Химические «следы» на телефоне могут рассказать о жизни владельца
Мы оставляем за собой следы химических веществ, молекул и микробов на каждом предмете, которого касаемся. Собрав пробы молекул на смартфонах, исследователи из Медицинской школы Калифорнийского университета и Школы фармации и фармацевтических наук Скэггса смогли смоделировать образ жизни владельца, включая режим питания, продукты гигиены, которыми он пользуется, состояние здоровья и часто посещаемые места. Результаты исследования могли бы найти применение для судмедэкспертизы, досмотра в аэропортах, контроля приверженности лечению, стратификации участников для клинических испытаний и исследований экологического воздействия.
Представьте себе ситуацию, когда на месте преступления следователь находит личный предмет, вроде телефона, ручки или ключа без отпечатков пальцев или ДНК. Или следы есть, но в базе данных их не нашли. У следователей нет ничего, чтобы определить, кому эта вещь принадлежит. Ведущий автор исследования Питер Дорштейн, доктор технических наук из Медицинской школы Калифорнийского университета, задался вопросом: «Что если провести химический анализ следов с поверхности устройств, которыми человек пользуется часто, чтобы составить «портрет» его образа жизни?».
В прошлом году команда Дорштейна построила 3D-модели, иллюстрирующие молекулы и микробы, которые нашли в сотнях мест на теле двух взрослых добровольцев. В течение трех дней испытуемые игнорировали средства личной гигиены прежде, чем исследователи возьмут пробы. Несмотря на это, ученые нашли в образцах кожи следы солнцезащитного крема и других косметических продуктов.
Человек переносит эти следы на любые другие физические объекты. Таким образом ученые пришли к выводу, что, вероятно, смогли бы составить профиль образа жизни человека на основе химических «отпечатков», которые остаются на часто используемых предметах.
Основные этапы эксперимента
В этом эксперименте участвовали 39 взрослых добровольцев. Команда ученых взяла образцы с четырех точек смартфона и восьми точек правой руки человека: в общей сложности около 500 образцов. Затем они использовали масс-спектрометрию, чтобы выделить отдельные молекулы из проб. Группа Дорштейна пыталась найти как можно больше молекул, сравнивая их с образцами из нескольких баз данных.
С помощью этой информации исследователи разработали персонализированный «считыватель» образа жизни с каждого смартфона. На некоторых устройствах обнаружили следы лекарств, средств от выпадения волос, антидепрессантов и глазных капель. Молекулы пищевых продуктов — цитрусовых, кофеина, трав и специй. Солнцезащитные крема и защитные средства от комаров нашли на телефонах спустя месяцы после того, как владелец устройства пользовался ими в последний раз. Группа Дорштейна полагает, что такие средства могут представить более подробный «фоторобот» образа жизни.
Карта, отображающая локализацию и концентрацию интересующих молекул на руках и телефонах четырех участников эксперимента
Результат анализа подробен. Типичный пример выглядит так: «женщина, пользуется качественной косметикой, красит волосы, пьет кофе, предпочитает вину пиво, любит острую еду, лечится от депрессии и пользуется кремом от загара и средством от насекомых, проводит много времени на открытом воздухе». По словам Амины Буслимани, кандидата медицинских наук и соавтора работы, эта информация поможет следователю сузить поиск владельца предмета.
Дорштейн отмечает, что у этой методики есть ряд ограничений. «Чтение» молекул на выходе дает только общее представление об образе жизни человека. Этот способ не предназначен для того, чтобы стать альтернативой отпечаткам пальцев. Чтобы разработать точные «портреты», которые смогут принести пользу для следствия, нужна более полная база данных молекул. В частности, наиболее распространенных продуктов питания, одежды, ковров, красок для стен и всего того, с чем люди постоянно вступают в контакт. Он хотел бы создать базу данных, сопоставимую по своим масштабам с базами отпечаток пальцев. Однако для этого потребуются серьезные усилия, и ни одна лаборатория не сможет сделать это в одиночку.
Вопреки ограничениям, команда Дорштейна расширила свое исследование до 80 человек. В этот раз ученые собрали другие личные вещи, вроде бумажников и ключей. Они надеются в ближайшее время приступить к сбору еще одного слоя информации из каждого образца — принадлежность определенных бактерий и микробов к конкретному человеку. В исследовании 2010 года их соратник и соавтор Роб Найт со своей командой обнаружил, что для установления соответствия достаточно обнаружить уникальную популяцию микробов. Тогда можно провести нить от объекта к владельцу с изрядной долей точности. Для использования в расследованиях ее все-таки было недостаточно.
Мелани Бейли, специалист в области судебно-медицинской экспертизы Университета Суррея считает, что подход команды Дорштейна может оказаться ценным: «Информация, полученная таким образом, позволит сузить список подозреваемых или дать хоть какой-то намек на то, с каким человеком нужно дальше работать».
Но Джон Бонд, бывший глава судебно-медицинской службы полиции Нортгемптоншира и профессор криминалистики в Университете Лестера, менее оптимистичен. Он указал на то, что уже можно обнаружить следы огнестрельного оружия, взрывчатых веществ, и незаконного оборота наркотиков на объектах. Он не понимает, как химикаты, связанные с образом жизни, помогут «накрыть» преступника: «Проблема в том, что они не очень разборчивы в этих вещах. Если вы обнаружите следы конкретной марки косметики, вряд ли это действительно поможет сузить круг поиска и будет тем, что вам действительно нужно».
Помимо судебно-медицинской экспертизы, Дорштейн и Буслимани считают свою технологию пригодной для медицинских и экологических исследований. В один прекрасный день врачи смогли бы оценить, насколько хорошо пациент придерживается курса лечения, проследив за продуктами метаболизма на его коже. Пациентов, участвующих в клинических испытаниях лекарства, можно разделить на подгруппы на основе метаболитов кожи. Тогда медикаменты можно будет давать тем пациентам, которые будут усваивать их должным образом. Считывание следов на коже даст полезную информацию о воздействии на человека загрязнителей окружающей среды или химических факторов.
Научная работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences 14 ноября 2016 года
DOI: 10.1073/pnas.1000162107
