​Прибор, сконструированный в Институте химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, помогает обнаружить наночастицы за несколько минут.

— Есть работы российских, украинских, английских и американских исследователей, которые показывают, что в городах с высоким содержанием наночастиц отмечается повышенный уровень заболеваемости сердечными, онкологическими и легочными заболеваниями, — подчеркивает старший научный сотрудник ИХКГ СО РАН кандидат химических наук Сергей Николаевич Дубцов. — Поэтому очень важно искать источники вредных аэрозолей, изучать механизмы их образования и влияние на организм.
 
В лаборатории наночастиц ИХКГ СО РАН созданы приборы для измерения концентрации и размеров аэрозолей в диапазоне от трех до двухсот нанометров. Эти мельчайшие фракции, скопление которых может достигать сотен тысяч в кубическом сантиметре, живут лишь несколько часов и не распространяются далеко от источника, но без труда попадают в кровь и легкие. Как правило, очень много токсичных выбросов, не видных глазу, исходит от автотрасс или промышленных объектов.
 
Наночастицы образуются из газовых примесей, которые есть в воздухе и индивидуальны для каждого конкретного места — например, если неподалеку находится предприятие, где сжигают уголь, то в воздухе будет двуокись серы, а рядом с шоссе могут быть углеводороды из топлива. Разработанный в ИХКГ СО РАН диффузионный спектрометр позволяет за несколько минут провести анализ воздуха и понять, есть ли в конкретной точке эти фракции. Если что-то обнаружено, нужно проводить более масштабные исследования и выявлять источник загрязнения.
 
С помощью этого прибора ведущий научный сотрудник Государственного океанографического института кандидат физико-математических наук Алексей Алексеевич Палей обнаружил, что немалую роль в возникновении наночастиц играют высоковольтные линии электропередачи. Они являются источником коронного разряда, генератором электронов и ионов, которые взаимодействуют с газовыми примесями в атмосфере и образуют аэрозольные фракции. В зависимости от того, откуда приходит этот воздух и чем он загрязнен, на некотором отдалении от ЛЭП, запустившей эту реакцию, образуются аэрозоли разного химического состава, концентрации и размера.

Помимо исследований местности вокруг линий электропередач, ученые ИХКГ СО РАН испытали специальный вариант диффузионного спектрометра в шахте «Имени 7 ноября» в Кемеровской области.

— Когда работает угледобывающий комбайн, фреза раскаляется докрасна, — говорит Сергей Николаевич Дубцов. — В точке соприкосновения с ним порода нагревается так сильно, что начинают выделяться разные органические соединения, которые затем охлаждаются и образуют наночастицы. Их концентрация может быть столь же опасной, как и скопление метана.
 
В лаборатории ученые провели исследования отобранного в ходе работ угля: сымитировали условия добычи, выделили аэрозоли и запустили их в сосуд для испытания взрывоопасности газовых смесей, так называемую «бомбу». Выяснилось, что полученный аэрозоль прекрасно взрывается, а в смеси с метаном эффект еще более разрушителен. Как утверждают специалисты Института угля Федерального исследовательского центра угля и углехимии СО РАН, есть масса свидетельств того, что самые серьезные катастрофы в шахтах возникают, именно когда взрывается метан в смеси с наночастицами. Сейчас ученые ИХКГ СО РАН планируют продолжить исследовать этих процессов, чтобы затем дать добывающим компаниям какие-то практические рекомендации. 
 
Не исключено, что в ближайшие годы диффузионный спектрометр будет востребован все большим числом коммерческих предприятий. Сергей Николаевич Дубцов отмечает, что прибор сертифицирован и внесен в государственный реестр средств измерения. Приборы, созданные в ИХКГ СО РАН, успешно работают в научных и коммерческих организациях Новосибирска, Москвы, Томска, Барнаула, Омска и Улан-Удэ. Сравнение этих устройств с современными зарубежными моделями показало, что характеристики нашего оборудования соответствуют мировому уровню.
 
Впрочем, в ИХКГ СО РАН могут не только находить фракции, но и самостоятельно их получать. Сейчас ученые работают над тем, чтобы производить из лекарств полезные наночастицы, проникающие в легкие — ИХКГ СО РАН ведет совместные исследования с Федеральным исследовательским центром Институт цитологии и генетики СО РАН и Институтом химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, а также с Новосибирским институтом органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН. С помощью специальных генераторов ученые получают аэрозоли из нестероидных противовоспалительных средств — ибупрофена и диклофенака. Такая форма обеспечивает попадание вещества в кровь, минуя желудок, что позволяет в десятки тысяч раз снизить необходимую медицинскую дозу и уменьшить побочные эффекты. 
 
Пока что исследования ведутся на мышах, но не исключено, что в будущем ученым удастся создать карманный прибор, который мог бы носить в кармане каждый. Предполагается, что устройство будет действовать, как ингалятор, но распрыскивать не микронные частицы, которые из-за своего размера не проходят дальше горла, а наноразмерные фракции лечебного препарата.
 
Павел Красин

Похожие новости

  • 02/09/2016

    Наночастицы: невидимые и влиятельные

    Прибор, сконструированный в Институте химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, помогает обнаружить наночастицы за несколько минут.— Есть работы российских, украинских, английских и американских исследователей, которые показывают, что в городах с высоким содержанием наночастиц отмечается повышенный уровень заболеваемости сердечными, онкологическими и легочными заболеваниями, — подчеркивает старший научный сотрудник ИХКГ СО РАН кандидат химических наук Сергей Николаевич Дубцов.
    2242
  • 27/08/2018

    Институты СО РАН помогут ООО «СИБУР» разрабатывать биоразлагаемые пластики

    ​На VI Международном форуме технологического развития и выставке "Технопром-2018" состоялось подписание соглашений о сотрудничестве между нефтехимической компанией ООО "СИБУР" и двумя новосибирскими научно-исследовательскими организациями: Новосибирским институтом органической химии им.
    428
  • 09/06/2016

    Надежда на прорыв: медики сотрудничают с институтами СО РАН

    Надежда на прорыв. Именно такими словами учёные Новосибирского НИИ туберкулёза Минздрава РФ охарактеризовали начало совместной работы с коллегами из институтов Сибирского отделения РАН - Институтом химической кинетики и горения, Институтом органической химии, Институтом теоретической и прикладной механики​.
    1350
  • 03/09/2018

    На пути к бор-нейтронозахватной терапии

    В проект «Академгородок 2.0» вошли сразу две заявки, касающиеся бор-нейтронозахватной терапии — эффективного метода борьбы с неизлечимыми онкологическими заболеваниями. О мерах, которые предпринимаются для того, чтобы проект поскорее воплотился в жизнь, и о том, какие на этом пути есть препятствия, говорили на круглом столе на VI Международном форуме технологического развития и выставке «Технопром».
    744
  • 13/01/2016

    Татьяна Толстикова: "В СО РАН есть все предпосылки, чтобы решить проблему импортозамещения лекарств"

    ​Доктор биологических наук, профессор Татьяна Генриховна Толстикова возглавляет лабораторию Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова (НИОХ) СО РАН - уникальную для России структуру.
    2654
  • 15/01/2015

    Новосибирские медики сумели выстроить цепочку инноваций от идеи к практике

    ​Ученые НИИ патологии кровообращения им. Н.Н. Мешалкина (НИИПК) сумели выстроить цепочку инноваций от идеи к практике.Столкнувшись с рядом клинических проблем, медики привлекли к их решению лаборатории в институтах СО РАН и СО РАМН.
    587
  • 22/09/2016

    В Новосибирске планируют создать клинику для лечения методом БНЗТ

    ​Новосибирский государственный университет в сотрудничестве с российскими и зарубежными научными организациями работает над реализацией масштабного проекта по созданию клиники для лечения глиобластомы мозга и других онкологических заболеваний с помощью метода бор-нейтронозахватной терапии и ускорительного источника нейтронов Института ядерной физики им Г.
    2775
  • 20/06/2018

    Возможные перспективы Академгородка 2.0

    ​Ведущие ученые СО РАН продолжили обсуждение проектов развития научной инфраструктуры Новосибирского научного центра. Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН выступил инициатором проекта «Сибирский центр малотоннажной химии».
    695
  • 15/12/2016

    2,4 га будут переданы сотрудникам 30-ти институтов Сибирского отделения РАН

    ​В Новосибирской области на территории Академгородка, одного из важнейших научных центров России, к 2021 году будут построены три многоквартирных жилых дома для 311 работников 30 институтов Сибирского отделения Российской академии наук, являющихся участниками жилищно-строительного кооператива "Бозон".
    2092
  • 29/08/2016

    В Новосибирске будут производить шагающие экзоскелеты для инвалидов

    ​Заместитель генерального директора по инновационному развитию "Инновационного медико-технологического центра" (Новосибирского медтехнопарка) Анатолий Аронов на круглом столе в рамках форума "Новосибирск- город безграничных возможностей" рассказал, что будут производить резиденты второй очереди медицинского промышленного парка.
    2290