Уже два года факультетом наук о материалах МГУ проводится Интернет-олимпиада по нанотехнологиям для школьников и студентов, аспирантов, молодых ученых под девизом "Нанотехнологии - прорыв в будущее!". Я участвовала во второй олимпиаде и опишу свое впечатление участника.
Следует отметить, что решение сделать олимпиаду он-лайн достойно всяческих похвал. Такая система способствует и продуктивному творческому поиску, и получению удовольствия от оного. Пока шла олимпиада на сайте постоянно появлялись увлекательные новости: пожелания успехов участникам от маститых ученых, советы по выбору стратегии решения задач, что сделало конкурс еще более приятным.
"Мы решили построить программу олимпиады таким образом, чтобы каждый участник нашел для себя интересную и полезную нишу применения своих знаний и творческих способностей", - отметил в своем приветственном слове первый заместитель председателя Оргкомитета декан ФНМ МГУ академик Ю.Д. Третьяков.
Не буду заострять внимание на школьном туре, но отмечу, что задачи и там были достойные и увлекательные.
"Взрослый" основной тур разделили на 4 предметные секции: химия/материаловедение, физика, конструкционные материалы, биология/медицина, что давало возможность выбрать задачи "по душе". О некоторых вопросах, которые затрагивались в них, честно признаюсь, я фактически ничего не знала, но после прочтения многочисленных статей, обзоров, избранных глав книг по нанотехнологиям стала вырисовываться определенная картина, что способствовало пониманию предложенных задач и осознанному решению. Так, я узнала, что использование квантовых точек в визуализации раковых опухолей - отнюдь не фантастика. Квантовые точки - наночастицы полупроводников, ведущие себя как отдельные атомы. Они могут поглощать световые волны, при этом электроны могут переместиться на более высокий уровень энергии, а свет выделяется при переходе электронов на низкоэнергетический уровень. Интенсивная люминисценция квантовых точек возникает в ответ на облучение с определенной частотой. Благодаря этому их используют в качестве флуоресцентных меток. Для применения этих объектов в диагностике может использоваться следющая схема: квантовые точки покрывают стабилизатором (обычно, ZnS), затем амфифильным полимером, к которому ковалентно пришиты моноклональные антитела в качестве опухолеспецифических агентов. Полимерное покрытие защищает наночастицы от системы иммунитета, позволяя циркулировать им в крови до 20 часов, а моноклональные антитела непосредственно способствуют попаданию квантовой точки в опухоль. Цвет квантовой точки зависит только от ее размера, поэтому, использование квантовых точек нескольких размеров позволяет одновременно маркировать разные "мишени" в клетке. Таким образом, можно визуализировать поверхностно расположенные опухоли, что уже сейчас находит реальное применение.
Очень понравилась задача "Нанодоктор", где предлагалось побыть в роли медицинского нанотехнолога: уточнить диагноз больного с подозрением на рак желудка, предложить различные варианты лечения на основе нанобиотехнологий. Лекарственные и диагностические агенты нужно было собрать из предложенных материалов, как конструктор, а затем ответить на вопросы в качестве эксперта. Например, мною в качестве решения была предложена следующая наносомальная платформа: полимерные наночастицы использовать в качестве носителей наночастиц оксида железа. Пассивный транспорт полимерных наночастиц в опухоль будет идти из-за повышенной проницаемости капилляров, питающих ее. Наночастицы оксида железа в свою очередь выступают, во-первых, в качестве контрастного агента для МРТ, усиливая сигнал магнитного резонанса и позволяя визуализировать опухоль и метастазы на ранней стадии, а также их кровоснабжение. Во-вторых, приложив быстро осциллирующее магнитное поле, наночастицы оксида железа будут нагреваться и разрушать раковые клетки, кровоснабжающие опухоль сосуды и ее метастазы. Гипертермия, в свою очередь, повышает чувствительность выживших опухолевых клеток к химиопрепаратам, как отметили авторы задачи. Такая наносомальная платформа объединяет диагностику и терапию.
Творческий конкурс состоял из трех задач: предложить конструкцию наноробота, рассмотреть перспективы развития нанотехнологий в будущем и написать глоссарий по терминам, разгадав кроссворд. Отличная возможность проявить фантазию и свои аналитические способности.
В результате заочного тура определились абсолютные победители, лидеры в каждой секции, а также в номинациях "За лучшее решение задач по альтернативной энергетике", "Дизайнер наноробота", "Победитель конкурса инновационных идей". Но за премию предстояло еще побороться на очном туре олимпиады, где нужно было пройти тест и решить в команде задачу, используя атомно-силовой микроскоп. Некоторые увидели этот прибор первый раз, но нашей команде удалось разобраться с настройками и получить изображение данного нам образца. Основываясь на этом изображении и предоставленных вспомогательных данных, мы поняли, что работали с кусочком жесткого диска, определили его состав по элементам, получив оценку от жюри 80 (из 100), что было одним из лучших результатов. Конечно, главное, что благодаря очному туру участникам удалось познакомиться друг с другом и пообщаться. Я получила диплом в номинации "Нанотехнологии в биологии и медицине".
На награждении царила праздничная атмосфера, которую достаточно хорошо описывают слова из поздравления участников Олимпиады от Заместителя Председателя Правительства РФ С.Б.Иванова: "Результаты этой олимпиады свидетельствуют, что среди вас есть будущие творцы новой высокотехнологической реальности". И это вдохновляет.
Хочется сказать огромное спасибо организаторам этого мероприятия, особенно проф. Гудилину Евгению Алексеевичу, составителям задач, жюри, спонсорам.
Ждем новых интересных задач в следующем году!
Подробнее с материалами олимпиады можно ознакомиться тут
(Материал предоставлен Бухариной Н.С. - м.н.с. ИБХМ РАМН)
