Спектрометр для домашней диагностики

Исследователи из Техасского университета в Далласе (США) разработали радиочастотное устройство типа "электронный нос" для системы вращательной спектроскопии*, которая может использоваться для обнаружения определенных химических молекул в дыхании человека с целью диагностики болезней. В проекте, который поддерживают Semiconductor Research Corporation, Texas Instruments и Samsung Global Research Outreach, принимали также участие ученые из Техасского юго-западного университета, государственного университета Огайо и государственного университета Райта.

Сегодняшние устройства для анализа выдыхаемого воздуха чересчур громоздки и дороги для коммерческого использования, а использованная техасскими инженерами технология позволяет сделать устройство компактным и недорогим.

Вращательный спектрометр генерирует и излучает электромагнитные волны в широком диапазоне частот, а затем анализирует, как эти волны затухают (поглощаются), чтобы определить, какие молекулы присутствуют, а также их концентрацию в образце. Это устройство может обнаруживать очень небольшие количества молекул, которые есть в человеческом дыхании.

Анализ человеческого выдоха позволяет получить информацию практически о каждой части человеческого тела, а "электронный нос" может обнаруживать молекулы газа с большей чувствительностью, чем обычные анализаторы выдыхаемого воздуха, которые, например, могут перепутать ацетон с алкоголем при проверке полицией. Это особенно важно для пациентов с диабетом 1 типа, у которых концентрация ацетона в дыхании очень высока.

Исследователи полагают, что такой портативный спектрометр может использоваться как в промышленности, так и в системе здравоохранения. Затем, после "взросления" технологии, такие устройства могут найти применение и в наших домах. При этом уменьшится, полагают ученые, необходимость в различных медицинских анализах, а заболевания будут обнаруживаться существенно раньше, тем самым снижая затраты на медицину.

Прототип программируемого "электронного носа" будет доступен для бета-тестирования в начале 2018 года.

Очень хочется надеяться, что работа американских ученых завершится успехом, поскольку они вступили на тропу, на которой уже многие поскользнулись. Напомним, что какое-то время назад очень большой интерес вызвал карманный молекулярный сканер (спектрометр) SCIO, израильской фирмы Consumer Physics, работающий в ближнем инфракрасном диапазоне, который сканирует физические материалы для определения их молекулярной структуры, обнаружения специфических компонентов в пище, таблетках и во многих других веществах. В то время он очень быстро набрал необходимое ему финансирование на краудсорсинговом ресурсе Kickstarter, вызвав восхищение у публики. Затем проект получил еще $4 млн от Khosla Ventures. Но потом - тишина… Возможно, это устройство реально существует, но вряд ли его можно будет использовать для чего-то значимого, а не просто как "игрушку", особенно учитывая, что он использует базы данных, чтобы представить информацию пользователю.

Да, кстати, на странице SCIO на сайте Kickstarter в настоящее время висит следующая информация: "SCIO сейчас является предметом спора об интеллектуальной собственности и пока недоступен". Так что, судя по всему, сказка закончилась.

Была еще одна аналогичная попытка. Миниатюрный спектрометр TellSpec, согласно обещаниям разработчиков, должен предоставлять информацию о содержащихся в пище аллергенах, химикатах, питательных веществах, калориях и ингредиентах. Этот прибор также собрал множество денег на Indiegogo, но все кончилось тем, что разработчики не смогли поставить своим "болельщикам" устройство или хотя бы вернуть им деньги. Но на этом история не закончилась - TellSpec запустила новую кампанию краудсорсинга на сайте Crowdfunder, ориентированном на инвесторов. Но затем, очень быстро, владелец сайта убрал эту кампанию со своего ресурса после того, как издание Pando обвинило Tellspec в мошенничестве. К этому времени эти удалые ребята уже набрали около $1,2 млн. финансирования.

Впрочем, учитывая, какие научные и финансовые ресурсы задействованы в проекте Техасского университета, мы, вероятно, можем рассчитывать на более благоприятный исход.

* Вращательная спектроскопия — вид микроволновой спектроскопии, измеряющая поглощение или излучение света молекулами, для понимания изменений в их вращательной энергии.