Выделенное финансирование в рамках данного проекта предназначено для запуска и обустройства новой молодёжной лаборатории на базе ИФХЭ РАН под названием «Лаборатория «умных» методов химического анализа». Возглавит лабораторию – молодой перспективный исследователь, кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии ИФХЭ РАН – Шолохова Анастасия Юрьевна.
Основной темой научных исследований лаборатории станет: «Искусственный интеллект для de novo расшифровки структур низкомолекулярных соединений с помощью хромато-масс-спектрометрии: разработка методологических основ и программного обеспечения». Ключевые результаты деятельности лаборатории будут нацелены на быстрый переход результатов исследований в стадию практического применения в соответствии с приоритетным направлением российской экономики.
«Проект посвящён созданию нового подхода к определению структуры неизвестных низкомолекулярных соединений с помощью хромато-масс-спектрометрии и методов искусственного интеллекта, «умных» алгоритмов. Этот подход позволит расшифровывать структуры неизвестных органических молекул de novo, без их препаративного выделения в чистом виде из смеси, без использования стандартных образцов и без использования баз данных, содержащих эти структуры. В процессе работы будут созданы новые методические подходы и программное обеспечение, которые позволят быстро, в полуавтоматическом режиме, определять химические структуры и характеристики компонентов смеси соединений на основе ряда масс-хроматограмм компонентов, в том числе для совершенно новых, не описанных ранее молекул. Основной характеристикой предлагаемого подхода станет использование сочетания нескольких методов хромато-масс-спектрометрии (газовая и жидкостная хроматография с несколькими неподвижными фазами и источниками ионизации), дающих максимально ортогональную информацию о молекуле, а также использование машинного обучения для создания списка структур-кандидатов, интерпретации масс-спектров, предсказания хроматографического удерживания и масс-спектров, отбора подходящей структуры из списка кандидатов. Несмотря на то, что ни один из методов хромато-масс-спектрометрии в одиночку не позволяет определить структуру неизвестного соединения «из одной масс-хроматограммы», сочетание ряда методов и «умных» алгоритмов делает возможным с большой долей вероятности определить структуру неизвестной молекулы. Однако систематический и готовый к использованию подход ещё предстоит создать. Таким образом, в процессе реализации данного проекта, будет создано готовое к использованию программное обеспечение и экспериментальная методическая база, которые могут быть использованы в метаболомике для установления структур неизвестных веществ в биологических объектах при анализе объектов окружающей среды, анализе промышленных объектов, а также в криминалистике, при изучении каталитических процессов», – прокомментировала Анастасия Шолохова.
В состав молодёжной лаборатории войдут научные сотрудники, инженеры-исследователи, аспиранты, студенты последних курсов обучения и выпускники вузов. Для реализации проекта, помимо учёных ИФХЭ РАН, к научным исследованиям будут привлечены другие организации, в т. ч. сотрудники химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Организации будут тесно сотрудничать в решении задач, поставленных в рамках проекта.
Молодежные лаборатории – это современные пространства, где молодые учёные работают над прикладными исследованиями под руководством опытных наставников. Одним из главных условий создания лаборатории является количество сотрудников до 39 лет – их должно быть не менее 2/3 от общей численности. Для работы специалистов будут обеспечены все необходимые ресурсы: современная приборная база, заработная плата и мобильность учёных.
На сегодняшний день в рамках национального проекта «Наука и университеты» уже создано 740 новых молодежных лабораторий, осуществляющих научно-исследовательскую работу по приоритетных направлениям: Арктика, малотоннажная химия, искусственный интеллект, приборостроение и станкостроение, микроэлектроника, медицина, климат, сельское хозяйство, востоковедение и африканистика. Таким образом, с учётом 740 молодежных лабораторий, созданных за период с 2018 по 2022 годы, в этом году их количество достигло 940.
Список подведомственных организаций, прошедших соответствующий отбор доступен на сайте Минобрнауки России по ссылке.
Материал подготовлен: Кулькова Татьяна / Администратор сайта ИФХЭ РАН