МЕЖДУНАРОДНЫЙ ТОМОГРАФИЧЕСКИЙ ЦЕНТР
Сибирского Отделения Российской Академии Наук
RU | EN




Основные направления

Исследования, проводимые под руководством д.ф.-м.н. А. В. Юрковской, направлены на изучение механизма реакций, структуры, реакционной способности и динамического поведения короткоживущих промежуточных радикальных частиц в биологически важных молекулярных системах и фотопроцессах. В работе применяются мощные импульсные лазеры для оптических методов инициирования химических реакций в ЯМР спектрометрах и используются современные импульсные методы ядерного магнитного резонанса для регистрации с микросекундным временным разрешением продуктов реакции, поляризованных по ядерному спину. Создание неравновесных спиновых систем основано на важной роли магнитных взаимодействий в химии, а именно на влиянии электронных и ядерных спинов на скорость и выход химических и биологических реакций. Метод химической ядерной поляризации (ХПЯ) – обладает высокой спектральной чувствительностью и селективностью, применяется для изучения реакционных радикальных интермедиатов биомолекул в условиях, близких к физиологическим, а также для исследования динамических процессов с участием белковых молекул и нуклеиновых кислот. Исследования проводятся к.х.н. О.Б. Морозовой, к.х.н. Н.Н. Фишман, к.х.н. А.С. Кирютиным, аспирантами И. В. Жуковым и М.С. Пановым на ЯМР спектрометрах с рабочими частотами для протонов 200, 300, 400 и 700МГц.

Ядерную спиновую гиперполяризацию, индуцируемую пара-водородом и орто-дейтерием, создают на автоматизированной установке высокого давления, разработанной к.х.н. Кирютиным А.С. в 2016 году. Методы PHIP, ODIP и SABRE (от англ. Parahydrogen Induced Polarization; Ortodeuterium Induced Polarization; Signal Amplification By Reversible Exchange) применяются для создания ядерной спиновой гиперполяризации в реакции гидрирования или переноса поляризации при взаимодействии молекулы-субстрата со спиновыми изомерами молекулярного водорода. Исследования в этой области, проводимые совместно с группой теоретической химии под руководством д.ф.-м.н. Иванова К.Л., направлены на выяснение механизма и разработку эффективных импульсных последовательностей, а также оптимизации напряженности магнитного поля для создания гиперполяризованных субстратов и для сохранения этой поляризации в долгоживущих спиновых состояниях с целью повышения чувствительности ЯМР спектроскопии и томографии. В 2017 году к.х.н. Кирютиным А.С. и д.ф.-м.н. Ю. А. Гришиным (ИХКГ СОРАН) в МТЦ СОРАН была создана уникальная экспериментальная установки на базе спектрометре 400Мгц для экспериментов с быстрым переключением магнитного поля путем позиционирования образца в магнитом поле вдоль оси криомагнита с полем 9.4Тл и для измерений в ультра-слабых полях, которые на несколько порядков ниже поля Земли. В ЯМР спектрах сохраняется высокое разрешение на уровне 1 Гц, что важно для изучения ХПЯ, PHIP, ДПЯ, а также при исследовании дисперсии релаксации (Жуков И.В. и Панов М.С.) для любых магнитных ядер в уникально широком диапазоне полей в диапазоне от 10 нТл до 9.4 Тл с высоким спектральным разрешением на уровне отдельных атомов в молекуле.