Болезни способны изменять состав летучих органических соединений (ЛОС) в организме, а значит, и запах тела. Эти характерные паттерны можно обнаружить в выдохе и телесных жидкостях. Однако существующие аналитические методы часто оказываются сложными, трудоемкими и требуют специализированного персонала. В результате быстрых и простых методик, подходящих для широкого применения на месте, до сих пор не хватало.
Исследователи из Института интегральных схем Фраунгофера IIS и Технического университета Дрездена предложили новый подход к изучению изменений запаха тела, связанных с заболеваниями. Они использовали лазерную фотоакустическую спектроскопию для анализа летучих органических соединений в простых мазках с тела.
Как работает метод
Исследовательская группа объединила простой способ сбора образцов с высокочувствительной лазерной измерительной технологией. Образцы мазка брали из передней носовой полости, пупка и наружного уха. Затем спектрометр фиксировал паттерны летучих соединений. Мазок из носа оказался особенно многообещающим.
Система измерения, разработанная в Fraunhofer IIS, использует широко настраиваемые квантовые каскадные лазеры и чувствительный фотоакустический детектор. Она генерирует характерный спектральный отпечаток ЛОС. Статистический анализ показал, что область измерений можно значительно сократить без потери релевантной информации. Это открывает путь к разработке компактной, быстрой и экономичной методики.
Первые результаты
Первоначальное исследование выявило различия между выборками здоровых людей и людей с болезнью Паркинсона, COVID-19 и другими заболеваниями. Результаты опубликованы в Scientific Reports.
Это доказательное исследование проводилось в контролируемых лабораторных условиях. Двадцать четыре участника были случайно отобраны из крупномасштабного исследования SMELLODI: шесть здоровых людей из контрольной группы и по шесть человек с болезнью Паркинсона, COVID-19 и другими состояниями. Дополнительные измерения образцов от трех участников с болезнью Паркинсона через две недели дали первые свидетельства того, что результаты стабильны во времени.
Ограничения и перспективы
Результаты не заменяют медицинский диагноз. Прежде чем технологию можно будет использовать в клинической практике, необходимы более масштабные исследования с участием более разнообразных групп людей в реальных условиях. Однако в долгосрочной перспективе технология могла бы давать ранние указания на потенциальные заболевания и помогать принимать решения о дальнейшем обследовании.
Распределение ролей
Fraunhofer IIS разработал экспериментальную установку, провел лабораторные измерения и статистический анализ данных. Технический университет Дрездена внес медицинский и клинический вклад, координировал набор участников, диагностику и сбор образцов.
Лазерная система фотоакустической спектроскопии состоит из лазера Mid-IR, оснащённого тремя QCL-модулями, охватывающими длины волн от 5,6 мкм до 12,9 мкм, двух зеркал с серебристым покрытием (SCM), дихроического зеркала (DM) с пропускающей способностью 90%, головки теплового датчика мощности (PM) для контроля выходной мощности лазера, механического чопера (MC) для частотной модуляции и детектора CEPAS с самодельным держателем для мазка (SH). Источник: Scientific Reports (2026). DOI: 10.1038/s41598-026-68298-9
