Наука в молодые руки

0.0
Оценить:
Для тех, кто успел забыть, или ещё не знал: медиапроект «СГУщёнка» теперь в Дзене!
Научная команда знакомится с лабораториями университета и рассказывает о невидимых бойцах научного фронта.

Исследуемый объект – Институт химии, на базе которого работает не одна научная лаборатория. Задача – изучить структуру Института химии и узнать, над чём ведётся работа в лабораториях. Команда «СГУщёнки», как конфокальный микроскоп, разберёт до приборов каждую лабораторию и расскажет о её невидимых бойцах научного фронта.

Первая остановка – Лаборатория исследования молекулярного импринтинга кафедры общей и неорганической химии. Отдельные направления её деятельности связаны между собой ради общей цели – создания практически применимых агросорбентов.

Основная деятельность лаборатории направлена на разработку искусственных рецепторных систем, которые являются аналогами природных рецепторных элементов – антител в крови практически всех живых организмов. Для успешного воспроизведения свойств природных рецепторов используются знания из области химии полимерных материалов и высокомолекулярных соединений, а для проверки их работоспособности – методы и подходы аналитической химии.

Аналитическая химия – наука об определении химического состава объектов и их химического строения. Её методы позволяют устанавливать количество и концентрацию компонентов, составляющих определённое вещество.

Основной подход для получения искусственных рецепторов – молекулярный импринтинг: проведение полимеризации (отпечатка) с молекулой шаблона с очисткой полимера от молекул шаблона. Это приводит к появлению в полимерной структуре области для связывания конкретного вещества, похожего по строению на «шаблон». В рамках проекта РНФ (Высокоселективные сорбенты на основе молекулярно импринтированных полимеров для решения задач животноводства и растениеводства) сотрудники лаборатории (Павел Сергеевич Пиденко и Кирилл Юрьевич Пресняков) занимаются созданием сорбентов на основе молекулярного импринтинга для решения задач сельского хозяйства. Сорбенты нужны для «связывания» и инактивации природных микотоксинов в кормах для животных. Основой для создания сорбентов служат материалы различной природы – полианилин, молекулы биологического происхождения (белки) и неорганические наночастицы на основе диоксида кремния (SiO2).

Какие же приборы используются в данном процессе?

Спектрофотометр ShimadzuUV1800

«Я анализирую состав жидких веществ, а с помощью некоторых методов умею определять концентрацию в них. В меня помещают кюветы с разными растворами, через которые проходит поток света от ламп. Этот свет взаимодействует с растворами и попадает на фоточувствительную матрицу. В результате я получаю их спектры поглощения, содержащие несколько пиков. Проанализировав параметры спектров, можно, например, узнать, насколько эффективно сорбент справляется со своей задачей — "связыванием" микотоксинов, угрожающих здоровью людей и животных».

У спектрофотометра есть «напарник», который может работать как с жидкими, так и с твёрдыми и газообразными образцами:

Фурье-спектрометр FT 801 с приставкой нарушенного полного внутреннего отражения

«Мой дальний родственник, фотоакустический микроскоп, работает в Лаборатории фотоакустики СГУ. У нас с ним лазерное "сердце". Я работаю с разными видами веществ: порошками, гелями, даже жидкостями. Последние не должны содержать молекул воды, потому что она мешает мне для работы. В зависимости от агрегатного состояния, изучаемое вещество помещается на одну из моих приставок (у меня их целых 3). Инфракрасный луч проходит сквозь линзу "кошачий глаз" и проникает в вещество на несколько микрометров, взаимодействует с его молекулами и попадает на фоточувствительный сенсор. Я очень полезен и в криминалистике: помогаю быстро узнать состав неизвестного вещества. Как собака-ищейка, обнаруживаю подозрительные компоненты в составе сложных смесей. В аналитической химии я нужен учёным для контроля качества – слежу за тем, чтобы в полимерах не оставалось молекул шаблона.

Помимо практической части эксперимента существует теоретическая, которая используется для предварительного планирования эксперимента. Но об этом "человеки" лучше расскажут сами».

Сотрудник лаборатории Полина Михайловна Ильичева занимается компьютерной визуализацией этапов молекулярного импринтинга. В специализированных программах «GROMACS» и «Schrödinger platform. Maestro» можно узнать, какие изменения происходят с белковыми молекулами в процессе импринтинга. Также можно оценить вероятность образования связи белок–шаблон и её прочность для прогнозирования результатов эксперимента.

Процесс очистки импринтированных полимеров от шаблонов – долгий и трудоёмкий процесс, его оптимизацией и снижением количества растворов, используемых для очистки, занимается Ильнур Рушанович Бирюков. Одними из самых быстрых методов очистки полианилина являются динамическая десорбция, она значительно сокращает время очистки и количество используемых реагентов по сравнению со статической.
174