Один день из жизни учёного: чем занимаются химики
ОДИН ДЕНЬ ИЗ ЖИЗНИ УЧЁНОГО

Чем занимаются химики

Взрывы, эликсиры молодости, создание наркотиков и постоянно кипящий котел — вот что думают люди о работе химиков. Рассказываем, чем они занимаются на самом деле.
29 мая — день химика. Институт биоорганической химии РАН решил рассказать, чем химики отличаются от других учёных, насколько они любят свою работу и как проходит их день.
Наш герой — Илья Апарин
аспирант Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова (ИБХ) РАН.
— У людей сложилось мнение, что учёные — очень закрытые люди: они сидят в лабораториях, не общаются с другими и ни о чём, кроме формул, не думают. Есть такие знакомые у тебя?
— Среди органиков? Полно! В ИБХ таких встретить сложно, но есть в других институтах. Некоторые ребята напоминают гномов в подземелье, которые не хотят выходить на свет и с кем-то взаимодействовать. На самом деле, все зависит от того, в какую лабораторию ты попал.
Мы разговариваем с Ильёй в лаборатории органического синтеза ИБХ РАН, пока он раскладывает по ящикам колбы разных фасонов и мастей.
Здесь есть круглодонные колбы, воронки, фильтры, хроматографические колонки и другие сосуды. Илья достаёт их из предмета, напоминающего печь, только на полках лежит не еда, а посуда. Накануне вечером химик помыл за собой все эти колбы. На умывальнике стоит сода и Fairy, а где-то рядом припрятаны средства помощнее, ёршики и прочее оборудование для борьбы с въедливыми веществами, которые постоянно используются в работе.

— Это то, с чего начинается день в любой лаборатории — нужно разобрать помытую посуду.
— А с чего начинается самый первый день в лаборатории?
— С того, что эту посуду нужно выучить, улыбается Илья.
Первый день Ильи в Институте прошёл во время обучения на Химическом факультете МГУ. Пробовал он себя в качестве химика ещё школьником в Самарском Политехе (Илья родом из Самары), потом на химфаке МГУ, уезжал даже в Черноголовку, но ему не понравилась лаборатория, и тогда он пришел сюда, в ИБХ.
В конце XIX века жизнь химиков была гораздо проще: смешал вещества, погрел, выпали кристаллы, отфильтровал и посмотрел под лупой. Сейчас редкие лупы покажут соединения, с которыми ежедневно работают современные учёные: ДНК, РНК, антитела и другие биомолекулы. Здесь химиков спасают сложно устроенные приборы и личный опыт.
Илья пришёл сегодня на работу к 11 часам.
Можно было бы предположить, что он ленивый или необязательный. На самом деле, вчера он вышел из Института за полночь — нужно было закончить дела. Его коллега по комнате Глеб Проскурин ещё не на месте, потому что тоже ушел накануне поздно.
Первые полчаса в комнате пахнет лаком для ногтей. Ночью вытяжка не работала, поэтому за ночь запахи выползают из всех щелей. Илья открывает холодильник (в нём, конечно, нет еды), достает колбу, в которой бы запросто уместился грейпфрут, если бы не узкое горлышко, и закрепляет её на шлифе устройства из стекла и металла. Под ней стоит емкость с нагревающейся жидкостью. Вся эта конструкция носит название роторный испаритель, который концентрирует вещества из раствора.
То, что находится в колбе, Илья получал две недели. Это синее вещество – флуоресцирующий маркер для мечения биомолекул.
Когда улетит весь растворитель, в колбе останется флуоресцентный краситель. При помощи этого соединения Илья «пришьёт» короткие фрагменты ДНК к молекулам антител (защитников нашего организма) и отдаст медикам в клинику, где эти «цветастые» сложные молекулы помогут отслеживать процесс выздоровления больного. Если опасные антигены (захватчики организма в виде остатков вирусов, бактерий и аллергенов) вновь появятся, врачи узнают об этом заранее по распознаванию их антителами в крови человека.
Иммуно-полимеразной цепной реакции (иммуно-ПЦР) — так называется диагностический метод, для которого Илья это делает, — придумали ещё в 1992 году, но он оказался технически сложным, поэтому немногие лаборатории и клиники взялись за его развитие.
Илья с коллегами придумали способ оптимизировать метод: соединять фрагмент ДНК с антителом специальными красителями. Этот метод позволяет проводить диагностику различных заболеваний на самых ранних этапах и количественно оценивать патогены в предельно-низких концентрациях.
— Сейчас какая проблема существует в больницах? Ты приходишь к врачу и говоришь, что у тебя сыпь. Он выписывает антигистаминное, лекарство от аллергии. И всё исчезает. А отчего эта сыпь, что происходит с организмом — непонятно. Поэтому ведутся разговоры о том, что пора отказаться от симптоматического лечения и больше заниматься диагностикой. В противном случае у больного может возникнуть рецидив.
Через час после начала рабочего дня Илья надевает халат. Синий и плотный, не тот, что у докторов. Но прожжённый.
— Это кислота. Во время работы следов не было видно, а после стирки проявились эти дырки.

Под халатом — чёрная футболка с героем сериала Breaking Bad. Она тоже не устояла перед кислотой. Теперь Илья выглядит так, будто хочет что-нибудь учудить: в очках, с бородой, в решетчатом халате и в кедах.
Для химиков страшен не обычный синтез, каким часто занят Илья, а полный.
Процесс создания нужного вещества довольно долгий и затратный. Продолжительность процедуры зависит от сложности и стабильности вещества, включает в себя несколько этапов и может занимать от пары дней до нескольких месяцев и лет.

Когда учёные занимаются синтезом природных соединений со сложной структурой, порой число стадий синтеза вещества доходит до 70.

Известна история про нобелевского лауреата Роберта Вудворда и Альберта Эшенмозера, чьи группы синтезировали цианокобаламин — витамин В12. В этом деле приняли участие более 100 человек, полный синтез состоял из 72 стадий и длился около 10 лет. На нём защищались докторские диссертации, люди тратили огромное количество реактивов и времени, чтобы показать, на что способен подлинный химический синтез.

— Тебе не бывает скучно, ты ведь каждый раз совершаешь схожие действия?
— Совсем нет. Операции, конечно, мы проводим одни и те же, но вещества используем все равно разные. В итоге образуются разные продукты для разных целей. Ведь когда ты складываешь слова, ты же получаешь не одинаковые тексты?
— Выходит, что у тебя творческая работа. А что для тебя рутинно?
— Есть дни, когда я пишу научные статьи, рефераты, диссертацию, проверяю курсовые и дипломные работы. Монитор, чашка кофе и пусть меня никто не трогает, — устало говорит Илья.
— А где ты этим занимаешься?
— Дома. На работе писать тяжеловато, здесь всё отвлекает: хочется реакцию поставить, с коллегами поговорить…
В комнату заходит высокий парень спортивного телосложения.
— Привет, я возьму у тебя растворитель?
— Какой? интересуется Илья.
— Дейтерированный.
— Ходоки мне тут нашлись! — возмущается хозяин комнаты. — Научись сам перегонять.
Когда Андрей уходит с добычей, Илья поясняет, что дейтерированные растворители (атомы водорода в них заменены полностью изотопом дейтерия) — дорогие, но очень нужные вещества для анализа.
Илья возвращается к своим делам. На первом столе у него идет перегонка. Жидкость испаряется из одной колбы и, конденсируясь, попадает в другую, стекая по стеклянному холодильнику, очищаясь от примесей.

На противоположном столе проходит экстракция вещества, которое вскоре станет флуоресцентным красителем и подсветит антитела, жадно ищущие возбудителей болезни.
В 2012 году Апарин окончил Химический факультет МГУ. Он чудом попал в вуз: до последнего момента думал, что не пройдет со своими баллами. Поступил и понял, что больше нигде не хотел бы учиться.

— Началось с того, что я решил пойти по музыкальному направлению, как и родители. Мой отец — духовик, и однажды я заикнулся об образовании в консерватории, потому что у меня неплохо получалось играть, объясняет Илья и делает свой голос ещё ниже, играя роль отца.
«Сынок, тебе придется упорно трудиться, музыка отнимает много времени». В этот момент в комнату врывается мать с криками: «Только через мой труп!». Музыкантом я не стал, хотя недавно ещё играл дома, но времени на это теперь не остается.
— Почему ты не уехал заграницу?
— Я думал об этом, но решил ещё попробовать здесь. Ведь почему молодые учёные уезжают? Они едут не за лучшими руководителями и лабораториями, в нашей стране такие есть, они едут за лучшими условиями жизни: «Швейцария — хорошая страна для миграции, почему бы туда не перебраться?».

В обед пришел Глеб. Как и каждый аспирант, он курирует студентов, которые проводят свои исследования и пишут научные работы. Правда, собственные исследования они проводят только под присмотром кураторов, в противном случае, происходят погромы и даже пожары. Илья признается, что в первые дни работы в лаборатории тоже боялся что-нибудь разбить или поджечь случайно, потом страх ушел со знанием дела.

Поэтому с аспирантом Глебом сегодня работает студентка МГУ Алёна. Она биолог, но очень хочет стать химиком, хотя бы потому что эти науки имеют много общего.
Мы для них как шахтеры: воняет у нас всё, кипит что-то постоянно.
— Все учёные отличаются друг от друга, даже одни химики от других, — говорит Илья. — Биолог, физик и химик смотрит на объект изучения по-разному, через разные лупы. Если говорить про другие критерии, то биологи, наверное, самые чистоплотные, особенно в сравнении с химиками. Это потому что мы ремесленники, мы создаем всё своими руками.
С двух до семи часов исследователь не сидел на одном месте больше 10 минут. Он садился за компьютер, открывал электронную версию протокола опыта, который ставил, заносил наблюдения и план работы в рабочий журнал, аккуратно рисовал формулы и возвращался к реакциям.
Глеб в это время писал научную статью, мы с Алёной следили за процессами разделения окрашенных веществ в большой стеклянной колонне. Вещество, жёлтое и неоднородное, напоминало коктейль. Алена иногда присаживалась на стул с высокими ножками, а иногда вставала, чтобы разлить «коктейль» по бутылкам. Вскоре этот флуоресцирующий коктейль — раствор перилена — тоже пойдёт на медицинские нужды.
Сушилка и ротор — не единственные слова, вводящие в заблуждение стороннего слушателя. На этаже лаборатории есть мойка, где в темной и пахучей комнате за металлической дверью, закрытой на ключ, посуда отмывается в специальной ультразвуковой бане-посудомойке. Есть фен, который сушит вещество на тонкой полоске сорбента, чтобы проанализировать его чистоту и определить готовность вещества для дальнейших этапов работы.
—Готово! — говорит Илья и показывает мне продукт синтеза.

Если присмотреться, в колбе находится синяя жидкость, до такой степени синяя, что я чувствую себя дальтоником, угадывая только черные оттенки.
На часах шесть вечера, впереди ещё конъюгация биомолекул — присоединение ранее синтезированных красителей к антителу, — а я не планирую уходить отсюда в полночь.

— Ты не устаешь от работы?
— Иногда бывает, но она доставляет мне удовольствие, особенно когда долго ничего не получается, а потом вдруг добиваешься результата. Поэтому усталость компенсируется.
— А чем ты занимаешься в свободное время?
— Сейчас его почти нет. Ждём с супругой ребенка, делаю ремонт, а по ночам пишу диссертацию.

Илья отходит ненадолго, и Глеб обращается ко мне:
— Учёные делятся на два класса: раздолбаев и увлечённых людей. Илья относится ко вторым, а я где-то в промежутке между ними.
Илья и Глеб выходят в соседнюю комнату. Там, один на хроматографе, другой на люминесцентном спектрометре изучают и разделяют вещества. Получившиеся образцы светятся разными цветами радуги в пластиковых пробирках, размером меньше мизинца.
19:40. Мы бредём по слегка подсвеченным коридорам Института к выходу.

— Как узнать, что наука – это твоё?
Те ценности, которые диктует современный мир, совершенно противоположны занятиям учёного.
— Важны две вещи: любовь к науке и трудолюбие. Не из серии «Ой, у нас сегодня классная лаба была по химии, всё, стану химиком», а при понимании, что где-то что-то в тебе зудит и тебе интересно разбирать животных на запчасти, синтезировать разные вещества или покорять космос. Те ценности, которые диктует современный мир, совершенно противоположны занятиям ученого. Зато сегодня у тебя есть возможность стать кем угодно. Приложи усилия и получи прекрасное образование, с тебя требуется только сдать вступительные испытания. Стоит отметить, что наше высшее образование ещё котируется в мире на высоком уровне, старые университеты продолжают держать планку.

— А зачем становиться учёным?

— Ты получаешь удовольствие от своей работы: как эстетическое, так и понимание, что ты делаешь реально что-то полезное. Я готов убеждать любого школьника, аспиранта или сотрудника, что многие известные стереотипы об учёных ложны. Учёные мало зарабатывают? Всё это фигня. Бывают тяжелые ситуации в группе, лаборатории, отдельном институте, но они решаемы. В конце концов, учёные — мобильные люди: не нравится город, переезжай в другой, не нравится институт, переходи в другой. Если ты показываешь достойные результаты, тебе будут везде рады.

Зарплата учёного везде ниже зарплаты топ-менеджера, — продолжает мой собеседник. — Но тебе нужно понимать, что ты хочешь делать: зарабатывать капитал или заниматься наукой. Есть области, в которых можно неплохо продвинуть свой продукт в химии, в таких областях, например, как нефтехимия, энергетика, медицина, фармацевтика, диагностические тест-системы, про новые материалы даже говорить не буду. Если ты хватаешься за стоящую идею, развиваешь её, терпишь лишения судьбы, у тебя есть все шансы добиться успеха.
Конечно, никто не гарантирует славы и богатства, если ты пойдешь в химию. Есть много молодых учёных, которых застой вгоняет в депрессию и, когда дело доходит до апатии, руки опускаются. Ровно в тот час, когда нужно приложить последнее усилие, ровно перед этой ступенькой, появляется желание пойти обратно. Вот этого, наверное, делать не стоит, — заканчивает свой монолог Илья.
Юлия Шуляк
провела день в лаборатории и подготовила репортаж
Фотографии: Алексей Паевский
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
29 мая 2016, 19:00

Оставайтесь в курсе


У вас есть интересная новость или материал из сферы образования или популярной науки?
Расскажите нам!
Присылайте материалы на hello@newtonew.com
--