Наука крупным планом: молекулярное волшебство

В нашем городе происходят настоящие чудеса – в Институте химии имени Фаворского мы в этом убедились, ведь здесь рождаются новые молекулы. А ученые – на самом деле самые настоящие творцы. Сейчас научные сотрудники института работают над созданием новых молекул, которые в будущем можно будет использовать в производстве лекарств от таких заболеваний, как рак, ВИЧ и туберкулез. На исследование группа молодых ученых получила грант по Президентской программе Российского научного фонда.

Когда мы узнали об этом, сразу направились в институт, чтобы познакомиться с этими волшебниками и увидеть, как происходит процесс создания молекулы.

Руководитель проекта кандидат химических наук Павел Волков обо всем рассказал нам,.

Всего в команде работают 6 человек: Волков Павел Анатольевич., с.н.с., к.х.н. (руководитель проекта), Храпова Ксения Олеговна, с.н.с., к.х.н., Тележкин Антон Алексеевич, м.н.с., аспирант, Иванова Нина Ивановна, с.н.с., к.х.н., Белоголова Александра Максимовна, м.н.с., аспирант. и Куимов Владимир Анатольевич, с.н.с., к.х.н.

Этот проект один из самых крупных молодежных проектов ИНЦ СО РАН. На него ежегодно выделяют по 4 миллиона рублей в год. Работа начата в 2018-м, и в 2020 году ученые надеются получить все основные результаты.

Ученые надеются создать безхлорными экологически чистыми методами новые молекулы, и не просто молекулы, а органические гетероцикличные соединения. Это так называемая химия гетероциклов, ученые работают над созданием новых молекулярных ансамблей на основе углерода и ряда других атомов и элементов, в основном фосфора, азота, кислорода. То есть в работе самые необходимые для всех форм жизни или так называемые абсолютные органогены, и конечно, другие биологически значимые элементы.

Органические соединения, кроме углерода (C), чаще всего содержат водород (H), кислород (O), азот (N), а также серу (S), фосфор (P), галогены (F, Cl, Br, I), бор (B), металлы.

Из простых элементов можно создать миллионы соединений. Задача ученых – найти те, что смогут в будущем стать основой для важных лекарств.

Начинается все в лаборатории непредельных гетероатомных соединений, где происходит синтез соединений. Лаборатория наполнена колбами и пробирками, здесь же мы видим так называемую Колбу Фаворского, всевозможные нагревательные и разгоняющие элементы. Например, магнитная мешалка – это аппарат для перемешивания элементов и нагрева соединений. В аппарат помещают жидкость, а на выходе может получиться порошок. Каждое получившееся соединение изучается – как оно ведет себя, как реагирует на различные вмешательства, какова его биологическая активность. Здесь нарабатывается база веществ.

Идем в следующую лабораторию – ядерного магнитного резонанса (ранее – структурной химии, а первоначально – лаборатории радиоспектроскопии).

Оборудование в этой лаборатории на вес золота. Один только сверхпроводящий ЯМР–спектрометр стоит около 2 миллионов долларов. Аппарат раскручивает пробирку с изучаемым веществом быстрее скорости вращения пули, пущенной из автомата Калашникова, и в конечном итоге выдает на компьютер спектр-график, по которому сотрудники в дальнейшем могут “нарисовать” молекулу. Иными словами здесь проводятся структурные исследования органических и элементоорганических соединений методами мультиядерной спектроскопии ЯМР. То есть здесь можно увидеть структуру молекулы.

Далее нас знакомят с установкой, название которой сложно выговорить – рентгеновский монокристаллический дифрактометр. В него помещают молекулярные кристаллы, размер которых меньше миллиметра и получают картину дифракции. После полученные данные расшифровывают на компьютере и получают картинку молекулы. Собственно как и в предыдущем случае, но только там исследуют жидкие соединения, а здесь кристаллические. К слову, кристаллы выращивают тоже в институте.

И последний объект в нашем пути к созданию молекул – это электронный парамагнитный резонатор. Он необходим в тех случаях, когда в молекулах есть неспаренный электрон. Этот аппарат работает с соединениями в любом виде, как жидком, так и кристаллическом. С помощью ЭПР ученые могут изучать реакцию соединений на различные раздражители, рассказала сотрудница лаборатории, доктор химических наук Тамара Ильинична Вакульская.

Как рассказал заместитель директора института Борис Геннадьевич Сухов, в ИрИИХе сейчас много интересных проектов, много отличных ученых. На наш вопрос о том, а идут ли молодые люди в науку, хватает ли кадров и финансирования, он ответил, что, сожалению, грантов на научные исследования гораздо меньше чем сотрудников. Есть и большие ученые, есть и аспиранты, которые могут взять на себя новые исследования. И этот молодежный грант РНФ – далеко не единственный, который выиграли и теперь выполняют ученые института. Всего в институте сейчас трудятся почти 150 научных сотрудников.

Анастасия Украинская, Юрий Орлов. ИА “Иркутск Сегодня”