Наука

Алтайские ученые бурят ультразвуком астероиды и выявляют рак с помощью микрочипов

О главных разработках рассказали представители вузов Алтайского края
Кафедра методов и средств измерений и автоматизации Бийского технологического института занимается тем, чего казалось бы и нет – ультразвуком. Фото с сайта bti.secna.ru.

Кафедра методов и средств измерений и автоматизации Бийского технологического института занимается тем, чего казалось бы и нет – ультразвуком. Фото с сайта bti.secna.ru.

Пандемия, казалось бы, поставила жизнь на паузу. Однако не для ученых. О том, над какими разработками сейчас ломают головы передовые умы алтайских вузов – читайте в материале «Комсомолки».

Как изучают то, чего нет…

Кафедра методов и средств измерений и автоматизации Бийского технологического института занимается тем, чего казалось бы и нет – ультразвуком. Ведь его нельзя услышать, увидеть или потрогать. Но ученые уверяют, что невидимкой-ультразвуком можно сверлить даже поверхность небесных тел!

- За счет очень высокой частоты ультразвук можно легко фокусировать, направлять в нужное место, создавать такие огромные интенсивности, которые могут вызвать разрушения различных материалов, вплоть до нано частиц, - рассказывает заведующий кафедры Андрей Шалунов.

Завкафедрой методов и средств измерений и автоматизации Бийского технологического института Андрей Шалунов.

Завкафедрой методов и средств измерений и автоматизации Бийского технологического института Андрей Шалунов.

Фото: Ольга ВЕДЕРНИКОВА

Кстати, бийские ученые научились с помощью ультразвука очищать воздух от опасных аэрозолей и даже разгонять туманы!

- Суть в том, что под действием ультразвуковых волн взвешенные частицы (коими и являются мелкие капельки воды, которые висят в воздухе и образуют туман) сближаются, укрупняются до более крупных капель и под действием силы тяжести оседают на поверхность или землю. Эта разработка пригождается в сфере авиации, навигации кораблей, на горных дорогах с целью обеспечение дальности видимости – например, чтобы самолеты могли безопасно приземляться даже в туман, - поясняет Андрей Викторович.

Кстати, а вы задумывались, как выглядит установка, вырабатывающая ультразвук? По словам ученого, это по сути своей огромный динамик: его титановая пластина начинается колебаться и приводит в колебание окружающий ее воздух.

Существует много мнений по поводу того, как ультразвук действует на людей. Некоторые даже против проведения будущим мама УЗИ, мол, это негативно влияет на ребенка, после обследования малыш начинает активно пинаться в утробе и т.д.

- Я много лет работаю с ультразвуком и могу заверить, что никакого вредного воздействия он не несет. Что касаемо УЗИ и еще не родившихся детей, их активность после обследования объясняется очень просто – они слышат этот звук, просыпаются, начинают реагировать. Чем младше ребенок, тем больше способно его ухо воспринимать более высокие частоты. Порой к нам лабораторию приходят школьники, которые тоже слышат ультразвук и говорят: «Ой, пищит». А я сам не слышу этого.

Кстати, животные, по словам ученого, тоже хорошо слышат ультразвук: например, кошки, летучие мыши ориентируются на эти звуки. А дельфины и вовсе с помощью его общаются!

- К слову сказать, с помощью ультразвука «общаются» и подводные лодки. Радиоволны под водой не распространяются, а ультразвук, наоборот, проходит очень хорошо! Поэтому сфера его применения весьма широкая! - уверяет Андрей Шалунов.

Исследования ультразвука, которые проводят бийские ученые, применяются в первую очередь сфере промышленности.

- Сейчас очень бурно развивается направление, связанное с нано материалами. Например, производство пластика, который по своим характеристикам превосходит сталь и титан. Но чтобы изготовить такие пластики, нужно их модифицировать. То есть в обычный пластик добавить вещества, которые сделают его более прочным. Как правило, эти вещества находятся в нанодисперсном состоянии – это мельчайшие частички, размером с вирус. И главная задача – эти частички замешать в пластик. Сделать это эффективно можно только с помощью ультразвука. Мы как раз такое оборудование и производим.

Кроме того, сейчас бийские ученые активно сотрудничают с китайскими в рамках космической программы.

- Бийский технологическим институтом налажено взаимодействие с Харбинским технологическим университетом по их программе высадки на астероиды. На Луне китайцы уже побывали, но ведь в космосе летает много чего интересного и «вкусного», где можно добыть огромное количество металла и минералов. Сейчас у них стоит задача – сесть на астероид. Учитывая, что притяжения там нет, возникает вопрос – как на нем закрепиться? Вариант один – аккуратно просверлить ультразвуком поверхность и закрепиться сцепком. Сейчас мы как раз этим и занимаемся – пытаемся сверлить космические имитаторы. А в следующем году должны передать китайцам этот ультразвуковой аппарат, который они возьмут с собой в космос.

Противораковый центр: передовые технологии в диагностике

Уже семь лет при Алтайском госуниверситете работает Российско-американский противораковый центр. Он был создан в сотрудничестве с университетом штата Аризона. Активное участие в работе центра принимают ученые АГМУ и специалисты краевого онкологического диспансера "Надежда". Центр возглавляет доктор биологических наук Андрей Шаповал, который 20 лет проработал в разных научных институтах США.

Директор Российско-американского противоракового центра, доктор биологических наук Андрей Шаповал. Фото с сайта www.asu.ru.

Директор Российско-американского противоракового центра, доктор биологических наук Андрей Шаповал. Фото с сайта www.asu.ru.

Задачей номер один для противоракового центра всегда было использование технологии иммуносигнатур, которую разработал американский профессор Стефан Джонстон. Данная технология позволяет выявить опухоли на самой ранней стадии, до появления каких-либо симптомов.

- Когда опухоль только зародилась, ни один прибор не в состоянии ее обнаружить. Однако иммунная система человека уже начинает реагировать и вырабатывать антитела, пытаясь собственными силами ее нейтрализовать. Суть нового метода диагностики заключается в том, чтобы научиться определять сигналы, которые нам дает наш иммунитет. В таком случае можно гарантировать стопроцентное излечивание пациента, - рассказывает Андрей Шаповал.

Исследование проводится с помощью микрочипа, который был разработан американскими учеными. На этом микрочипе расположено 330 тысяч пептидов (пептиды – это короткие участки белков). У пациента берется капля крови из пальца и наносится на микрочип. Далее ученые наблюдают за тем, как антитела, находящиеся в крови, реагируют на эти самые 330 тысяч пептидов. У здорового человека будет одна реакция, у больного – другая.

- Мы уже нашли 119 пептидов из этих 330 тысяч, которые характеризуют на наличие рака молочной железы, - рассказывает Андрей Шаповал.

Исследования продолжаются. В настоящее время себестоимость микрочипа – 150 долларов. Однако пока что эта тест-система используется только в лабораторных условиях и производится за границей. Но есть вероятность, что когда-нибудь ее запустят в медучреждениях.

- Наша цель - сделать эту инновационную технологию диагностики рака доступной для всех, - говорит ученый.

Кстати, также с помощью микрочипа, в противораковом центре недавно появилось еще одно направление – иммунотерапия онкологических заболеваний.

- Мы пытаемся разработать пептидные препараты, которые можно использовать в иммунотерапии, - говорит Шаповал.

На вопрос о том, в какой форме это будет – таблетка, микстура или еще что-то, ученый ответил, что, скорее всего, это будет внутривенная инъекция. Это поможет усилить иммунитет человека и справиться с болезнью.