6 מכשירים ומתקנים יוצאי דופן המשמשים במעבדות מדעיות ברוסיה
Miscellanea / / November 03, 2023
1. מפעל חלל לסינתזה של מולקולות ביוכימיות
מערך הניסוי יכול ליצור מקום במסגרת מעבדה. או ליתר דיוק, לשחזר בתוכו תנאים מנקודות שונות של היקום - למשל, מקומות של היווצרות כוכבים או עננים מולקולריים קרים. נאסף מדענים מסמארה התקינו מתקן כזה, והוא אמור להיות פעיל עד סוף 2023. ניסויים במפעל יתבצעו במרכז לאסטרופיזיקה מעבדתית של ה-SF FIAN. באמצעות המיצב, החוקרים מתכננים ללמוד כיצד נוצרות תרכובות אורגניות מורכבות בחלל, וכן בדוק חומרים מבטיחים לחיפוי לוויינים, רקטות וחלליות לעמידות לקרינה.
עיקרון הפעולה של המפעל הוא זה: משאבות חזקות יוצרות ואקום גבוה במיוחד בפנים, והרגולטורים קובעים את רמת הטמפרטורה הנדרשת, מ -269 עד +76 ºС. המרכיב העיקרי של העיצוב הוא מראה כסף בגודל 1 ס"מ רבוע. במהלך ניסויים, הוא, כמו חלקיקי אבק כוכבים, מכוסה בשכבה דקה של קרח, ולאחר מכן מוקרן במדויק באלומות של פוטונים, אלקטרונים וחלקיקים אחרים. החוקרים מצפים שכתוצאה מכך הם יוכלו להשיג מולקולות חשובות מבחינה ביולוגית הדומות לאלו שנוצרות ביקום. רק פי כמה מהר יותר: עשר שעות עבודה במפעל יהיו שוות בערך למיליון שנות קרינה בחלל.
2. מפעל לגידול דגים לאספקת מים סגורה (RAS)
כגון יש במעבדת הנוער לטכנולוגיות גנטיות בכלכלה חקלאית וימית VIZH על שם האקדמיה ל. ל. ארנסט. מדגרת דגים היא מערכת של מאגרים מלאכותיים בהם גדלים דגים מביצים מופרות לבוגרים. המאפיין העיקרי של ההתקנה הוא שאין צורך לעדכן ולנקות את המים שם כל הזמן. מערכת רב-שלבית של מסננים שונים אחראית למצבה. במערך כזה, הדגים גדלים מהר יותר, ופחות משאבים מושקעים בתחזוקתם מאשר באקווריום.
כמובן, זה לא הכרחי כדי להכין את ארוחת הצהריים העתידית של מדענים, אלא כדי לשמור על המגוון הביולוגי. כעת חוקרי סנט פטרסבורג עובדים עם חדקן. המתקן שיכן אוכלוסיית ניסוי של חדקן סיבירי של יותר מ-300 פרטים. באופן כללי, מדענים אספו אוסף של דגימות של חומר גנטי ממינים שונים של דגים. לדוגמה, יש כבר דרכון לסטרלט המורכב מ-12 סמני מיקרו-לווין (חתכים ב-DNA). נתונים כאלה יעזרו בעבודת הרבייה - יהיה קל יותר לקבוע את הגזע של פרטים.
מעבדת הנוער לטכנולוגיות גנטיות בסנט פטרסבורג נפתחה בשנת 2022 בתמיכתה של הפרויקט הלאומי "מדע ואוניברסיטאות". ולא רק היא. במהלך קיומו של הפרויקט הלאומי ברוסיה הופיע 740 מעבדות בראשות מדענים צעירים. כל הארגונים הללו מצוידים בציוד היי-טק ומתמחים בתחומי מדע שונים - מביו-רפואה ופיזיקה ועד אגרונומיה וכלכלה. עד סוף 2024, במסגרת הפרויקט הלאומי "מדע ואוניברסיטאות", הם מתכננים לפתוח 900 מעבדות נוער: שני שלישים מהעובדים שלהם הם מתחת לגיל 39.
צפה במעבדות
3. קומפלקס עם גלאים מולקולריים
המתקן עוסק בפישינג - זה סוג של דיג, רק שבמקום מוטות וקרפיונים צולבים יש מתחם תופס ביומאקרומולקולות בודדות: חלבונים או חומצות גרעין. מדענים רוצים להשתמש בחלקיקים כאלה לאבחון מוקדם של מחלות או למניעתן.
יש רק מתחם אחד כזה ברוסיה - UNU (מיצב מדעי ייחודי) "Avogadro". הוא ממוקם במכון המחקר לכימיה ביו-רפואית על שם V. נ. אורחוביץ'. מדענים כבר נמצאים שם נחוש בדעתו קבוצת ייחוס של ביו-מאקרומולקולות שיכולות להיחשב לנורמה לאדם בריא. כלומר, הם יצרו "דיוקן מולקולרי של בריאות" אמיתי. עם זה, באמצעות אלגוריתמים מתמטיים, ניתן יהיה להשוות את תוצאות הבדיקה של אנשים - לחפש סמנים המאותתים על צורך בטיפול או התאמות באורח החיים.
4. תנור מופל
לא מכינים פשטידות ופיצות בהתקנה זו. יש צורך בתנור מופל כדי לחטא חומרים, ליצור גבישים בודדים ולערוך מחקר. בתוכו יש מעטפת מגן המונעת מהחפץ שנשרף מגע עם הדלק ותוצרי הבעירה.
תנורי מופל אינם נדירים במרכזים מדעיים. למשל, היא להשתמש במעבדה לבעיות סביבתיות של צבירה פוסט-תעשייתית של SUSU. החוקרים שם מחפשים פתרונות להפחתת הזיהום הסביבתי בערים גדולות עם מפעלים ומפעלי תעשייה. לשם כך, מדענים מפתחים חומרים חדשים, כמו מסננים מודרניים לטיהור נוזלים וגזים.
5. תא רובוטי להדפסת תלת מימד רב צירית
מערכת כזו לתרגול הדפסה רב צירית יש במעבדת המחקר "מכניקה של חומרים והתקנים ביו-תואמים" באוניברסיטת פרם פוליטכנית. המוזרות של טכנולוגיה זו היא שהיא מאפשרת ליצור אובייקטים על ידי מיזוג החומר בשלבים - השכבות יכולות להיות לא רק שטוחות, אלא גם תלת מימדיות. התא הרובוטי של מעבדת פרם מתאים לעבודה עם "דיו" הנדסיים שונים, למשל PEEK, Ultem, PA, PSU.
באמצעות כלים זה וכלים אחרים, חוקרי פוליטכניקה חוקרים את התכונות הפיזיקליות והמכניות של חומרים ביולוגיים ומחפשים אחר שיטות לשלוט בהם. אחד מהם הישגים - פיתוח מודל מתמטי לגידול עור אנושי. זה יהיה שימושי ליצירת שתלים תלת מימדיים, כמו גם לחקר מחלות, כולל קרצינומה, כפי שנקרא סרטן אפיתל.
6. אתר לייצור שתלים רפואיים
הוא נוצר על בסיס המעבדה לממשקים ביו-אלסטיים של TSU. שם ייבדק קיימות שתי שיטות לייצור שתלים: סינטר לייזר סלקטיבי (SLS) וגידול לייזר ישיר (DLG). הראשון נמצא בשימוש ברפואה במשך זמן רב, אבל השני לא. עם זאת, ל-PLV יש כמה תכונות שימושיות. לדוגמה, הוא מאפשר ליצור מבנים עם מבנים פנימיים מורכבים וצורות יוצאות דופן - לא בכדי נעשה בו שימוש בתעשיות הרכב והתעופה.
החומרים לניסויים יהיו סגסוגות רפואיות שונות שמדעני טומסק כבר פיתחו. הם מתכננים ליצור מוצרים תלת מימדיים שיכולים לתקן פגמים בעצמות. בנוסף להדפסה עצמה, מומחי TSU יבחנו שתלים עבור תאימות ביולוגית לגוף האדם, ילמדו את הפונקציונליות שלהם ותכונות אחרות. מטרת החוקרים היא להפוך את שתלי התלת מימד להתאמה אישית ככל האפשר. כלומר, כאלה שיעמדו בדרישות הספציפיות של מקרים רפואיים ובפרמטרים האישיים של גוף האדם.
"מגאגרנט" עזר לאוניברסיטת טומסק להשיק את המעבדה. זהו שמה של תוכנית שיתוף הפעולה בין אוניברסיטאות רוסיות וארגונים מדעיים עם מדענים מובילים מפורסמים בעולם. זה מיושם על ידי הפרויקט הלאומי "מדע ואוניברסיטאות". אלכסיי וולינסקי, פרופסור חבר באוניברסיטת דרום פלורידה, הפך למדען אורח ב-TSU. תוכנית המגאנטים קיימת משנת 2010. במהלך תקופה זו נוצרו ברוסיה 345 מעבדות ברמה עולמית לביצוע מחקר.
מרכזים מדעיים פתוחים להתמחות לתלמידי בית ספר וסטודנטים - הזוכים בתחרות "המדע. טריטוריית גיבורים». זהו משחק מקוון מיוחד שבאמצעותו ניתן להכיר את מקצוע המדען. ניתן להשתתף בפרויקט מגיל 10 עד 22. משימות התחרות מתפרסמות בפלטפורמה "Heroes.science.rf", נאספים שם גם מאמרים וסרטוני אנימציה, בהם מדברים על תיאוריות ותופעות שונות בשפה פשוטה.
למד עוד על מדע