Дослідники з Інституту загальної фізики РАН розробили систему, що дозволяє розповісти все або майже все про ваш організм видихуваного повітря.
Видихається людиною повітря може багато розповісти про стан організму і допомогти поставити діагноз. Адже склад видихуваного повітря і темп виділення молекул з організму безпосередньо пов'язані з біохімічними та фізіологічними процесами. Наприклад, одночасне детектування монооксиду і двоокису вуглецю (СО і СО 2) дозволяє дослідити кисень-транспортні властивості гемоглобіну крові. А за допомогою одночасного детектування CO і закису азоту (N2O) можна дослідити залежність газотранспортних властивостей легеневої мембрани залежно від інтенсивності кровотоку.
Молекули шуканих речовин можуть міститися у видихуваному повітрі в дуже невеликих кількостях, тому методи, які були б здатні їх визначити, повинні бути надзвичайно чутливими. Дослідники з Інституту загальної фізики РАН (ІОФАН РАН) як такий високочутливий метод запропонували використовувати лазерну спектроскопію, для чого розробили багатокомпонентний лазерний газоаналізатор. Молекулярна спектроскопія поглинання з використанням напівпровідникових лазерів з частотою, що перебудовується, дозволяє виявляти багато хімічних сполук (у тому числі монооксид вуглецю, оксид азоту, аміак, метан тощо) у видихуваному повітрі з чутливістю в одну мільйонну частку. Причому за допомогою цієї спектроскопії можна визначити як швидкість продукування в організмі окремих сполук, так і відносний вміст різних модифікацій цих сполук, що утворюються при обміні (наприклад, співвідношення концентрацій 13СО2і 12СО2 або орто- і пара-води).
Найважливіша складова спектроскопічної установки - система реєстрації та аналізу одержуваних спектрів. Вона повинна бути чутливою, з великою швидкодією (щоб не спотворювалася форма спектрів) і високоточною. Розроблена в ІОФАН РАН високочутлива система реєстрації здатна аналізувати лазерні спектри пропускання молекул при тривалості лазерних імпульсів до 10 000 мікросекунд і високої швидкості перебудови напівпровідникових лазерів 102-104 см -1/с, що забезпечує швидкодію установки. При цьому реєструються не менше 4000-6000 точок (вимірювань) на спектр. Система також забезпечує високу селективність методу, що дозволяє чітко розділяти спектри різних молекул-біомаркерів у складних за складом середовищах.
На думку вчених, діагностика, що спирається на газовий аналіз видихуваного повітря, може мати більшу достовірність, універсальність і дозволить проводити комплексні дослідження організму. Крім того, з її допомогою можна розширити коло вирішуваних медико-біологічних проблем, не вдаючись до інвазивних методів обстеження, тобто без втручання в організм.