Химия настолько далеко шагнула в нашу жизнь, что сама идентификация веществ выделилась в отдельную задачу. Как распознать, что именно синтезировал ученый? Какую субстанцию везут через границу? Не сфальсифицировано ли вино? Правда ли, что лекарство обладает заявленным действием? На сегодня самым мощным и информативным методом исследования молекул считается тот, что использует явление ядерно–магнитного резонанса. ЯМР–спектрометры со сверхпроводящими магнитами весьма недешевы, стоят от сотен тысяч до нескольких миллионов долларов. В нашей стране их всего два: в БГУ и Институте биоорганической химии НАН Беларуси. И в академии сегодня очередь к этому прибору. Какие вопросы решают с его помощью, мы отправились выяснять в лабораторию физико–химических методов исследования.
Эффект магнитного резонанса — не такая уж экзотика даже для тех, кто далек от науки: именно на нем, например, основана работа медицинских приборов для МРТ–диагностики. Но это практика. Для научного же приложения используются ЯМР–спектрометры, и такой прибор в Академии наук задействован практически круглосуточно. Этот метод позволяет четко показать структуру молекул, дает массу информации о взаимодействии между атомами, их расположении, механизме протекания реакций. Чтобы потом какую–то субстанцию производить и быть уверенным в результате, необходимо все нюансы отработать с самого начала. Не менее важный аспект — контроль качества уже готового продукта. Заведующий лабораторией физико–химических методов исследования кандидат химических наук Александр Барановский не скрывает, что анализ структуры органических соединений — это всегда достаточно серьезная проблема. Да и неорганических тоже. Химик должен сделать массу анализов, дабы убедиться: получилось именно то, что и было задумано. И хотя одного метода исследований тут недостаточно, возможности ЯМР–спектроскопии трудно переоценить. Поэтому в очереди и стоят специалисты из других академических институтов — физико–органической химии, химии новых материалов. Хотя и работа на спектрометре небесплатна, и время ограничено...
Вот, например, у кандидата химических наук Евгения Скаковского, заведующего лабораторией Института физико–органической химии, в распоряжении всего шесть часов в неделю, куда надо вместить и научные исследования, и работу по хоздоговорам: «Меня буквально атакуют предприниматели и предприятия с просьбой проанализировать образцы, различные смеси. Идет импортозамещение, они что–то создали или позаимствовали, и стоит вопрос: а что именно? Завод горного воска просит исследовать свои образцы для подтверждения качества. Сегодня ситуация такова, что, кроме нас, обратиться с этими вопросами некуда». Случаи бывают и вовсе нестандартные. Несколько лет назад на таможне задержали груз — 200 бочек из Польши. Декларировалось, что это жидкость для смыва фасадных красок. Но ни одна лаборатория не могла установить, что же там, собственно. Разбирались два года, потратив немало средств. А проанализировав наконец методом ЯМР, выяснили: в бочках изначально был левый спирт, который, очевидно, использовали в Польше, а затем в практически пустую тару, чтобы никто не определил, добавили немного аммиака, налили воды и отправили в Беларусь.
— Задач, которые можно решать этим прибором, — масса, — рассуждает Евгений Доминикович, — а ведь нам надо и наукой заниматься. Например, сейчас мы сотрудничаем с Институтом плодоводства — анализируем состав соков, изменения, происходящие в них при хранении, с ботаническим садом — определяем состав экстрактов лечебных трав. С помощью ЯМР установили, что в экстракте пажитника греческого много аминокислоты, полезной при лечении сахарного диабета. Чтобы это выяснить, только для записи спектра на ядрах углерода нужно было затратить 12 часов работы на приборе... Работаем без права на ошибку!
ЯМР–спектрометры — приборы многозадачные, под разные цели к ним можно присоединять другие устройства. Но вот каждый раз перестраивать их крайне неудобно. Именно поэтому в лабораториях, например, крупных российских институтов стоит несколько таких спектрометров, одни ориентированы на рутинную, другие — научную или прикладную работу. Наш же прибор совмещает весь комплекс задач уже на протяжении 10 лет, и очевидно, что его недостаточно. Есть еще важнейший аспект: без специалистов, которые способны проанализировать полученные данные, правильно интерпретировать информацию, достоверный результат получить невозможно. На сегодня у нас таких аналитиков очень мало. А что будет в обозримом будущем — большой вопрос, ведь молодежь, которую тут готовы учить, принять эстафету не спешит, во многом по причине низких зарплат.
В мире анализ при помощи ЯМР–спектрометрии становится все более популярен. Во многих странах, например, с его помощью исследуют кровь, и это уже распространенная диагностика, стандартный метод. В ЕС — тестируют вино. Оказывается, содержание дейтерия и изотопа углерода 13С в спирте отличается в зависимости от места происхождения и времени производства вина. А значит, по их сигналам в спектрах образцов можно определить страну происхождения напитка и его возраст — сравнив со специальной базой данных. Заодно и выяснить, не синтетический ли вообще спирт пошел в ход. Все чаще требование ЯМР–анализа для подтверждения качества продукта выставляется в фармакопейных статьях. Недаром один из основных постоянных заказчиков лаборатории физико–химических методов ИБОХ — РУП «Белмедпрепараты». Обращаются также предприятия, производящие пестициды, частные фирмы и организации, чтобы, например, узнать, соответствует ли документам смесь растворителей, у которой в зависимости от состава могут меняться свойства.
И все же сейчас мы используем от силы лишь пятую часть возможностей ЯМР–анализа. Есть сложности. Например, цена заказанных реактивов после пересечения границы становится в 2 — 3 раза выше, чем в зарубежном каталоге. И потом, каким бы хорошим ни был прибор, чтобы метод развивался, необходимо готовить специалистов, способных и обслуживать спектрометр (сейчас, если есть серьезные неполадки, их приглашают из Москвы), и проводить анализ, а также постоянно поддерживать их уровень компетенции. Все это, безусловно, требует вложений, но ведь и речь идет о вкладе в наше конкурентоспособное будущее.
Прямая речь
Александр Барановский:
«Мы уже аттестовали наш ЯМР-спектрометр как средство измерения. Следующий шаг — аккредитация лаборатории на анализ структур веществ комплексом методов. Тогда мы сможем давать нашим заключениям статус официальных. Процесс начат, но он весьма непрост, ведь, по сути, мы нестандартная аналитическая лаборатория, аналогов в стране нет, а потому приходится идти буквально на ощупь, узаконивая метод».
Советская Белоруссия №71 (24454). Среда, 16 апреля 2014 года.
