При поддержке
ДНК есть?
А если найду?
Рассказывает Сергей Долгушин
кандидат физико-математических наук и директор инжиниринговой компании «Айвок»
Мне нужна твоя одежда
Боевики против науки: кто кого?
Родители не знали, огорчаться или радоваться: кто-то в семь лет царапает на школьной парте свое имя, кто-то мячом выбивает окно. А я перерисовывал в альбом ступенчатую аппроксимацию.
Мой папа — физик, а мама — биолог, и у нас дома всегда были книги и про физику, и про биологию.
И у нас, у молодёжи, были другие кумиры: герои боевиков и криминала. Например, Арнольд Шварценеггер. Нам казалось, что у них более успешные профессии, где физическая сила доминирует над умом: не надо доказывать теоремы и корпеть в лаборатории! Можно просто сказать:
И когда Жюль Верн закончился, я незаметно начал листать эти книги: там были красивые цветные картинки, и я перерисовывал их в свой альбом.
Но в 90-е быть ученым – звучало как ругательство
Ступенчатая апроксимация используется в источниках бесперебойного питания, которые вырабатывают электричество в те минуты когда в доме внезапно выключается свет. Бюджетные варианты ИБП не могут воспроизвести плавную форму переменного тока в виде синусоиды и поэтому создают её подобие в виде мелких ступеней.
На какой носитель прилипают ДНК из клеток в станции «Стрела»?
| Дальше |
| Узнать результат |
Человеческий организм состоит из воды
| Дальше |
| Узнать результат |
Сколько светящихся флуоресцентных шариков используется в приборе «Квадроплекс»?
| Дальше |
| Узнать результат |
Какое явление помогает в создании таких приборов, как «Квадроплекс» и «Стрела»?
| Дальше |
| Узнать результат |
Что рисовал Сергей, когда закончил книги Жюля Верна?
| Дальше |
| Узнать результат |
Ой-ой-ой. Кажется, кто-то запутался в лекарствах и должен посмотреть выступление спикера снова.
Поздравляем! Почти победа! Чтобы окончательно и бесповоротно разобраться в нефи — посмотри выступление Марии или прочти краткий текст
БРАВО! За лекарства можно не волноваться.
Коллег это пугает, и они разбираются в вопросе чуть быстрее
Я
Коллеги
Аспирант или человек?
Но как человек я совершенно неусидчивый. Иногда я говорю коллегам: «Давайте разберёмся!», начинаю ходить по комнате и размахивать руками.
Как мне кажется, я хороший организатор, я люблю людей, весёлые тусовки и мероприятия с семьёй и с друзьями. Мы ежегодно ходим в поход «Отцы с детьми», где учим детей выживать в дикой природе: жечь костёр, ходить на лодке — все по науке. Дети в восторге. Сейчас у них и получается получше. У трехлеток с костром и палаткой возникали сложности.
Я не был отличником, скорее хорошистом-троечником, и я не знаю, почему мой научный руководитель, профессор Сергей Андреевич Терещенко, взял меня в аспирантуру. Возможно, потому что как‑то раз я помог его другу, Юрию Петровичу, завести «Ниву» с толкача.
Иван Тургенев одобряет
Светится – значит работает!
В оптической томографии используют оптическое,
т. е. лазерное, излучение. Лазеры-то звучит круче! И кому же не нравятся «Звёздные войны»…
Вам наверняка знакома компьютерная томография, когда получают картинки внутренних органов человека при помощи рентгеновского излучения. Важно: там применяется контрастирование.
Я подумал: а давайте применим этот же принцип — повысить контрастность и для оптической томографии! То есть сделаем те участки, которые нас интересуют, более яркими! Так для меня открылся целый новый мир флуоресценции.
Темой моей научной работы была оптика, а точнее, оптическая томография, это очень сложная проблема, и она до сих пор так и не решена в мире.
Рентгеноконтрастные препараты содержат тяжёлые химические элементы. Чем больше атомный номер элемента у вещества, тем сильнее оно поглощает рентгеновское излучение. Обычно в качестве препаратов используют йод (Z=53) или барий (Z=56). На данном снимке атомы гадолиния (Z=64) подсвечивают опухоль мозга.
Человек на 60% состоит из воды, и на рентгеновской картинке компьютерной томографии все выглядит одинаково серым, и отличить сосуды и вены от мышц очень трудно!
Но если в вену ввести рентгеноконтрастное вещество, то и вены, и артерии станут ярко-белыми. И их легко отличить от окружающих тканей и увидеть, например, опухоль.
И сейчас с помощью флуоресценции мы создаём приборы для диагностики
вам
Итак, зачем это нужно людям, то есть
Проверим органы. Надеюсь, колоноскопия у них делается по‑другому
[Бурные апплодисменты, переходящие в овации]
Новый блокбастер: «Магнитная частица: НАЧАЛО»!
Эти магнитные частицы отмываются от разрушенных клеток, переносятся в чистый раствор, где ДНК отлипает от магнитных частиц, и затем они удаляются, и остаётся чистая ДНК в воде.
Как она работает: берём кровь, далее кровь лизируется — все клетки крови (эритроциты, тромбоциты, лимфоциты и прочие) химически разрушаются, и мы получаем «смузи» из клеток крови.
Далее ДНК из клеток прилипает на магнитные частицы нашей станции. Размер частиц от 1 до 3 микрон (для сравнения: волос человека имеет толщину 100 микрон).
То есть мы используем железные магнитные частицы, чтобы извлечь ДНК из суспензии разрушенных клеток.
Наша станция для выделения ДНК «Стрела» позволяет, как это ни странно, выделять ДНК. Из любых образцов (кровь, слюна, волосы, кости, зубы и т. д.) при помощи соответствующих реагентов, конечно. В чем ее «фишка»: она позволяет делать это очень качественно, т. е. как рука профессионального человека.
Также она используется для диагностики наследственных генетических заболеваний.
Мы разработали этот прибор полностью с нуля за полтора года, это очень-очень быстро. Хотите поаплодировать? Давайте… только быстро!
Станция «Стрела» используется в криминалистике для идентификации личности человека, т. е. помогает раскрывать преступления. Надеюсь, наша станция поймает больше преступников, чем известный сыщик Эркюль Пуаро-
8 µm
Эритроцит (красное кровяное тельце), которое насыщает нашу кровь кислородом
1 µm
Бактерия золотистого стафилококка, что вызывает прыщи, фурункулы, а также более тяжёлые заболевания вроде пневмонии, менингита и многих других
2 µm
Лактобактерия, благодаря которой человечество может изготавливать йогурты, кефир, сыр, хлеб и маринады для засолки огурчиков
В одном миллиметре тысяча микрон (µm, мк).
Вообще‑то это круто — в крови матери мы можем найти ДНК ребёнка!
Представим себе эту красивую картину! Супермен «Магнитная частица» выносит малышку ДНК из разрушающегося здания из тромбоцитов и лимфоцитов. Смотрите на всех станциях «Стрела»
магнитов
Почему именно
Просто реально столько влезло.
дозаторов
Все это проделывают
проб
И всего в станцию помещается
Удобно должно быть не только детям в телефонах играть, но и медикам на анализаторе работать!
Онкологические заболевания, которые раньше казались неизлечимыми, теперь излечимы. Про это важно помнить. И мы можем выявлять эти заболевания на ранней стадии при помощи «Квадроплекса».
Прибор «Квадроплекс» используется при разработке лекарств, где доклинические исследования проводят на мышах, крови у них мало, а параметров, которые нужно узнать, — много; например, маркёров воспаления.
Как он работает: светящиеся флуоресцентные шарики (они магнитные и выглядят как круглые конфеты) окрашены двумя красителями: красным и инфракрасным в разной интенсивности. Смесь этих шариков отправляется в прибор на анализ. Прибор ловит их магнитной ловушкой и примагничивает к плоской поверхности, как мячики на футбольном поле.
Прибор, который мы разработали, называется «Квадроплекс» – он используется при разработке лекарств для лечения онкологических, аутоиммунных, кардиологических, нейродегенеративных заболеваний. Мы исследуем кровь!
Чем больше маркёров будет диагностировано при разработке нового лекарства, тем лучше. Учёный получит более детальную картину протекания заболевания, а также много узнает про побочные явления
Далее камера автоматически сфокусируется и вы увидите «звёздное небо»: какие‑то шарики будут светиться ярко, так как в них много красителя, какие‑то — средне, а какие‑то — совсем слабо. Можно даже увидеть ковш Большой Медведицы.
Про ту самую кровь.
Прибор подсчитает количество и яркость этих «звёзд»-шариков и выдаст вам их распределение в виде картинки и отчёта.
Удобно должно быть не только детям в телефонах в игры играть, но и медикам на анализаторе работать. Надо будет туда тоже какие-нибудь игры закачать!
Сам прибор довольно сложный: в нем есть и точная оптика, и микрофлюидика, и механика, и электроника, и, конечно же, ПО.
Несмотря на то что ПО сложное, оно очень удобное для пользователя — у него современный интерфейс!
Несмотря на то что ПО сложное, оно очень удобное для пользователя — у него современный интерфейс!
🙏
— Действительно
Ученые и инженеры делают мечты реальностью!
Например, можно будет создавать искусственные плавучие острова. Они будут сплетены или сотканы из множества нитей-канатов, и они будут инертными, т. е. несъедобными для бактерий!
В заключение я вам расскажу про свою мечту. Я уверен, что в недалёком будущем мы сможем создавать искусственные биологические конструкции для строительства.
У нас есть супероружие: лук – «Квадроплекс» и «Стрелы» для борьбы с заболеваниями. А ещё у нас в «Айвок» есть поговорка: «Без любви к своему делу ты никуда не уйдёшь».
Но это пока мечты, впрочем, и «Квадроплекс», и «Стрела» тоже когда‑то были мечтами. Поэтому — приходите в науку, потому что учёные и инженеры делают мечты реальностью!
Вот так развитие биотехнологий кардинально изменит нашу жизнь! И это вообще уже сейчас происходит. Представьте, что такой плавучий остров может стать вашей дачей!
Рок-звезды российской науки
При поддержке
В спецпроекте использованы мемы и изображения из свободных источников (Плакат «Ты нужен свой стране» авторства Альфред Лита, Портрет Ивана Тургенева кисти Константина Маковского, картина Мадонна Литта кисти Леонардо да Винчи), платные изображения: Shutterstock AI/Shutterstock/Fotodom, Andrey Arkusha/Shutterstock/Fotodom, Stock-Asso/Shutterstock/Fotodom, Prakasit Nuansri/Shutterstock/Fotodom, Kateryna Kon/Shutterstock/Fotodom, Myshkovskyi/Shutterstock/Fotodom, Mashikomo/Shutterstock/Fotodom, Christoph Burgstedt/Shutterstock/Fotodom, 3DMI/Shutterstock/Fotodom, robuart/Shutterstock/Fotodom, Luca9257/Shutterstock/Fotodom, Svetlana Ievleva/Shutterstock/Fotodom, donatas1205/Shutterstock/Fotodom, dwphotos/Shutterstock/Fotodom, Delpixel/Shutterstock/Fotodom, а также кадры из фильмов «Кобра» (1986. Cannon Group, Golan-Globus Productions Ltd., Warner Bros. Pictures Co. Сценарий: Сильвестр Сталлоне, Пола Гослинг. Режиссер — Джордж П. Косматос. Композитор — Сильвестр Левай), «Терминатор 2: Судный день» (1991. Canal Plus, Carolco Pictures Inc., Lightstorm Entertainment, Pacific Western, T2 Productions. Сценарий: Джеймс Кэмерон, Уильям Уишер мл. Режиссер — Брэд Фидель. Композитор — Сильвестр Левай), «Крепкий орешек» (1988. Canal Plus, Carolco Pictures Inc., Lightstorm Entertainment, Pacific Western, T2 Productions. Сценарий: Джеб Стюарт, Стивен Е. де Соуза, Родерик Торп. Режиссер — Джон Мактирнан. Композитор — Майкл Кэмен), «Крепкий орешек» (1988. 20th Century Fox Film Corporation, Gordon Company, Lawrence Gordon Productions, Silver Pictures. Сценарий: Джеб Стюарт, Стивен Е. де Соуза, Родерик Торп. Режиссер — Джон Мактирнан. Композитор — Майкл Кэмен), Игра смерти» (1979. Kings Road Entertainment. Сценарий: Роберт Клауз, Брюс Ли. Режиссеры: Роберт Клауз, Брюс Ли. Композиторы: Джон Бэрри, Джозеф Ку), «Кикбоксер» (1989. Kings Road Entertainment. Сценарий: Гленн Брюс, Марк ДиСалле, Жан-Клод Ван Дамм. Режиссеры: Марк ДиСалле, Дэвид Уорт. Композитор — Пол Херцог), «Зима в Простоквашино» (1984. Союзмультфильм. Сценарий — Эдуард Успенский. Режиссер — Владимир Попов. Композитор — Евгений Крылатов), «38 попугаев» (1976. Союзмультфильм. Сценарий — Григорий Остер. Режиссер — Иван Уфимцев. Композитор — Владимир Шаинский), «Пуаро» (1989—2013. Carnival Films, London Weekend Television (LWT), Picture Partnership Productions. Автор идеи — Розалинда Хикс), «Пятница 13-е» (2009. Crystal Lake Entertainment Inc., MTV Films, New Line Cinema, Paramount Pictures, Platinum Dunes. Сценарий: Виктор Миллер, Дэмиэн Шеннон, Марк Свифт, Марк Уитон. Режиссер — Маркус Ниспел. Композитор — Стив Яблонски), «Футурама» (1999—... 20th Television Animation, The Curiosity Company, Fox Television Animation, Teletoon, The ULULU Company. Автор идеи — Мэтт Гроунинг)