Новосибирские химики разработали новый способ обнаружения опасных для человека веществ в мясе, в частности, антибиотика, который на сельхозпредприятиях добавляют в кормовую базу животных. Материалы о разработке сотрудников Института - на телеканале ВЕСТИ Новосибирск.

ВЕСТИ Новосибирск, 27.03.2025

В продукте, который попадает на прилавки, антибиотика быть не должно. Обнаружить его помогают пленки, в основе которых ─ редкоземельный металл.

При выращивании кур, свиней сельхозпроизводители добавляют в корм антибиотик офлоксацин. Найти его в продукте можно только в специальных лабораториях, на глаз и на вкус его не определить. В Институте неорганической химии нашли альтернативный способ ─ простой, быстрый и эффективный. В гидрогелевые пленки ученые ввели соединение редкоземельного металла тербия, который под светом ультрафиолета может определить наличие антибиотика в продукте.

«Мы перетираем полимер в тонкий порошок и получаем порошок металлоорганического координационного полимера тербия с ярко выраженной люминесценцией: вещество поглощает ультрафиолетовое излучение и испускает видимое. В нашем случае ─ зеленого цвета», ─ рассказывает главный научный сотрудник Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН Андрей Потапов.

Излучение зеленого цвета означает, что продукт безопасный. Редкоземельный металл тербий так реагирует на антибиотик, который широко применяют при выращивании птицы. В основе технологии ─ сложные химические реакции на молекулярном уровне, но ученые уверены, что производство пленок-спецагентов можно поставить на поток. Тестовые экземпляры уже есть, идет работа над созданием доступных для широкого круга анализаторов. Рассчитывают, что справятся за год, чтобы предложить новую эффективную методику диагностики продуктов.

Анастасия Путинцева  

Результаты совместных исследований сотрудников ИНХ СО РАН и Сибирского федерального университета (СФУ) представлены на сайте Российского научного фонда. "Российские ученые разрабатывают высокочувствительные сенсоры для определения заболеваний человека по его дыханию. Об этом ТАСС сообщил ведущий научный сотрудник СФУ, участник проекта Павел Краснов."

«Задача - получить датчики, которые способны определять с высокой точностью различные газы. Наша идея заключается в следующем: у людей, страдающих теми или иными заболеваниями, отличается состав выдыхаемого воздуха. На основе анализа выдыхаемого воздуха, в частности, можно определять легочные и сердечно-сосудистые заболевания, сахарный диабет. Сложность заключается в том, что концентрации этих газов (в выдыхаемом человеком воздухе) невелики, и для того, чтобы их зафиксировать, нужны высокочувствительные сенсоры», – сказал Краснов.

По его словам, работы проводятся совместно с сотрудниками Института неорганической химии Сибирского отделения РАН в Новосибирске, они занимаются изготовлением сенсоров. Кроме того, подобные сенсоры могут использоваться для мониторинга окружающей среды, на промышленных предприятиях для определения утечек опасных газов.

Графическое резюме исследования. Источник: Krasnov et al / Sensors, 2024

В рамках проекта в Международном научно-исследовательском центре спектроскопии и квантовой химии СФУ в Красноярске с помощью квантово-химических вычислений занимаются интерпретацией получаемых в ходе экспериментов результатов и их прогнозированием. Основой для сенсоров станут гибридные системы углеродных нанотрубок и фталоцианинов металлов.

Краснов отметил, что преимуществом сенсоров станет их способность к многоразовому использованию. 

«Это очень принципиальный момент, потому что большинство химических сенсоров работают как раз таки либо одноразово, либо для того, чтобы их вернуть в исходное состояние, нужно их нагревать до очень высокой температуры. А вот здесь, судя по измерениям моих коллег, свойства разрабатываемых материалов в течение полугода не меняются, по крайней мере, в лаборатории», – подчеркнул Краснов, добавив, что такие сенсоры будут недорогими в случае их внедрения в производство.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда. Результаты опубликованы в журнале Sensors (Krasnov P., Ivanova V. , Klyamer D. , Bonegardt D. , Fedorov A., Basova T. Hybrid Materials Based on Carbon Nanotubes and Tetra- and Octa-Halogen-Substituted Zinc Phthalocyanines: Sensor Response Toward Ammonia from the Quantum-Chemical Point of View. Sensors. 2025. V.25. N1. 149. DOI: 10.3390/s25010149). 

Материалы о разработках сотрудников Института представлены в эфире программы "Утро России" телеканала Россия 1. Репортаж о неинвазивных методах диагностики, позволяющих обнаружить заболевание на самой ранней стадии.

Утро России, 23.12.2024, репортаж на 35 минуте 25 секунде.

Посмотреть репортаж

Ученые сибирской лаборатории проверяют «электронный нос» собственной разработки, такое устройство способно в выдыхаемом воздухе обнаружить признаки различных заболеваний. В качестве активного материала выступают фталоцианины металлов.
«Мы сосредоточили своё внимание, в первую очередь, на почечных заболеваниях, в таких случаях превышение содержания аммиака свидетельствует о различных почечных патологиях. Также исследуемым газом-биомаркером может быть сероводород, увеличение его концентрации в выдыхаемом воздухе может свидетельствовать о расстройствах пищеварения»
Высокий уровень оксида азота говорит о наличии у пациента проблем с лёгкими, причём потенциальный прибор в будущем будет способен обнаружить в выдохе концентрации ppb-уровня.
«Происходит изменение проводимости нашего слоя (фталоцианинов металлов) при контакте с различными газами, и по вот этому изменению можно судить о наличии какого-либо газа-биомаркера в выдыхаемом воздухе».
Сейчас учёные работают над прототипом медицинского устройства, позднее возможно испытание на реальных образцах выдыхаемого человеком воздуха.

Новый метод синтеза препаратов для онкобольных изобрели новосибирские химики. В настоящее время в основе современных лекарств лежит особый компонент из платины. Производить такое соединение небезопасно. Сибиряки предлагают сделать процесс проще, что позволит выпускать медикаменты быстрее и в больших количествах. Материалы о разработке сотрудников Института - на телеканале ВЕСТИ Новосибирск.

ВЕСТИ Новосибирск, 23.12.2024

Компонент из платины раскрывает свои полезные действие под действием серебра, при производстве получается небезопасный взрыв. Сибиряки процесс упростили.

«Наш подход не включает в себя серебро, мы получаем азитные комплексы платины, которые, как оказалось, вполне безопасны. Они абсолютно нечувствительны к удару, не включают в себя взрывчатые компоненты», ─ сообщил старший научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Данила Васильченко. 

Сибирские ученые заменили серебро на безопасный свет, которым облучают содержащий платину раствор с необходимыми компонентами. Быстро, в большом количестве, без опасного взрыва можно синтезировать препараты по новой методике в производственных масштабах, уверены ученые. 

«Нам не нужна высокая температура, мы используем для активации синий свет. Это позволяет проводить реакцию в мягких условиях, увеличить выходы по сравнению с общепринятыми методами, также это улучшает качество продукта», ─ пояснил старший лаборант Института неорганической химии СО РАН Алексей Зазуля. 

Такие препараты хорошо зарекомендовали себя в таргетной медицине, когда врачи лекарствами точно бьют по цели ─ раковым клеткам. Для этого платиновые препараты активируют тоже светом. 

«Со временем они концентрируются в раковых клетках. Мы можем локально их облучать, переводя в более активную форму. Тем самым мы не повреждаем основной организм, а направленно воздействуем на раковые клетки», ─ рассказываем младший научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Павел Ткаченко. 

Препарат, произведенный по новой методике, безопасен, уверяют химики. Главное в том, что можно управлять его составом, регулировать светочувствительность, активность, настраивать под разные виды опухолей. 

Новый способ протестирован, им уже заинтересовались коллеги из Института химической кинетики и горения СО РАН: изучают процесс активации ─ переход препарата в лекарственную форму под действием света. Такое исследовательское объединение поможет эффективнее бороться с коварной болезнью.

Анастасия Путинцева