Чем занимаются химики

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.

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.

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.

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.

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.

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 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.

— 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.

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.

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:

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.

— 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.