В Липецке тестируют «электронный нос»

Заведующая кафедрой физической и аналитической химии Воронежского государственного университета инженерных технологий, профессор РАН Татьяна Кучменко - регулярный гость в АО «ЛГЭК» (у вуза, в котором она работает, с Липецкой городской энергетической компанией - давние деловые связи). В ЛГЭКе уже был испытан газоанализатор, способный улавливать разнообразные запахи. Прибор, разработанный при прямом участии Татьяны Кучменко, фактически мгновенно может выявлять любые посторонние включения в питьевую воду, равно как и в продукты питания. Но сегодня Татьяна Кучменко анализировала не воду. Она привезла в ЛГЭК свою новую разработку - газоанализатор, диагностирующий легколетучую часть метаболома человека, выделяемого через кожу.

Метаболом человека по своему фундаментальному значению подобен его геному. Это как бы химический аналог генома. Если геном представляет программу жизни клетки, то метаболом - ее ингредиенты. Международные исследования матаболома человека идут в ведущих научных центрах мира с начала 00-х годов. Ученые убеждены в том, что этот проект знаменуют собой начало новой эры в диагностировании заболеваний. По их мнению, метаболомный проект окажет на медицину и терапию более существенное влияние, чем проект «Геном человека», поскольку метаболомы в качестве индикаторов здоровья и протекающих в организме физиологических процессов несравненно чувствительнее.

- В мире уже есть много «электронных носов», которые широко используются в разных сферах - от промышленности до выявления взрывчатых или радиоактивных веществ в багаже пассажиров авиакомпаний. Мы же в Воронеже сосредоточились на создании анализаторов в медицине и животноводстве, чтобы по одному лишь запаху крови или мочи выявлять заболевания у людей и животных. Мы поставили себя перед большим вызовом: ориентировать медицину на диагностику и предупреждение заболеваний на той стадии, когда они еще совершенно никого не беспокоят. А для этого нужен простой метод распознавания болезней. И наш «электронный нос» - это новая, уникальная не только для России технология, которая направлена на персонифицированную медицину будущего, - говорит Татьяна Кучменко.

Ее прибор - это небольшой, размером со стакан цилиндр, в котором находятся сверхчувствительные сенсоры, пьезокварцевые резонаторы. «Электронный нос» профессора Кучменко - устройство, реагирующее на всю гамму запахов, источаемых самым большим органом человека, кожей. Сигнал от датчика, который попеременно прикладывается на минуту к оголенному предплечью, попадает в компьютер, где анализируется и выдается для трактования специалиста в виде звездочки с несколькими лучами, похожими на кленовый листок. Чем она симметричнее, тем более здоровым является человек. Любое отклонение от симметрии означает проблему, требующую дальнейшей диагностики и лечения.



Прибор стоит на двух шариковых ручках, так как Татьяна Кучменко забыла в Воронеже специальную подставку



Один из сенсоров, изготовленных с использованием нанотехнологий (для масштаба рядом лежит телефон ученого)  



«Звездочка» корреспондента GOROD48 почти идеальна 

Эта отрасль науки для России - «терра инкогнита». Некоторые ученые считают технологии «электронных носов» чуть ли не алхимией. Но заведующая кафедрой физической и аналитической химии воронежского вуза, у которой более ста патентов на исследования с помощью «электронного носа», считает исследования запахов тела самым лучшим интегральным показателем индивидуального здоровья человека. Но пока ученые находятся под влиянием фундаментальной науки, привыкшей к метрической системе мер и весов. Так, изобретатель телефона Александр Белл еще в 1914 году сделал популярным мнение о том, что запах трудноизмерим.

- Можете ли Вы как-то измерить запах? Можете ли Вы каким-то образом измерить различие между разными запахами? Очевидно, что существуют разнообразные запахи - от запаха фиалок и роз до запаха асафетиды. Но пока Вы не можете измерять их сходство и отличие, запахи остаются вне науки. Если у вас большие амбиции, так что вы хотите найти новую науку, - измерьте запах, - заявил этот ученый.

А Татьяна Кучменко уверена - современной науке доступно измерение запаха. В последнее время заметный шаг вперед сделала российская наука, но до сих пор такие исследования считаются инновационными. Есть проблемы в системе стандартизации, аттестации устройств и подготовке специалистов, которые могли бы интерпретировать результаты исследований.

- Моя мечта - довести разработку до конкретного человека и сделать универсальный портативный прибор для измерений запахов кожи человека и животных. Представьте, что в семье ежедневно анализу подвергаются все - от ребенка до собаки. С помощью приложений для смартфонов ведется карта таких измерений. Если вдруг что-то выходит за привычную норму - бегом к врачу! Ведь такой «электронный нос» позволяет увидеть нарушение здоровья на стадии первых тревожных сигналов, которые издают воспаленные ткани. И тогда ни у кого внезапно не будет обнаружен неоперабельный рак или запущенный сахарный диабет, - говорит Татьяна Кучменко.

Ученый с глазами цвета меда защитила докторскую диссертацию по теме «электронного носа» еще в 2003 году. В Воронеже не редки судебные процесс с ее участием как эксперта в запахах. Теперь Кучменко бьется за то, чтобы разработанные с ее участием газоанализаторы в России признали средствами измерений.

- Осенью 2017 года наша небольшая исследовательская группа довела методику измерения запахов до того, что мы начали нюхать людей. Такой разработки нет пока нигде в мире. По крайней мере, я об этом ничего не знаю. Наши измерения запахов человеческого тела в Воронеже и в Липецке, надеюсь, дадут начало новому научному методу диагностики метаболома человека, что должно стать революцией в медицине, - говорит Татьяна Кучменко.