За годы независимости в Казахстане создали вакцину, которая прошла клинические испытания, научились распознавать опухолевые клетки с помощью света и отправили университетские спутники на орбиту. За каждым результатом – годы работы, необычные эксперименты и люди, чьи исследования стали частью мировой науки, сообщает El.kz.
Вакцина из Гвардейского
Весной 2020 года коронавирус заставил научные лаборатории по всему миру работать в непривычном ритме. Пока врачи пытались справиться с потоком пациентов, вирусологи искали способ научить иммунитет распознавать новую инфекцию. В Казахстане эту задачу взяли на себя специалисты Научно-исследовательского института проблем биологической безопасности в посёлке Гвардейском Жамбылской области.
Их разработка получила название QazCovid-in, а широкой публике стала известна как QazVac. Учёные пошли по проверенному пути: использовали инактивированный коронавирус, который утратил способность размножаться, но сохранил характерные структуры, необходимые для иммунного ответа. На словах принцип прост. На практике требовалось выделить и вырастить возбудитель, обезвредить его, подобрать состав препарата, обеспечить контроль качества и доказать, что вакцина пригодна для применения у людей.
Клинические испытания третьей фазы проходили в Казахстане с конца декабря 2020 года. В них участвовали три тысячи взрослых добровольцев. Большинство получило вакцину, остальные – плацебо, а исследователи в течение полугода наблюдали, у кого появятся симптомы коронавирусной инфекции, подтверждённой ПЦР.
Результаты были опубликованы в международном медицинском журнале EClinicalMedicine летом 2022 года. Среди привитых за установленный период зарегистрировали 31 случай COVID-19, в контрольной группе – 43. С учётом различий в численности групп авторы оценили защитную эффективность препарата в 82 процента. Это показатель конкретного клинического исследования, проведённого до появления более поздних вариантов вируса.
QazVac затем использовали в прививочной кампании Казахстана. Для отечественной биотехнологии это был редкий случай, когда путь от исследовательской лаборатории до применения препарата занял время, измерявшееся месяцами. Среди авторов международной публикации – Берик Хайруллин, Кунсулу Закарья, Мухит Орынбаев и их коллеги. Эта история сохранилась не только в сообщениях о научном успехе: её результаты зафиксированы в рецензируемом клиническом исследовании.
Как свет помогает различать клетки
Совсем другой эксперимент начался с вопроса: можно ли распознать клетку по тому, как она влияет на свет? Обычный оптический кабель передаёт сигнал на большие расстояния. Исследователи Nazarbayev University и Национальной лаборатории Астаны превратили кончик такого волокна в чувствительный измерительный элемент, способный реагировать на взаимодействие с клетками.
Ключом стал CD44 – белок на поверхности клеток, который изучают в том числе в связи с развитием некоторых опухолей. Учёные изменили поверхность волокна так, чтобы она связывалась с клетками, несущими этот маркер. Когда клетки прикрепляются к сенсору, меняется отражённый свет. Прибор регистрирует изменение, и исследователь получает данные о клеточном образце без специальных флуоресцентных меток.
В 2024 году команда с участием Маржан Нурланкызы и Даниэле Този опубликовала результаты опытов с клетками рака молочной железы. Затем исследователи предложили усовершенствованную конструкцию, основанную на интерференции отражённого света. Статья об этом вышла в сентябре 2026 года в Biosensors and Bioelectronics: X.
В эксперименте датчик различал исследованные линии опухолевых клеток молочной железы и кишечника и контрольные клетки почечного эпителия. Для одной из линий рака молочной железы авторы указали предел обнаружения 48,8 клетки на миллилитр. Столь необычная точность нужна прежде всего для оценки самого сенсора: она показывает, на какой концентрации экспериментальная система способна заметить сигнал.
Разработка ещё не стала больничным анализатором и не заменяет биопсию. Но у этого исследования есть особенная привлекательность: знакомое инженерам стеклянное волокно оказалось инструментом клеточной биологии. Технология, десятилетиями служившая для передачи информации, помогает исследовать живые ткани в масштабе, который невозможно различить невооружённым глазом.
Графен, электричество и неслышимый звук
В одной из лабораторий физики заставили электрический ток влиять на звук. Правда, услышать его человек не смог бы: речь шла о поверхностных акустических волнах, которые распространяются по кристаллам и используются в электронике для обработки высокочастотных сигналов.
В 2015 году международная группа, в которую входили исследователи Nazarbayev University Зинетула Инсепов, Курбангали Тыныштыкбаев и Канат Байгарин, опубликовала в Applied Physics Letters работу об усилении таких волн с помощью графена. Этот материал состоит из атомов углерода, образующих чрезвычайно тонкую структуру. Даже почти невесомый слой способен заметно изменять электрические свойства поверхности.
Исследователи разместили графен на пьезоэлектрическом кристалле. Такие кристаллы превращают электрический сигнал в механические колебания и обратно. Через графен пропускали ток, а затем наблюдали, как меняется бегущая по поверхности волна. При определённых условиях она усиливалась – энергия электрического поля передавалась акустическим колебаниям.
Эксперимент подтвердили измерениями, в том числе с использованием рентгеновских методов. В научной работе описана волна частотой 471 мегагерц – сотни миллионов колебаний в секунду. Практическая ценность таких исследований связана с возможностью управлять сигналами в компактных электронных элементах. До серийного устройства здесь ещё далеко, но сам эффект получил экспериментальное подтверждение и был описан в международном физическом журнале.
Необычность открытия в том, что материалы с совершенно разными свойствами начинают работать вместе: атомарно тонкий углеродный слой управляет механическим движением поверхности кристалла. Именно такие опыты нередко становятся отправной точкой для новых электронных компонентов.
Материал, который можно согнуть вместе с прибором
Электроника постепенно меняет форму. Датчики встраивают в одежду, прикрепляют к коже, делают тонкими и гибкими. А вот источник питания зачастую остаётся жёстким и занимает значительную часть устройства. Поэтому учёные ищут накопители энергии, способные выдерживать изгиб и многократные циклы зарядки.
В марте 2025 года журнал Scientific Reports опубликовал исследование Гульданы Жигербаевой, Асета Алиева, Ерболата Магазова, Нуршата Нуражы и их коллег о гибких микропсевдоконденсаторах. Это миниатюрные устройства для накопления заряда, в которых задействованы электрохимические процессы на поверхности электродов. В основе новой конструкции – сочетание проводящего полимера полипиррола и оксида кобальта.
Особое внимание исследователи уделили внутренней структуре материала. Вместо плотной массы они получили взаимосвязанную пористую сеть, через которую ионы могут легче проникать к активным участкам электрода. Подобное устройство материала позволяет эффективнее использовать его поверхность при накоплении заряда.
Авторы изготовили экспериментальные микропсевдоконденсаторы и проверили их работу в согнутом состоянии. После десяти тысяч циклов испытаний устройство сохраняло около 83 процентов первоначальной ёмкости в условиях, описанных в статье. Для тонкой электроники это существенный показатель: один из главных рисков гибких компонентов состоит в постепенном разрушении при повторных деформациях.
В работе нет сведений о массовом выпуске таких накопителей. Зато опубликованы состав материала, метод изготовления и измеренные характеристики, которые могут воспроизвести и проверить другие лаборатории. Устройство пока помещается в рамки научного прототипа, но вопрос, ради которого его создавали, вполне повседневный: как сделать электронику подвижной, не лишая её питания.
Спутники, собранные в университете
На Земле учёный может заменить неудавшуюся деталь, повторить измерение или собрать эксперимент заново. В космосе такой возможности обычно нет. Наноспутник должен перенести перегрузки при запуске, выдержать условия орбиты и суметь передать сигнал на Землю. Поэтому работа над небольшим аппаратом становится для университетской команды настоящей инженерной школой.
В Казахском национальном университете имени аль-Фараби программу разработки малых спутников начали задолго до их первого полёта. Студенты и молодые инженеры изучали проектирование бортовых систем и наземной связи, проходили подготовку в зарубежных исследовательских центрах. Постепенно университетская лаборатория превратилась в место, где собственные разработки можно было проверить в условиях реальной космической миссии.
15 февраля 2017 года с индийского космодрома имени Сатиша Дхавана на ракете PSLV стартовал Al-Farabi-1. Это был небольшой аппарат формата CubeSat, созданный для образовательных и технологических задач. Его запуск зарегистрирован в международных каталогах космических объектов; спутнику присвоен номер NORAD 42016.
Следующий аппарат, Al-Farabi-2, отправился в космос 4 декабря 2018 года с американской базы Ванденберг на ракете Falcon 9 компании SpaceX. Уже сама смена масштаба – от чертежей и учебных испытаний до настоящей ракеты – означала для команды участие в сложной международной инженерной цепочке.
Особенность университетских миссий в том, что они создаются ради конкретных экспериментов и подготовки специалистов. У спутника может быть небольшая камера или оборудование для проверки алгоритмов связи и ориентации, а результатом работы становится знание, полученное в реальных условиях полёта. Оно затем используется при проектировании следующих аппаратов.
У Al-Farabi-1 оказалась и вполне определённая космическая биография. Согласно каталогу орбитальных объектов, после нескольких лет на низкой околоземной орбите спутник сошёл с неё 25 июля 2023 года. Так закончился путь аппарата, который когда-то существовал лишь в университетских лабораториях Алматы.
