Manual de práctica




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MANUAL DE PRÁCTICA BIOTECNOLOGÍA FARMACÉUTICA

PRESENTACIÓN

La presente guía de prácticas ha sido elaborada con la finalidad de complementar la enseñanza-aprendizaje de la asignatura de Biotecnología Farmacéutica.

Este trabajo es fruto de las experiencias del docente del curso, el aporte de otros profesionales expertos y la recopilación de experiencias publicadas por profesionales expertos en la materia.

Este trabajo tiene como objetivo proporcionar al alumno el material necesario para ayudarle a comprender las medidas de bioseguridad en el laboratorio, algunas de las técnicas para el aislamiento, obtención y producción a gran escala de algunos metabolitos secundarios a partir de organismos vivos, la identificación de ADN, elaboración de algunos productos a partir del uso de la Biotecnología, así como los conocimientos necesarios para poder lograr los objetivos planteados.

La guía consta además de algunos esquemas en donde el alumno deberá plasmar sus resultados y de algunas preguntas que deberán ser desarrolladas y fundamentadas para reforzar lo aprendido.

Jéssica Nathalie Bardales Valdivia

Químico Farmacéutico

C.Q.F.P. 12713

Magister en Farmacia y Bioquímica con Mención en Farmacia Clínica

Doctoranda en Ciencias

CONTENIDO

Pág.

Presentación……………………………………………………………………………….. 1

Competencias del curso…………………………………………………………………... 3

Introducción……………………………………………………………………………..….. 4

Consideraciones generales para el desarrollo de las prácticas de laboratorio……… 5

Práctica N°1: Medidas de Bioseguridad en el Laboratorio de Biotecnología………..... 8

Práctica N°2: Aislamiento de microorganismos productores de antibióticos

(primera parte)………………………………………………………………………………….41

Práctica N°2: Aislamiento de microorganismos productores de antibióticos (segunda parte)……………………………………………………………………………………….……45

Práctica N°2: Aislamiento de microorganismos productores de antibióticos

(tercera parte)……………………………………………………………………………….......45

Práctica N°3: Identificación del microorganismo productor de antibiótico…………..…….49

Práctica N°4: Estimación de la producción de antibiótico (primera parte)…………..…….56

Práctica N°4: Estimación de la producción de antibiótico (segunda parte)………………..59

Práctica N°4: Estimación de la producción de antibiótico (tercera parte)…………..……...60

Práctica N°5: Espectro de actividad (primera parte)……………………..............................63

Práctica N°5: Espectro de actividad (segunda parte)……………………............................65

Práctica N°5: Espectro de actividad (tercera parte)……………………...............................66

Práctica N°6: Efecto antibacteriano de aceites esenciales………………………...……...…69

ANEXOS

COMPETENCIAS DEL CURSO

Las competencias que se pretenden alcanzar al término de la asignatura en las prácticas de Biotecnología Farmacéutica, serán:

    1. Competencias sistémicas




  • Aprender a aprender; comprendiendo el rol del profesional Químico Farmacéutico en el diseño, desarrollo, operación y control de procesos biotecnológicos, analizando relacionando e interpretando y propiciando su participación en forma democrática y responsable.

  • Indagar acerca de los nuevos campos de investigación en el área de Biotecnología Farmacéutica.




    1. Competencia interpersonal

  • Habilidad para relacionar los procesos biológicos y su aplicación práctica en la obtención de productos innovadores a través de la Biotecnología, el rol de los seres vivos macroscópicos o microscópicos en los fenómenos involucrados en los procesos biotecnológicos relacionados y el rol del profesional Químico Farmacéutico en el diseño, desarrollo, operación y control de los procesos biotecnológicos.




    1. Competencia instrumental

  • Demostrar sus habilidades y destrezas en el manejo y utilización de los diversos materiales y equipos de laboratorio e interpretar los métodos de diagnóstico usados en cada caso.


INTRODUCCIÓN

Las prácticas de Biotecnología Farmacéutica, son un complemento de las enseñanzas impartidas en las clases teóricas, es por ello que se ha tratado de incluir parte de la temática de la programación teórica.

En la primera y segunda unidad se considerarán: la bioseguridad en el laboratorio de biotecnología farmacéutica, aislamiento de microorganismos productores de antibióticos, identificación del microorganismo productor de antibiótico, estimación de la producción de antibiótico, espectro de actividad, elaboración de biorreactores, manejo y uso, producción de etanol por fermentación, efecto antibacteriano de aceites esenciales. Adicionalmente a las prácticas propuestas se considerarán visitas a un laboratorio de Biología Molecular y a centros en donde se fabriquen vinos.

Durante las sesiones de práctica se abordarán temas de interés en los cuales se analizarán artículos científicos de temas Biotecnológicos.

CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL DESARROLLO DE LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Un laboratorio de Microbiología y Biotecnología es un lugar convenientemente habilitado donde se pueden manejar y examinar microorganismos. Este tipo de trabajo debe ser llevado a cabo con una buena técnica aséptica, y por tanto se requiere un ambiente limpio y ordenado y trabajar siempre en condiciones de esterilidad (en campanas de esterilidad biológica o en la proximidad de la llama de un mechero de alcohol o de gas).

Aunque los microorganismos que se manipulen no sean considerados patógenos, todos los cultivos de todos los microorganismos deben ser manejados con precaución por su potencial patogenicidad.

Es necesario cumplir dos requisitos básicos:

Restringir la presencia de los microorganismos en estudio a sus recipientes y medios de cultivo para evitar el iesgo de contaminarse uno mismo o un compañero.

  1. Evitar que los microorganismos ambientales (presentes en piel, pelo, aire, ropa,etc.) contaminen nuestras muestras.

  2. Para mantener estas condiciones, también es necesario respetar una serie de normas de seguridad:

  • Es imprescindible el uso de bata de laboratorio. No usar la bata fuera del laboratorio.

  • Al iniciar y finalizar las prácticas, el estudiante se lavará las manos con agua y jabón.

  • El lugar de trabajo debe estar siempre limpio y ordenado. Antes de comenzar cada práctica es conveniente desinfectar la superficie de trabajo.

  1. Los desinfectantes más habituales para esto son la lejía y el alcohol (etanol 96°).

  2. Los microorganismos deben manejarse siempre alrededor de la llama. Se deben evitar los desplazamientos innecesarios por el laboratorio, ya que pueden crear corrientes que originen contaminaciones o producir accidentes.

  3. Durante las prácticas está prohibido comer, beber, fumar, afeitarse, maquillarse, en las zonas de trabajo.

  4. Cuando se manipulan microorganismos hay que evitar llevarse las manos a la boca, nariz, ojos, etc.

  5. Libros, carpetas, abrigos y cualquier otro material que no se utilice en la realización de la práctica deben estar apartados del lugar de trabajo.

  6. Para deshacerse del material contaminado se utilizarán los recipientes adecuados, que serán esterilizados posteriormente. Nunca se debe tirar nada contaminado por el fregadero o a la basura común.

  7. Bajo ningún concepto debe sacarse ninguna muestra contaminada del laboratorio.

  8. No se debe pipetear con la boca. Utilizar siempre pipeteadores manuales.

  9. Tener cuidado con todos los reactivos, químicos, soluciones, gases, etc.

  10. Familiarizarse con las sustancias peligrosas y comportarse adecuadamente

  11. Guardar los solventes en armarios o cajas apropiados.

  12. Nunca guardar éter o similares en frigoríficos ordinarios.

  13. Comunicar a los demás investigadores del laboratorio cuando se estén manipulando sustancias tóxicas.

  14. Cada cosa tiene su sitio y debe ser colocada allí inmediatamente después de su uso.

  15. Notificar al personal responsable del laboratorio cualquier accidente biológico o químico, por muy pequeño que sea.

  16. El laboratorio tiene un manual de seguridad que debe ser leído antes de empezar a trabajar por primera vez.

  17. Cumplir con el material solicitado.


PRÁCTICA N°1

MEDIDAS DE BIOSEGURIDAD EN EL LABORATORIO DE BIOTECNOLOGÍA

En la primera parte de este manual se hace referencia a los peligros relativos que entrañan los microorganismos infecciosos, clasificados por grupos de riesgo (grupos de riesgo 1, 2, 3 y 4 (OMS)). Esta clasificación por grupos de riesgo se utilizará exclusivamente para el trabajo de laboratorio. En el cuadro 1 se describen esos grupos de riesgo.



Los laboratorios se clasifican como sigue: laboratorio básico – nivel de bioseguridad 1; laboratorio básico – nivel de bioseguridad 2; laboratorio de contención – nivel de bioseguridad 3, y laboratorio de contención máxima – nivel de bioseguridad 4. Las designaciones del nivel de bioseguridad se basan en una combinación de las características de diseño, construcción, medios de contención, equipo, prácticas y procedimientos de operación necesarios para trabajar con agentes patógenos de los distintos grupos de riesgo. En el cuadro 2 se relacionan, no se equiparan, los grupos de riesgo con el nivel de bioseguridad de los laboratorios destinados al trabajo con microorganismos de cada uno de esos grupos.



Los países o regiones deberán elaborar una clasificación nacional o regional de los microorganismos en grupos de riesgo, teniendo en cuenta los siguientes factores:

1. La patogenicidad del microorganismo;

2. El modo de transmisión y la gama de huéspedes del microorganismo. Estos dos factores pueden depender de los niveles de inmunidad existentes en la población local, la densidad y los movimientos de la población de huéspedes, la presencia de vectores apropiados y el nivel de higiene ambiental.

3. La disponibilidad local de medidas preventivas eficaces, entre las que cabe citar la profilaxis mediante la administración de antisueros (inmunización pasiva) o vacunas; las medidas de higiene (higiene de los alimentos y del agua, por ejemplo), y la lucha contra los reservorios animales o los artrópodos vectores.

4. La disponibilidad local de tratamientos eficaces, que comprende la inmunización pasiva, la vacunación pos exposición y la administración de antimicrobianos, antivíricos y quimioterapia, y debe tener en cuenta la posibilidad de que aparezcan cepas farmacorresistentes.



EVALUACIÓN DEL RIESGO MICROBIOLÓGICO

El pilar de la práctica de la bioseguridad es la evaluación del riesgo. Aunque existen muchas herramientas para ayudar a evaluar el riesgo que comporta un procedimiento o un experimento determinado, el componente más importante es el juicio profesional. Las evaluaciones del riesgo deben ser efectuadas por las personas que mejor conozcan las características peculiares de los organismos con los que se va a trabajar, el equipo y los procedimientos que van a emplearse, los modelos animales que pueden utilizarse y el equipo y los medios de contención disponibles. El director o investigador principal del laboratorio es el responsable de asegurar que se realicen de modo oportuno las evaluaciones del riesgo más apropiadas y de colaborar estrechamente con el comité de seguridad y el personal de bioseguridad de la institución con el fin de velar por que se disponga del equipo y los medios apropiados para el trabajo que está previsto llevar a cabo. Una vez terminadas, las evaluaciones del riesgo deben ser consultadas periódicamente y revisadas cada vez que sea preciso, teniendo en cuenta la obtención de nuevos datos que tengan alguna influencia en el grado de riesgo y toda nueva información pertinente que aparezca en las publicaciones científicas.

Una de las herramientas más útiles de que se dispone para llevar a cabo una evaluación del riesgo microbiológico es la asignación de los agentes microbiológicos a uno de los grupos de riesgo. Sin embargo, la mera consulta del grupo de riesgo a que pertenece cierto agente no basta para realizar una evaluación del riesgo.

Otros factores que hay que tener en cuenta, según proceda, son los siguientes:

1. La patogenicidad del agente y la dosis infectiva.

2. El resultado potencial de la exposición.

3. La vía natural de infección.

4. Otras vías de infección, derivadas de manipulaciones en el laboratorio (parenteral, aérea, por ingestión).

5. La estabilidad del agente en el ambiente.

6. La concentración del agente y el volumen del material concentrado que va a manipularse.

7. La presencia de un huésped apropiado (personas o animales).

8. La información disponible procedente de estudios en animales y de notificaciones de infecciones adquiridas en el laboratorio o de informes clínicos.

9. La actividad prevista en el laboratorio (tratamiento con ultrasonidos, producción de aerosoles, centrifugación, entre otras).

10. Toda manipulación genética del microorganismo que pueda ampliar su gama de huéspedes o su sensibilidad a los regímenes terapéuticos eficaces conocidos.

11. Disponibilidad local de intervenciones profilácticas o terapéuticas eficaces.

Sobre la base de la información obtenida durante la evaluación de riesgos, se podrá asignar un nivel de bioseguridad al trabajo previsto, seleccionar el equipo de protección apropiado para el personal, y elaborar procedimientos normalizados de trabajo que incorporen otras intervenciones de seguridad con el fin de velar por la máxima seguridad en la realización del trabajo.

Muestras para las que se dispone de información limitada

El procedimiento de evaluación del riesgo descrito anteriormente funciona bien cuando se dispone de información suficiente. Sin embargo, en algunas situaciones no hay información suficiente para llevar a cabo una evaluación apropiada de los riesgos, como ocurre con las muestras clínicas o epidemiológicas recogidas sobre el terreno.

En esos casos, conviene que la manipulación de las muestras se realice con prudencia.

1. Deben adoptarse precauciones normalizadas y emplearse protecciones de barrera (guantes, batas, protección ocular) cada vez que se obtengan muestras de pacientes.

2. Las prácticas y los procedimientos básicos de contención del nivel de bioseguridad 2 deben ser el requisito mínimo para la manipulación de muestras.

3. El transporte de muestras debe respetar las normas y reglamentos nacionales o internacionales.

Quizá se disponga de alguna información que ayude a determinar el riesgo que entraña manipular esas muestras:

1. Datos médicos sobre el paciente.

2. Datos epidemiológicos (datos de morbilidad y mortalidad, presunta vía de transmisión, otros datos de la investigación de brotes).

3. Información sobre el origen geográfico de la muestra. Si se producen brotes de enfermedad de etiología desconocida, las autoridades nacionales competentes o la OMS pueden elaborar directrices particulares apropiadas que publicarán en la Web (como se hizo en 2003 en el caso del síndrome respiratorio agudo severo) para indicar cómo deben prepararse las muestras para el transporte y en qué nivel de bioseguridad deben analizarse.
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