寻找地外生命新技术:NASA研制“化学条记本电脑”
如果你想寻找另一个世界的生命迹象,你可能要携带一些小的随身物品。这成为美国国度航空航天局(NASA)喷气推进尝试室(JPL)发现化学条记本电脑的指导思想,它是一种缩小版的尝试室,能阐明与生命有关的样本。
JPL尝试室博士后杰西卡·克里莫暗示:“如果这个仪器被奉上太空,将成为这类检测设备中最敏感的一款,也将成为第一款可同时寻找氨基酸和脂肪酸的仪器。”
研究人员但愿化学条记本电脑能像《星际迷航》中的首次科学阐明仪(Tricorder)那样,有一天能被发送到另一个行星如火星或木卫二上。它约莫是普通条记本电脑的巨细,但是更厚一些,因为里面装配了一些化学阐明组件。它与Tricorder的差异之处在于,需要摄取样本并对其进行阐明。
JPL技术员福尔南达·莫拉与项目首席皮特·威利斯配合开发了这个仪器。莫拉说:“它是一款可以因执行差异检测任务而从头编程的化学阐明仪。好比,它能像普通电脑条记本那样,用差异的措施来检测氨基酸和脂肪酸。”
氨基酸是组成卵白质的组件,而脂肪酸是细胞膜的重要构成部门,它们都是生命不行缺傲幽非生命来源,而化学条记本电脑或者能汇报你它们的区别。
用它寻找什么?
氨基酸以两种类型呈现,左手型和右手型。正如人的阁下手一样,这些氨基酸互为镜像,但是包括着同样的身分。地球上的生命只用到了左手氨基酸,因为在生命历史的早期就成为尺度了。一些科学家假设,在其他世界中的生命可能会用到右手型氨基酸。
克里莫说,如果测试发明了左手型和右手型的氨基酸殽杂物,就可以断定,这个样本并非生命的发源。但是一旦发明了左手型大概右手型氨基酸,可以成为迄今为止其他星球存在生命的证据。
对氨基酸的阐明很是具有挑战性,因为左手型大概右手型的氨基酸版本在巨细和电荷上都是等量的。更有挑战性的是,发现一种要领在单项阐明中查找所有的氨基酸。
当条记本设定为寻找脂肪酸的时候,科学家最感兴趣的是脂肪酸的碳链长度,这也是有机体存在大概曾经存在的符号。
它如何事情?
由电池提供电源的“化学条记本电脑”需要阐明液体样本,这一类样本在火星等星体上尤其难得。研究团队联合JPL的路德·比格尔将“咖啡机”技术应用个中,样本被放入特定通道,与水殽杂加热至100摄氏度以上,水流会携带有机分子。火星样天职析仪器(SAM)被安排在NASA“好奇”号火星探测车上,它也用到了类似的道理,但是用的是热而非水。
一旦水样本被送入化学条记本电脑,仪器会通过掺入一种荧光染料,能指示氨基酸或脂肪酸。样本一起流入内部的微型芯片,氨基酸大概脂肪酸能够自动疏散,在疏散管道的尾部是检测激光。当通过激光检测时,荧光染料可以让研究人员看到与氨基酸大概脂肪酸有关的信号。
在微型芯片内部的“疏散通道”中,已经添加了混有样本的化学添加剂。一些物种只能与右手型氨基酸产生回响,而另一些只能与左手型氨基酸产生回响。这些添加剂会改变差异氨基酸类型在疏散通道中的存留时间,进而让科学家判断样本中氨基酸的类型。
为未来应用做检测
2014年,研究人员将化学条记本电脑放在测试火星车中,做了一个区域性的尝试。莫拉说:“这是第一次将之应用于尝试室外的情况。也是证明其在火星车中运行总体可行的第一步。”
JPL的米歇尔·鲁塞尔辅佐提供了供这次测试使用的“绿锈”样本,它是一种吸收了有机分子的矿物,可能是重要的生命发源。威利斯说:“我们的终极方针是将这个仪器放在火星探测车上,所以第一次尝试室外的测试也是这么做的。”
从那时起,莫拉一直致力于改造化学电脑条记本的事情敏感性,以便能检测到更少量的氨基酸大概脂肪酸。此刻,这款仪器能够丈量浓度低于万亿分之一的样本。而莫拉正在测试一种新型的激光探测器技术。
接下来的测试将在智利的阿塔卡玛戈壁进行,测试经费来自NASA行星科学与技术模拟研究项目的一笔扶助。
克里默暗示,这可能是对付寻找土卫二冰雪世界方针的重要应用东西,你只需要融化一点点雪,就可以直接作为样本进行阐明了。
目前,化学条记本电脑技术在地球上已经有所应用:它可以用来检测情况变革,直接在检测所在阐明样本就行了,而不需要再将样本带回尝试室;它还能测出药物的身分是正当照旧假冒的。(记者 房琳琳)
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