Масс-спектрометрия позволяет определить молекулярный, элементный и изотопный состав исследуемых объектов за счет измерения отношения массы к заряду ионов. Такой подход используют для идентификации и количественного анализа смесей в биологии, фармацевтике, ядерной физике, химии и экологии. Однако тандемные масс-спектрометры, способные идентифицировать химические соединения и определять их концентрацию, до сих пор в России не производили, приборы закупали за рубежом. Но приблизиться к решению задачи технологической независимости в этой области удалось благодаря разработке ученых НИЯУ «МИФИ», за три года создавших тандемный трехквадрупольный масс-спектрометр.
Возглавляет проект Алексей Сысоев, доктор физико-математических наук, профессор кафедры «Молекулярная физика» НИЯУ МИФИ, и.о. руководителя и главный научный сотрудник лаборатории «Прикладная ионная физика и масс-спектрометрия». Он рассказал, что потребность в таких масс-спектрометрах в стране составляет около 50 приборов ежегодно, и прокомментировал принцип работы устройства.
Таким образом, в масс-спектрометре молекулы характеризуются по трем признакам – отношению массы к заряду молекулярного иона, отношениям массы к заряду фрагментарных ионов и энергии фрагментации, обеспечивая высокую селективность метода определения состава пробы. Прибор дополняет жидкостной хроматограф для предварительного разделения проб на фракции по сорбционным свойствам, что добавляет четвертый признак – время удерживания, это позволяет точно идентифицировать компоненты. Новый прибор был разработан при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.
«Федеральный проект «Развитие отечественного приборостроения гражданского назначения для научных исследований» реализуется в целях обеспечения независимости нашей страны от импортных поставок научных приборов. И один из наших ведущих технических университетов МИФИ своим примером продемонстрировал как разработки из большой науки преобразуются в конкретные высокотехнологичные продукты при должном внимании со стороны промышленных партнеров», – отметил глава министерства Валерий Фальков.
«По итогам государственных приемочных испытаний, документации на наш прибор будет присвоена литера «О1». Она означает, что изготовленное по предыдущей редакции конструкторской документации (литеры «О») устройство успешно прошло государственные приемочные испытания, а все сформулированные замечания и рекомендации к документам были учтены в их новой редакции. Как раз сейчас мы завершаем коррекцию документации и готовим ее к присвоению литеры «О1». В начале декабря запланировано заседание межведомственной комиссии, где ожидается принятие решения по этому вопросу», – отметил Алексей Сысоев.
Новый масс-спектрометр обеспечивает высокоточную идентификацию состава веществ и возможность изучения процессов, происходящих на молекулярном уровне. В медицине прибор найдет применение в неонатальном скрининге, например, он позволяет определять в крови новорожденных маркеры редких генетических заболеваний, поддающихся коррекции только в раннем возрасте.
Наконец, в криминалистике и судебной экспертизе тандемные масс-спектрометры позволят анализировать вещественные доказательства и проводить токсикологические исследования. На основе первого отечественного устройства ученые планируют создать новую линейку моделей приборов, чтобы полностью обеспечить потребности страны в этой области современными изделиями.
