Владимир Полканов
Химики Нижегородского государственного университета разработали новый метод синтеза распространенного компонента лекарств. Фото Егора Боронина/пресс-служба ННГУ
Раскрытие научно-исследовательского потенциала ученых во многом зависит от среды, в которой они получают образование и трудятся. Качественное оборудование, опытные руководители и наставники, увлеченный коллектив, интересная и востребованная работа – мечта любого исследователя, начинающего и уже состоявшегося. По национальному проекту «Наука и университеты» активные и амбициозные вузы могут получить поддержку и создавать именно такие условия. Они вовлекают целеустремленных студентов в научную деятельность уже с первых курсов обучения и обеспечивают их бесшовный переход на позиции своих сотрудников для полноценной профессиональной реализации. Нижегородская область – пример региона, который успешно воспользовался этими возможностями.
Внимание на экран
Студенты могут участвовать в создании новых технологических решений по программе «Приоритет-2030» нацпроекта «Наука и университеты». Вузы получают гранты на развитие – повышение своего научно-образовательного потенциала, в том числе внедрение новых программ, помогающих студентам получить востребованные специальности. В этом году гранты по программе «Приоритет-2030» получили 118 вузов из 50 регионов России.
Один из нижегородских вузов – участников программы «Приоритет-2030» – Приволжский исследовательский медицинский университет (ПИМУ). По программе сотрудники и студенты вуза создают разработки на стыке здравоохранения и цифровых технологий. Среди таких решений – приложение «Про родинки», цифровой «Медицинский атлас», платформа «Будущий врач», портал для дистанционной физической реабилитации, программа для диагностики эмоционального состояния подростков.
Одна из недавно запущенных цифровых новинок – «Медицинский атлас». Приложение задумано как учебный инструмент для использования на занятиях в медицинских учебных учреждениях и ориентировано на студентов, ординаторов и аспирантов, но может быть полезно и уже практикующим врачам. Оно включает в себя подробное описание более 2 тыс. медицинских случаев из широкого спектра областей, начиная от паразитологии, патологической анатомии и гистологии и заканчивая лучевой диагностикой, электрокардиографией и картами распространения эпидемий.
Врачи-эксперты отобрали для приложения самые показательные клинические примеры и редчайшие заболевания – в атласе можно узнать информацию о вариантах нормы и различных патологиях. Кейсы включают описания случаев, заключения пациентов (все данные анонимны), а в качестве наглядного материала – изображения высокого качества с разметкой и подробным описанием. Это могут быть рентгеновские снимки, снимки с аппаратов магнитно-резонансной томографии, фото патологоанатомических и гистологического препаратов, цифровые электрокардиограммы и другие медицинские изображения.
«Наша разработка позволит добиться улучшения качества медицинского образования, ведь не все вузы имеют полные наборы высококачественных изображений по всем разделам медицинских знаний», – рассказала руководитель «Цифровой кафедры» ПИМУ, заведующая кафедрой информационных технологий Анна Баврина. По ее словам, «Медицинский атлас» на данный момент является самым полным собранием медицинских изображений в России.
Преподаватели могут использовать приложение на занятиях, например показывать студентам снимки различных микроорганизмов с огромным увеличением прямо на экранах компьютеров, планшетов, телефонов, попутно рассказывая о видимых структурах. Модуль для тестирования позволит проверить свои знания – для каждого кейса имеются контрольные вопросы. Приложение доступно не только на русском, но и на английском языке, что особенно важно для вузов, где обучаются иностранные студенты.
Один из разделов приложения – интерактивная карта эпидемий. Она будет пополняться данными по конкретным населенным пунктам от пользователей из числа врачей-инфекционистов и эпидемиологов, что поможет контролировать распространение заболеваний. Карту можно также использовать для проведения исследований и обучения молодых специалистов.
Значительную роль в разработке приложения сыграли студенты ПИМУ. «Не зря мы учим студентов языку SQL и базам данных, потому что именно студенты занимались разработкой архитектуры баз данных, заполняли базы данных. Студенческая работа в подготовке атласа была довольно большой», – рассказывала Анна Баврина.
Катализируй это
Медицина является одним из профильных направлений деятельности и Научно-образовательного центра (НОЦ) мирового уровня «Нижегородский НОЦ». Такие центры создаются по нацпроекту «Наука и университеты» как объединения вузов, научных организаций и бизнеса. На базе НОЦ они проводят совместные исследования, результаты которых ориентированы на внедрение в реальный сектор экономики. Всего в России создано 15 НОЦ различной специализации – недропользование, экология, изучение Арктики, аэрокосмические технологии, здоровьесбережение, инновационные решения в АПК и многие другие. После окончания университетов многие студенты, мечтающие связать с наукой всю свою жизнь, стремятся участвовать в работе НОЦ, поскольку здесь созданы все условия для плодотворного научного погружения.
В центрах решают разнообразные задачи, в том числе – в области медицины и фармацевтики. Например, на базе Нижегородского НОЦ ученые Нижегородского государственного университета (ННГУ) им. Н.И. Лобачевского разработали новый способ синтеза ариламинов – производных аммиака, молекулы которых представляют собой связку азота и арильных групп – углеводородных радикалов. Это вещество широко используется в фармацевтике в качестве базового компонента лекарств.
Для его синтеза есть много способов, в том числе с использованием металлических катализаторов. Однако одно дело – получить соединение в лабораторных условиях и совсем другое – в промышленных масштабах. Для крупного производства ариламина лабораторные методы непригодны, в качестве катализатора применяется редкий элемент палладий, что делает процесс дорогим и энергозатратным, а полученным таким путем соединениям необходима высокотехнологичная очистка.
Перед химиками ННГУ стояла задача – найти способ, как усовершенствовать технологию получения искомых углерод-азотных связей, чтобы ее можно было применять в промышленных масштабах. Разработанная инновационная процедура благодаря синергетическому сочетанию фотохимии, органокатализа и поточной технологии производства позволила достичь высоких выходов продукта, при этом значительно сократив время реакции.
Синтез ариламинов по этой технологии происходит с использованием органического фотокатализатора. Поглощая свет, органические молекулы переходят в возбужденное состояние и действуют как движущая сила химических превращений. Для масштабирования и ускорения процесса его перенесли в проточный реактор – систему тонких трубок, по которым непрерывным потоком движется жидкость.
«Чем тоньше трубки, тем эффективнее проходит облучение светом и тем интенсивнее фотокатализатор активирует синтез ариламина, – рассказал автор проекта, заведующий лабораторией химии природных соединений и их синтетических аналогов ННГУ Александр Нючев. – В колбе такая реакция идет около суток, нашим методом итоговое вещество можно получить за один час, что повышает эффективность синтеза в десятки и сотни раз».
Благодаря этой разработке от использования палладия в реакции можно полностью отказаться. Выход полезного вещества доведен до 93%, а расход катализатора на единицу продукта снижен до четверти процента. Технология позволяет экономить не только на компонентах и катализаторе, но и на человеческом ресурсе: для управления реакцией не требуется личного присутствия – делать это можно дистанционно с помощью специальных датчиков и компьютера. Таким образом, получился непрерывный, недорогой и эффективный способ получения ариламинов (связку азота и арильных групп). «Эти преимущества делают нашу технологию перспективной для химического производства», – отметил Александр Нючев.
С 2019 года более 100 проектов Нижегородского НОЦ получили не только финансовую поддержку. «С практической точки зрения это выражается в осуществлении функций удаленного проектного офиса: подготовка бизнес-планов, маркетинговых исследований, коммерческих предложений, финансовых моделей, заявок на гранты, презентационных материалов, видеороликов, а также организация участия в выставках, конференциях, круглых столах, днях поставщиков, встречах с потенциальными заказчиками, инвесторами, индустриальными партнерами», – рассказали «НГ-науке» в Нижегородском НОЦ.
