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Título : Desarrollo de curso-taller de cromatografía de líquidos con espectrometría de masas como apoyo a la enseñanza para los laboratorios de Química Analítica de la Facultad de Química
Autor : DURAN ALVAREZ, JUAN CARLOS
Fecha de publicación : 2017
Resumen : Las actuales demandas del sector industrial y de la investigación hacen necesario que los alumnos cuenten con un elevado y comprobable nivel de pericia en el manejo de las tecnologías más novedosas. En el área de Química, las áreas de farmacia, química ambiental, investigación e incluso análisis clínicos y forenses precisan el uso de equipamientos de última generación que permitan aislar, identificar y cuantificar a componentes químicas en niveles de trazas o ultra trazas. La Facultad de Química de la UNAM ofrece un inmejorable nivel de preparación en las áreas teóricas de la Química Analítica Instrumental, ello a través de asignaturas como Química Analítica I, II y III. También se presenta a los alumnos el principio de funcionamiento y manejo básico de los sistemas de preparación de muestras, los cuales son procedidos por la separación del analito en sistemas de cromatografía de gases o de líquidos y su análisis en un sistema de detección adecuado. Dichos sistemas de preparación y análisis de muestras son mostrados a los alumnos en las asignaturas de Analítica Experimental I, II y III, y Química Analítica Instrumental I y II, las cuales se imparten de sexto a octavo semestre de la carrera de Química. De hecho, en las materias avanzadas, los alumnos llegan a plantear soluciones teóricas a problemas de la química analítica. No obstante, durante su formación académica, los alumnos no tienen acceso a equipos de última generación para aprender su funcionamiento, las labores de mantenimiento preventivo, y los pasos a seguir en caso de algún desperfecto (mantenimiento correctivo). Conocimientos y experiencias que son altamente valorados para los reclutadores de personal en las empresas. La Universidad cuenta con equipos de análisis de última generación que pueden ser usados para brindar a los alumnos de la Facultad de Química el conocimiento y la experiencia necesaria en el tema. El Laboratorio Universitario de Nanotecnología Ambiental del CCADET (LUNA-CCADET) cuenta entre sus objetivos el de formar personal altamente capacitado a través de la dirección de tesis, estancias de investigación y la docencia. En este proyecto se plantea la elaboración de un curso-taller de cromatografía de líquidos con espectrometría de masas para que los alumnos de la Facultad de Química de séptimo semestre o superior tengan la oportunidad de conocer y manejar bajo supervisión técnica a esta clase de equipos de última generación. El curso-taller se ofrecería en las instalaciones del LUNA-CCADET, empleando un equipo de cromatografía de líquidos acoplado a un ionizador de electrospray y un espectrómetro de masas de triple cuadrupolo (LC-ESI-QQQ). A lo largo de seis meses se planea elaborar los contenidos del curso-taller, los cuales consistirán de una parte teórica acerca de las partes del equipo, el funcionamiento del hardware y software, y la resolución de algunos problemas teóricos. Posteriormente, en el taller se realizarán prácticas enfocadas a la preparación de muestras y a su análisis por cromatografía de líquidos con espectrometría de masas. Estas prácticas estarán basadas en problemas reales de las áreas de farmacia y ambiental. En el proyecto se incluiría la participación de un tesista de licenciatura y un alumno del mismo nivel para apoyar en la elaboración de los contenidos del curso-taller y la puesta a punto de las prácticas correspondientes. Los entregables al final del proyecto serán el manual de procedimientos del curso-taller, unas memorias del primer evento y la realización del curso durante el periodo intersemestral como prueba de concepto. Los requerimientos financieros cubrirán: a) becas para alumnos de nivel licenciatura; b) la impresión del manual y las memorias del curso-taller; c) un equipo de cómputo para uso de los alumnos de licenciatura; c) la adquisición de material de laboratorio para llevar a cabo las prácticas del evento; y, d) una visita de un ingeniero de soporte técnico para dar mantenimiento al equipo en presencia de los alumnos.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/7010
metadata.dc.contributor.responsible: DURAN ALVAREZ, JUAN CARLOS
metadata.dc.coverage.temporal: 2017-2018
metadata.dc.description.objective: 1. Elaborar los contenidos para la impartición de un curso-taller de cromatografía de líquidos con espectrometría de masas el cual estará enfocado en apoyar a la enseñanza de Química Analítica de la carrera de Química. 2. Impartir el curso-taller durante un periodo intersemestral a manera de prueba del concepto. 3. Elaborar un manual de apoyo para las prácticas realizadas en el curso taller, mismo que estará basado en problemas reales de las áreas de farmacéutica y de contaminación ambiental.
metadata.dc.description.hypothesis: La elaboración de un curso-taller enfocado en el manejo de un equipo de última generación de cromatografía de líquidos con espectrometría de masas de triple cuadrupolo complementará la enseñanza teórico-práctica de la química analítica instrumental actualmente ofertada en la Facultad de Química.
metadata.dc.description.strategies: El objetivo global de este proyecto es el de plantear un curso-taller de un tópico específico y llevarlo a cabo en un periodo intersmestral a manera de prueba de concepto. Para lograr tal objetivo se propone la siguiente metodología. Actividad 1 Seleccionar los temas que serán impartidos en el curso-taller. A partir de esta selección elaborar una tabla de contenidos del mismo. El curso-taller contará con una parte teórica en la cual se verán de manera general los siguientes temas: 1.Partes y principio de funcionamiento de un equipo de cromatografía de líquidos acoplado a un espectrómetro de masas. 2.Introducción al software Masshunter empleado en espectrometría de masas. 3.Principios de identificación y cuantificación de analitos por espectrometría de masas. 4.Principios de validación de técnicas analíticas basadas en cromatografía de líquidos con espectrometría de masas. 5.Técnicas de preparación de muestras para cromatografía de líquidos. 6.Resolución de problemas para la optimización de métodos analíticos basados en cromatografía de líquidos con espectrometría de masas. Actividad 2 Seleccionar las prácticas de laboratorio ad hoc para ser realizadas en la parte práctica del curso-taller. Estas prácticas estarán enfocadas en las áreas de farmacia y de química ambiental y su desarrollo se realizará con miras al desarrollo de competencias en los estudiantes, tales como el trabajo colaborativo, el pensamiento analítico, la identificación de problemas y áreas de oportunidad y el pensamiento crítico. En las sesiones se favorecerán las técnicas de aprendizaje colaborativa, basada en la resolución de problemas y en el planteamiento de proyectos. Actividad 3 Puesta a punto de las prácticas de laboratorio. Con el fin de tener éxito en las prácticas de laboratorio que serán desarrolladas en el curso-taller, un estudiante de licenciatura apoyará en realizar las prácticas propuestas, corroborando su factibilidad y afinando los detalles de las mismas. Esta puesta a punto servirá también para anticipar la cantidad de materiales y reactivos necesarios para realizar las prácticas, sin afectar el material del laboratorio LUNA en stock. Actividad 4 Redacción de un manual de procedimientos para el curso-taller. En este manual se realizará un compendio de la teoría que se verá en la parte teórica del curso-taller. En las siguientes secciones, el manual mostrará los procedimientos de laboratorio necesarios para realizar las prácticas del taller. Tanto la sección teórica como la práctica del manual contarán con los diagramas e ilustraciones necesarias para dar claridad en los temas a los estudiantes. La bibliografía necesaria para ampliar los conocimientos del estudiante será incluida en la sección final del manual. Actividad 5 Realización del primer curso-taller de cromatografía de líquidos con espectrometría de masas. Esto servirá como la prueba del concepto, y se llevará a cabo en un periodo intersemestral con un máximo de 8 a 10 alumnos. Actividad 6 Preparación de las memorias del primer curso-taller de cromatografía de líquidos con espectrometría de masas. Este será un compendio de las experiencias acumuladas en el primer evento. El documento mostrará también las principales fortalezas y áreas de oportunidad del curso-taller, así como las perspectivas para siguientes eventos. En caso de ser una experiencia exitosa, se planea impartir nuevamente el curso-taller, y buscar que sea una actividad con valor curricular o incluso llevarlo a la categoría de diplomado.
metadata.dc.description.goals: Dado que este proyecto tiene una duración de un año, a continuación se presentan las metas por cumplir mensualmente. Mes 1-6: Elaboración de los contenidos del curso-taller con apoyo de un tesista de nivel de licenciatura y un estudiante de los últimos semestres de la Facultad de Química. El curso-taller contemplará de dos a tres unidades teóricas seguidas por prácticas en el laboratorio. Mes 3-7: Elaboración del manual de procedimientos del curso-taller. Este manual contendrá un compendio de los datos más importantes de la teoría que se impartirá en el aula, contando para ello con texto e ilustraciones, así como con las fuentes bibliográficas necesarias para que el alumno continúe con su labor de formación fuera del aula. La segunda parte del manual consistirá en las prácticas de laboratorio por realizarse en el curso-taller. Las prácticas estarán enfocadas en las áreas de química ambiental y farmacia, y estarán orientadas al aprendizaje colaborativo, aprendizaje mediante resolución de problemas y por resolución de proyectos. Mes 7-9: Puesta a punto de las prácticas de laboratorio por ser realizadas en el curso-taller. Con la ayuda del estudiante de licenciatura de la Facultad de Química se logrará probar la factibilidad de las prácticas y se tendrá un estimado real del material y reactivos necesarios para lograr exitosamente el curso-taller. Mes 9-11: Curo-taller de cromatografía de líquidos con espectrometría de masas. Se realizará la prueba de concepto del curso en un periodo intersemestral con un máximo de 8-10 alumnos. En caso de resultar una experiencia positiva se propondrá como un curso-taller o diplomado con valor curricular. Mes 12: Elaboración de las memorias del primer curso-taller de cromatografía de líquidos con espectrometría de masas.
metadata.dc.description.selfAssessment: En términos generales, el desarrollo del proyecto fue satisfactorio durante la primera mitad del año de duración. En este periodo se comenzaron a seleccionar los contenidos de las unidades teóricas, así como el contenido de las prácticas de laboratorio. Así también, se reclutaron a dos alumnos de licenciatura de la Facultad de Química, y a un técnico laboratorista con grado de Maestro en Ciencias Químicas. Infortunadamente, uno de los tesistas pudo aspirar al monto de beca de terminación de estudios, ya que no alcanzó el promedio mínimo requerido. Con base en lo ates dicho, se concluyó la redacción del manual de prácticas para el curso-taller propuesto, materializándose dos unidades teóricas y tres experimentales. Las dos unidades teóricas tienen por objetivo capacitar a los alumnos en el uso de equipo de cromatografía de líquidos acoplado a un espectrómetro de masas, mientras que las unidades experimentales están diseñadas para aportar a los alumnos una práctica experimental lo suficientemente extensa para cubrir un mes de trabajo en el laboratorio; tiempo en el cual desarrollarán los conocimientos y aptitudes necesarias para el montaje y validación de métodos analíticos, junto con buenas prácticas de laboratorio. Las unidades experimentales son de carácter a) ambiental, para el desarrollo de un método analítico que lleve a la identificación y cuantificación de contaminantes en sedimentos y agua residual; y, b) química de alimentos, al desarrollar un método para el análisis composicional del mucílago de nopal Al mismo tiempo, se entablo comunicación con el departamento de Química Analítica de la Facultad de Química con el fin de seleccionar a nueve alumnos sobresalientes de la carrera de Química para ser invitados a la prueba de concepto del curso-taller, lo cual se prospectaba para el periodo intersemestral de Enero de 2018. La segunda mitad del proyecto no ha podido ser satisfactoriamente cumplida debido a una avería sería en el equipo de cromatografía de líquidos con espectroscopia de masas, el cual es el eje central del curso taller. Esta avería se presentó en el mes de Junio de 2017, cuando se iniciaban las labores del montaje de las técnicas analíticas que darán forma a las unidades experimentales del curso taller. Debido a ello no ha sido posible concluir con la elaboración del manual de prácticas e impartir el curso-taller. No obstante, se están haciendo los mayores esfuerzos por parte del equipo que conforma a este proyecto para el cumplimiento de los compromisos establecidos en el siguiente periodo intersemestral, Junio 2018. Es importante hacer notar que los recursos para la adquisición de materiales y reactivos, así como para equipo de cómputo, fueron ejercidos adecuadamente. No así para becas y reparación de equipos. El primer caso fue debido a que el alumno no contaba con el promedio mínimo requerido para recibir beca, mientras que en el segundo caso, el recurso era insuficiente para cubrir los $ 500,000 que demandaba el servicio.
metadata.dc.description.goalsAchieved: Meta mes 1-6 CUMPLIDA. Los contenidos del curso se han desarrollado adecuadamente. Estos contenidos constan de dos unidades teóricas. La primera enfocada en la enseñanza de los principios de cromatografía de líquidos y la segunda se enfoca en la explicación de los fundamentos de la espectroscopia de masas. Se prospecta que estas unidades teóricas sean impartidas en la primer semana del curso-taller. Posteriormente, se desarrollaron tres unidades experimentales, con ayuda de dos tesistas de licenciatura de las carreras de Química y Química en Alimentos. Estas unidades experimentales están diseñadas para la realización de prácticas de laboratorio -cada una por un equipo de tres integrantes-. La primera práctica de laboratorio está diseñada para que los alumnos conozcan los procesos de extracción de analitos orgánicos de sedimentos marinos; los analitos son después identificados y cuantificados por cromatografía de líquidos con espectroscopia de masas. La segunda práctica tiene por objetivo la extracción del mucílago de nopal y el análisis de los componentes del polisacárido. La tercer práctica apunta a que los estudiantes desarrollen un método de preparación de muestras y análisis de sustancias farmacéuticamente activas en agua residual de la Ciudad de México. Las prácticas están diseñadas para ser completadas en un periodo de un mes, trabajando un periodo de 6 horas por día de Lunes a Viernes. Meta meses 3-7 CUMPLIDA. El manual de prácticas ha sido completamente realizado en labor conjunta con los estudiantes de licenciatura y un técnico laboratorista con grado de Maestría en Ciencias Químicas en el área de Química Analítica. El manual ha pasado por revisión técnica y se encuentra actualmente en revisión de estilo, se planea concluir con el mismo para finales de Abril. Meta meses 7-12 ACTUALMENTE EN PROCESO. El obstáculo más importante que causó el desfase en el cumplimiento de las metas de este proyecto fue la avería del cromatógrafo de líquidos acoplado a espectrómetro de masas. Tal avería ocurrió en el mes de Mayo del 2017 y pudo ser repara hasta Diciembre del mismo año. Debido a lo anterior, no fue posible poner a punto las técnicas de cromatografía de líquidos prospectadas para ser realizadas en el intersemestral de Enero 2018. A partir del mes de Enero se ha comenzado a trabajar en la puesta a punto de los experimentos que conformarán el curso-taller propuesto. Actualmente ya contamos con las metodologías de extracción y preparación de muestras para las tres prácticas propuestas, y nos encontramos trabajando, los alumnos de licenciatura, el técnico laboratorista y el responsable técnico de este proyecto en el perfeccionamiento de los procesos para lograr que los alumnos realicen sesiones experimentales con el menor número de contratiempos e imponderables. Gracias a los recursos ofrecidos por el proyecto, se han adquirido los reactivos químicos e insumos necesarios para este fin.
metadata.dcterms.provenance: Cto. de Cienc. Aplicadas y Desarrollo Tecnológico
metadata.dc.subject.DGAPA: Química
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
Aparece en las colecciones: 2. Área de las Ciencias Biológicas, Químicas y de la Salud

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