«Умники» за работой. Крайняя справа – Е. Зевак.

Екатерина – аспирант первого года обучения Института неорганической химии СО РАН, сотрудничает с НОЦ «Молекулярный дизайн и экологически безопасные технологии» НГУ. Ее работой руководят к.х.н. Андрей Огиенко, д.х.н. Елена Болдырева и академик РАН Владимир Болдырев.

– Екатерина, в чем заключается суть Вашей работы?

– Существует два основных способа разработки новых медицинских препаратов. Можно создать какое-то совершенно новое химическое соединение, потом проводить испытания на клетках, на животных (доклинические исследования), затем на людях (клинические испытания). Это очень долгий и дорогостоящий путь. Но есть и второй способ – не изменять состав используемого лекарственного вещества, но приготовить его в новой форме (изменив размер частиц, кристаллическую структуру, добавив вспомогательные вещества). Это – важнейшее направление развития современных фармацевтических технологий, поскольку позволяет сократить время, необходимое для фармакологических тестов, но улучшить при этом как потребительские, так и технологические характеристики. Такими разработками занимаются во всех крупных фармацевтических компаниях, по крайней мере, за рубежом. Это позволяет получить быстрый экономический эффект.

Моя работа связана с сальбутамолом – препаратом, который применяется для купирования бронхоспазмов. Он не лечит астму, но помогает облегчить состояние во время приступа: больной пользуется ингалятором, ему становится лучше. Сальбутамол в России выпускают два предприятия: «Алтайвитамины» и завод имени Семашко в Москве. Рецептура проста: они смешивают сальбутамол со вспомогательным веществом, чтобы частички вещества не слипались. Это очень важный момент. Частицы сальбутамола должны быть очень маленькими, чтобы попасть в бронхи, – от 1 до 5 микрон. Вспомогательное вещество – это такое воскоподобное соединение, похожее на парафин. С одной стороны, оно помогает лекарству попасть в бронхи, с другой – снижает его эффективность, ведь больной вдыхает не чистый сальбутамол, а смешанный с наполнителем. Мы предложили использовать другой наполнитель. Смесь сальбутамола и этого наполнителя очень быстро растворяется, хотя сам препарат не растворяется в воде – если, например, мы кинем его в чай, он будет плавать на поверхности. А предлагаемый нами композит сальбутамола со вспомогательным веществом растворяется полностью.

Сама идея не нова, просто до нас никому не удавалось на практике такой композит сальбутамола получить. Дополнительный плюс нашего изобретения обнаружился недавно, но он может оказаться даже более важным, чем непосредственно улучшение биодоступности препарата. Дело в том, что традиционно выпускаемые его формы содержат хладоны – вещества, которые разрушают озоновый слой земли и поэтому запрещены к использованию международными конвенциями. Из-за этого ставится вопрос о запрете производства в России сальбутамола, без которого не сможет обойтись множество астаматиков. Это очень серьезная проблема. Наш же препарат не содержит хладонов.

– Когда можно ждать выпуска нового препарата?

– Мы готовы работать быстро и интенсивно. Но нам нужна поддержка компаний, готовых осваивать выпуск этого препарата. Сейчас ведем переговоры с потенциальными производителями и ищем дополнительные средства для перехода от лабораторных опытов к наработке больших количеств. Это то, что технологи называют масштабированием.

– Почему решили заниматься именно проблемой астмы?

– Во-первых, это социально значимое заболевание. Во-вторых, подобранная нами технология хороша как раз для аэрозолей.

– Эта технология может быть актуальна для каких-то других лекарств?

– Одно из достоинств предложенного нами метода – он очень универсален и позволяет получать новые формы самых разных лекарственных веществ, как известных, так и новых. Для 80% новых веществ, предлагаемых к использованию в качестве лекарственных, проблема растворимости стоит так остро, что их даже испытать invivo не удается – они не растворяются ни в чем, что совместимо с живым организмом. А наш метод может позволить перевести те же вещества в растворимую форму.

– Представим себе, что новый препарат создан. Чем будете заниматься дальше?

– В будущем хотела бы продолжать заниматься комбинированными препаратами. Сегодня ведется много исследований на эту тему. Научно доказано, что в некоторых случаях при совместном применении двух групп веществ проявляется синергетический эффект – улучшение свойств каждого из них в результате взаимодействия друг с другом. Такие лекарства могут быть очень эффективными.

Татьяна ЯКОВЛЕВА

Газета «Навигатор» - Умное лекарство, № 17 от 4.05.2012

Кристаллы молибдата цинка и вольфрамата кадмия, выращенные в Институте неорганической химии СО РАН (Новосибирск), планируется использовать в создании детекторов для эксперимента по поиску так называемого безнейтринного двойного бета-распада. Если исключительно редкое событие будет зафиксировано, это будет означать, что считавшаяся ранее безмассовой элементарная частица нейтрино имеет массу и является античастицей для самой себя, а значит, Стандартная модель нуждается в пересмотре.

"Первыми в мире мы вырастили кристаллы вольфрамата кадмия и молибдата цинка, обладающие необходимыми свойствами для регистрации редких событий, в частности, для изучения неуловимых частиц нейтрино", - сказал РИА Новости заведующий лабораторией роста кристаллов ИНХ СО РАН Владимир Шлегель.

По его словам, испытания кристаллов молибдата цинка в Институте масс- и ядерной спектрометрии в Орсе (Франция), а также в одной из крупнейших подземных лабораторий мира - Национальной лаборатории Гран-Сассо итальянского Национального института ядерной физики, показали, что на сегодня этот материал является одним из лучших кандидатов для использования в детекторах двойного бета-распада.

Шлегель и его коллеги с Украины, из Франции, Италии и США в статье, опубликованной в журнале Physics Letters B, показали, что детекторы из таких кристаллов обладают исключительно высокой чувствительностью при фоновом сигнале, близком к нулю.

"Низкотемпературные сцинтилляционные болометры из молибдата цинка являются подходящими кандидатами для будущих экспериментов по поиску безнейтринного двойного бета-распада", - говорится в статье.

Неуловимый безнейтринный

Двойным бета-распадом называют один из видов радиоактивного распада атомного ядра, который наблюдается крайне редко и сопровождается испусканием двух электронов и двух нейтрино. Некоторые теории предсказывают существование безнейтринного двойного бета-распада, который до сих пор не был достоверно обнаружен в эксперименте.

Соавтор исследования, Федор Даневич из киевского Института ядерных исследований пояснил РИА Новости, что более 10 лет назад группа ученых из Германии и России проводила в Италии эксперимент по поиску безнейтринного распада с помощью детекторов, изготовленных из изотопа германия-76.

В 2001 году руководитель германской части научной группы Ханс Клапдор-Кляйнгротхауз (Hans Klapdor-Kleingrothaus) и несколько его коллег, без согласования с другими членами коллаборации, опубликовали статью, в которой заявляли, что им удалось зафиксировать безнейтринный распад.

"Коллаборация в целом этот результат не приняла. Он пошел против коллаборации, русскую часть даже не предупредил. До сих пор остается неясным, наблюдали они эффект или нет, до сих пор этот результат интригует", - сказал Даневич.

Эксперименты, в которых исследуют двойной бета-распад, требуют очень долгого времени наблюдений, ведь даже разрешенный Стандартной моделью двухнейтринный двойной бета-распад является самым редким процессом во Вселенной, зарегистрированным человечеством. При тех периодах полураспада, на которые нацелены сейчас лучшие эксперименты, пытающиеся увидеть неуловимый процесс, в десятикилограммовом детекторе за несколько лет наблюдений ожидается всего несколько распадов, отметил Даневич.

Стандартная модель и "суперкристаллы" из Новосибирска

Может или не может происходить безнейтринный бета-распад, зависит от свойств нейтрино, поясняют ученые. Если такой тип распада будет надежно зафиксирован, это будет означать, что нейтрино имеет массу и является майорановской частицей, тождественной своей античастице. Даневич отмечает, что это станет открытием нового типа материи.

По его словам, ранее наличие массы у нейтрино было надежно доказано в экспериментах с осцилляцией нейтрино, однако они не позволяют определить ее значение.

"Величину массы нейтрино можно измерить в эксперименте с безнейтринным двойным бета-распадом", - сказал собеседник агентства.

Криогенные сцинтилляционные болометры на основе "новосибирских кристаллов" открывают новые возможности в этой сфере исследования. "Это очень перспективная и инновационная техника", - сказал Даневич.

Эксперимент предполагает, что несколько десятков килограммов кристаллов молибдата цинка будут помещены в место, надежно изолированное от космических лучей и очищенное от всех источников радиации. Это могут быть, например, подземные тоннели лаборатории Гран-Сассо, где работают многие другие нейтринные эксперименты, в числе которых прославившийся открытием гео-нейтрино (то есть, нейтрино из глубин Земли) эксперимент Borexino.

Когда в ядре атома молибдена происходит безнейтринный двойной бета-распад, он испускает два электрона, вызывающих сцинтилляционную вспышку и небольшое повышение температуры, которые фиксируются чрезвычайно чувствительными сенсорами.

"Мы получаем и световой сигнал и тепловой, а главное, что энергетическое разрешение получается очень высоким", - пояснил ученый. Он добавил, что для надежного доказательства существования безнейтринного распада требуется зафиксировать хотя бы 10-15 событий.

Для успешного поиска безнейтринного распада подходит очень небольшое число изотопов - не более десятка. Молибден-100 - один из лучших, у него выше энергия распада и, следовательно, больше шансов "поймать" событие.

"Очень большое достижение новосибирцев, что они сделали этот кристалл достаточно высокого качества и достаточно больших размеров. Раньше говорили, что этот кристалл вообще невозможно вырастить. Были попытки в Москве и в Харькове, но в Новосибирске его довели до практически идеального состояния", - сказал Даневич.

По его словам, сейчас сибирские коллеги работают над тем, чтобы создать технологию, способную дать требуемое для эксперимента количество и качество кристаллов.

"Нам нужны сотни килограммов, чтобы провести эксперимент, способный увидеть массу нейтрино, если схема массовых состояний этой частицы инвертирована, а чтобы повысить шансы, увидеть этот распад, нужны кристаллы из обогащенного изотопа молибдена-100", - сказал Даневич.

Уже через пару лет ученые рассчитывают начать демонстрационный эксперимент с несколькими килограммами таких кристаллов, чтобы проверить, насколько хорошо они "работают". После этого будет приниматься решение о начале полномасштабного эксперимента, который будет проводиться, скорее всего, на европейские деньги. Как отметил Даневич, детекторы на основе кристаллов молибдата цинка также могут быть использованы для поиска темной материи и регистрации солнечных нейтрино.

"Для строительства полноценного детектора нейтрино необходимы сотни и тысячи килограммов полученного нами кристалла, но, поскольку стоимость нужного изотопов молибдена в разы выше, чем платины, пока мы изготовили небольшие экспериментальные образцы весом в 200-300 граммов", - сказал Шлегель.

РИА "Новости"