Создана прототипная лазерная установка, которая позволяет диагностировать заболевания по дыханию - Гранит науки - 2008-02-26

У микрофона Марина Аствацатурян! В основе такой диагностики – одновременное определение нескольких молекул-маркеров того или иного заболевания. Выдыхаемый человеком воздух - это смесь газов, включая азот, кислород, углекислый газ, пары воды и следы других газов - угарного (одноокиси углерода), веселящего (закиси азота) и метана. Кроме того в нем есть следовые количества тысяч других молекул. Известно, что избыток в выдыхаемом воздухе метиламина – признак заболеваний печени и почек. На почечную недостаточность указывает также аммиак, а повышенный уровень ацетона может свидетельствовать о диабете, окись азота – об астме. Если в выдыхаемом воздухе одновременно определить много разных молекул, то получится надежный способ диагностики. Так, по словам одного из авторов разрабатываемого метода Джан Йе (Jun Ye) из американского Национального Института Стандартов и Технологий (National Institute of Standards and Technology), одновременное присутствие в образце выдыхаемого воздуха карбонил сульфида, одноокиси углерода и перекиси водорода, если они определились вместе с окисью азота, с большой степенью достоверности указывает на астму. Точность определения обеспечивает чувствительный метод лазерной спектроскопии с использованием так называемой гребенки оптических частот.

Авторы пионерских работ в развитии прецизионной лазерной спектроскопии Джон Холл (John Hall) и Теодор Хэнш (Theodor Hänsch) в 2005 году были удостоены Нобелевской премии по физике. Группа доктора Йе занимается прикладными исследованиями в этой области. Результаты по лазерной спектроскопии человеческого дыхания, полученные с привлечением добровольцев-студентов Университета Колорадо в Боулдере (University of Colorado at Boulder), где проводится часть работ, опубликованы в журнале Оптического Общества Америки (Optical Society of America). Как сказано в документе, распространенном по этому поводу Университетом Колорадо, «новый метод может стать дешевым, быстрым, чувствительным и надежным способом одновременной детекции широкого ряда биомаркеров для самых разных заболеваний». Гребенка оптических частот – это очень точный лазер для измерения различных цветов или частот света. Каждый зубец такой гребенки настроен на определенную частоту вибрации отдельных молекул, а вся гребенка охватывает широкий спектр частот, что позволяет идентифицировать тысячи молекул сразу. Лазерный свет различает специфические молекулы, потому что они вибрируют с определенной резонансной частотой, которая обусловлена их атомным составом и структурой. У студентов-добровольцев в описываемом исследовании болезней не обнаружено, только у одного засекли следы табачного дыма. Студенты дышали в пространство между двумя искривленными зеркалами, которое подвергалось воздействию сверхбыстрых лазерных импульсов. Импульсы рикошетом отдавались тысячи раз, что позволило надежно определить частоты поглощаемого света и, следовательно, молекулы, которые его поглощают. Конец