Ученые УрФУ создали портативный спектрометр электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) «Лабрадор». Он позволяет на молекулярном уровне определять химический состав органических и неорганических веществ, сообщили в пресс-службе вуза.
По словам разработчиков, только метод ЭПР позволяет гарантированно регистрировать свободные радикалы, то есть частицы, содержащие один или несколько неспаренных электронов на внешней электронной оболочке и обладающие парамагнитными свойствами. Свободным радикалом являются, в том числе, атомы кислорода.
Чрезмерное количество свободных радикалов приводит к окислению, быстрой порче продуктов, к старению и гибели организмов, в том числе человеческих. «Человеческий организм на 80 % состоит из жидкости, это кровь, слезы, слюна, пот и т. д. Изменения в состоянии здоровья приводят и к изменению состава этих биологических жидкостей. Анализируя их, можно определить отклонения в здоровье, причем на первоначальном этапе зарождения болезненных явлений», — пояснил заместитель директора центра по работе с предприятиями УрФУ, кандидат физико-математических наук Александр Черепанов.
Руководитель группы разработчиков Андрей Тарарков подчеркивает, что «Лабрадор» может диагностировать онкологические заболевания, причем на самых ранних стадиях их развития и вне зависимости от локации раковых клеток. Принцип работы приборы довольно прост: внутри спектрометра создается магнитное поле, в которое помещают исследуемый образец. «Все свободные радикалы, присутствующие в образце и представляющие собой элементарные магниты, упорядочиваются и ориентируются вдоль поля прибора. Затем образец просвечивают СВЧ-излучением. В зависимости от количества и типа свободных радикалов происходит избирательное (резонансное) поглощение СВЧ-излучения, которое и регистрирует прибор. Анализируя энергию поглощения и интенсивность, определяют тип и количество свободных радикалов», – рассказали в пресс-службе университета.
Также прибор может применяться для контроля производства и хранения продуктов питания, а также способен выявлять радиационно-обработанные продукты и определять дозу облучения. «"Лабрадор" четко устанавливает дозу облучения по количеству свободных радикалов в продукте. Установив с помощью "Лабрадора" разницу между приемлемым и реальным количеством свободных радикалов, можно остановить их "размножение" путем применения антиоксидантов», — добавил Александр Черепанов. Как отмечают в пресс-службе, области применения прибора неисчерпаемы: радиационная дозиметрия, поиск полезных ископаемых, контроль качества воды, разведка и разработка нефтяных месторождений, контроль качества производства текстильной продукции, используемой для повышения отдачи нефтяных пластов, синтетического каучука, селекция растений сельхозназначения, полимеров, изучение минералов, пород и кристаллов, датировка ранних человеческих артефактов.
Спектрометр отличается от зарубежных аналогов своей компактностью: германские приборы весят около 5 тонн и стоят 1,5–2 млн евро, вес «Лабрадора» всего 14 килограммов, а стоимость — от 3 млн рублей. Производством прибора занимается предприятие «Спектр», оно же является резидентом инновационного центра «Сколково». Сейчас спектрометр используется в фундаментальных и прикладных исследованиях ведущих вузов страны — в Новосибирском, Казанском, Уральском федеральном университетах и других.