Тандемные масс-спектрометры выявляют, какие вещества и в каких концентрациях содержатся в образце, который они анализируют. На мировом рынке такие приборы производят всего несколько компаний, в России прибор ранее не производился. Ученые НИЯУ МИФИ смогли создать его всего за три года. Потребность в нем для нашей страны велика – минимум 50 штук в год. Опытный образец первого отечественного трехквадрупольного масс-спектрометра прошел государственные приемочные испытания, готовится серийный выпуск изделия.
Прибор предназначен для использования как в научных исследованиях, так и в целом ряде ключевых областей обеспечения жизнедеятельности и безопасности нашей страны. В здравоохранении – это, например, диагностика редких генетических заболеваний новорожденных, которые можно скорректировать только в младенческом возрасте. В фармацевтике – это аналитическое сопровождение разработки лекарственных средств, а также их доклинических и клинических испытаний. В аграрной отрасли – это контроль качества и безопасности продукции АПК. Регистрация ветеринарных лекарственных средств, контроль кормов для животных, а также мониторинг безопасности животноводческой продукции в значительной мере основаны на применении методических указаний и ГОСТов, которые предусматривают использование тандемной масс-спектрометрии. В криминалистике и судебной экспертизе использование таких приборов среди прочего позволяет подробно исследовать вещественные доказательства и проводить токсикологические исследования.
«Сейчас в России производят только более простые масс-спектрометры, например, для анализа газов. Наш прибор делает возможным исследование жидкостей, он более сложен, позволяет транспортировать ионы из области атмосферного давления в вакуум, где находятся три радиочастотных устройства – два квадрупольных фильтра масс и ячейка фрагментации ионов между ними. Он предназначен для количественного молекулярного анализа, который определяет, во-первых, молекулярный состав сложных смесей и, во-вторых, концентрацию конкретных веществ в смеси, – рассказал главный конструктор опытно-конструкторской работы, руководитель лаборатории «Прикладная ионная физика и масс-спектрометрия», профессор кафедры «Молекулярная физика» Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ Алексей Сысоев. – В масс-спектрометрах используется разделение ионов в электрических и магнитных полях. Конкретно в нашем приборе используются радиочастотные электрические поля, через которые проходят ионы, и которые работают как фильтры масс».
Ученые МИФИ – единственные в России, кто смог за такой короткий срок разработать и создать этот сложнейший прибор. Потребность страны в тандемном трехквадрупольном масс-спектрометре составляет более 50 приборов в год (приблизительно столько импортировалось в нашу страну до 2022 года). В нем заинтересованы НМИЦ эндокринологии им. академика Дедова Минздрава России, Всероссийский государственный Центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов и другие учреждения и лаборатории Россельхознадзора, Первый Московский государственный медицинский университет им. Сеченова, Химический факультет МГУ им. Ломоносова, Институт физической химии и электрохимии им. Фрумкина РАН, Институт нефтехимического синтеза им. Топчиева РАН. С этими организациями уже есть предварительная договоренность о долгосрочных испытаниях, планируемых к выпуску образцов установочной серии. В настоящее время ведутся переговоры с инвесторами для серийного производства прибора.
Алексей Третьяков: «Ваш прибор нужен всем лабораториям Россельхознадзора в нашей стране»
«Ваш прибор нужен всем лабораториям Россельхознадзора в нашей стране, которых на данный момент более 100, – отметил заместитель директора по науке ФГБУ «ВГНКИ» Алексей Третьяков. – Область применения в рамках его работы: масс-спектрометры активно используются в обеспечении пищевой безопасности нашей страны для контроля более 500 наименований различный соединений, которые относятся к запрещенным и вредным веществам (это антибиотики, противомикробные препараты, нестероидные противовоспалительные, седативные, гормональные, противопаразитарные и многие другие соединения, токсины различной природы, пестициды и др.). Всё это контролируется в пищевой и кормовой продукции методами масс-спектрометрии. Федеральная служба по ветеринарному и фитосанитарному надзору в нашей стране является самым большим держателем и главным пользователем приборов такого класса, обеспечивая пищевую безопасность нашей страны и поддерживая экспортный потенциал наших производителей. Появление этого прибора – очень важная веха, это реальная возможность приобретения технологического суверенитета страны в этой сфере и независимости от поставок оборудования из недружественных стран».
Заведующий Лабораторией метаболомных исследований НМИЦ Эндокринологии им. Академика И.И. Дедова Минздрава России Виталий Иоутси подчеркнул: «Появление такого прибора в нашей стране – это решение огромного количества проблем в сфере медицинской аналитики. Уверен, что разработчики порадуют нас еще и дополнительными возможностями – у масс-спектрометра большое будущее».
Заместитель генерального директора по научно-технической работе и проектам АО «ЭЗАН» (ФГУП Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро РАН, промышленный партнер разработчиков) Александр Веретенников, напомнил, что еще не так давно Советский Союз был мировым лидером в масс-спектрометрии: «Школа разработок в этой сфере сохранилась, о чем и говорит создание этого прибора. Нам очень нужны собственные приборы, без них никакое развитие науки и техники невозможно. И этот прибор – одна из первых ласточек в восстановлении отечественного приборостроения, выращенная на очень крепкой базе разработок СССР и России. Я уверен, что мы будем производить его серийно, а также разрабатывать новые масс-спектрометры».
«В этом и следующем году мы планируем выпустить от двух до пяти образцов установочной серии, провести отладку производственных процессов, установить образцы у потребителей, которые согласились выступить их испытателями. Также планируем собрать информацию о статистике отказов. Отказы, безусловно, будут, мы это понимаем и планируем оперативно устранять их причины. Мы хотим отладить процессы сервисного обслуживания, потому что наша сильная сторона – обеспечение полного жизненного цикла изделия: не только выпустить прибор, но и гарантировать его беспроблемную эксплуатацию у потребителей», – поделился планами на будущее руководитель проекта Алексей Сысоев.
Школа масс-спектрометрического приборостроения кафедры молекулярной физики НИЯУ МИФИ существует более 60 лет и широко известна своими исследовательскими и конструкторскими работами. Основатель школы, выпускник и профессор МИФИ Александр Алексеевич Сысоев, был выдающимся педагогом и ученым, по книгам которого училось несколько поколений разработчиков масс-спектрометрической аппаратуры. Сегодня его ученики занимают ведущие должности в приборостроительных компаниях по всему миру.
«Хочу вспомнить глубоко личный момент. Мой отец уходил из жизни в 2021 году и в последний день он сказал, что очень хотел бы, чтобы в России производились масс-спектрометры. Для меня это прозвучало как завещание. В сложные моменты проекта я всегда вспоминал эти слова, и это помогало довести дело до конца. Это для меня и, уверен, для ключевых членов команды – глубоко личное дело жизни», – рассказал Алексей Сысоев.
