Новости химической науки > Спектроскопия спешит на помощь

В не столь отдаленной перспективе поиски людей, оказавшихся под завалами в результате землетрясения, можно будет проводить не с помощью розыскных собак, а с помощью портативных ион-мобильных спектрометров [ion mobility spectrometer (IMS)].

Результаты нового исследования демонстрируют, что инструмент может детектировать распределение концентраций 12 химических веществ, свидетельствующих о присутствии живых людей. Дальнейшая модификация прибора позволит разработать портативное устройство для полевого использования спасательными командами.

Использование аналитической химии для поиска людей, оказавшихся в ловушке в результате обрушения здания, вполне может быть осуществлено – так считает Вольфганг Ваутц (Wolfgang Vautz) из Института Аналитической химии им. Лейбница (Германия). В настоящее время для этого используются специально подготовленные собаки, которым, однако, время от времени необходимо отдыхать, к тому же запах мертвого тела может перебить запахи живых пострадавших, и даже хорошо тренированная собака в таком случае не выполнит свою миссию.

Однажды портативные спектрометры смогут заменить собак, вынюхивающих выживших жертв стихийных бедствий. (Рисунок из Anal. Chem., 2013, DOI: 10.1021/ac302752f)

Идея Ваутца заключается в поиске выживших за счет обнаружения за счет определения химических веществ, специфичных для выдоха живого человека. Для определения молекул-кандидатов для анализа исследователи из группы Ваутца поместили добровольцев-студентов в наглухо закрытое помещение сроком на шесть часов. По окончании времени воздух из помещения был проанализирован с помощью газового хроматографа с детектором на основе ион-мобильного спектрометра – устройства, которое разделяет ионы в соответствии с их массой и формой.

В экспериментах Ваутц принял концентрацию углекислого газа за контрольную переменную величину – в ходе эксперимента с добровольцами увеличение концентрации CO₂ происходило только за счет дыхания добровольцев, в то время как во время настоящей чрезвычайной ситуации CO₂ не может быть маркером присутствия живого организма – причиной увеличения концентрации углекислого газа могут быть, например, пожары. Анализ методом ион-мобильной спектрометрии показал, что в выдохе добровольцев содержится по крайней мере 12 простых органических соединений, таких как октаналь и бензальдегид, концентрация которых в контрольных экспериментах увеличивалась параллельно концентрации углекислого газа.

Отбор образцов в условиях, моделирующих чрезвычайную ситуацию, и определение их химического состава позволяло точно обнаруживать местоположение человека. Время, которое затрачивается на анализ каждого образца, не превышает трех минут, при этом сам анализ является весьма чувствительным.

Стивен Бартон (Stephen Barton), специалист по аналитической химии из Кингстонского Университета (Лондон) отмечает, что новая концепция очень интересна как сама по себе, так и возможностям, связанным с ее развитием – например, модернизация метода может позволить оценить состояние здоровья человека, оказавшегося в плену завалов.

Определение здоровья с помощью ион-молекулярной спектрометрии входит в долгосрочные планы Ваутца, однако в ближайшее время он собирается решить задачу адаптации аналитического устройства для использования в полевых условиях. Как отмечает исследователь, исследователям из его группы было чрезвычайно сложно переносить прибор массой 25 кг во время полевых испытаний. Тем не менее, Ваутц уверен, что систему можно существенно облегчить, оставив в ней только те детали, которые необходимы для анализа искомых 12 органических соединений-маркеров. Он говорит, что в настоящее время уже существуют портативные ион-мобильные спектрометры, например, применяющиеся для поиска химического оружия.

Также необходимо выяснить, как химические вещества, образующиеся в результате пожаров и аварий на химических предприятиях, могут взаимодействовать с веществами, содержащимися с аналитами. Исследователь из Германии надеется на партнерство со спасательными службами, которое позволило бы проверить новую систему в деле, не нарушая при этом этические нормы.

Источник: Anal. Chem., 2013, DOI: 10.1021/ac302752f

метки статьи: #аналитическая химия, #бытовая химия, #химическая криминалистика