Guía docente de Aplicaciones de la Espectroscopia de Fluorescencia en la Investigación y Control de Medicamentos (M91/56/1/1)

• Introducción a la fluorescencia. Características de la emisión fluorescente. Tiempos de vida y rendimientos cuánticos de fluorescencia. Instrumentación en espectroscopia de fluorescencia. Espectros de fluorescencia en estado estacionario y con resolución temporal. Fluoróforos intrínsecos y extrínsecos. Etiquetado de moléculas, biomoléculas y macroestructuras.
• Efectos del disolvente en los espectros de emisión. Determinación de la polaridad del lugar de enlace de un fluoróforo en una macroestructura biológica. Efectos de la temperatura. Espectroscopia de emisión resuelta en el tiempo (TRES). Aplicaciones en el análisis biomédico.
• Quenching de fluorescencia. Teoría del quenching colisional. Teoría del quenching estático. Quenching combinado. Quenching por esfera de acción. Aplicaciones a proteínas y a la detección de la hibridación del DNA en medios homogéneos. Quenching en membranas celulares. Otras aplicaciones.
• Polarización y anisotropía de fluorescencia. Espectros de polarización. Aplicaciones a la medida de constantes de asociación. Diagnóstico e imagen mediante polarización de fluorescencia. Inmunoanálisis por polarización de fluorescencia. Uso de la anisotropía en el estudio del estado físico de las membranas. Detección del transporte de fármacos a través de membranas.
• Inmunoanálisis por transferencia resonante de la energía de fluorescencia (FRET). Pares aceptor-dador. Medida de distancias a nivel molecular y de tejidos mediante FRET. Uso de FRET en los análisis por polarización. Medida de constantes de asociación. FRET en membranas celulares. Detección del transporte de fármacos a través de membranas mediante FRET.
• Espectroscopia de correlación de fluorescencia. Aplicación a las medidas intracelulares de difusión y penetración de principios activos. Espectroscopia de fluorescencia de moléculas individuales. Imágenes celulares de moléculas individuales. Aplicación al análisis biomédico.
• Revisión de las aplicaciones de la fluorescencia en proteínas y ácidos nucleicos. Sensores fluorescentes. Sensores de monitorización continua de pH, O2 y CO2. Sensores de actividad.

Las vías para acceder a los estudios oficiales de Máster son las siguientes: 

• Estar en posesión de un título universitario oficial español u otro expedido por una institución de educación superior del Espacio Europeo de Educación Superior que faculten en el país expedidor del título para el acceso a enseñanzas de máster.
• Así mismo, podrán acceder los titulados conforme a sistemas educativos ajenos al Espacio Europeo de Educación Superior sin necesidad de la homologación de sus títulos, previa comprobación por la Universidad de que aquellos acreditan un nivel de formación equivalente a los correspondientes títulos universitarios oficiales españoles y que facultan en el país expedidor del título para el acceso a enseñanzas de máster. El acceso por esta vía no implicará, en ningún caso, la homologación del título previo de que esté en posesión el interesado, ni su reconocimiento a otros efectos que el de cursar las enseñanzas de Máster.

Las titulaciones que dan acceso a este Máster son las siguientes: 

• Grado o Licenciado en Farmacia

• Grado o Licenciado en Química 

• Grado o Licenciado en Biología

• Grado o Licenciado en Bioquímica

• Grado o Licenciado en Biotecnología

• Grado o Licenciado en Medicina y Cirugía

• Grado o Licenciado en Veterinaria

• Ingeniero Químico

• Ingeniero Industrial

• Proporcionar a los alumnos las bases teóricas de la espectroscopia de fluorescencia para su correcta aplicación al desarrollo e investigación del medicamento, al análisis clínico y al seguimiento farmacocinético.
• Plantear a los alumnos los principales problemas asociados a la utilización de la espectroscopia de fluorescencia en sus aplicaciones clínicas y analíticas en general.
• Proporcionar a los alumnos las herramientas necesarias para desarrollar criterios y metodologías de trabajo que permitan interpretar los resultados experimentales.

1. Introducción a la fluorescencia. Diagrama de Jablonski. Características de la emisión fluorescente. Tiempos de vida y rendimientos cuánticos de fluorescencia. Instrumentación en espectroscopia de fluorescencia. Espectros de fluorescencia en estado estacionario y con resolución temporal. Fluoróforos intrínsecos y extrínsecos. Etiquetado de moléculas, biomoléculas y macroestructuras.
2. Quenching de fluorescencia. Teoría del quenching colisional. Teoría del quenching estático. Quenching combinado. Quenching por esfera de acción. Aplicaciones a proteínas y a la detección de la hibridación del DNA en medios homogéneos. Quenching en membranas celulares. Otras aplicaciones.
3. Polarización y anisotropía de fluorescencia. Espectros de polarización. Aplicaciones a la medida de constantes de asociación. Diagnóstico e imagen mediante polarización de fluorescencia. Inmunoanálisis por polarización de fluorescencia. Uso de la anisotropía en el estudio del estado físico de las membranas. Luminiscencia circularmente polarizada (CPL).
4. Transferencia resonante de la energía de fluorescencia (FRET). Pares aceptor-dador. Medida de distancias a nivel molecular y de tejidos mediante FRET. Uso de FRET en los análisis por polarización. Medida de constantes de asociación. FRET en membranas celulares. Detección del transporte de fármacos a través de membranas mediante FRET.
5. Espectroscopia de correlación de fluorescencia. Aplicación a las medidas intracelulares de difusión y penetración de principios activos. Espectroscopia de fluorescencia de moléculas individuales. Imágenes celulares de moléculas individuales. Aplicación al análisis biomédico.
6. Microscopía de fluorescencia; microscopía de campo ancho y confocal. Microscopia de tiempos de vida de fluorescencia (FLIM) y sus aplicaciones. Sensores fluorescentes. Nanosensores intracelulares basados en nanopartículas de Quantum Dots. Microscopía de súper-resolución (nanoscopia).

Prácticas de laboratorio y virtuales

1. Estudio de un quenching colisional por espectrofluorimetría en estado estacionario y con resolución temporal - Laboratorio
2. Estudio de la FRET en sistemas bioquímicos (ADN y péptidos) - Laboratorio + virtual

Seminarios de problemas

1. Ley de Kavanagh
2. Quenching
3. Anisotropía de fluorescencia
4. FRET

• Joseph R. Lakowicz. Principles of Fluorescence Spectroscopy (third edition). Springer Science. New York. 2006.
• Nicholas J. Turro, V. Ramamurthy, J. C. Scaiano. Modern Molecular Photochemistry of Organic Molecules. University Science Books. Sausalito, California. 2010.
• Joseph R. Lakowicz (Ed.). Topics in Fluorescence Spectroscopy Vol. 2. Plenum Press. 1991.
• Ludwig Brand and Michael L. Johnson (Eds.). Methods in Enzymology. Vol. 278. Fluorescence Spectroscopy. 1997.

• Chemical Reviews. Vol 110, issue 5 (2010): https://pubs.acs.org/toc/chreay/110/5

Régimen de evaluación continua

• Evaluación de actitudes y seguimiento de la asignatura. Se tomará en consideración, de forma especial, la asistencia a clase y la participación activa del alumno en las mismas, a través de la formulación de preguntas y la respuesta a cuestiones relacionadas con los conceptos que se vayan explicando (20%).
• Entrega de un informe con los cálculos y resultados de las prácticas de laboratorio (30%)
• Realización de los problemas y actividades de clase (20%)
• Análisis de los contenidos y la exposición de los trabajos bibliográficos (30%)
• La asistencia a clase es obligatoria para obtener la evaluación en este régimen.

Régimen de evaluación por prueba final

• Se aplicaría este régimen si no se asistiera a las clases teóricas y prácticas, sin justificación.
• Entrega de los problemas y actividades realizados en clase. (20%)
• Entrega del informe de la práctica virtual de FRET. (20%)
• Prueba final sobre los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura. (60%)

• Se aplicaría este régimen si no se ha aprobado la asignatura en convocatoria ordinaria.
• Entrega de los problemas y actividades realizados en clase. (20%)
• Entrega del informe de la práctica virtual de FRET. (20%)
• Prueba final sobre los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura. (60%)

• Se aplicaría este régimen cuando se solicite la evaluación única final, siguiendo la normativa vigente de la Universidad de Granada.
• Entrega de los problemas y actividades realizados en clase. (20%)
• Entrega del informe de la práctica virtual de FRET. (20%)
• Prueba final sobre los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura. (60%)