Оптический «собачий нос» для диагностики болезней

Видео: Как понять что собака заболела | Чихуахуа Софи

Исследователи из Университета Аделаиды в Австралии разрабатывают лазерную систему для быстрой неинвазивной диагностики болезней по составу выдыхаемого воздуха.

Перспективную систему, которая будет выявлять сахарный диабет, инфекционные заболевания и рак, уже окрестили оптическим «собачьим носом».

В основе оптического «собачьего носа» специальный лазер, при помощи которого электронное устройство измеряет концентрацию различных биомаркеров в образце воздуха.

Доктор Джеймс Энсти (James Anstie), сотрудник Института фотоники и сенсоров (IPAS), член Австралийского исследовательского совета (ARC), говорит, что его лазерная система определяет различные молекулы подобно собачьему носу, но используя для этого совершенно иной, не свойственный природе принцип.



«Определяемые нашим устройством молекулы – это биологические продукты процессов обмена, которые протекают в организме. Если что-то идет не так, концентрации этих продуктов изменяются определенным образом, присущим тому или иному заболеванию. По всему миру было проведено достаточно исследований, которые помогли вычислить специфические изменения состава выдыхаемого воздуха при раке пищевода, при астме, при сахарном диабете и других болезнях. Теперь мы может воспользоваться этим для диагностики болезней», - говорит изобретатель.



Анализ выдыхаемого воздуха – относительно новое поле научных исследований, которым заинтересовались ведущие ученые планеты. Но до разработки универсальной системы-анализатора, которая позволила бы использовать эти данные в клинической диагностике, дело пока не дошло.

На страницах журнала Optics Express доктор Энсти и его коллеги Николя Бурбо Герберт (Nicolas Bourbeau Herbert) и Ричард Уайт (Richard White) пишут, что они применили оптическую спектроскопию для обнаружения веществ по их взаимодействию со светом. Принцип работы устройства состоит в том, что лазер направляет на исследуемый образец миллионы параллельных лучей разной длины волны, а каждая молекула в образце по-разному взаимодействует с этими лучами, оставляя свой уникальный «молекулярный отпечаток».

«Теперь у нас есть надежная система, способная регистрировать ничтожные концентрации органических молекул в образце. Следующий наш шаг – это длительная и кропотливая тонкая настройка и тестирование системы, так как содержание биомаркеров у разных людей варьирует, и это недостаточно изученная область», - говорит доктор Энсти.

Изобретатели считают, что прототип оптического «собачьего носа» будет готов уже через 2-3 года, а полностью настроенное и автоматизированное коммерческое устройство plug and play появится примерно через 3-5 лет. Они отмечают, что сфера применения их системы не ограничивается клинической диагностикой – оптический нос может унюхать и следы отравляющих газов, и оксид углерода, и промышленные выбросы.

Работы ученых проводятся при финансовой и технической поддержке Австралийского исследовательского совета, фонда Premier’s Research and Industry Fund, а также правительства Южной Австралии.