Кандидаты на награждение медалью
T7N4
Кандидаты на награждение медалью Всероссийского
масс-спектрометрического общества за заслуги в развитии
масс-спектрометрии в России (2010–2011 гг.)
Доктор физико-математических наук ЯВОР Михаил Игоревич, 1955 г. рождения, главный научный сотрудник Института аналитического приборостроения РАН (Санкт-Петербург) — представлен на награждение Рязанским региональным отделением ВМСО за достигнутые успехи в области приборостроения.
М.И. Явором в 2000–2010 гг. предложена концепция и разработаны ионно-оптические схемы нового поколения времяпролетных масс-спектрометров сверхвысокого разрешения. Основой разработки являются принципиально новые ионные зеркала (без сеток) с высоким порядком фокусировки времени пролета ионов по энергии (до пятого порядка включительно) и пространственному разбросу ионного пучка (до третьего порядка включительно). Зеркала, управляемые небольшим количеством потенциалов (4–5) и настраиваемые простой процедурой, позволяют реализовать многоотражательный режим работы времяпролетных анализаторов с аберрационным пределом разрешающей способности по массам более 1 000 000 при энергоразбросе в пучке 10 % и фазовом аксептансе 15 мм2 ´ 20 мрад2. Для времяпролетных масс-спектрометров на основе указанных зеркал разработаны также оригинальные неискажающие системы ввода ионов в анализатор (так называемый «двойной ортогональный» ввод и криволинейный ввод через ахроматическую систему секторных полей), высокотрансмиссионные транспортные газонаполненные и вакуумные интерфейсы, а также системы транспортировки отсепарированных анализатором ионов в газонаполненные ячейки для тандемного анализа (динамические энергобанчеры и замедляюще-фокусирующие системы с малыми хроматическими искажениями).
Предложенные М.И. Явором системы реализованы в двух вариантах: масс-спектрометр челночного типа на основе осесимметричных зеркал для анализа ионов в узком массовом диапазоне и масс-спектрометр с зигзагообразной траекторией движения ионов на основе планарных зеркал для анализа ионов в широком массовом диапазоне. Масс-спектрометр челночного типа на основе четырехэлектродных осесимметричных зеркал построен в Университете г. Гисен (Германия) для сепарации и измерения масс ионов — продуктов ядерных реакций в Организации по исследованию тяжелых ионов (ГСИ), г. Дармштадт (Германия). На испытаниях этого спектрометра в 2009–2010 гг. была достигнута разрешающая способность по массам 600 000 на ионах в диапазоне масс 50–100 Да. Масс-спектрометр на основе четырехэлектродных планарных зеркал реализован в 2004–2008 гг. в Институте аналитического приборостроения РАН, Санкт-Петербург. С источником ионов типа «электроспрей» он продемонстрировал разрешающую способность по массам до 200 000 на молекулярных ионах в диапазоне масс 300–3000 Да при параметрах чувствительности, не уступающих этим параметрам в лучших современных коммерческих приборах, выпускаемых зарубежными фирмами.
В настоящее время ведутся работы по дальнейшей модификации обоих типов приборов, в частности, по совершенствованию конструкции ионных зеркал и систем ввода ионных пучков в анализатор, а также по сопряжению анализаторов с импульсными преобразователями непрерывных ионных пучков типа линейной ловушки и с ионными источниками с электронной ионизацией.
Полученные результаты отражены в ряде публикаций (в частности, Yavor M. et al. // Physics Procedia. 2008. Vоl. 1. P. 391; Plass W.R. et al // Nucl. Instrum Meth. Phys. Res. 2008. Vol. B266. P. 4560-4564; Веренчиков А.И., Явор М.И. и др. // ЖТФ. 2005. Т. 75, № 1. C. 74–84 и др.) и были доложены на международных конференциях по масс-спектрометрии.
М.И. Явор является автором современной книги «Optics of Charged Particles Analyzers» (370 с.) из серии «Advances in Imaging and Electron Physics», том 157, изданной издательством Elsevier, Amsterdam, 2009.
Награждение медалью М.И. Явора будет поддерживать приоритет в разработке русскими учеными времяпролетных масс-спектрометров в России.
Доктор химических наук РЕВЕЛЬСКИЙ Игорь Александрович, 1936 г. рождения, профессор кафедры аналитической химии химического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова — представлен на награждение Советом ВМСО.
И.А. Ревельский родился в г. Черкассы, в 1960 г. окончил инженерный факультет Военной академии радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко. В 1966 г. И.А. Ревельский защитил кандидатскую диссертацию по теме: «Идентификация компонентов смесей, разделенных с помощью газовой хроматографии», а в 1976 г. — докторскую диссертацию по теме: «Газохроматографическое исследование возможности определения молекулярных весов, сечений ионизации молекул и элементарного и количественного состава». Игорь Александрович прошел путь от младшего до ведущего научного сотрудника в Государственном научно-исследовательском институте органической химии и технологии, с 1994 г. он — профессор МГУ им. М.В. Ломоносова. В течение многих лет И.А. Ревельский руководит группой хроматомасс-спектрометрии в лаборатории концентрирования на кафедре аналитической химии химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. За научную и педагогическую деятельность И.А. Ревельскому присвоено звание Заслуженного химика России.
И.А. Ревельский — автор более 350 научных работ, в том числе 30 авторских свидетельств, 5 патентов и монографии «Масс-спектральный анализ смесей с использованием ион-молекулярных реакций».
Разработка И.А. Ревельским и коллегами в 1983 г. нового способа масс-спектрометрического анализа — масс-спектрометрии с фотоионизацией и фотохимической ионизацией при атмосферном давлении обеспечила возможность регистрации масс-спектров, состоящих только из молекулярного либо квазимолекулярного иона. Анализ компонентов сложных смесей органических соединений с использованием этого способа позволил увеличить достоверность определения качественного и количественного примесного состава образцов различной природы.
Значителен вклад И.А. Ревельского в развитие современной аналитической химии и, что особенно важно, в профессиональную подготовку молодых химиков-аналитиков (в основном, в области хроматомасс-спектрометрии), большинство из которых успешно работают по специальности.
Профессор медицинской протеомики Каролинского университета (г. Стокгольм, Швеция) ЗУБАРЕВ Роман Александрович, 1963 г. рождения — представлен на награждение Советом ВМСО.
Роман Александрович Зубарев родился в городе Темрюк Ставропольского края. В 1986 г. он закончил Московский инженерно-физический институт (государственный университет), после окончания которого работал в Институте прикладной физики в г. Сумы (Украина). В 1992 г. Р.А. Зубарев переехал в Швецию. Кандидатскую диссертацию (Ph.D) защитил в университете Упсалы (Швеция) в 1997 г. С 1998 г. он работал в университетах Упсалы (Швеция) и Оденсе (Дания), а также в лаборатории Фреда МакЛафферти в университете Корнелла (США). С 2009 г. работает профессором медицинской протеомики в Каролинском университете в Стокгольме (Швеция).
Р.А. Зубарев — автор более 150 статей и 6 патентов; индекс Хирша Р.А. Зубарева составляет 34, при общем количестве цитирований 5400. В 2006 г. он удостоен награды по новым технологиям RECOMB 2006. В этом же году он награжден медалью Курта Брюне Международного масс-спектрометрического общества за выдающиеся достижения в разработке масс-спектрометрического оборудования. В 2007 г. Американское масс-спектрометрическое общество наградило его медалью Клауса Бимана за достижения в масс-спектрометрии.
Начав свою научную деятельность в качестве разработчика новых типов масс-спектрометров, Р.А. Зубарев более 15 лет успешно работает в области масс-спектрометрии биологических соединений. Роман Александрович Зубарев — пионер использования ионно-электронных реакций в протеомике. Работая в лаборатории Фреда Маклафферти в Корнельском университете, он в 1997 г. обнаружил, что при облучении многозарядных катионов пептидов и протеинов ультрафиолетовым лазерным облучением происходит понижение заряда родительских ионов и одновременно — фрагментация связи N–C в полипептидном скелете. Чтобы доказать, что причиной происходящих процессов являются вторичные электроны, а не первичные фотоны, Р.А. Зубарев заменил лазер на электронную пушку и получил тот же эффект. Так родилась диссоциация при захвате электрона (ДЭЗ, ECD). Вскоре выяснилось, что ДЭЗ обладает уникальными свойствами — позволяет фрагментировать нестойкие ионы без потери лабильных групп, а также легко разрушает обычно прочные в газовой фазе дисульфидные связи.
Первое время ДЭЗ была непрактичным методом, поскольку требовалось длительное (от нескольких секунд до нескольких минут) облучение электронами. Р.А. Зубарев предложил использовать пушку с дисперсионным катодом непрямого нагрева. Электронные пучки от таких пушек (первая использованная пушка была сделана еще в СССР) захватывают родительские ионы своим объемным зарядом, что приводит к эффективному взаимодействию между ионами и электронами. Р.А. Зубарев получил (2000 г.) спектр ДЭЗ при облучении длительностью в одну миллисекунду, что было и остается рекордом. После этого дорога к использованию в протеомике была в принципе открыта, хотя оставалась еще одна трудность — ДЭЗ применялась только в дорогих и сложных приборах с ионно-циклотронным резонансом. Сотрудники группы Р.А. Зубарева работали над тем, чтобы сделать ДЭЗ достyпным и в других приборах. В 2005 г. им удалось решить весьма нелегкую задачу одновременного удержания электронов и положительных ионов в трехмерной радиочастотной ионной ловушке. В настоящее время этот метод не используется в коммерческих приборах ввиду использования более технологически простой реакции между анион-радикалами и катионами (Electron Transfer Dissociation, ETD, 2004 г.), но наличие такой возможности расширяет области применения ионно-электронных реакций.
Р.А. Зубарев и его группа далеко вышли за пределы возможностей классического ДЭЗ. Увеличив энергию электронов до 20 эВ, они получили новую реакцию (hot ECD, HECD), которая позволила различить изомерные аминокислоты лейцин и изолейцин. Те же энергии, примененные к многозарядным отрицательным ионам, дают новую фрагментацию (Electron Detachment Dissociation, EDD), в которой преимущественно рвется связь C–C. Наконец, недавно (2009 г.) было сообщено об еще одной необычной реакции — электроны с энергией свыше 40 эВ производят двойную ионизацию, за которой следует захват одного электрона. Такой процесс (Electron Ionization Dissociation, EID) позволяет фрагментировать большие молекулы и их нековалентные комплексы и при определенных условиях имеет эффективность, превышающую 100% — т.е. общий заряд фрагментов превышает заряд распавшихся родительских ионов.
В настоящее время устройства с ДЭЗ или другими ионно-электронными реакциями выпускают почти все основные производители масс-спектрометров (7 компаний). Эти реакции применяются в протеомике для секвенирования пептидов (в том числе и de novo), а также для анализа посттрансляционных модификаций. Диссоциация при захвате электрона и другиe ионно-электронныe реакции стали неотъемлемой частью современной масс-спектрометрии.
Кандидат на избрание в почетные члены Всероссийского
масс-спектрометрического общества (2010–2011 гг.)
Кандидат химических наук ТОКАРЕВ Михаил Исаакович, 1953 г. рождения, генеральный директор ЗАО «МСАНАЛИТИКА».
М.И. Токарев в 1978 г. окончил физический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и по распределению начал свою научную деятельность в Научно-исследовательском физикохимическом институте им. Л.Я. Карпова. Благодаря счастливому стечению обстоятельств в 1981 г. М.И. Токарев стал сотрудником А.А. Поляковой во Всероссийском научно-исследовательском институте по переработке нефти (ВНИИ НП), где всерьез увлекся масс-спектрометрией органических соединений.
Имея в своем распоряжении один из первых в стране компьютеризированных хроматомасс-спектрометров с квадрупольным анализатором, М.И. Токарев стал пионером, освоившим методику его использования для регистрации отрицательных ионов, образующихся в результате химической ионизации при наличии в нефтях серу-, азот- и галогенсодержащих молекул. Сечения ионизации с образованием квазимолекулярных отрицательных ионов таких молекул на порядки выше, чем у углеводородов. Этот факт лег в основу предложенной методики анализа нефти без трудоемкой предварительной пробоподготовки.
В 1985 г. М.И. Токарев успешно защитил диссертацию «Определение состава и строения серусодержащих соединений без их выделения из нефти по масс-спектрам отрицательных ионов» на соискание ученой степени кандидата химических наук.
С началом «смутного» времени (90-е годы прошлого столетия), когда было практически прекращено финансирование не только фундаментальной, но и прикладной науки, М.И. Токарев организовал ЗАО «МС-АНАЛИТИКА». В задачи фирмы входило распространение в нашей стране передового зарубежного аналитического оборудования и, прежде всего, масс-спектрометров производства признанного мирового лидера — завода в Бремене (Германия). В это же время Германия предоставила России многомиллионный кредит для закупки немецкого научного оборудования. Основная часть этого кредита получила Российская академия наук, сумевшая разумно им воспользоваться, снабдив ведущие институты высококлассными приборами.
Практическая реализация кредитных закупок легла на плечи М.И. Токарева, который сумел привлечь к работе в фирме в основном молодых энергичных сотрудников, которые направлялись в Бремен на обучение и стажировки и возвращались квалифицированными дипломированными специалистами по монтажу, пуску и наладке сложнейшей современной масс-спектрометрической аппаратуры.
М.И. Токарев на базе ЗАО «МС-АНАЛИТИКА» сумел организовать в г. Москве постоянно действующие курсы по обучению технике и методам анализа пользователей масс-спектрометрической аппаратуры компании Finnigan Mat.
Руководимая М.И. Токаревым фирма с момента возникновения Всероссийского масс-спектрометрического общества (ВМСО) постоянно выступала и выступает спонсором всех мероприятий, проводимых ВМСО. Помимо спонсорства сотрудники фирмы и сам Михаил Исаакович всегда представляли интереснейшие доклады, посвященные всем направлениям использования масс-спектрометрии в самых разнообразных областях науки и практики. У М.И. Токарева и его сотрудников всегда можно получить исчерпывающую информацию, начиная от особенностей тривиального изотопного анализа и заканчивая тончайшими деталями использования масс-спектрометрии в современной протеомике.
Стипендия Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом»
на 2010–2011 год присуждена Волошко Андрею Сергеевичу, члену ВМСО,
студенту 5-го курса НИЯУ «МИФИ»
Волошко А.С. под руководством профессора Сысоева Александра А. провел работу по разработке модели генерации и разлета лазерной плазмы, необходимой для получения коэффициентов относительной чувствительности, а так же для повышения точности и воспроизводимости анализов, проводимых на собранном на кафедре лазерном времяпролетном масс-спектрометре ЛАМАС-10. Были также проведены расчеты по вычислению аберрационных коэффициентов ионно-оптической системы ЛАМАС-10. Полученные результаты представлены на научной сессии МИФИ, 3-й Всероссийской конференции «Масс-спектрометрия и ее прикладные проблемы» (диплом II степени на конкурсе молодых ученых), VI Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов РАН (диплом за лучшую работу), Всероссийском форуме победителей «Прорыв», Всероссийском молодежном форуме «Селигер-2010» (работа вошла в список лучших работ, составленный госкорпорацией «Росатом»), IV Всероссийской конференции-школе «Фундаментальные вопросы масс-спектрометрии и ее аналитическое применение». Основные результаты изложены в следующих публикациях:
А.С. Волошко. Новый подход к расчету эффективности ионизации элементов примесей в лазерной плазме / Сборник статей молодых научных сотрудников и аспирантов. М.: Интерконтакт Наука, 2009; Е.Е. Сильников, Г.Д. Конькова, А.С. Волошко, А.А. Сысоев, А.А. Сысоев, Разлет многокомпонентного лазерного плазменного сгустка // Масс-спектрометрия. Т. 7, №4. 2010.
