Práctica pedagógica RMN

Estrategia innovadora en el aprendizaje activo de Resonancia Magnética Nuclear para químicos farmacéuticos en formación

Conceptos de inicio

Resonancia magnética nuclear (RMN) 1. Estudió de núcleos con número impar de protones 2. Campos magnéticos - estados spín 3. Generalidades en el funcionamiento del equipo 4. Disolventes deuterados - preparación de la muestra 5. Apantallamiento o protección magnética de los electrones 6. Desplazamientos químicos 7. Compuestos de referencia: TMS 8. Tablas 9. Espectros de RMN 10. Equivalencia de protones 11. Desacoplamiento spín - spín 12. Multiplicidad regla de N+1

Actividades de contextualización

Ejercicios de resolución de problemas

Clase tipo espejo

Evaluación

Enlaces de clase invertida

Aplicación de RMN

Ejemplos ejercicios de resolución de problemas

Ejemplo de ejercicios 1. La cadaverina es una amina biógena que se obtiene por la descomposición del aminoácido lisina, por su naturaleza al conformar las proteínas se encuentra principalmente en la materia orgánica muerta, siendo la responsable del olor fuerte a putrefacción. Luego de un análisis criminalístico se enviaron muestras a RMN, encontrando la cadaverina en mayor proporción, conociendo el resultado del espectro asigne las señales correspondientes. Además, asigne las señales de IR, más representativas. 2. El salbutamol es un medicamento utilizado para el alivio de broncoespasmo, en enfermedades como el asma y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Elucide los espectros asignando las señales correspondientes y mencionando la integración para el caso de 1H. 3. La dopamina y serotonina son neurotransmisores necesarios para el buen funcionamiento del organismo, tanto su deficiencia como exceso puede traer problemas al hombre. El primero tiene funciones relacionadas con el movimiento, la memoria, sistemas de recompensa, comportamiento y cognición, atención, el sueño, humor y aprendizaje. La serotinina está muy relacionado con el control de las emociones y el estado de ánimo, aunque cumple otras funciones importantes como lo son: regular el apetito que causa un estado de saciedad, control de la temperatura corporal y regulación del apetito sexual. Por su importancia biológica se quiere hacer una dilucidación estructural luego de la separación de una mezcla, encontrando los siguientes espectros, mencione cual corresponde a cada neurotransmisor, asigne las señales para 1H y 13C e indique cada señal para cuantos átomos de hidrógeno tiene su integración. La elucidación puede ser ayudada por lo espectros de IR.

Quiz conceptos iniciales y preguntas aplicadas del artículo

Planeación

Desarrollo

Rúbrica de elaboración de vídeos y criterios a evaluar:

Actividad virtual: elucidación estructural por RMN Objetivo: Discutir en grupos de trabajo la elucidación estructural de un compuesto con actividad biológica utilizado para el tratamiento de enfermedades, mediante el análisis de espectros de RMN monodimensionales y bidimensionales. Pautas de trabajo: 1. A cada grupo de trabajo le serán dados una serie de espectros monodimensionales y bidimensionales de RMN, con los cuales deberá elucidar la estructura, la cual corresponde a un principio actividad usado para el tratamiento de enfermedades. 2. Cuando se conozca la estructura perteneciente del compuesto, el grupo deberá mostrar en un vídeo no mayor a 15 minutos la elucidación de los espectros asignados, mostrando los inconvenientes que se presentaron durante el análisis, aquello que no fue tan fácil de ver con un espectro y las necesidades de recurrir a otros. 3. Al conocer la estructura de la molécula, la cuál corresponde a un principio activo de un fármaco, deberán comentar generalidades, usos e importancia del fármaco en el mismo vídeo. Parámetros del video: 1. El vídeo no podrá tener un tiempo mayor a 15 minutos, de lo contrario este no será tenido en cuenta para revisión. 2. Cada uno de los integrantes del grupo deberá ser visto en el vídeo, se debe escuchar su análisis y/o discusión, relacionada con el tema, mostrando sus conocimientos. 3. Podrán emplear las herramientas que consideren necesarias, la creatividad está a su disposición. 4. Tener en cuanta que más personas verán su vídeo, por lo mismo deben ser claros, concisos y utilizar siempre un lenguaje apropiado para el tema y acorde a su formación. 5. Fecha de entrega del enlace del vídeo 4 de junio 6. Antes de la fecha de entrega cada grupo deberá enviar su estructura dilucidada, a más tardar 28 de mayo, para que la docente le indique si es la esperada o debe hacer correcciones, no se realizarán tutorías para ayudar en esta elucidación estructural, de tal forma que todos tienen las mismas condiciones de trabajo. Criterios a evaluar: CriterioPorcentaje (%)Contenido científico y precisión30Argumentación en la elucidación 30Claridad en la explicación20Creatividad 10Calidad del lenguaje en el vídeo10 Moléculas de estudio: 1. Omeprazol 2. Captopril 3. Warfarina 4. Fluoxetina

Rúbrica de elaboración de vídeos y criterios a evaluar:

Dra. Jeymy Tatiana Sarmiento MonsalveDra. Diana Marcela Vargas Oviedo

Sostenibilidad en el tiempo

Las imágenes anteriores corresponden a la segunda sesión de taller de RMN, en el que se le explica a los estudiantes el funcionamiento del equipo. En esta versión cambia un poco la dinámica ya que como se vuelve a la presencialidad, se reúnen a los estudiantes en un aula de clase, y el profesor experto se comunica mediante tecnologías mediadas por TIC. Este taller nuevamente se hace en colaboración con la Universidad de Colima - México.

Simulador RMN

Esta actividad consiste en una serie de tareas que se desarrollaran con el fin de abordar los conceptos básicos de la resonancia magnética nuclear, los cuales se encuentran en el primer enlace y son trabajados en la primera clase sincrónica de la temática. El siguiente enlace corresponde a dos vídeos desarrollados por cada una de las docentes, en los cuales encontraremos la aplicación de todos los conceptos en un ejercicio que involucra la elucidación de una molécula con actividad farmacéutica, que es el objetivo principal al finalizar la temática, que los estudiantes eluciden una estructura desconocida para ellos y la relacionen con la actividad farmacéutica. Se les sugiere a los estudiantes ver estos vídeos de forma asincrónica antes de la sesión de clase. Otra de las actividades aquí involucradas es una lectura de la aplicación de la resonancia magnética nuclear como herramienta para el estudio del cáncer y busca dar a conocer aplicaciones reales de la técnica

La segunda actividad tipo resolución de problemas corresponde a ejercicios propuestos mediante un taller y presentados al mismo tiempo de los vídeos de la clase invertida, buscando que los estudiantes los realicen de forma autónoma, y durante la sesión de clase sincrónica se resuelvan las dudas generadas tanto en el vídeo como en la resolución de los ejercicios. Aquí de igual forma encontraremos dos enlaces hacia la forma en que se desarrollaron ejercicios evaluativos durante las sesiones de clase y que fueron superados con elevado éxito por parte de los estudiantes y discutidos igualmente durante las sesiones sincrónicas.

En este apartado se muestran las herramientas empleadas para la evaluación de los procesos de enseñanza - aprendizaje de la temática de RMN. Aquí se busca que los estudiantes elaboren en grupos de trabajo un vídeo en el que analicen y discutan a partir de los conocimientos aprendidos con las anteriores actividades, la elucidación estructural de una molécula desconocida de interés farmacéutico, el primer enlace corresponde a la rúbrica de trabajo y evaluación. Así mismo, como autoevaluación y coevaluación de su proceso encontraremos dos enlaces que fueron empleados con este fin.

Esta actividad fue mediada por el área de internacionalización en colaboración con el profesor Dr. Francisco Martínez de la Universidad Colima - México y buscó realizar una clase con un experto en la temática, con el fin de profundizar en el apartado experimental de la técnica. Aquí encontraremos los ítems que fueron discutidos en las reuniones preliminares a la sesión de clase espejo, planeados para el desarrollo de la actividad. Así mismo, se encuentra el enlace que direcciona a la sesión llevada a cabo como evidencia.