“用于潜在生命检测任务的全自动微芯片电泳分析仪”
分析化学
虽然地球在太阳系中的位置独特,可以支持称之为家的生物,但不同形式的生命可能曾经存在,也可能仍然存在于其他行星上。但在其他星球上寻找过去或现在的生命形式是一项挑战。现在,ACS分析化学杂志报道的研究人员已经开发出一种全自动微芯片电泳分析仪,当它与行星探测器结合时,有朝一日可以探测到地外土壤中的有机生物信号。
地球以外生命的一个关键证据是某些有机分子的存在。之前的火星任务依赖于气相色谱-质谱联用(GC-MS)来分离和检测化合物。然而,该技术对某些分子(如有机酸)的分析有局限性,尤其是当样品中也含有水、矿物质或盐时。基于微芯片电泳(ME)的分离,然后是激光诱导荧光(LIF)检测,将是理想的,但目前的仪器只是部分自动化,这不适用于星际任务。彼得·威利斯和同事们希望开发一种便携式、电池供电的ME-LIF仪器,该仪器能够接受样本,并以全自动方式对有机分子进行标记、分离和检测。
研究人员制作了一个设备,包括两个微芯片——一个用于处理和标记液体样本,另一个(ME芯片)用于分离化合物——和一个LIF检测系统。在对设备进行优化后,研究人员在智利沙漠的模拟火星任务中对其进行了测试。该团队将分析仪连接到远程部署的月球车系统上的便携式亚临界水抽取器。探测车钻入土壤中采集样本,然后将样本送到提取器。然后,向土壤样本中加水,加热提取化合物进行分析。该设备在四个钻探地点中的三个探测到土壤中十亿分之几的氨基酸。重要的是,灵敏度比基于GC-MS的方法高出三个数量级。虽然需要更多的工作来准备太空飞行和外星条件的仪器,但这项研究为开发ME-LIF仪器奠定了基础,以寻求在地球以外的生命迹象。
作者感谢NASA的资助。