36 старшеклассников представили проекты на Всероссийской научно-практической конференции школьников в Институте химии СПбГУ.
Выпускники Сириуса стали победителями Всероссийской научно-практической конференции школьников по химии, посвященной 150-летию периодической таблицы. В конкурсе исследовательских работ 36 участников защитили проекты, разработанные в Образовательном центре на ноябрьской научной программе 2018 года. Исследования были отмечены дипломами 1 и 2 степени.
Конференция прошла 29–31 марта в Институте химии СПбГУ. Более 90 проектов в восьми секциях представили 100 старшеклассников из Воронежа, Пензы, Москвы Екатеринбурга, Казани, Санкт-Петербурга и Якутска, Всеволожска, Астрахани, из Казахстана, Башкортостана, Латвии.
Среди проектов школьников Сириуса – исследования антиоксидантных свойств чая и защиты документов от подделки, редактирование генома и создание эффективных катализаторов, микрореакторный синтез и изучение материалов для протезов.
.jpg)
1 место на конкурсе проектов
Антиоксиданты – индикаторы качества чая
Чай – наиболее распространенный напиток в мире, а его потребление стоит на втором месте после воды. Ежегодно около 3 млн тонн чая производится в Китае, Индии, на Шри-Ланке, в России, Азербайджане и десятках стран Африки и Южной Америки. Популярность напитка привела к тому, что в торговлю поступает много низкокачественной или поддельной продукции.
Школьники Сириуса под руководством ученых СПбГУ решили различать сорты чая по составу антиоксидантов – полифенольных соединений – и разработали тест-систему для их экспресс-обнаружения в образцах. В основе метода – высокоэффективная тонкослойная хроматография.
Содержание и соотношение в чае антиоксидантов зависит от биологического вида чайного растения, климатических условий, времени сбора, технологии обработки чайного листа, хранения и многих других факторов. Определение именно этих соединений в образцах позволяет оценить качество чая, технологию его производства и выявить фальсификацию.
Синтез и изучение термоиндикаторов
Термоиндикаторы – это вещества, меняющие свою окраску в зависимости от температуры. Применяются в промышленности и иногда в быту.
Школьники синтезировали более 20 веществ на основе меди, никеля, серебра, кобальта и алкиламмониевых катионов, для которых возможны фазовые переходы при температурах до 100 °С, и определяли их состав методами химического анализа и рентгеновской дифракции.
Исследование роста пленок диоксида титана на поверхности титана
Участники из Красноярского края, Томской, Вологодской, Свердловской, Кемеровской и Московской областей решали проблему приживляемости титановых протезов. Исследователи тестировали технологии получения оксидной пленки на поверхности титана. Ребята работали на оборудовании ресурсного центра Научного парка СПбГУ «Геомодель» и Научного парка «Сириус».
2 место на конкурсе проектов
Сборка гена de novo нуклеазы ccCas
Технология СRISPR/Cas является одной из самых перспективных систем редактирования генома. Основная роль принадлежит ферменту-нуклеазе Cas, способному гидролизовать (разрезать) конкретный участок молекулы ДНК. Известные на данный момент нуклеазы синтезируются бактериями и для человека не подходят. В то же время было бы крайне полезно редактировать человеческий геном, чтобы лечить, например, онкологию или генетические заболевания.
Целая команда школьников и их наставников из BIOCAD работали в Сириусе над тем, чтобы получить последовательность гена нуклеазы, адаптированную для человеческого организма. В результате исследователи синтезировали последовательность длиной в 3063 нуклеотида, которую в перспективе можно использовать в технологии CRISPR.
Сравнение микроэлементов в чайных листьях
И снова про чай. В этой работе школьники выявляли фальсификат чайных листьев, определяя концентрации микроэлементов: цинка, марганца и меди, – а также таких параметров, как влажность и зольность (масса негорючего остатка при сжигании).
Фотография в количественном анализе
Нет, речь не о ретуши фотографий. Школьники разработали оптические сенсоры – оптоды – для анализа ионов Na+, Cl–, K+, Ca2+ в водных средах. Оптоды используются в аналитической химии, медицине, экологическом мониторинге.
Исследователи заставили жидкие сенсорные композиции из поливинилхлорида и особых колориметрических индикаторов менять цвет в зависимости от состава воды. Технологию опробовали на воде из Черного моря, человеческой слюне, спрее «Аква Марис», «Ессентуки 17» и «Нарзане».
Изучение способов фальсификации документов
Несмотря на активно развивающиеся цифровые технологии, бумажные документы остаются основными носителями информации во многих областях. Например, они часто выступают уликами в суде. Основная проблема – установить дату составления документа или его фрагмента. Именно этим занимались школьники: выявляли монтаж на реальных документах и датировали надписи и нанесения.
Сравнение современных методологий лабораторного химического синтеза
Школьники провели микрореакторный синтез, который активно используется в фармацевтических компаниях. Метод позволяет быстрее проводить серии однотипных экспериментов, но требует более тщательного контроля продуктов реакции, так как крупные частицы, появившиеся в процессе синтеза, могут засорить микроканал.
Электронная структура и фотохимия комплексов меди (II)
Медь является важным микроэлементом для человека. Она часто встречается в структуре белков (например, пластоцианин), а нарушение ее метаболизма может привести к таким заболеваниям, как артрит, болезни Вильсона-Коновалова и Менкенса. Также медь используется в медицине в форме наночастиц (антибактериальное действие). Поэтому очень важно досконально изучить соединения, особенно, комплексы, которые она образует. Именно этому посвящен проект школьников – изучению фотохимия комплексов меди.
Абсолютным победителем конференции по оценкам жюри стал проект по формированию кристаллосольватов в тройных системах галогенид меди (II) – бинарный растворитель.
«Многокомпонентные гетерогенные солевые системы применяют для получения кристаллических сольватов – реагентов для синтеза сложных комплексных соединений, биологически активных веществ и катализаторов. Наша задача, попытаться выяснить, какие свойства компонентов таких систем и в какой мере оказывают влияние на строение кристаллизующихся соединений», – говорится в докладе юных исследователей.
Тезисы докладов и исследовательских проектов в авторской редакции вошли в научный сборник XLIII Всероссийской научно-практической конференция школьников по химии.
