«Чердак» побывал в научно-исследовательских институтах и лабораториях Красноярска и узнал, какие разработки ведутся в области физики магнитных явлений, радиоспектроскопии, клеточно-молекулярной физиологии и лесных экосистем, какое оборудование используется для исследований и для чего оно нужно.
Первая площадка — лаборатория клеточно-молекулярной физиологии и патологии Научно-исследовательского института медицинских проблем Севера ФИЦ КНЦ СО РАН, основным направлением научной деятельности которого является изучение эпидемиологии, особенностей патогенеза и течения наиболее распространенных заболеваний среди населения Сибири и Севера.
В лаборатории внимание сразу привлекает проточный цитометр FC-500, предназначенный для проведения цитометрического анализа клеток и определения экспрессии различных внутриклеточных маркеров и рецепторов на поверхности клеток. Сотрудники лаборатории показали на приборе, как проходит исследование фенотипа лимфоцитов крови человека. А заведующий лабораторией рассказал, что в институте уже разработаны методы для определения апоптоза, некроза, пролиферативной активности и степени дифференцировки клеток.
В лаборатории проводится работа, связанная с разделением клеток крови и выделением нужной популяции. Центрифуга позволяет делить клетки крови в градиенте плотности раствора, а в термостате происходит выращивание различных биологических растворов и клеток. Например, развитие клеток вместе с какими-либо биологически активными веществами.
В клинико-диагностической лаборатории института врачи с помощью автоматического анализатора измеряют биохимические параметры различных образцов: от ферментов до металлов и ионов. Система способна работать с полной нагрузкой 24 часа в сутки и делает 240 анализов в час. Она тщательно перемешивает содержимое до однородной смеси — необходимое условие для проведения любых современных иммунотурбидиметрических методов.
Для подсчета и распределения лейкоцитов по видам ученые проводят микроскопию гемограммы. Это необходимо для оценки состояния и количества тромбоцитов и эритроцитов в периферической крови.
Чтобы подсчитать количество гемоглобина и эритроцитов, в гематологическом отделе клинико-диагностической лаборатории используется автоматические дозаторы и фотометр APEL.
В лечебно-диагностическом отделении практикуется применение аппарата для ультразвуковых исследований. Такая система разработана для проведения обследований органов брюшной полости и забрюшинного пространства, поверхностно расположенных органов, периферических сосудов. Устройство подходит для использования в акушерстве и гинекологии, педиатрии и в других областях.
Следующая локация — лаборатория физики магнитных явлений Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН. Здесь находится сверхвысоковакуумная установка «Ангара». Оборудование предназначено для получения тонких пленок и многослойных структур полупроводниковых и магнитных материалов в сверхвысоком вакууме. Как отмечают ученые, высокий вакуум позволяет обеспечить очень чистые и тонкие наноматериалы. Сейчас исследователи при помощи оборудования стремятся создать «спиновый транзистор». Специальный прибор позволит управлять спиновыми моментами электронов и, соответственно, создавать более дешевые, быстрые и энергоэффективные устройства для обработки и хранения информации.
В лаборатории радиоспектроскопии и спиновой электроники установлен модифицированный атомно-силовой микроскоп, который позволяет специальными чернилами формировать наноразмерные структуры. Основной частью прибора является кантилевер — специальная иголочка размером в десятые доли миллиметра. С его помощью можно рисовать на пластине кремния любые узоры. Молекулы чернил на острие кантилевера переходят на поверхность металла и образуют слой. Размер одной такой молекулы составляет всего 1 нанометр. В будущем эти структуры найдут свое применение в приборостроении, электронике и медицине. Кроме того, прибор позволяет создавать транзисторы для процессоров смартфонов, магнитные датчики и другие материалы в микро- и нанодиапазоне.
«В рамках направления клеточной хирургии нами были созданы нанодиски с ДНК-аптамерами для терапии раковых заболеваний. Аптамеры, прикрепленные к нанодискам, направляются прямо к опухоли для механического разрушения раковых клеток. Есть и разработки, которые мы реализуем совместно с научно-производственным предприятием „Радиосвязь", поставляя результаты фундаментальных исследований», — прокомментировал ведущий инженер лаборатории радиоспектроскопии и спиновой электроники Дмитрий Смоляков.
Еще одна площадка — Музей лесных экосистем Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН. Собрание музея насчитывает свыше 26 тысяч экземпляров, среди которых — дендрологическая экспозиция, культуры микроорганизмов, коллекции уникальных видов растений и грибов, другие объекты. Музейные фонды пополнялись на протяжении многих десятилетий.
Микробиологический фонд был собран учеными в течение 30 лет, он включает как дереворазрушающие грибы, так и грибы-паразиты. Собранные образцы интересны европейским ученым, которые готовы сотрудничать с Институтом леса СО РАН. Совместные исследования помогут предотвратить гибель хвойных лесов деревьев от жука-короеда — уссурийского полиграфа.
Кроме того, в фонде хранятся коллекции бабочек, гербарии растений, а также феромонные ловушки для насекомых.
Заключительная площадка — лаборатория молекулярной спектроскопии и анализа Института химии и химической технологии СО РАН. Центральное место в помещении занимает спектрометр ядерного магнитного резонанса высокого разрешения (ЯМР). Его основное назначение — идентификация химических соединений. Это самый большой в Красноярском крае ЯМР по частоте (600 МГц), чувствительности и разрешению. Установка позволяет изучать органические соединения от малых молекул до крупных природных соединений, например целлюлозы. Ценность прибора в том, что он позволяет точно показать, какие вещества входят в состав того или иного образца, достигнута ли поставленная цель синтеза.
