Магистрантка ПИШ рассказала о работе над подложками для геномного принтера и особенностях обучения в ТУСУРе

Выпускница бакалавриата ТГУ Мария Ашмарина уже год – магистрантка Передовой инженерной школы ТУСУРа. Решающей в выборе магистратуры для обучения стала возможность принять участие в работе над проектом по созданию отечественного геномного принтера. 

«Мой научный руководитель – заведующий лабораторией аддитивных технологий и инженерной биологии Руслан Гадиров, рассказал, что в ПИШ ТУСУРа решается одна из задач этого большого проекта – создание подложек для синтеза олигонуклеотидов, - рассказывает Мария. – Задача показалась мне интересной, и я поступила в магистратуру по направлению «фотоника и оптоинформатика», так как данное направление позволяет получить необходимые знания в сфере, в которой я бы хотела работать в будущем.

Для массового параллельного синтеза олигонуклеотидов с применением печатных технологий необходимы пористые подложки. Перед магистрантами ПИШ была поставлена задача создать устройство и отработать методику синтеза упорядоченных пористых структур на основе анодированного оксида алюминия.

«У этого материала есть несколько преимуществ – он не вступает в химическую реакцию с реагентами, которые используются при синтезе олигонуклеотидов, а также позволяет сформировать ровные непересекающиеся поры, необходимые для выращивания длинных цепочек олигонуклеотидов, - уточняет Мария. - В зависимости от того, какие напряжения мы подаем, в каких растворах мы анодируем, можно получить разные поры с разным диаметром и межпоровым расстоянием».

За первый год обучения магистранты ПИШ Мария Ашмарина и Станислав Петров усовершенствовали устройство для синтеза подложек – сейчас оно позволяет одновременно синтезировать четыре подложки из анодированного оксида алюминия. Разработано ПО, которое позволяет автоматизировать ряд этапов процесса синтеза.

«На начальном этапе все приходилось делать вручную: мне нужно было подготовить алюминиевые пластины: вырезать, раскатать, провести электрохимическую полировку, очистить, поставить в прибор... Это занимало много времени. Программа, разработанная Станиславом, передает на программируемый источник питания определенные алгоритмы, позволяющие выполнять электрохимическую полировку, простое и сложное анодирование. Это помогает автоматизировать ряд процессов», - рассказывает магистрантка.

Работая над подложками, магистранты ПИШ решили и еще одну проблему.

«Несмотря на то, что в литературе методика синтеза описана, по ходу процесса у нас возникали разные сложности, которые приводили к браку. Искали решение, но о нем не было написано ни слова ни в одном из источников. Мы экспериментально подбирали время анодирования первой и второй стадии, напряжения анодирования, из множества доступных катодов подбирали наиболее подходящий, исследовали пластины, полученные в различных электролитах, пока не получились подложки с нужными характеристиками», - поделилась Мария Ашмарина.

Методика простого анодирования уже сегодня позволяет магистрантам получать подложки из анодированного оксида алюминия со стабильным качеством и параллельными цилиндрическими порами, необходимыми для геномного принтера. Но исследовательский дух не дает остановиться на достигнутом. Сейчас магистранты отрабатывают сложное анодирование – при нем поры получаются не прямые, а с периодическими  расширениями.

«Этим видом анодирования мало кто занимается, и оно слабо описано в литературе. При этом оно открывает перед нами возможность приблизиться к теме фотонных кристаллов, что связано с направлением моего обучения, - рассказывает Мария. – Также в планах исследовать анодирование кремния».

Работа над реальным проектом и прикладной характер знаний, по словам магистрантки, отличительная особенность обучения в ТУСУРе. За первый год обучения в ПИШ ТУСУРа Мария Ашмарина и Станислав Петров уже успели принять участие в акселерационной программе «Стартап Полигон», благодаря которому проработали вариант применения подложек в качестве фильтров и узнали, сколько на этом можно заработать.  

«ТГУ – это, прежде всего, фундаментальная наука. Во время обучения в бакалавриате я исследовала определенный класс люминесцентных красителей: смотрела, как меняются максимумы поглощения, флуоресценции и фосфоресценции, квантовый выход молекул при различных условиях, то есть в различных растворителях и при охлаждении до определенных температур, однако, понимала, что полученные результаты на практике мало применимы.  Обучение и работа над проектом в ТУСУРе имеют более прикладной характер, что открывает большие возможности. После магистратуры можно продолжить обучение в аспирантуре, остаться работать в лаборатории, устроиться в высокотехнологичную компанию или открыть свой стартап», - поделилась Мария Ашмарина.