Российские ученые разрабатывают универсальный прибор для анализа выдыхаемого воздуха для диагностики и мониторинга респираторных заболеваний, а также контроля приема лекарств и физической активности.
Специалисты МФТИ создали классификацию соединений в выдыхаемом воздухе для диагностики заболеваний. Метод неинвазивен и не требует подготовки. Конденсат выдыхаемого воздуха содержит вещества, реагирующие между собой. Важные биомаркеры составляют менее 1% от общего состава.
«Это важный этап развития, который можно назвать подходом к медицинскому применению высокотехнологичного газоанализатора на основе масс-спектрометрии высокого разрешения. Технология позволяет исследовать вещества путем измерения отношения массы ионизованных атомов к их заряду, в том числе и для медицинской диагностики, в нашем проекте – для анализа выдыхаемого воздуха», – рассказал старший научный сотрудник лаборатории молекулярной медицинской диагностики МФТИ Станислав Пеков.
Эксперты изучили методы сбора, концентрации и хранения конденсата выдыхаемого воздуха, а также анализа с использованием современных устройств для выявления биомаркеров различных болезней. Были рассмотрены подходы к обработке и интерпретации результатов. Конденсат выдыхаемого воздуха, состоящий более чем на 99% из воды, содержит более 3500 соединений.
Исследователи выяснили, что многие маркеры воздуха являются производными друг друга. При конденсации одно вещество превращается в другое, что затрудняет анализ. Однако понимание этих процессов позволяет анализировать выдыхаемый воздух и его конденсат одновременно, повышая надежность результатов.
Технология расширит применение анализа выдыхаемого воздуха. Это позволит оценивать состояние пациентов и здоровых людей при нагрузках, например, во время тренировок. Анализ поможет оптимизировать нагрузки, предотвращая экстремальные режимы организма. Контроль состояния спортсмена станет непрерывным и эффективным.
Ученые предлагают регулярно оценивать состояние здоровья пациентов в реабилитационном лечении, особенно при смене климата и санаторном лечении. Это важно из-за негативного влияния повышенной температуры и солнечной активности на организм, особенно при физической активности.
Команда ученых планирует создать систему сбора выдыхаемого воздуха и исследовать способы его консервации. Анализ летучих веществ в воздухе – неинвазивный метод первичной диагностики, который может стать удобным благодаря портативным устройствам. Однако разработка диагностически значимых маркеров сложна из-за схожести метаболизма микроорганизмов и влияния микрофлоры ротовой полости.
Идея анализатора выдыхаемого воздуха не нова, как показывает пример анализатора алкоголя. Эти методы точны, быстры и могут быть адаптированы для массового использования, например, на концертных площадках.
Рынок дыхательных анализаторов в 2021 году составил $2,90 млрд, а к 2030 году достигнет $9,7 млрд. Наибольший рост, по прогнозам экспертов, ожидается в Азиатско-Тихоокеанском регионе.
Источник: «Известия»
распечатать статью
