|
От 1966 г. в ИОХЦФ-БАН работи първата в
страната ЯМР лаборатория, която извършва анализи и обслужва методично учени и
други специалисти от цялата страна. Днес тя запазва водещата си роля в научните
изследвания в България. В тогавашния период започва да се осъзнава огромното
значение на този метод за химията, но той е все още немного популярен в Европа,
до голяма степен поради сравнително скъпата апаратура.
Успех за българската наука е, че в края на
1966 г., в резултат на усилията на ръководството на Института по органична
химия, е доставен първия за страната ЯМР спектрометър (JEOL – Япония 60 МХц),
който служи за начало и основа на ЯМР лабораторията. JEOL спектрометърът работи
на принципа “постоянна вълна, CW ” и е в употреба до месец май 1981 г. През 1977
и 1978 г. са закупени и пуснати в действие още два ЯМР спектрометъра, Tesla 80
MHz и Tesla 60 MHz. По това време в България се закупуват няколко ЯМР
спектрометъра, работещи на принципа на постоянната вълна с локално приложение -
във ВХТИ-София, в ХФ на Софийския Университет, в Института по Химическа
промишленост. Няколко години по-късно се доставят и спектрометри в ФФ на
Медицинска Академия в София и в ХФ на Пловдивския Университет, които основно
обслужват научната и приложна дейност на тези институти. Всички тези апарати в
момента морално и физически са изчерпали възможностите си и там, където все още
епизодично работят, могат да бъдат използувани главно за получаване на
ориентировъчна информация.
През 1981 г. в ИОХЦФ-БАН се пуска в
действие модерният за времето си импулсен ЯМР спектрометър BRUKER WM 250 за
изследване на проби в разтвор. Той се доставя със средства на проекта за Център
по фитохимия, субсидиран от ПРООН и ЮНЕСКО (~ 250 хиляди долара) и дава
възможност за провеждане на широк кръг научни изследвания и извършване на
приложни анализи, както и за обучение на специалисти в сферата на ЯМР спектроскопията.
Спектрометърът е на най-високото за времето си технологично ниво, единствен не
само на Балканите, но превъзхождащ по това време наличната техника напр. в
страни като Австрия. Това помага за доближаване на нивото на българската
химическата наука до световното, както в институтите на БАН, така и в редица
академични звена в страната. Българската промишленост получава възможност да
контролира идентичността и качеството на множество продукти за внос и износ (по
онова време главно фармацевтични препарати). През този период на спектрометъра
се снимат предимно едномерни спектри на протони и въглерод, както и известните
по това време специални техники като деутерообмен, селективно декуплиране,
определяне мултиплетност на хетероатоми, измерване на ядрен ефект на Оверхаузер.
Поради необходимост от смяна на измервателната глава, настройки и други
оптимизации е затруднено снимането на други ядра като 31Р, 15N,
17O. Епизодичното снимане на ядрата, различни от 13С и
1Н, се дължи на факта, че регистрацията на тези спектри отнема
извънредно много спектрално време (около една седмица) и е свързано с потециална
опасност от повреди.
През 1994 г. спектрометърът е осъвременен
със значителни средства от ИОХЦФ и БАН (~150 хиляди долара). Подменената конзола
отново е на най-високото за времето си технологично ниво. Силата на магнитното
поле, която основно определя чувствителността и разделителната способност,
остава непроменена поради използуването на стария магнит (250 МХц). Подмяната на
високочестотната електроника, както и закупуването на нова измервателна глава
води до допълнително 30% увеличение на чувствителността. Модернизацията
позволява рутинно снимане на селективни едномерни и двумерни спектри, което
революционизира възможностите за структурен органичен анализ. Значително се
разширява обхвата на приложение на метода и възможностите на научните
изследвания в областта на органичната химия в България. Улеснява се и достъпът
до публикуване в реномираната научна периодика. От началото на 90-те години нито
едно сериозно химическо списание не приема за публикуване структури на нови
съединения без тяхното надлежно охарактеризиране с ЯМР спектроскопия.
През 2005 г. ИОХЦФ съвместно с други
заинтересовани академични звена подписва
рамково споразумение за съвместно участие в конкурс за закупуване на
уникална научна апаратура. НФНИ-МОН одобрява подадения проект и финансира 70%
от стойността на апаратурата (~1.7
млн. лв. без ДДС). След проведена процедура за възлагане на обществена поръчка е
сключен договор с фирмата "Bruker Biospin" за доставка
на
ЯМР спектрометър
AVANCE II+
600, който се инсталира през февруари 2007 г. в новооборудвани за целта
помещения. Същевременно преинсталирането на стария
спектрометър
DRX
250 е съпроводено с частична модернизация. По този начин химическата
колегия в България разполага с два съвременни цифрови спектрометъра на
най-съвременно ниво за химичен анализ на проби в твърда и течна фаза. От март 2007 г. двата спектрометъра са в
процес на усвояване (пробна експлоатация). На тях се извършват научни
изследвания и се обслужват сервизно всички институции в България.
От 1982 г. до днес е въведен непрекъснат
24-часов режим на работа на ЯМР спектрометъра - нощем, в събота, неделя и
празнични дни. Персоналът на ЯМР лабораторията - независимо от квалификацията -
от техник до професор - имат задължения по поддръжката на апаратурата и според
възможностите по оптимизиране на експериментите с различна продължителност.
От 1996 г. ЯМР спектрометърът е включен в
локалната мрежа на ИОХЦФ. С развитието на компютърните и мрежовите технологии,
регистрираните спектри освен на хартиен носител се предоставят и в електронен
вид на все по-широк кръг потребители. Днес всеки спектър, веднага след неговото
снимане на ЯМР спектрометър в ИОХЦФ, става достъпен за изтегляне от всяка точка
на света, което значително улеснява научното дирене и обмен както в страната,
така и по линия на международното сътрудничество.
Като уникална научна апаратура за страната
ЯМР спектрометърът е използван през годините наред от ИОХЦФ и други звена на БАН
(Институт по полимери, Институт по молекулярна биология) и от всички химически
звена, работещи органична химия в България. Активни ползватели на апаратурата са
Химическите факултети на Софийския, Пловдивския, Шуменския и Югозападния
Университети, Техническите Университети по химия в София и Бургас,
Фармацевтичният факултет на Медицинска Академия-София, Висшият институт по
хранително-вкусова промишленост в Пловдив, Институтът по Химическа промишленост-София, различни поделения на Фармахим, както и произлезлите от тях Балканфарма,
Биовет, Унифарм, Софарма, Актавис и други.
Следва да се отбележи, че
все още в част от химическата научна общност в България, ЯМР спектроскопията се разглежда не като основен аналитичен метод, а
като екзотична и недостъпна техника, основно поради
недостатъчното разпространение на ЯМР апаратурата у нас и значителната цена на
анализите. Може да се предположи, че кратко време след
последната модернизация на оборудването в ЯМР лабораторията, това мнение ще се
промени.
Учени, работили активно за въвеждането и
развитието на ЯМР спектроскопията в България:
Проф. дхн Стефан Спасов
Проф. дхн Валентин Димитров
|
