06/02/2019
ИНХ СО РАН
Сибирские ученые разрабатывают высокоточный способ обнаружения взрывчатых и наркотических соединений
643
Поиск этих веществ по минимальным концентрациям может применяться для противодействия терроризму, распространению и хранению наркотиков. Чтобы определить состав соединений, часто используется масс-спектрометрический метод.
С его помощью можно выяснить, что человек прикасался к определенному веществу, просто протерев его пальцы: снятых остатков материала будет достаточно для анализа. Для подобных исследований требуется дорогое наукоемкое оборудование. Сотрудники Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН разработали насадку на масс-спектрометр, позволяющую увеличить чувствительность метода.
«Суть масс-спектрометрии — в определении массы атомов или молекул по характеру перемещения ионов в электрическом и магнитном полях. Для того чтобы получить ион, регистрируемый детектором, нужно отнять или добавить электрон к нейтральному атому или молекуле исследуемого соединения. Этот процесс называется ионизацией и проводится по-разному. В случае анализа органических веществ (а исследуемые соединения относятся к этому классу. — Прим. ред.), которые нельзя перевести в газовую фазу без риска разложения, их подвергают электрораспылению или химической ионизации при атмосферном давлении», — объясняет научный сотрудник ИНХ СО РАН кандидат физико-математических наук Дмитрий Григорьевич Шевень.
Первый способ подразумевает, что вещество поступает на ионизацию в составе полярного растворителя, в котором присутствуют заряженные частицы (это может быть вода, спирт, ацетонитрил). Анализируемое соединение приобретает положительный либо отрицательный заряд благодаря прикрепившемуся к нему иону из растворителя, и далее, в зависимости от полярности источника электрораспыления, заряженная частица вещества может быть зарегистрирована детектором. Во втором случае полярный растворитель используется не всегда, вещество добавляется в жидкость, затем смесь испаряется при помощи нагретого газа, а ионизируется уже летучая фаза.
Однако для этих методов характерна высокая потеря заряженных частиц при входе в масс-спектрометр. Разработка сотрудников ИНХ СО РАН позволяет повысить количество ионов, попадающих в прибор, и избежать применения высоких напряжений для ионизации. Исследователи создали специальную насадку на масс-спектрометр, в которой происходит распыление капель, их зарядка и последующая очистка от растворителя до «голых» ионов за счет нагрева в капилляре насадки, через который происходит всасывание вещества в масс-спектрометр. Увеличить количество ионов ученым удалось благодаря использованию аэродинамического распада капель с помощью механизма «пузырь» в тот момент, когда заряженные частицы поступают в зону высокого вакуума. Для его создания нейтральные молекулы откачиваются из масс-спектрометра, вследствие этого возникает высокоскоростной поток газа, который и провоцирует распад капель.
«Механизм “пузырь” заключается в том, что у любой заряженной капли ионы одного знака собираются преимущественно на границе раздела жидкость — газ, поскольку диполи (молекулы, у которых положительный и отрицательный заряды разнесены. — Прим. ред.) в капле ориентируются определенным образом. Когда она подвергается воздействию потока газа, то сначала становится плоской, затем в ней появляется углубление, а после капля превращается в пузырь, который лопается. Разрывается оболочка, и более мелкие фрагменты, образовавшиеся при распаде приповерхностной части пузыря, будут иметь положительный заряд, а более крупные, внутренние, — отрицательный», — объясняет Дмитрий Шевень.
Президентская программа исследовательских проектов Российского научного фонда «Проведение инициативных исследований молодыми учеными», в рамках которой ведется работа, рассчитана на два года. За первые шесть месяцев специалисты ИНХ СО РАН апробировали метод, юстировали систему ионизации при аэродинамическом распаде капель, смогли детектировать гексоген (взрывчатое вещество) и алкалоиды опия из раствора в концентрации 10-6 грамм на грамм.
«Во время дальнейшей работы мы хотим получить капли меньшей размерности, определить предел обнаружения исследуемых веществ как из чистых растворов, так и из грязных матриц (а именно такими и будут собираемые в реальных условиях образцы. — Прим. ред.). Сейчас для того, чтобы установить, есть ли взрывчатое или наркотическое вещество на поверхности, мы протираем ее салфеткой, помещаем в раствор и уже полученную жидкость отправляем на анализ в масс-спектрометр. В планах следующего года — сразу воздействовать на исследуемый объект ионизирующим спреем и вводить в капилляр прибора», — рассказывает Дмитрий Шевень.
Надежда Дмитриева
Источники
Сибирские ученые разрабатывают высокоточный способ обнаружения взрывчатых и наркотических соединений
Сибирские ученые создали способ выявления террористов и наркодилеров
Новосибирские химики разработали высокоточный детектор, определяющий взрывчатку и наркотики
Механический собачий нос изобрели ученые в Новосибирске
Ученые из Академгородка разработали прибор для поиска взрывчатки - он дешевле зарубежных аналогов
Ученые из Академгородка разработали прибор для поиска взрывчатки - он дешевле зарубежных аналогов
Сибирские ученые разрабатывают высокоточный способ обнаружения взрывчатки и наркотиков
Механический "собачий нос" изобрели ученые в Новосибирске
Новосибирские ученые создали прибор для поиска взрывчатки дешевле аналогов
"Ученые из Академгородка разработали прибор для поиска взрывчатки - он дешевле зарубежных аналогов"
Сибирские ученые разрабатывают высокоточный способ обнаружения взрывчатых и наркотических соединений
Сибирские ученые создали способ выявления террористов и наркодилеров
Ученые СО РАН определили наркотики по мельчайшим частицам
Найти террориста в толпе может прибор сибирских ученых
Механический "собачий нос" изобрели ученые в Новосибирске
Похожие новости
-
03/09/2018
Ученые рассчитали параметры устойчивости гибридных фотоэлектрических наноматериалов
Сибирские ученые совместно с иностранными коллегами рассчитали, какие параметры влияют на силу взаимодействия углеродных нанотрубок с фталоцианинами – сложными азотсодержащими соединениями. Гибридные конструкции на их основе можно использовать в качестве новых материалов для создания солнечных батарей, сенсоров и оптических приборов. 933
-
05/07/2019
Неорганические агенты для онкотерапии
Продолжаем представлять молодых ученых - лауреатов премии мэрии Новосибирска этого года. Руководитель лаборатории биоактивных неорганических соединений Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН, кандидат химических наук Михаил Шестопалов был награжден за изучение металлокластерных комплексов в качестве агентов для медицинской диагностики и терапии онкозаболеваний. 850
-
27/02/2018
Новосибирские ученые помогут удешевить производство автомобилей
Над чем именно сегодня вместе работают сотрудники Институтов неорганической химии и катализа и как это поможет развитию российской автопромышленности? Как пыль - платиноиды. Дороже золота в десятки раз. 871
-
22/01/2020
Квантовая химия как способ дополнить эксперимент тонкими деталями
Сотрудники Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН занимаются квантовой химией — их расчеты помогают в разработке одномолекулярных магнитов для электроники, ракетных топлив и подушек безопасности для автомобилей. 2288
-
24/03/2018
Ученые ИНХ СО РАН поймали в ловушку молекулярный бром
Российские ученые проанализировали условия синтеза комплексных соединений металлов, содержащих полигалогенидные фрагменты, и описали три новых соединения этого класса. Собрав данные о протекании реакций в различных условиях, химики рассчитывают сделать синтез полигалогенидных комплексов более предсказуемым. 1112
-
15/10/2018
В Journal of the American Chemical Society опубликована статья с участием сотрудников ИНХ СО РАН
Сотрудники Института неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) Павел Абрамов и Максим Соколов приняли участие в подготовке статьи о включение полиоксометаллатов в циклодекстрины и о новых возможностях их применения в биологии и медицине. 856
-
14/03/2019
Институт неорганической химии СО РАН займется созданием препаратов противораковой терапии
Новосибирский Институт неорганической химии (ИНХ) СО РАН займется исследованием неорганических соединений с целью создания средств для диагностики онкологии, а также средств противораковой терапии, сообщил ТАСС заведующий лабораторией Михаил Шестопалов. 832
-
02/12/2019
Предложен способ эффективного извлечения водорода из муравьиной кислоты
Российские ученые выяснили, как можно ускорить процесс получения водорода из муравьиной кислоты. Это позволит приблизить время, когда экологически чистый водород начнут активно использовать в качестве топлива для выработки электроэнергии. 566
-
26/09/2016
Сибирские ученые разрабатывают новый препарат от рака на основе молибденовых кластеров
Учёные из Института неорганической химии СО РАН, лаборатории полиядерных координационных соединений Новосибирского государственного университета и ряда научно-исследовательских институтов СО РАН и СО РАМН впервые доказали эффективность применения кластеров молибдена в фотодинамической терапии раковых заболеваний. 2611
-
26/10/2016
Сибирские и китайские учёные обнаружили сильную фотолюминесценцию в «дефектном» графене
Специалисты из Новосибирского государственного университета, Института неорганической химии СО РАН и Пекинского университета химических технологий исследовали свойства модифицированного графита — перфорированного окисленного графена. 3848