Un instrumento altamente sensible ha captado fuertes señales de biofluorescencia de organismos fosilizados que perecieron hace millones de años. Según sus desarrolladores, el nuevo Compact Color Biofinder sería igualmente útil para detectar signos de vida en otros cuerpos planetarios y, por lo tanto, podría desempeñar un papel fundamental en futuras misiones de la NASA y otras agencias espaciales.
Los materiales biológicos, como los aminoácidos, las proteínas, los lípidos e incluso las rocas sedimentarias, emiten señales de biofluorescencia que pueden detectarse mediante cámaras especiales. El Compact Color Biofinder, que fue desarrollado por anupam misra del desplegable Instituto de Geofísica y Planetología de Hawái en el Escuela de Ciencias y Tecnologías Oceánicas y de la Tierra UH Manoa (SOEST), mejora estas cámaras más antiguas al detectar cantidades diminutas de biorresiduos que se adhieren a la roca. También puede trabajar a una distancia de varios metros y escanear grandes áreas rápidamente.
“La primera versión de Biofinder se hizo usando un detector ICCD [dispositivo acoplado de carga intensificada] muy sensible”, dice Misra. “Dado que las señales de este instrumento eran muy fuertes, pensé que podría usarse una cámara CMOS a color más pequeña. Gracias a los detectores CMOS sensibles y de poca luz disponibles en la actualidad, esto ahora es posible”.
Principio de funcionamiento sencillo
El principio de funcionamiento de Biofinder es simple, dice Misra Mundo de la física. Toda la biofluorescencia tiene una vida útil muy corta de menos de 20 nanosegundos, por lo que el sistema primero ilumina un área utilizando un haz de láser pulsado expandido con un ancho de pulso de unos pocos nanosegundos. La cámara CMOS luego toma una imagen de fluorescencia usando el tiempo de exposición más corto (1 µs para el presente detector). Luego, el sistema espera el siguiente pulso de láser para repetir la medición.
“Nuestro láser dispara 20 pulsos de láser en un segundo”, explica Misra. “Por lo tanto, el sistema toma 20 cuadros de imagen por segundo y funciona a velocidad de video”. Los límites de detección están por debajo de los niveles de ppm a una distancia objetivo de un metro, añade.
Detección de bioresiduos en fósiles de peces
En su trabajo, que detallan en Informes científicos Naturaleza, Misra y sus colegas estudiaron biorresiduos en fósiles de peces del Formación del río verde, que data de la era Eoceno hace 56-33.9 millones de años. Descubrieron que los fósiles todavía contienen cantidades considerables de residuos, lo que implica que esta materia orgánica no ha sido reemplazada completamente por minerales en el proceso de fosilización, incluso después de tanto tiempo.
El equipo respaldó los hallazgos de las imágenes de fluorescencia Biofinder con mediciones utilizando una variedad de otras técnicas, que incluyen Raman y espectroscopia infrarroja transformada de Fourier de reflexión total atenuada (ATR-FIR), microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (SEM-EDS) y microscopía de imágenes de por vida de fluorescencia (FLIM).
Los resultados confirman que los residuos biológicos pueden sobrevivir millones de años, dice Misra, y que las imágenes de biofluorescencia son efectivas para detectar estos residuos en tiempo real.
“Crítico en futuras misiones de la NASA”
La búsqueda de vida, ya sea existente o extinta, en otros planetas es un objetivo importante para las misiones de exploración planetaria, y los investigadores esperan que su tecnología algún día se convierta en parte de las misiones diseñadas para buscar biomarcadores en mundos distantes. De hecho, ahora están aplicando para calificar su espacio de instrumentos.
La 'detectabilidad mutua' mejorará la búsqueda de civilizaciones extraterrestres
“Si el Biofinder estuviera montado en un rover en Marte u otro planeta, podríamos escanear rápidamente grandes áreas para detectar evidencia de vida pasada, incluso si el organismo fuera pequeño, no fuera fácil de ver con nuestros ojos y estuviera muerto por mucho tiempo. muchos millones de años”, dice Misra. “Anticipamos que las imágenes de fluorescencia serán fundamentales en futuras misiones de la NASA para detectar compuestos orgánicos y la existencia de vida en otros cuerpos planetarios”.
La coautora del estudio, Sonia J Rowley, agrega que las capacidades del Biofinder también serían importantes para la NASA. Programa de Protección Planetaria, cuyo objetivo es detectar contaminantes como los microbios terrestres en las naves espaciales de salida, así como cualquier riesgo biológico extraterrestre que pueda hacer el viaje de regreso.
