Следы веществ на телефоне рассказали ученым об образе жизни его владельца

Ученые из США и Германии научились применять масс-спектрометрические методы для исследования образа жизни владельцев мобильных телефонов. По следам различных веществ, которые остаются на поверхности устройства, в некоторых случаях можно не только определить личность владельца, но и обнаружить его пристрастия, например, к злоупотреблению кофе, курению, узнать о его здоровье и используемых лекарствах. Ученые считают, что такой анализ может найти применение не только в криминалистике, но и в медицине — для наблюдения за соблюдением диеты или употреблением лекарств. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

В криминалистике для определения личности преступника обычно используют два метода — анализ отпечатков пальцев и ДНК. Но бывают случаи, когда эти способы оказываются неэффективны. Например, если на предметах не осталось достаточно четких отпечатков или фрагментов кожи, по которым можно было бы провести ДНК-анализ. В этом случае помочь может химический анализ предметов, принадлежащих преступнику. Следы наркотиков или ядов уже давно научились искать с помощью химических методов. Однако многие современные инструменты, например, масс-спектрометры, способны «рассказать» гораздо больше о личности преступника или обычного человека по следам веществ на принадежащих ему предметах. Это могло бы помочь не только при расследовании преступлений в криминалистике, но и в медицине, экологии и токсикологии.

Авторы новой работы показали, что можно узнать о человеке с помощью масс-спектров образцов пота, кожи и дыхания на предметах повседневного использования. Для своего исследования ученые взяли одно из самых используемых в современности устройств — мобильный телефон. Основной целью ученых было определить не личность владельца телефона, а узнать как можно больше о его жизни: привычках, стиле питания, используемой косметике, лекарствах и т.д. Однако предложенный ими способ позволяет в некоторых случаях идентифицировать того или иного человека с достаточно высокой точностью, не прибегая к стандартным методикам вроде анализа отпечатков пальцев или ДНК-проб.

В масс-спектрометрии вещества разделяют по заряду и массе ионов, которые могут получиться в результате разложения исходного соединения. Для этого пробу изучаемого вещества испаряют и ионизируют с помощью лазера, электронного пучка или любым другим способом. Получившийся ионный пучок направляют сначала в масс-анализатор, где происходит разделение частиц по массе, а затем в детектор заряженных частиц, где их дополнительно разделяют по заряду. Этот метод является одним из самых чувствительных в современной химии, позволяя определять присутствие всего нескольких молекул того или иного соединения в составе смеси.

Всего в эксперименте участвовало 39 человек. Ученые взяли несколько проб с передней и задней панели телефонов, а также с различных частей тела их владельцев и подвергли химическому анализу. Затем сравнили, насколько полученные результаты позволяют определить принадлежность предмета тому или иному человеку из экспериментальной группы. После этого ученые построили подробные «карты» распределения тех или иных веществ на теле испытуемого и на его мобильном устройстве.

Анализ позволил узнать о добровольцах гораздо больше, чем обычное секвенирование ДНК. Так, например, ученым удалось определить, что испытуемый номер девять использовал противогрибковые средства, содержащие клобетазола пропионат, который также применяется для лечения псориаза. Для волонтера номер два анализ показал, что он пользовался средством для восстановления роста волос с миноксидилом и злоупотреблял кофе или чаем. Кроме того, в его «мазках» были найдены следы большого количества веществ, используемых в косметической промышленности для увлажнения кожи и волос — производные касторового масла (себациновая и пробковая кислоты), неонол и другие. Пробы испытуемого 38 содержали жирные трегазоловые кислоты (пигменты), а также гликаны, которые входят в состав антивозрастных кремов для кожи. Из этого был сделан вывод, что этот человек, скорее всего, является женщиной и пользуется косметикой.

Как оказалось, легче всего определить по «мазку» с телефона пищевые предпочтения человека. Ученым удалось обнаружить пристрастия испытуемых к ежедневному употреблению кофе по следам кофеина, который может входить в состав пота на руках, к различным видам специй по алкалоидам пиперину (черный перец) или капсаицину (чили). Причем некоторые из «маркеров» оказались легко детектируемы даже через 4 месяца после того, как испытуемый прекратил пользоваться телефоном или тем или иным химическим средством.

Однако в некоторых случаях вещества-маркеры, которые присутствовали на руках, не оставляли своих следов на телефоне. Так, употребление антигистаминных препаратов от аллергии, ибупрофена, которых входит в состав болеутоляющих средств, а также некоторых химикатов для ухода за домашними животными можно определить по следам на руках человека, но не по мазкам с телефона. Ученые предполагают, что это связано с тем, что к материалам, из которых обычно изготовлены мобильные устройства, «прилипают» только некоторые вещества, выделяемые с кожным потом или даже при прямом контакте. Это значит, что далеко не все аспекты личной жизни можно определить с помощью одного единственного «мазка» с телефона.

Современные методы химического анализа позволяют не только обнаружить то или иное соединение, но и определить элементный состав и структуру единичной молекулы, и даже «увидеть» симметрию электронных облаков отдельных атомов. В последнее время достижения наук о материалах стали применять и в повседневной жизни. Так, сканирующая электронная микроскопия стала рутинным методом анализа материалов в промышленности и технологии, а нейтронные спектрометры теперь используются в метро и аэропортах при поиске взрывных устройств.

Екатерина Митрофанова