Журнал "Системы Безопасности" № 4‘2026

за совершение тяжких или особо тяжких пре- ступлений. Но также важно иметь возможность оперативно и на месте, возможно в полевых условиях, определить ДНК человека или, например, нали- чие патогенных организмов. В этом случае необходимо иметь малогабаритные приборы определения ДНК [7]. Для быстрого анализа ДНК с помощью компакт- ных устройств применяются несколько методов, которые сочетают миниатюризацию оборудова- ния, автоматизацию процессов и высокую ско- рость получения результатов. Основные подхо- ды включают: 1. Микрофлюидные чипы для полимеразной цепной реакции (ПЦР – это метод в молекуляр- ной биологии и лабораторной диагностике, который позволяет многократно скопировать (амплифицировать) определенный участок ДНК или РНК в биологическом материале). Эти устройства позволяют проводить амплифика- цию ДНК в микролитровых объемах реакцион- ной смеси, что значительно сокращает расход реагентов и время анализа. Компактные термо- циклеры обеспечивают быстрые температурные циклы нагрева и охлаждения, повышая экс- прессность определения. Такие системы часто интегрируют с детекцией (например, флуорес- центной), и они могут быть частью более слож- ных портативных платформ. 2. Электрофорез на микрочипе (ЭМЧ). Метод основан на разделении фрагментов ДНК по раз- меру в микрофлюидных каналах под действием электрического поля. Короткие длины каналов в сочетании с высокой напряженностью поля поз- воляют проводить разделение компонентов пробы за секунды. ЭМЧ отличается высокой про- изводительностью, малым объемом пробы и возможностью интеграции в другие системы. 3. Нанопоровое секвенирование. Эта техноло- гия позволяет напрямую считывать последова- тельность ДНК без меток и амплификации. Компактные устройства, такие как MinION, используют нанопоры для измерения измене- ний ионного тока при транслокации молекул ДНК через мембрану. Это обеспечивает высо- кую скорость и перспективно для портативных геномных тестов. 4. Цифровая ПЦР (цПЦР). Метод основан на разделении образца на тысячи микрореакто- ров, в которых в идеале находится либо одна, либо ни одной молекулы ДНК-мишени. С помо- щью статистического анализа Пуассона опреде- ляется абсолютное количество молекул-мише- ней. Для реализации цПЦР используются ком- пактные платформы на основе микрофлюидных чипов или капель. 5. Капиллярный электрофорез (КЭ). Метод раз- деления фрагментов ДНК в кварцевом капил- ляре с использованием лазерного флуоресцент- ного детектирования. Отличается высокой ско- ростью и эффективностью разделения много- компонентных смесей. Компактные приборы для КЭ обеспечивают автоматизацию процесса и высокую чувствительность детектирования. 6. Масс-спектрометрия. Метод позволяет ана- лизировать ДНК-фрагменты, полученные после лазерной десорбции/ионизации (LDI), и иден- тифицировать их по соотношению массы к заряду. Компактные устройства для масс-спек- трометрии обеспечивают высокую скорость анализа и могут быть интегрированы в порта- тивные системы. Ключевые преимущества компактных устройств l Портативность и автономность. Многие систе- мы могут работать без подключения к внеш- ним компьютерам. l Автоматизация. Минимизация ручного труда и снижение риска контаминации. l Высокая скорость. Анализ часто занимает минуты или десятки минут. l Миниатюризация. Обработка малых объемов образцов и реагентов. l Интеграция. Возможность объединения нескольких стадий анализа в одном компакт- ном модуле. Недостатки малогабаритных приборов l Не всегда достаточная чувствительность и специфичность. Для некоторых методов тре- буется предварительная обработка образца (например, амплификация при ПЦР). l Качество ДНК. Для нанопорового секвениро- вания критически важно получить высокомо- лекулярную ДНК. l Сложность интеграции. Сложно совместить все стадии анализа (подготовка образца, реакции, детекция) в одном компактном устройстве. l Стоимость. Разработка и производство таких систем остаются дорогостоящими. Прибор MinION В качестве примера малогабаритного устрой- ства для анализа ДНК следует привести прибор MinION [8]. Это один из секвенаторов компании Oxford Nanopore Technologies, устройство третьего поколения для прямого секвенирова- ния ("чтения" генетического кода) ДНК и РНК в реальном времени. Ключевая особенность – использование белковых нанопор для анализа нуклеотидных последовательностей непосред- ственно в молекулах нуклеиновых кислот. Пор- тативное устройство карманного формата имеет вес около 130 г. В основе прибора – ячейка с 512 нанопоровыми каналами, каждый из которых анализирует отдельную молекулу. Время анализа с MinION не фиксировано, оно зависит от задачи, качества образца и настроек запуска. Работа прибора разбита на несколько циклов: 1. Регистрация сигналов от молекул нуклеино- вых кислот. Длительность этого этапа – от нескольких часов до 72 ч. За это время ячейка генерирует данные. Для MinION типичный объем информации – примерно до 50 Гбайт за запуск. 2. Последующий биоинформатический анализ. После завершения запуска сырые данные (сиг- налы ионного тока) нужно обработать. Здесь нет жесткого таймера: время зависит от объема данных, сложности задачи и мощности компью- тера. Например, на обработку может уйти от нескольких минут до нескольких часов. Ключевая фишка технологии – анализ в реаль- ном времени. Пока прибор работает, можно в любой момент смотреть статистику (количество прочтений, их длину, процент активных пор) и при необходимости остановить запуск. Это поз- воляет оперативно корректировать ход анализа. Первые данные можно получать уже через несколько минут. Ушная раковина Несмотря на значительный прогресс в области биометрии [9], идентификация людей в общественных местах все еще остается слож- ной задачей, и нередко может быть доступна лишь неполная или испорченная биометриче- ская информация, например когда системе видеонаблюдения удалось снять только часть лица человека. Для повышения точности рас- познавания людей наряду с биометрией основных черт, например лица, используются вспомогательные характеристики, такие как шрамы, родимые пятна, татуировки, рост и форма тела. Ухо – одна из таких возможных для использования биометрических характе- ристик. Еще в 1890 г. [10] Альфонс Бертильон, один из основоположников судебной биометрии, в своей работе "La photographie judiciaire: avec un appendice sur la classification et l'identification anthropométriques" рассмотрел возможность использования формы уха для идентификации человека (кстати, форму носа для идентифи- кации личности в этой работе он тоже рассмат- ривал). В период с 1948-го по 1962 г. Альфред Янарел- ли собрал фотографии ушей нескольких тысяч человек и предложил набор из 12 геометриче- ских измерений уха на основе ножки завитка. Проведенные исследования также показали, что с возрастом, в отличие от изменения лица, форма уха остается неизменной (исследования проведены до возраста 70 лет). www.secuteck.ru август – сентябрь 2026 БИОМЕТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ С И С Т Е М Ы К О Н Т Р О Л Я И У П Р А В Л Е Н И Я Д О С Т У П О М 71 Рис. 1. Малогабаритное устройство для анализа ДНК Рис. 2. Фрагмент из труда Альфонса Бер- тильона