|
|
|
№ 1 (3722), 23 января 2006 года
|
 |
|
|
|
|
Ядерный магнитный резонанс
в науках о жизни
Подобные мероприятия, проводимые кафедрой квантовых магнитных явлений физического факультета СПбГУ, становятся традицией: год назад прошел первый симпозиум этого же цикла, а в декабре 2004 г. на оздоровительной базе СПбГУ прошла зимняя молодежная школа-конференция «Магнитный резонанс и его приложения», на которую, несмотря на декабрьские морозы, приехала молодежь из Сибири и даже с Дальнего Востока. Симпозиумы и школы этого цикла посвящены магнитному резонансу – явлению, открытому в Казани в 1944 г. и послужившему основой многочисленных весьма полезных применений. И это несмотря на то, что магнитный резонанс – довольно «молодое» физическое явление (напомним, что другие соизмеримые по значимости явления были открыты заметно раньше: оптическая спектроскопия появилась в 1860 г., рентгеновское излучение было открыто в 1895 г., радиоактивность – в 1896 г.). Из пяти Нобелевских премий за работы по ядерному магнитному резонансу (ЯМР) две (в 2002 и 2003 гг.) были присуждены за исследования в области применений ЯМР в биологии и медицине. Не случайно название симпозиума и школы этого года имело подзаголовок «Ядерный магнитный резонанс в науках о жизни». Действительно, роль ЯМР в биологии и медицине трудно переоценить: спектр применений простирается от определения тонких деталей структуры и динамики молекул белков и ДНК до получения в высшей степени информативных диагностических изображений внутренних органов человека. В более широком смысле к «наукам о жизни» следует отнести и такие науки, как экология, археология, где также находит применение ЯМР.
Эффект ядерного магнитного резонанса регистрируется в виде специфических радиосигналов от ядер. Поскольку все вещества состоят из атомов или молекул, которые, как известно, в свою очередь, состоят из ядер и электронов, явление ЯМР можно назвать универсальным. Оказывается, характер принимаемых сигналов зависит не только от самих ядер, но и в значительной степени от свойств вещества. Изучение этой зависимости является предметом фундаментальной науки, а результаты изучения и являются основой практических применений.
В симпозиуме и школе участвовали 116 российских ученых из Москвы, Санкт-Петербурга, Казани, Ростова-на-Дону, Иванова, Йошкар-Олы, Перми, Новосибирска, Краснодара, Владивостока, Екатеринбурга, Красноярска, Костромы, Калининграда, Уральска и 22 зарубежных (Германия, Италия, США, Нидерланды, Польша, Словения).
Основными темами, обсуждавшимися на симпозиуме и школе, были биология и медицина, экология и окружающая среда, пищевая и парфюмерная промышленности, магнитно-резонансная томография, новые методы в ЯМР, компьютерное моделирование. Обсуждались как фундаментальные физические и химико-биологические проблемы ядерного магнитного резонанса, связанные с перечисленными выше темами, так и проблемы практических применений ЯМР в этих областях, при этом использовались три формы представления материала: лекции, устные доклады и стендовые доклады (рабочий язык был английский).
Лекции, прочитанные одиннадцатью зарубежными и восемью российскими ведущими специалистами в области ЯМР, были посвящены последним достижениям в развитии теории и экспериментальных методов ядерного магнитного резонанса. Применению современных методов ЯМР для исследования молекулярного движения в неоднородных структурах, аналогичных тем, что встречаются в живых организмах, были посвящены лекции профессоров Д.Михеля (Германия, почетный доктор физического факультета СПбГУ), С.Юрги (Польша, прежний ректор Университета г. Познань), С.В.Двинских (Санкт-Петербург, СПбГУ), Ю.М.Петрусевича (Москва, МГУ). О применении этих методов для выяснения молекулярных механизмов функционирования жизненно важных белков рассказал профессор Н.Р.Скрынников (США, Университет Падью), а лекция И.Г.Шендеровича (Санкт-Петербург, СПбГУ) была посвящена проблеме определения активных сайтов белков-энзимов с помощью ЯМР-спектроскопии высокого разрешения. В лекциях С.Васенкова (Германия, Лейпцигский ун-т), В.И.Волкова (Москва, Ин-т физической химии) и Я.Степишника (Словения, Люблянский ун-т) рассматривалось применение ЯМР к исследованиям транспорта жидкости через биологические мембраны. О новых методах анализа применительно к геологическим нефтеносным породам, пищевым и другим продуктам рассказал сотрудник фирмы Шлумберже – Долл Ресоч (проблемы разведки и переработки нефти) проф. М.Хурлиманн (США). Профессора А.В. Грибанов (Санкт-Петербург, Институт высокомолекулярных соединений) и А.Мамыкин (Санкт-Петербург, Электротехнический университет) в своих лекциях рассказали об исследовании наноструктур методами ЯМР. Медицинским применениям, а именно, оригинальным приемам усиления контраста магнитно-резонансных томограмм без применения контрастирующих агентов были посвящены лекции
А.А.Храпичева (Канада, Университет Нью-Брансвика) и Юнг-Я Лина (США, Калифорнийский университет). Богатую по содержанию и сопровождавшуюся прекрасной презентацией лекцию о современных тенденциях развития экспериментальной базы ЯМР представил доктор У.Айхов (Германия, фирма «Брукер»). Весьма интересной была лекция проф. С.Макхолла (Германия, Университет Магдебурга) о наблюдении и интерпретации ЯМР в крайне слабом магнитном поле (в 50 раз слабее естественного поля Земли). Применению ЯМР к такой науке о жизни, как история, была посвящена вызвавшая большой интерес слушателей лекция доктора исторических наук Т.Н.Смекаловой (Санкт-Петербург, СПбГУ) об исследованиях археологических памятников эпохи викингов с помощью прецизионной магнитной разведки на основе ЯМР.
Тематика устных докладов касалась биологии и медицины (8 докладов), магнитнорезонансной томографии (6), структуры воды (3) и прочих разделов ЯМР (2), причем из 19 докладчиков было 13 российских участников. В двух докладах по магнитно-резонансной томографии (В.В.Фролов и В.Л.Паршина, СПбГУ) и докладе А.В.Донца (СПбГУ) о гипотезе механизма регуляции температуры тела теплокровных были представлены результаты работ, поддержанных грантами администрации г. Санкт-Петербурга.
Кроме того, было представлено 55 стендовых докладов, главным образом, молодыми российскими участниками, в том числе двенадцатью студентами. Из них 22 доклада относилось к использованию ЯМР в структурных исследованиях биологически важных молекулярных систем. Из них можно упомянуть доклады А.А.Боричева, А.В.Егорова и Е.Е.Эльц о результатах исследования молекулярных систем с использованием современных методов компьютерного моделирования.
Участникам симпозиума и школы была предложена культурная программа, позволившая им познакомиться с наиболее интересными памятниками истории и культуры Санкт-Петербурга и пригородов: Екатерининский дворец с воссозданной Янтарной комнатой в Пушкине, Большой Петергофский дворец, Эрмитаж, пригородные парки. Участники посетили также балетные спектакли Мариинского театра.
Симпозиум и школа не могли бы быть проведены столь успешно, если бы усилиями руководства и персонала студгородка СПбГУ не были обеспечены очень хорошие условия проживания иногородних и зарубежных участников. Оргкомитет симпозиума и школы приносит глубокую благодарность директору студгородка Анатолию Станиславовичу Еркулову, директору гостиницы Юрию Ивановичу Барышникову, директору и главному врачу санатория-профилактория Валентину Валентиновичу Федорову.
Следующие симпозиум и школа этого цикла состоятся 10 – 15 июля 2006 года. Подробную информацию можно найти на сайте http://nmr.phys.spbu.ru/NMRCM-2006. 
В.В.Фролов,
член Оргкомитета, доцент
|
