Ферменты — это природные биологические катализаторы, которые ускоряют химические реакции. Они играют ключевую роль в живых организмах. Кроме того, ферменты активно применяются в различных технологиях. Например, их используют в биохимических реакторах для множества процессов: от производства продуктов питания и добавок до модификации антибиотиков. Также ферменты находят применение в создании датчиков и аналитических приборов, а также в производстве чистящих средств.
Ученые ТПУ и Чехии разработали плазмонно-активный оптоволоконный сенсор для экспресс-оценки активности ферментов. Сенсор позволяет проводить процедуру быстро и с минимальным нарушением ферментативной системы. Ферменты ускоряют химические реакции и используются в биохимических реакторах, производстве пищевых продуктов, антибиотиков, датчиков и чистящих средств. Активность ферментов может варьироваться и снижаться, поэтому её необходимо контролировать. Обычные методы требуют отбора и очистки образцов, что делает невозможным оценку активности. Необходимы экспрессные и наименее инвазивные методы.
Принцип работы нового сенсора в том, что он изготовлен из кварцевых оптических волокон с золотым покрытием. Золото выбрано за химическую стабильность и удобный пик плазмонного резонанса. В итоге он чувствителен только к одному ферменту, в данном случае β-глюкозидазе. Селективность достигается путём модификации поверхности зонда β-глюкозидами.
Измерения проводились в разных температурных условиях и с различными растворами. Ферментативное расщепление приводит к красному смещению полосы поглощения плазмона, пропорциональному активности фермента.
Сенсор может быть расширен на другие ферменты и субстраты. А также использоваться для мониторинга активности ферментов в биохимических реакторах и живых тканях, а также для оценки активности бактерий в окружающей среде.
ИИ в помощь: политехники приспособили нейросеть под потребности промышленной безопасности
В ТПУ создали ИИ-систему для мониторинга инструктажей в нефтегазовой отрасли. Проект выполнен при поддержке программы Минобрнауки «Приоритет-2030». Исследование продолжает линию научных инициатив в рамках Десятилетия науки и технологий.
Система транскрибирует речь, определяет тему инструктажа и генерирует краткое содержание. По видео фиксируется количество людей и время их прихода и ухода. Цифровой продукт получил свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Индустриальные партнеры уже заинтересовались системой, так как крупные промышленные предприятия предъявляют высокие требования к соблюдению правил безопасности. Система упрощает навигацию по видеоматериалам и позволяет быстро находить нужные фрагменты. Помогает оптимизировать график проведения инструктажей и повторной аттестации. А также проводит мониторинг и качественную оценку системы обучения сотрудников. Можно отслеживать количество мероприятий по каждой теме, анализировать посещаемость сотрудников и составлять оптимальный график обучения и переаттестации.
Все чисто: политехники решили самую актуальную задачу медицинской химии
Химики-студенты ТПУ научились использовать воздух для получения ценных гетероциклов. Вместе с учеными СПбГУ они разработали метод синтеза имидазолов из имидазолина. Исследование поддержано РНФ.
Раньше для таких реакций применяли стехиометрические окислители. Это были токсичные соединения марганца или хлорированные вещества. Альтернативные методы с использованием кислорода основывались на сложных и дорогих катализаторах с редкими металлами, например, рутением.
Метод позволяет минимизировать образование токсичных отходов. Ключевым реагентом является кислород из воздуха, так что для реакции достаточно не закрывать колбу, что упрощает процесс. Метод не требует дорогих катализаторов и токсичных окислителей.
Получен ряд из 23 имидазолов с выходами до 98%. Имидазолы используются в производстве лекарств и полезных материалов. Они входят в состав антипаразитарных, противогрибковых, антибактериальных препаратов. Имидазолы применяются и в переработке пластика, а также аккумуляторах.
Метод позволяет достичь экологичности и экономической целесообразности одновременно. Метод не требует специфического оборудования и дорогостоящих реагентов. Следующий шаг — разработка методов функционализации полученных имидазолов. Это откроет путь к созданию новых биологически активных соединений.
Вовремя предупредить: создана возможность отличить доброкачественное образование от нездорового на ранних стадиях
Томские ученые создали новый радиофармпрепарат-антагонист для эффективной диагностики рака простаты на ранних стадиях. Официально в разработке нового радиофармпрепарата участвовали сотрудники исследовательского центра онкотераностики научно-исследовательской школы химических и биомедицинских наук ТПУ, Университета Уппсалы (Швеция), Научно-исследовательского института онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра Российской академии наук, Сибирского государственного медицинского университета и Национального центра научных исследований «Демокрит» (Греция). Исследование поддерживается программой Минобрнауки РФ «Приоритет-2030».
Речь идет о создании радиофармпрепарата-антагониста для диагностики рака простаты на ранних стадиях. Первая фаза клинических исследований показала хорошую переносимость и высокую точность препарата. Как известно, рак предстательной железы является одной из самых распространенных онкологий у мужчин в Европе.
Измерения биомаркеров, особенно ПСА, важны для диагностики рака простаты. Ученые ТПУ ранее разработали тераностическую пару для диагностики и терапии рака простаты на основе соединения BQ-ПСМА. Исследуются альтернативные молекулярные мишени, такие как рецептор гастрин-высвобождающего пептида (GRPR), который имеет высокую плотность экспрессии при раке простаты, особенно на ранних стадиях. Ранее были клинически протестированы только четыре пептида, меченных технецием-99m.
Проведена первая фаза клинических исследований с участием 16 пациентов. Препарат показал хорошую переносимость и безопасность при всех протестированных дозах. Частота выявления первичных очагов рака составила более 90 %, контрастность визуализации была очень высокой.