Статьи автора

Оценка возможности применения “электронного носа” для мониторинга отклонений при функциональном ожирении детей в условиях стационара. Наблюдения за изменением состояния при лечении

Номер выпуска 3 от 15.09.2025

Настоящая работа является продолжением исследования по применению химических газовых сенсоров и портативного ”электронного носа” для диагностики ожирения и сопутствующих патологий у детей в условиях стационара. С помощью портативного прибора Bio-8 измерено 330 летучих профилей соединений кожи в области предплечья натощак в разном состоянии детей с различными заболеваниями в период прохождения стационарного обследований и лечения в эндокринологическом отделении. Мониторинг изменений профиля летучих соединений кожи в период пребывания в стационаре детей с ожирением позволил выделить приоритетные нарушения метаболизма при множественных патологических нарушениях и диагнозах по характерному набору химических биомеркеров процессов, надежно детектируемых в выделениях кожи на правом предплечье. Многопараметрические данные “электронного носа” обработаны методом главных компонент для оценки ранжирования результатов на группы “Норма” и “Ожирение с группой риска по развитию сахарного диабета (СД) 2 типа”. По высокоинформативным параметрам массива сенсоров оценены изменения химического состава газового профиля кожи на правом предплечье за период пребывания пациентов в стационаре и эффективность стандартных подходов в каждом конкретном случае, и тем самым повышена персонализация лечения. Предложены расчетные простые параметры и способ оценки нарушений липидного, углеводного обмена по сигналам восьми сенсоров над кожей при измерении в течение 200 с без отбора пробы. Чувствительность способа мониторинга изменений в метаболоме в условиях стационара составляет не менее 80%. Специфичность к нарушениям липидного обмена – 100%, СД 1 типа – 100%, при смешанных патологиях варьируется от 70 до 85%.

13 0

Обоснование возможности применения высокочувствительных пьезосенсоров в открытой системе для получения диагностической информации о летучих веществах кожи

Номер выпуска 8 от 15.09.2025

Рассмотрен единичный сенсор с пьезокварцевым трансдьюсером как площадка для имитации “электронного носа”, повторяющий функцию массива сенсоров. Поставлена аналитическая задача покомпонентного обнаружения летучих органических соединений на уровне диагностически значимых концентраций в биопробах без отбора смесей и какой-либо подготовки к измерениям. Обоснована принципиальная возможность применения единичного сенсора для раздельного детектирования (распознавания) паров органических соединений и разных функциональных состояний организма при кратковременном контакте с наиболее представительной и непрерывно функционирующей биопробой – кожей (60–80 с). Определяющую роль в решении такой задачи играет применение в качестве модификатора электродов пьезокварцевых резонаторов объемных акустических волн фазы наногидроксиапатита массой 2–4 мкг. Предложены новые расчетные кинетические параметры сорбции, которые позволяют с высокой надежностью распознать в смеси биомаркеры многих заболеваний, в том числе спирты С₃–С₅, кетоны, амины линейного и циклического строения, кислоты, альдегиды и др. Сенсор с гидроксиапатитом позволяет отследить наличие молекул, соответствующих патологическим изменениям в работе многих органов и систем, сбоям в функционировании нервной и сердечно-сосудистой систем, оценить реакцию и компенсацию на стресс, голод, усталость. Сенсор перспективен для применения в качестве простой диагностической и мониторирующей тест-системы для point-of-care диагностики взрослых и детей.

14 0

Сравнение возможностей методов экспрессной оценки селективности и эффективности аналитического сигнала флуоресцентных фаз разной природы

Номер выпуска 7 от 15.09.2025

Рассмотрены результаты оценки сорбционных и флуоресцентных свойств соединений класса азолотриазинов и фаз на основе квантовых точек сульфида кадмия в парах легколетучих органических соединений (биомаркеры состояния живых систем). Сорбционные свойства фаз на основе органических красителей и капсулированных полупроводников по отношению к парам спиртов, кетонов, аминов, кислот, аммиака, альдегидов изучены прямым высокочувствительным пьезокварцевым микровзвешиванием. Спектральные свойства и изменение их в парах аналитов изучены различными методами спектроскопии (абсорбционная, фотолюминесценция). Сопоставлены результаты исследований и возможность оптимизации этой стадии. Предложено оценивать согласованность методов по прогнозированию изменений флуоресцентных свойств в тест-системах для летучих органических соединений по коэффициенту конкордации Кендалла W. Установлено, что наибольший коэффициент согласованности оценки (W = 0.89) имеют методы спектрофлуориметрии и прямого микровзвешивания паров при сорбции на фазах – потенциальных наполнителях тест-систем. Корреляция результатов, полученных разными методами флуоресценции (визуальные планшетные тест-системы и флуориметрия фаз на бумажных подложках), составляет 0.80, что подтверждает высокую степень согласованности оценок с их помощью степени взаимодействия аналитов и органических, комбинированных флуорохромов. Установлено, что методы, близкие по природе возникновения аналитического отклика, согласованы не лучше, чем с методом прямого микровзвешивания паров на микрофазах флуориметрических реагентов разной природы (квантовые точки CdS/хитозан, органические соединения класса азолотриазинов, смешанных фаз). Это, в свою очередь, позволяет выбирать на стадии рутинных экспериментов более простые, доступные и экспрессные методы и средства анализа.

11 0

Флуоресцентные тест-системы на основе азолотриазинов для диагностики эндометрита у коров в полевых условиях

Номер выпуска 9 от 15.09.2025

Рассмотрены результаты эксперимента по тестированию возможности применения растворов 6-оксо-2-фенилимидазо[1,2-b]пиридо[4,3-е][1,2,4]триазин-7(6Н)-ил)уксусной кислоты на планшетах и целлюлозных носителях для регистрации избыточного, относительно биологически нормального, содержания летучих органических соединений, которые сопровождают воспаления эндометрия. Флуоресцентные свойства красителя изучены с использованием гинекологической слизи коров, отобранной в разные периоды (до, после родов) и носовой слизи новорожденных телят. Отклик тест-систем сопоставлен с клинически установленными диагнозами коров, результатами микробиологических исследований. Проведена оценка ложноположительных (не более 11%) и ложноотрицательных (2%) срабатываний, других характеристик (специфичность, правильность, прецизионность) тест-систем на основе 6-оксо-2-фенилимидазо[1,2-b]пиридо[4,3-е][1,2,4]триазин-7(6Н)-ил)уксусной кислоты. Рассмотрена возможность применения данного флуорофора для экспрессной диагностики воспаления эндометрита у коров в режиме “на месте”.

12 0

Применение химических сенсоров в технологическом контроле формирования аромата шоколадной глазури

Номер выпуска 11 от 15.09.2025

Показана возможность контроля динамики формирования аромата шоколадной глазури при коншировании с применением системы искусственного обоняния на основе “электронного носа” с модифицированными полимерами газовыми пьезосенсорами. Образцы отбирали на реальном производстве и осуществляли их обязательный контроль по стандартным свойствам по ходу технологического процесса конширования шоколадной глазури. Оцифровку и объективный контроль процесса развития и созревания аромата шоколадной глазури проводили по матрице данных (регистрируемым и расчетным сигналам) массива пьезосенсоров. Предварительно оптимизирован массив сенсоров, отклики которых коррелируют с отдельными физико-химическими показателями качества полуфабрикатов и готовых изделий. Проведена корреляция результатов сенсорометрического анализа и физико-химических показателей качества кондитерской глазури. Выбраны информативные сенсоры, отклики которых позволяют выполнять экспресс-оценку стандартных характеристик – влажности (по сигналу сенсора на основе краун-эфира со степенью корреляции Пирсона R = 0.91), кислотности (по сигналам сенсора на основе Твин-40 со степенью корреляции Пирсона R = 0.90–0.91). Наиболее ценную информацию дает контроль уменьшения содержания нелетучих соединений – общего содержания сахаров при коншировании по сигналам сенсора на основе Тритона Х-100 (со степенью корреляции Пирсона R = 0.89). В качестве критерия воспроизводимости качественного и количественного состава предложена новая цифровая характеристика аромата – набор параметров бинарной чувствительности сенсоров “электронного носа”, а также разработан новый способ хемометрической обработки наборов данных для объектов анализа. Показана возможность внедрения в производство “электронного носа” для технологического контроля соблюдения и оптимизации рецептур, процесса конширования шоколадной глазури по физико-химическим показателям и цифровой характеристики наиболее нестабильного свойства – аромата, объективной и воспроизводимой оценки качества кондитерских изделий.

13 0