Любой молодой семье, в которой есть младенец, стоит иметь в домашней аптечке назальный аспиратор для высасывания соплей. Аппарат поможет почистить нос новорождённому или грудничку, что необходимо для нормализации носового дыхания малыша.

Назальный аспиратор для новорождённого и грудничка: польза устройства для чистки носика от вредных скоплений

Назальный аспиратор - простейшее устройство, предназначенное для очищения носика ребёнка от скопившейся пыли, слизи и корочек. Процесс образования определённого количества выделений является вполне естественным для организма человека. Жидкость увлажняет полость носа и выступает в качестве первого барьера на пути вирусов и бактерий, вызывающих различные заболевания. Избыток выделений, пыли приводит к тому, что малышу становится тяжело дышать. Сухой воздух в помещении тоже негативно сказывается на состоянии слизистой - образующиеся корочки вызывают риниты.

Проблема с носовым дыханием мешает сну и нормальному вскармливанию. Кроме того, это может спровоцировать нарушение газообмена и вызвать гипоксию (недостаточное поступление кислорода), что негативно отражается на работе всего организма.

Скопление слизи и невозможность самостоятельного очищения носовых ходов приводят к тому, что секрет попадает через внутреннюю слуховую трубу в полость среднего уха, и у ребёнка развивается отит.

Появление ринита требует врачебного вмешательства и назначения лекарственных препаратов, а это крайне нежелательно для детей этого возраста, поскольку подобрать безопасные средства практически невозможно.

Очищать нос грудничка следует ежедневно, а поскольку малыш ещё не может делать это самостоятельно, аспиратор станет незаменимым помощником для молодых родителей.

В продаже существует несколько видов устройств для отсасывания слизи, хотя принцип их работы практически одинаков. Перед покупкой «соплеотсоса» лучше проконсультироваться с детским педиатром или патронажной сестрой. Они подскажут, какой прибор подойдёт именно вашему малышу.

Виды аппаратов для отсасывания соплей: груша, электронный, механический и другие

1. Спринцовка - самый простой и дешёвый вариант. Представляет собой обычную резиновую грушу с силиконовым наконечником. Очищение носика происходит за счёт разницы давления, которая образуется при сжатии. После использования наконечник требуется прокипятить.
2. Механические - имеют вид удлинённой трубки с резервуаром для отсасываемой слизи. Особой популярностью у родителей пользуется модель Отривин бэби. Физраствор с каплями помогает очистить носик от скопившейся слизи и оказывает профилактическое воздействие. Назальный аспиратор снабжён сменными насадками, которые выбрасывают после использования. Некоторые производители выпускают многоразовые аспираторы или модели со сменными наконечниками.
3. Электронные - не только удалят слизь, но и промоют носовые ходы малыша. Всё, что необходимо сделать - это вставить наконечник в носик и нажать кнопку.
4. Вакуумные - достаточно мощный и быстрый вид удаления слизи из носовых ходов. Прибор появился на рынке не так давно. Особенностью устройства является то, что его требуется подключать к обычному пылесосу через специальную насадку. После использования съёмные наконечники дезинфицируют.

Виды назальных аспираторов для откачивания слизи из носоглотки - галерея

Спринцовка представляет собой резиновую грушу с мягким наконечником Электронный аспиратор работает от батареек, бывает музыкальным, что очень нравится малышам Механический аспиратор в виде удлинённой трубки с резервуаром для слизи Вакуумный аспиратор мгновенно отсасывает слизь, можно настраивать силу и скорость всасывания

Плюсы и минусы аппаратов для высасывания соплей у малышей

У каждого из этих видов аспираторов существуют свои достоинства и недостатки:

• спринцовка эффективно удаляет слизь, продаётся в каждой аптеке и стоит недорого. Однако на наконечнике отсутствует ограничитель, вводить его приходится «на глазок», поэтому существует вероятность повреждения слизистой носика. К тому же груша непрозрачная, что не позволяет оценить успешность процедуры;
• механические аспираторы прозрачные, поэтому можно с лёгкостью определить, как происходит процесс отсасывания слизи. Они просты в использовании: наконечник вставляется в носовой ход, а другой конец взрослый берёт в рот и втягивает воздух. Слизь остаётся в специальном резервуаре, который после использования выбрасывается. Наконечники достаточно мягкие, поэтому риск повреждения слизистой минимальный;
• электронные устройства считаются наиболее безопасными и эффективными. Наконечник имеет ограничитель, что не позволит вставить его слишком далеко в носик. В прозрачном резервуаре видно количество слизи и её цвет. Кроме того, с его помощью можно промывать носик растворами, а компактность позволяет брать его в путешествия. Единственный минус - достаточно высокая стоимость прибора и недолговечность;
• плюсом вакуумного аспиратора является то, что очистить носовые ходы малыша можно в считаные секунды. Несмотря на странность подключения, устройство считается абсолютно безопасным.

Большинство родителей для очищения носика младенцев предпочитают использование целой комплексной системы: капель Отривин бэби и аспиратора. Капельки оказывают смягчающее действие, а аспиратор очищает носик от накопившейся слизи.

Внимание! Система Отривин бэби имеет срок годности 5 лет.

Можно ли почистить носик ватными палочками

• размер этого предмета гигиены слишком большой для носовых ходов крохи;
• неопытная мама может вставить палочку очень глубоко, что приведёт к повреждению слизистой;
• очищение носика таким способом вызывает неприятные ощущения у ребёнка.

Видео: Как почистить нос назальным аспиратором Отривин Бэби

Использование аспиратора для высасывания слизи в домашних условиях: как часто можно применять средство

Независимо от того, какой из видов аспиратора будет приобретён, следует придерживаться общих рекомендаций по его использованию:

• ознакомиться с инструкцией;
• перед первым применением следует простерилизовать все съёмные части;
• не стоит увлекаться слишком частой чисткой носика малыша, поскольку это может привести к иссушиванию слизистой и снижению её защитных свойств. Медики рекомендуют прочищать носик ежедневно перед сном;
• если вы опасаетесь пользоваться аспиратором, необходимо попросить патронажную сестру продемонстрировать, как правильно отсасывать слизь у грудничка;
• после использования все детали, контактировавшие со слизью, дезинфицируют.

Пошаговая инструкция по очистке носа у грудного ребёнка от густой слизи и сухих корочек: глубина введения отсасывателя, использование капель

Что делать, если возникли проблемы при использовании высасывателя: кровь из носика, беспокойство малыша

Правильное использование прибора обычно не вызывает проблем. Если во время применения у малыша пошла кровь или есть её вкрапления в отделяемом, вполне вероятно, что слизистая носа была травмирована наконечником устройства.

Для остановки кровотечения голову малыша наклоняют вперёд, а поражённую ноздрю слегка прижимают к носовой перегородке.

Чтобы размягчить сухие корки и густую слизь, рекомендуется использование физрастворов. Однако стоит внимательно отнестись к количеству вводимой жидкости, поскольку существует вероятность попадания её в глотку, что вызовет приступ кашля у ребёнка и негативное отношение к проведению процедуры.

Если малыш плачет во время процедуры, не стоит его мучить. Возможно, вы что-то делаете не так и причиняете ему боль. Не забывайте, что все манипуляции следует проводить нежно, разговаривая с малышом ласковым голосом.

Для профилактики сухих корочек в носике у малыша используйте увлажнитель воздуха. Он поддержит влажность в помещении на необходимом уровне (30–60%) и убережёт ребёнка от нежелательных проблем со здоровьем.

Видео: Доктор Комаровский о выборе аспиратора для маленького ребёнка

Назальный аспиратор поможет молодым родителям почистить носик своего малыша без проблем. Прибор не только удалит скопление слизи, пыли и засохших корочек, но и окажет своевременную помощь в устранении ринита и предупредит развитие опасных заболеваний.

Когда родители начинают собирать аптечку для их новорожденного ребенка, то обязательным ее компонентом должен стать аспиратор. Это очень важный предмет для ухода за новорожденным, ведь практически у всех деток в первые недели могут возникать проблемы с дыханием, а это значит, что соответственно будет проблемы и с кормлением. Многие родители не знают о том, что ребенок до 4 месяцев не может нормально есть, если у него заложенный носик. Если в носовых ходах есть большое количество слизи и секрета, то его нужно обязательно удалить. Аспиратор для новорожденного нужен также тогда, когда в комнате, где ребенок проводит большую часть дня, очень сухой воздух. Это может привести к нарушению полноценного функционирования слизистой оболочки носа и развитию ринита. А если учитывать, что для новорожденных детей практически не существует безопасного лекарства для решения проблем с носиком, то потребность в аспираторе возрастает в несколько раз.

Зачем новорожденному нужен аспиратор

Когда у ребенка до четырех месяцев появились даже незначительные признаки ринита, то нужно немедленно обращаться к врачу. Когда у ребенка хоть немного заложенный нос, то он начинает отказываться от груди, очень плохо и мало спит, а во сне может плакать. Кроме того малышу будет постоянно не хватать кислорода, так как он не умеет дышать ртом, а соответственно головной мозг и все внутренние органы будут находиться в состоянии гипоксии. Ни в коем случае для новорожденного нельзя использовать сосудосуживающие препараты, ведь они могут стать причиной серьезного отравления крохи. Назальный аспиратор есть отличным решением данной проблемы, ведь он эффективно и быстро откачивает жидкий секрет из носика ребенка, а если в нем есть корочка, то предварительно ее надо смягчить. Для этого можно использовать специальные капли, которые были приготовлены на основе морской соли или же использовать обычный раствор поваренной соли, который можно приготовить и в домашних условиях.

Когда ребенку исполняется четыре месяца, то он постепенно учится дышать ртом, что несколько упрощает проблему. В то же время он все равно не умеет сморкаться, чтобы самостоятельно избавиться от накоплений в носике. В таком случае выделения из носа, если они не будут удалены, могут свободно попасть по внутренней слуховой трубе в полость среднего уха. По этой же причине у ребенка начинает развиваться острый отит для которого нужно использовать очень опасные антибиотики.

Аквамарис — капли для новорожденного

Для того, чтобы немного устранить проблемы с дыханием можно воспользоваться специальными каплями для новорожденного — аквамарисом. Он очень быстро и эффективно промывает все носовые ходы носика малыша и есть абсолютно безвредным средством для самых крошечных детей.

Стоит отметить, что очень много детей не знают о том, что у ребенка из-за проблем с дыханием может начать развиваться гипоксия, которая есть очень опасной для здоровья новорожденного, который еще очень слабый. Поэтому если использовать аспиратор вместе с правильно подобранными каплями для носа, то вполне можно решить проблему с затрудненным дыханием у новорожденного ребенка. Также стоит отметить, что весь процесс отсасывания слизи происходит без каких-либо болезненных ощущений, очень быстро и эффективно.

Конечно раньше о аспираторах было слышно совсем немного, но уже сегодня они становятся все более популярными приспособлениями для решения проблем с дыханием у новорожденного ребенка. В то же время многочисленные отзывы показывают то, что аспираторы действительно эффективные и полностью справляются со своей работой.

Аспираторы для новорожденного: все что надо знать родителям

В последнее время аспираторы для новорожденных стали все больше пользоваться популярностью. Они очень эффективные в том случае если нужно убрать из носика малыша слизь и другие загрязнения и при этом не использовать препаратов, которые могут быть опасными для вашего ребенка.

Какие есть виды аспираторов для новорожденных

В самых разных местах вы сможете увидеть рекламу аспираторов и каждый производитель будет утверждать, что приспособление его производства самое лучшее. Не стоит покупаться на красивую рекламу, ведь высокая стоимость аспиратора не всегда может быть оправдана на деле. Стоит отметить, что все сегодняшние аспираторы можно разделить на две группы: аспираторы-спринцовки, которые на самом деле есть грушками маленького размера; механические аспираторы — они удаляют секрет из носика малыша за счет родительских легких; электронные аспираторы — наиболее современные модели, в которых работает специальный компресс, которым можно управлять при помощи специальной микросхемы; вакуумные — такие устройства очень эффективные, но при этом устройство нужно присоединить к пылесосу.

Плюсы и минусы разных видов аспираторов

У каждого вида аспиратора есть свои плюсы и минусы, которые надо обязательно учитывать выбирая приспособление для своего ребенка. Спринцовки можно купить в каждой аптеке, стоят они недорого и их просто обрабатывать перед использованием. В то же время ими очень просто повредить слизистую оболочку да и дети не слишком любят, когда подобная спринцовка находится у них в носе.

Механическими аспираторами очень просто пользоваться: один конец вставляется в носовой ход ребенка, а второй в рот взрослому человеку. Благодаря специальному сменному фильтру слизь не попадает в организм взрослого человека. Кроме того наконечники очень просто стерилизовать, но это в зависимости от модели.

Электронные аспираторы можно использовать не только для удаления слизи, но и для того, чтобы промывать носовые ходы новорожденного, а также для их полноценного увлажнения. Большим недостатком есть стоимость прибора, а также то, что он может довольно часто ломаться. В то же время дети приходят в восторг от веселой музыки, которую издает аспиратор во время работы.

Вакуумные аспираторы работают благодаря бытовым пылесосам, но в то же время имеют независимый регулятор мощности, которые снижает риск травмирования к минимуму. Конечно не все дети нормально реагируют на звук работающего пылесоса, но всю процедуру вполне возможно превратить в игру. Такой аспиратор можно использовать очень долго, но с условием тщательного ухода за насадками.

Комплексные системы для ухода за носиком новорожденного

Многие врачи рекомендуют сразу же после рождения ребенка приобрести ему специальный набор, который поможет нормально ухаживать за полостью носа: флакончик с морской водой, аспиратор и сосудосуживающие капли, но которые будут выпущены в дозировке для новорожденного и не будут ему вредить. Наиболее популярным на протяжении многих лет остается комплекс для новорожденных деток — Отривин.

Применение аспиратора для новорожденного

Прежде, чем начать использовать аспиратор для новорожденного ребенка нужно очень внимательно изучить инструкцию по его применению. Также перед процедурой желательно использовать небольшое количество морской воды, которая после поможет удалить из носа все корочки и загрязнения. Потом нужно соответственно к инструкции провести отсасывание слизи и тщательно помыть аспиратор. Перед использованием на следующий раз нужно обязательно простерилизовать наконечник аспиратора.

Восточные специи, кора сандалового дерева и немного фруктов - это Addict, классический аромат Christian Dior. А вот чем пахнет Ma Griffe от Carven: скошенной травой, свежими листьями и бутонами цветов. Различить все эти ноты с первого раза и без подсказки непросто - тут нужен хорошо тренированный нос. Или высокие технологии.

Португальский химик Алирио Родригес составил описания известных духов, вообще не напрягая обоняния. Парфюмерию за ученого дегустировал компьютер, подключенный к сложной системе датчиков. Так Родригес проверял в действии свой метод автоматического анализа ароматов. Испытания успешно завершились несколько месяцев назад, и теперь, утверждает химик, его изобретение способно здорово облегчить работу парфюмерам.

Родригес не единственный, кому удалось разработать систему «электронной дегустации». За последние несколько лет исследователи научились создавать приборы, хорошо подражающие работе обонятельной и вкусовой систем человека. Испытаниями занимаются уже не только ученые - в экспериментах начали участвовать виноделы.

Вот как дегустируют запахи в лаборатории Родригеса: сначала химик аккуратно набирает в шприц туалетную воду или духи и вводит в приемное отверстие прибора. Для эксперимента нужно совсем немного жидкости - достаточно одной десятой части капли, висящей на кончике иглы. Образец попадает в специальную камеру, где быстро нагревается и образует пары. Затем в дело вступают газовый хроматограф и масс-спектрометр - приборы для точного химического анализа. Они позволяют узнать, что именно и в каких пропорциях добавили в свой продукт парфюмеры. А дальше - чистая математика.

В базу данных управляющего анализом компьютера заложена информация о том, чем пахнет тысяча веществ, часто использующихся в парфюмерии. Португальский химик взял данные из каталогов, которые составляют специалисты парфюмерных компаний. Зная запах каждого ингредиента, можно рассчитать, каким ароматом будет обладать вся смесь. Нужно только учесть особенности человеческого обоняния.

«Даже очень хороший эксперт способен выделить в сложном запахе от силы три-четыре самых ярких составляющих, - объясняет Родригес. - Они и определяют аромат». Все остальные компоненты нос воспринимает как незначительные нюансы. Этим португальский химик и пользуется. Ноу-хау Родригеса - созданная в его лаборатории компьютерная программа. Она вычисляет, какие именно вещества вносят в запах духов наибольший вклад. Тут приходится учитывать не только пропорции ингредиентов, но и их химические свойства, например летучесть. В итоге компьютер выдает характеристику аромата в виде коротких определений: «цитрусовый», «травяной», «цветочный». Эти оценки не сильно отличаются от мнения экспертов.

Анализ аромата хорошо известных духов - это первые шаги. С помощью нового метода можно получать характеристики совершенно новых сочетаний ароматических веществ. Для этого не обязательно готовить саму смесь - достаточно ввести в компьютер список компонентов и указать пропорции. «Парфюмеры создают новые запахи дорогостоящим методом проб и ошибок, - говорит Родригес. - С помощью виртуальной дегустации можно быстро отобрать наиболее подходящие рецепты, а потом уже работать с ними по старинке, вручную». Химик признает, что полностью заменить человека компьютер пока не в состоянии. Необходимость постоянно обращаться к созданным экспертами каталогам - вот слабое место электронного парфюмера.

В лаборатории израильского нейрофизиолога Ноама Собеля работают над тем, чтобы научить технику оценивать запахи совершенно самостоятельно. Собель и его коллеги испытывают «электронный нос» - устройство, имитирующее работу обоняния. Этот аппарат представляет собой набор миниатюрных химических датчиков, которые реагируют на присутствующие в воздухе органические вещества. Сейчас такие приборы используют для обнаружения наркотиков и взрывчатки. Израильские ученые собираются искать с помощью электронного носа новые ароматы. Для этого они научили устройство подражать человеческим вкусам. В качестве эталона для подражания выступила группа из 56 добровольцев.

Ученые попросили посетителей лаборатории понюхать пробирки с 123 различными химическими веществами и оценить свои ощущения по специальной шкале. Запахи в эксперименте были самые разные. «Я их все испробовал на себе, - рассказывает Рафи Хаддад, один из авторов проекта. - Приятнее всего пахли эфирные масла цитрусовых растений». Самым отвратительным из того, что пришлось понюхать Хаддаду, была чистая валерьяновая кислота. По запаху она здорово напоминает две вещи - «тухлый сыр и грязные носки».

После того как люди выставили веществам свои оценки, образцы дали «понюхать» прибору. Хаддад и Собель обнаружили простую закономерность - на неприятные для человека запахи срабатывали одни группы датчиков, а на приятные - совсем другие. Ученые использовали это наблюдение и написали для электронного носа новую программу. Теперь он выдает оценки даже тем запахам, с которыми раньше никогда не сталкивался. Например, гнилые фрукты или ацетон прибору точно не понравятся, а клубника придется по душе.

Ученые уверены, что их система готова для практического использования. Применение таких приборов позволит во много раз ускорить разработку ароматических веществ. Химики постоянно синтезируют новые компоненты для духов. Парфюмеры просто не успевают всех их оценить. «Эксперт может работать с образцами ароматических веществ два-три часа, а затем ему потребуется длительный отдых, - говорит Хаддад. - Автоматические анализаторы могут оценивать запахи 24 часа в сутки».

От использования высоких технологий могут выиграть не только парфюмеры. Электронные дегустаторы способны упростить жизнь знатокам вин. В этом уверен португальский химик Хосе Маркес. Он приспособил анализатор химического состава жидкостей к дегустации мадеры. Прибор обнаруживает в вине органические вещества, образующиеся при созревании напитка. Сейчас электронный дегустатор умеет определять возраст мадеры с точностью до 1,8 года. Это только начало. «Следующая задача - научить прибор предсказывать, что будет происходить с созревающим вином в будущем», - рассказывает Маркес. Пока давать такие прогнозы могут только очень хорошие специалисты. «Опытному дегустатору достаточно один раз попробовать молодое вино, и он расскажет вам, каким оно будет на вкус через пару десятков лет», - говорит химик.

Маркес занимается своими исследованиями совместно с ассоциацией экспортеров мадеры - Madeira Wine Company. Научный подход к дегустации заинтриговал не только португальцев. «На нас уже вышло несколько известных производителей французского коньяка, - говорит Маркес. - Попросили прислать наши наработки для ознакомления».

Электронный язык, который использует в своей работе Маркес, можно без труда приспособить для самых разных напитков. «Все, что нужно, - заменить часть датчиков», - объясняет химик Алиса Руднитская, один из создателей прибора. Она начала работать над устройством в Санкт-Петербургском государственном университете, а потом перебралась с разработкой в Португалию. «В России никак не получалось найти под проект инвестора, - объясняет она. - А здесь мы уже ведем подготовку к коммерциализации аппарата».

У электронных языков и носов большие перспективы, говорит американский химик и специалист по вину Брюс Зукляйн. «В будущем автоматические анализаторы будут использовать для контроля происхождения вина - например, чтобы узнать, в каком регионе рос виноград, из которого оно сделано, и какого он был сорта». Всем этим сейчас занимаются профессиональные дегустаторы, но у них свои недостатки. «Даже самые прекрасные специалисты субъективны в своих оценках, - объясняет Зукляйн. - Огромный плюс электроники в том, что она беспристрастна». Сейчас Зукляйн работает на правительство штата Вирджиния и наблюдает за производством вина во всем регионе. Но у него есть и свои собственные научные разработки. Несколько лет назад Зукляйн приспособил электронный нос для того, чтобы по запаху определять наиболее подходящее время для сбора винограда. «Эта идея пришла мне в голову еще в детстве - я тогда очень любил бродить по виноградникам, - вспоминает химик. - Знаете, когда ягоды поспевают, у них совершенно меняется аромат!» К исследованиям Зукляйна уже давно присматриваются виноделы - некоторые даже разрешали ему проводить эксперименты прямо на своих виноградниках. Один из таких производителей - американская винодельня Pollak Vineyards. Результаты опытов бизнесменов впечатляют, но принимать электронику на вооружение они пока не спешат. «Наверное, все дело в специфике этой индустрии, - говорит ученый. - Вы не найдете на свете людей консервативнее, чем виноделы!»

Если средневековый король боялся стать жертвой« игры престолов», он заводил себе придворного дегустатора. Можно представить, с какой опаской обнюхивал тот подозрительное блюдо! Сейчас эту рискованную работу готовы взять на себя электронные носы и языки — приборы, способные почуять самый слабый запах яда, взрывчатки или болезни.

В 2014 году европейский консорциум PHOTOSENS представил прототип электронного носа, изготовленного методом наноимпринтной литографии. Эффект поверхностно-усиленного рамановского рассеяния позволяет получить точные спектральные «отпечатки» присутствующих в смеси веществ, которые оседают на специально приготовленном шероховатом слое золота.

Валерия Кузык

Восприятие человеком запаха и вкуса устроено даже сложнее, чем зрение или слух. Причиной тому — великое разнообразие рецепторных клеток: в носу их число достигает 50 млн, на языке — 400−500 тысяч, и у каждой свой набор чувствительных рецепторов. При контакте с определенными молекулами некоторые из них активируются, возбуждая рецептор. Этот сигнал поступает на «вышестоящие» нейроны, каждый из которых связан сразу со множеством рецепторных клеток. Восприятие создает специфический паттерн, шаблон активации нейронов, который интерпретируется головным мозгом.

Идея имитировать эти принципы возникла десятилетия назад. Требовалось лишь создать «электронный нос» — набор сенсоров, которые, взаимодействуя с газовой смесью, будут реагировать на разные пахучие компоненты (одоранты) в ее составе. Срабатывая, сенсоры могут создавать «паттерн» аромата (фингерпринт), который можно сравнить с набором заранее заготовленных стандартов. «Электронный язык» должен действовать примерно так же, разве что образец в данном случае будет жидким, а вещества — не обязательно пахучими.

«Электронные носы» Peres распознают более сотни летучих веществ в пищевых продуктах, определяя степень их свежести и чистоты. Литовские разработчики, представившие концепт в 2014 году, уже вывели его на рынок под названием FOOD Sniffer.

«Сердце» носа

Создатели таких систем идут двумя принципиально разными путями. Первые добиваются высокой специфичности каждого датчика в массиве, так, чтобы каждый срабатывал на свое — и только свое — соединение. Вторые, апеллируя к принципам работы мозга, используют не столь «разборчивые» датчики, реагирующие на группы похожих молекул. Подразумевается, что если каждый датчик будет реагировать немного по‑разному, то их совместное срабатывание сформирует уникальный фингерпринт. Его уже можно сравнить с набором опорных спектров и примерно оценить содержание веществ.

Но в любом случае ключевым элементом электронных носов и языков оказываются сенсоры. Их задача — перевести сигнал, возникший в виде химических реакций, в более удобную для регистрации и интерпретации форму: электрическую, химическую, магнитную, температурную… Для этого применяется восемь основных типов датчиков — кондуктометрические, амперо- и вольтметрические, потенциометрические, импедометрические, пьезоэлектрические и оптические (колори- и флуориметрические), — основанные на принципах хроматографии и/или масс-спектрометрии. Ведутся разработка и внедрение биосенсоров на базе органических полимеров и даже целых клеток.

В одном устройстве часто комбинируют элементы, работающие на разных принципах, обогащая его возможности — и затрудняя интерпретацию полученного сигнала. Впрочем, и без этого усложнения анализ данных, полученных массивом датчиков «электронного носа», остается непростой задачей. Последней тенденцией в этой области стало использование искусственных нейронных сетей. Они особенно хороши, если результат конкретного анализа непредсказуем или нет точных стандартов для сравнения данных. В процессе обучения на тестовых данных и дегустации чего-то незнакомого связи между отдельными элементами искусственной нейронной сети будут усиливаться или ослабевать, и «мозг» прибора научится распознавать новый запах.

Нос в молоке

Мы не напрасно начали с истории о дегустации. Сегодня проверка безопасности и качества еды становится самой «горячей» областью внедрения этих приборов. Действительно, одно дело попробовать кусок королевской булочки, другое — проверить, испорчена ли партия говядины, содержит ли вредные примеси вино, нет ли патогенных бактерий и грибов в пшенице. Применяющиеся для этой цели химические и биохимические, микробиологические и иммунологические методы достаточно точны, но недешевы и небыстры. Последнее особенно критично в условиях нынешнего бума на свежую еду без консервантов.

Представим молочный завод, производящий непастеризованное — «живое» — молоко. Обычные патогены цельного молока — сальмонеллы и листерии, кишечные палочки и шигеллы, возбудители бруцеллеза и кампилобактериоза. Диагностический бактериальный посев потребует в лучшем случае два дня времени: пожалуй, от непереработанного молока за это время останется мало хорошего. Впрочем, и не молоком единым. При продуманном подборе сенсоров эти электронные носы способны быстро оценивать разные продукты. Тем более что производство становится все дешевле, приближая их выход на массовый рынок. Например, компания Peres уже сейчас предлагает приобрести Food Sniffer по цене меньше $150, декларируя его способность определять испорченность или зараженность продуктов патогенами. Но это явно только начало.

Чем больше и сложнее будут становиться системы сенсоров, тем скорее электронные носы и языки начнут конкурировать даже с профессиональными дегустаторами. В этом есть рациональное зерно: человеческое восприятие субъективно и капризно, так что в некоторых нашумевших экспериментах даже лучшие специалисты, поставленные в неудобную ситуацию, оказывались неспособны отличить красное вино от подкрашенного белого, а клубничный йогурт от шоколадного. Прибор же не станет работать иначе из-за того, что поссорился с женой, не выспался, терпеть не может шпинат или на тарелке лежит не слишком привлекательное блюдо.

Болезненный запах

Обоняние — ценный диагностический инструмент медицины. Можно вспомнить массу сцен из исторических фильмов, в которых врач с опаской принюхивается к ране: не началась ли гангрена? Вообще инфекционные заболевания и новообразования часто ассоциированы с метаболическими изменениями, которые может уловить обоняние. Например, описано выявление рака легких и молочной железы, гипогликемии и астмы с использованием тренированных собак, а также обнаружение туберкулеза обученными крысами («Популярная механика» писала об этих методах в статье о животных-диагностах, № 4"2016. — Прим. ред.).

Заинтересовали запахи болезни и создателей электронных носов. Наверняка многие слышали, что запах ацетона изо рта может свидетельствовать о таких неприятных заболеваниях, как сахарный диабет или тиреотоксикоз. Кроме того, можно регистрировать аммиачные соединения — признак почечной недостаточности. Электронный нос способен обнаружить и инфекционных агентов, причем весьма эффективно и на очень ранних стадиях. Например, для современного иммунотеста нужно в три раза больше белков оболочки вируса гриппа, чем для «обоняющего» биосенсора с использованием антител.

Вдохновившись особенностями нюха служебных собак, ученые Университета Санта-Барбары решили сымитировать работу их носа для детекции взрывчатых веществ и наркотиков. Сплошные плюсы: безопасность под контролем, а выгуливать и кормить не надо. Полученный «пес-на-чипе» представляет собой миниатюрный спектрометр-детектор, дополненный наночастицами, усиливающими сигнал путем связывания молекул-маркеров (благодаря этому прибор способен улавливать вещества в концентрации одной молекулы на миллиард!). Изначально «пес-на-чипе» задумывался как детектор взрывчатых веществ. Но оказалось, что его несложно «донастроить» на наркотики и другие нелегальные вещества. Прототипы устройства уже созданы в нескольких университетах США — примечательно, что размером они едва больше смартфона, а некоторые оснащены Bluetooth, GPS и WiFi-модулями.

Не обошел стороной метод и онкологическую диагностику. Самым логичным применением в ней электронного носа было бы выявление рака легких. Давно замечено, что при этом онкозаболевании (впрочем, как и при астме, а также муковисцидозе) наблюдается закисление выдыхаемого конденсата. С определением изменения pH справится простейший электронный язык, дав быстрый, хотя и далеко не однозначный результат. Однако путем сравнения образцов конденсата больных и здоровых людей (а также построения моделей этих образцов) ученые уже выявили спектр из 17 летучих веществ, которые служат точными маркерами развития рака легких и поддаются распознаванию с помощью масс-спектрометрии, хроматографии и других методов.

Нос широкого профиля

Однако по‑настоящему разборчивые электронные носы, возможно, будут работать с использованием ДНК. Как отмечают многие разработчики, эти молекулы не отличаются особой селективностью в распознавании, зато ввиду небольших различий в структуре способны по‑разному отвечать на одно и то же соединение. ДНК предлагает огромную комбинаторную сложность и возможность без особых проблем синтезировать «рецепторную» молекулу из любой нужной последовательности нуклеотидов. Рабочий прототип такого прибора уже создан, он использует огромный массив молекул ДНК, связанных с флуоресцентными метками.

Такие совершенные электронные носы и языки могут стать основой для разработки достойных имплантов для замены естественных — или оснащения ими роботов. В конце концов, роботы-повара уже работают на некоторых кухнях. Но для полноценной замены людей следовать рецептам и уметь управляться со сковородой недостаточно, и робоповару понадобится научиться элементарно определять качество ингредиентов по запаху, а готовность блюда — по вкусу. В перспективе развития технологии — модификации и усовершенствования сенсорной части: ее чувствительности, селективности и стабильности. Особо активно в этот процесс вмешиваются углеродные наноматериалы с их многообещающими свойствами — монокристаллическая структура, точно определенные химический состав и пространственное строение, а также уникальные характеристики наносоединений, связанные с поверхностными эффектами. Возможно, именно графеновые и фуллереновые био- и химические сенсоры должны стать следующим шагом в исследовательском и коммерческом применении электронных носов и языков. И, разумеется, гаджеты тоже никто не отменял: китайская студентка уже предложила концепт электронного носа, совмещенного с небольшим принтером. Сканируешь блюдо, прибор ищет в базе картинку, связанную с его запахом, и ароматическими чернилами печатает ее на почтовой открытке. Ну а почему бы и нет?