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 электропередач. 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 месте соприкосновения с ней 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.

 spectrom.png

 

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 разрушительный. 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 эти процессы, 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 исследования ведутся на мышах, но не исключено, что в будущем ученым удастся создать карманный прибор. Предполагается: 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

Фото предоставлено С.Н. Дубцовым

Источники

Невидимые и влиятельные
Наука в Сибири, 01/09/2016
Сибирские ученые создали прибор для обнаружения токсичных наночастиц
РИА Новости, 06/09/2016
Новосибирские ученые создают прибор, превращающий лекарства в наночастицы
Kp.ru, 06/09/2016
В Новосибирске научились ловить токсичные наночастицы
Российская газета (rg.ru), 06/09/2016
Сибирские ученые создали прибор для обнаружения токсичных наночастиц
Поставщики машин и оборудования (oborudunion.ru), 06/09/2016
Сибирские ученые создали прибор для обнаружения токсичных наночастиц
Нефть России (oilru.com), 06/09/2016
Спектрометр сибирских химиков находит токсичные наночастицы в считанные минуты
Наука и технологии России (strf.ru), 06/09/2016
Ученые Сибири создали прибор для обнаружения токсичных наночастиц
RuNews24 (runews24.ru), 06/09/2016
Сибирские ученые создали прибор для обнаружения токсичных наночастиц
Rosinvest.com, 06/09/2016
Сибирские ученые создали прибор для обнаружения токсичных наночастиц
Planet-today.ru, 06/09/2016
В Новосибирске научились ловить токсичные наночастицы
IToday.ru, 06/09/2016
В Новосибирске изобретен спектрометр, который находит токсичные наночастицы за несколько минут
ИА Байкал 24, 08/09/2016
В Новосибирске изобретен спектрометр, который находит токсичные наночастицы за несколько минут
Байкал 24 # Наука (baikal24-nauka.ru), 08/09/2016
Спектрометр сибирских ученых обнаружит вредные наночастицы в воздухе за несколько минут
Редкие земли (rareearth.ru), 08/09/2016
Невидимые и влиятельные
Академгородок (academcity.org), 09/09/2016
Российский прибор обнаруживает мельчайшие фракции в воздухе за несколько минут
livejournal.com, 11/09/2016
Российский прибор обнаруживает мельчайшие фракции в воздухе за несколько минут
Техносфера (tehnoomsk.ru), 11/09/2016

Похожие новости

  • 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.
    3405
  • 18/05/2016

    Лечить и не калечить: сибирские ученые придумали, как снизить дозу лекарства в десятки раз

    Даже самые лучшие препараты имеют серьезные побочные эффекты. Не случайно в ведущих лабораториях мира пытаются создать "золотую пулю". Она должна не стрелять "пушкой по воробьям", круша здоровые клетки, а поражать только больные.
    2101
  • 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".
    2724
  • 02/12/2015

    Инновации рождаются в научных лабораториях

    На протяжении ряда лет сотрудники лаборатории эпигенетики развития ФИЦ "Института цитологии и генетики СО РАН" ведут работы по созданию Биобанка клеточных моделей заболеваний человека, который затем будет использоваться при создании препаратов для лечения наследственных нейродегенеративных и сердечнососудистых заболеваний.
    2136
  • 31/01/2019

    Выставочный центр СО РАН: лекции, фильмы и экскурсии к Дням науки

    ​В рамках Дней российской науки с 7 по 15 февраля в Выставочном центре СО РАН запланирована серия научно-просветительских мероприятий для посетителей разного возраста. 7 февраля с 14 до 15 часов пройдет лекция «Экзотические деревья Академгородка» к.
    1149
  • 22/11/2017

    Юбилей академика Валентина Викторовича Власова

    Валентин Викторович Власов родился 22 ноября 1947 года в г. Новосибирске. В 1969 году окончил Факультет естественных наук (химическое отделение) Новосибирского государственного университета. Далее — в НИОХ СО АН СССР: аспирантура, младший, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией нуклеиновых кислот, заместитель директора Института.
    2108
  • 05/12/2015

    Разработка ученых НИОХ и ИХКГ СО РАН позволит получить максимальный эффект при минимальной дозе лекарства

    ​Ученые Новосибирского института органической химии имени Ворожцова и Института химической кинетики и горения имени Воеводского разработали установку, позволяющую получить максимальный эффект от лекарства и минимизировать его дозу, сообщает издание СО РАН "Наука в Сибири​".
    2126
  • 22/01/2018

    Молодые сибирские ученые получат поддержку Президента России

    ​Совет по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых и по государственной поддержке ведущих научных школ Российской Федерации объявил победителей конкурса 2018—2020 года на получение стипендии Президента РФ молодым ученым и аспирантам.
    2206
  • 28/01/2016

    Программа празднования Дней российской науки в СО РАН

    ​​8 февраля — День российской науки. Во всех научных центрах Сибирского отделения РАН с 8 по 12 февраля состоятся праздничные мероприятия. В Дни открытых дверей в институтах можно будет посетить научные лаборатории, увидеть уникальное оборудование и приборы, послушать лекции по актуальным вопросам науки, побеседовать с ведущими учеными, посмотреть фильмы о науке.
    4265
  • 29/03/2016

    В ИХКГ СО РАН создали аппарат, который даст характеристику клеткам крови

    ​Ученые Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН создали самый точный в мире аппарат для анализа клеток крови, по результатам которого можно оценить, например, риск преждевременных родов.
    2845