"Сложная смесь из 750 летучих соединений" – так сибирские ученые говорят о банальном человеческом выдохе, который, как уверяется, не только можно разложить на компоненты, но и использовать для медицинской диагностики, в том числе, для того, чтобы выявить коронавирус.
В борьбе с пандемией предлагают использовать новейшую методику анализа дыхания. Грубо говоря, речь идет о сложной версии алкотестера, возможности которого намного шире. А еще подобные приборы, как правило, доступны только в лабораториях. Однако, как сегодня рассказали в Сибирском отделении РАН, выход из ситуации уже найден — создан отечественный газоанализатор, который позволяет сделать такую диагностику массовой, что позволит быстро тестировать огромное количество людей.
Проверять дыхание на вирус предлагают, в первую очередь, в местах, где есть большой поток людей, то есть, в метро, на вокзалах, в магазинах и даже на заводских проходных. Насколько все это реально применить в жизни?
В плане быстроты и качественности анализа — безусловно. Российское устройство уже используют в 12-ти странах мира на четырех континентах для диагностирования различных заболеваний. При этом прибор до пандемии вызывал ажиотаж на различных медицинских выставках. Результат проверки становится известен через 2-3 минуты. На одном из мероприятий за 10 часов тестирование прошли более 150 человек.
Как это работает? Многие, наверное, замечали, что при поднесении к огню разных химических веществ пламя имеет свойство окрашиваться. Свечение происходит из-за того, что атомы вещества переходят в возбужденное состояние. В химии для этого используют электрическую дугу, искру или лазер.
Каждое вещество имеет свой спектр свечения. Например, пиковые значения по ртути приходятся на длину волны от 400 до 500 нанометров. Зная это, ученые могут определить, какой именно газ содержится в выдыхаемом человеком газе, а информация эта весьма ценная. Дело в том, что присутствие различных газов — следствие развития той или иной болезни.
Например, повышенные уровни ацетона в выдыхаемом воздухе могут свидетельствовать о сахарном диабете, этилена — об инфаркте миокарда. Аммиак наблюдается у пациентов с болезнями почек, монооксид азота — у людей с хронической обструктивной болезнью легких. Определенное количество молекул газа характеризует и вирусные инфекции.
"От четырех до 20 летучих органических соединений говорят о вирусной инфекции. До этого было огромное количество работ, производили газоанализ с заражением клеточной культуры. То есть, в лаборатории брали клетки, заразили вирусом и над чашкой Петри, где происходит рост культуры, производили газоанализ. Таким же образом помогают по анализу выдыхаемого газа определять, чем человек болен, хроматографы и масс-спектрометры. Но это оборудование чрезвычайно громоздкое и дорогостоящее. Новый же российский прибор значительно меньше по размерам. Правда, есть у него и ахиллесова пята. Из-за новизны метода его создателям приходится создавать с нуля свою уникальную базу данных со спектрами выдоха. Сейчас в ней 100 тысяч образцов. Использовать базы данных техники прежних поколений не представляется возможным", — поясняет заместитель руководителя проекта HEALTHMONITOR Екатерина Миллер.
Заведующий лабораторией физики лазеров Института автоматики и электрометрии СО РАН, кандидат физико-математических наук Сергей Микерин уточняет: "Принцип его действия заключается в анализе свечения, которое вызывается газовым разрядом в той смеси, которую человек выдыхает. По существу, этот прибор из двух частей состоит: это вакуумная разрядная часть и спектрометрическое оборудование. Фактически, это спектрометр видимого диапазона, который дает информацию о спектре свечения. А дальше уже компьютер анализирует полученные данные".
К слову, помимо россиян, об использовании газоанализаторов для диагностирования коронавируса задумались медики Великобритании, но они пока в самом начале пути. Из накопленного опыта — исследования 1200 пациентов, у которых выявляли бактериальные и вирусные инфекции.
Ну а для успешной работы российского прибора сейчас необходимо собрать коллекцию спектров дыхания больных с коронавирусной инфекцией и пневмонией. Тогда и выяснится, наличие какого газа поможет выявить у больного COVID-19.
