USA,
1999).
Parkhurst, D.L. and Appelo, C.A.J, 1999. User´s guide to PHREEQC (version 2)-A
computer Program for Speciation, Batch-reaction, One-dimension transport and
Inverse geochemical calculations. WRI Report 99-4259. U. S. Geological Survey.
McPherson, A., Crystallization of Biological Macromolecules. Cold Spring
Harbor Laboratory Press, New York, 1999.
Ducruix, A. and Giegé, R. Crystallization of nucleic acids and proteins. A
practical approach. Second Edition. The practical approach series, Ed. Hames,
B.D. Oxford University Press, 1999.
Sazaki, G., Matsuia, T., Tsukamoto, K., Usamia, N., Ujihara, T., Fujiwara, K.,
Nakajima, K. In situ observation of elementary growth steps on the surface of
protein crystals by laser confocal microscopy, Journal of Crystal Growth 262
(2004) 536–54.
Granada Crystallization Box.
http://lec.ugr.es/GranadaCrystBox/GCB/How%20to%20use%20GCB.htm
Bergfors T.M. (1999). Protein Crystallization. International University Line
(ISBN-10: 0963681753).
McRee D.E. (1999). Practical Protein Crystallography. Academic Press (ISBN-10:
0124860524).
Lesk A.M. (2001). Introduction to Protein Architecture: The Structural Biology
of Proteins. Oxford University Press (ISBN-10: 0198504748).
Brändén C.I. & Tooze J. (1999). Introduction to Protein Structure. Routledge
(ISBN-10: 0815323050).
Phase Transformations in Solids. R. Smoluchowski, J.E. Mayer and W.A. Weyl.
John Wiley & Sons Inc. New-York, 1951.
Organic Chemical Crystallography. A.I. Kitaigorodskii. Consultants Bureau.
New-York, 1961.
Phase Transitions in Solids. C.N.R. Rao and K.J. Rao. McGraw-Hill Book
Company. New-York, 1978.
Mixed Crystals. A.I. Kitaigorodsky. Springer-Verlag. Berlin, 1984.
Fundamentals of Crystallography. C. Giacovazzo Ed. IUCr. Oxford University
Press, Oxford, 1992.
Polymorphism in Molecular Crystals. J. Bernstein. Clarendon Press. Oxford,
2002.
HA Lowenstam, S. Weiner On biomineralization, Oxford University Press, (1996).
A.McPherson, Introduction to Macromolecular Crystallography. Wiley-Liss,
(2002).
S. Mann, Biomineralization: Principles and Concepts in Bioinorganic Materials
Chemistry, Oxford University Press, (2001).
Este documento puede utilizarse como documentación de referencia de esta asignatura para la solicitud de reconocimiento de créditos en otros estudios. Para su plena validez debe estar sellado por la Secretaría de Estudiantes UIMP.
Descripción no definida
Anual
Créditos ECTS: 7
Gavira Gallardo, José Antonio
Científico Titular
Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT)
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Choquesillo Lazarte, Duane
Investigador Postdoctoral
Laboratorio de Estudios Cristalográficos (LEC)
Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Delgado López, José Manuel
Investigador Postdoctoral
Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT)
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
González Ramírez, Luis Antonio
Investigador Científico
Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT)
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Pineda Molina, Estela
Investigador Contratado Ramón y Cajal
Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT)
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Van Driessche , Alexander Edgard
Universidad de Bruselas