یک ابزار بسیار حساس سیگنال‌های فلورسانس زیستی قوی را از موجودات فسیل شده که میلیون‌ها سال پیش از بین رفته‌اند، دریافت کرده است. به گفته توسعه دهندگان آن، Biofinder جدید Compact Color می تواند به طور مشابه در تشخیص علائم حیات در دیگر اجرام سیاره ای مفید باشد و بنابراین می تواند نقش مهمی در ماموریت های آینده ناسا و سایر آژانس های فضایی ایفا کند.
مواد بیولوژیکی مانند اسیدهای آمینه، پروتئین‌ها، لیپیدها و حتی سنگ‌های رسوبی همگی سیگنال‌های فلورسانس زیستی منتشر می‌کنند که با استفاده از دوربین‌های ویژه قابل تشخیص است. Compact Color Biofinder که توسط آنوپام میسرا از موسسه ژئوفیزیک و سیاره شناسی هاوایی در دانشکده علوم و فناوری اقیانوس و زمین UH Manoa (SOEST)، این دوربین‌های قدیمی‌تر را با شناسایی مقادیر بسیار کمی از باقیمانده‌های زیستی که به سنگ می‌چسبند، بهبود می‌بخشد. همچنین می تواند در فاصله چند متری کار کند و مناطق بزرگ را به سرعت اسکن کند.
Misra می‌گوید: «نخستین نسخه Biofinder با استفاده از یک آشکارساز حساس بزرگ ICCD [دستگاه جفت بار تشدیدشده] ساخته شد. از آنجایی که سیگنال‌های این ابزار بسیار قوی بودند، فکر کردم می‌توان از یک دوربین CMOS رنگی کوچک‌تر استفاده کرد. به لطف آشکارسازهای حساس و کم نور CMOS که امروزه در دسترس هستند، اکنون این امکان وجود دارد.
اصل کار ساده
Misra می گوید که اصل کار Biofinder ساده است دنیای فیزیک. تمام فلورسانس های زیستی دارای طول عمر بسیار کوتاه و کمتر از 20 نانوثانیه هستند، بنابراین سیستم ابتدا یک منطقه را با استفاده از یک پرتو لیزر پالسی منبسط شده با عرض پالس چند نانوثانیه روشن می کند. سپس دوربین CMOS با استفاده از کوتاه ترین زمان نوردهی یک تصویر فلورسانس می گیرد (1 µs برای آشکارساز حاضر). سپس سیستم منتظر پالس لیزر بعدی می ماند تا اندازه گیری را تکرار کند.
Misra توضیح می دهد: "لیزر ما 20 پالس لیزر را در یک ثانیه شلیک می کند." از این رو، سیستم 20 فریم تصویر در ثانیه می گیرد و با سرعت ویدیو اجرا می شود. او می افزاید که محدودیت های تشخیص در فاصله هدف یک متری زیر سطوح ppm است.
شناسایی پسماندهای زیستی در فسیل های ماهی
در کارشان که به تفصیل در آن می پردازند طبیعت گزارش علمیMisra و همکارانش باقیمانده های زیستی در فسیل های ماهی را مطالعه کردند تشکیل رودخانه سبز، که مربوط به دوران ائوسن 56-33.9 میلیون سال پیش است. آنها دریافتند که این فسیل ها هنوز هم حاوی مقادیر قابل توجهی بقایای باقیمانده هستند، به این معنی که این ماده آلی به طور کامل توسط مواد معدنی در فرآیند فسیل سازی جایگزین نشده است، حتی پس از مدت زمان طولانی.
این تیم از یافته‌های حاصل از تصاویر فلورسانس Biofinder با اندازه‌گیری‌هایی با استفاده از طیف وسیعی از تکنیک‌های دیگر، از جمله طیف‌سنجی مادون قرمز رامان و تبدیل فوریه بازتابی ضعیف (ATR-FIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف‌سنجی پرتو ایکس پراکنده انرژی، پشتیبانی کردند. (SEM-EDS) و میکروسکوپ تصویربرداری طول عمر فلورسانس (FLIM).
Misra می‌گوید: نتایج تأیید می‌کنند که بقایای بیولوژیکی می‌توانند میلیون‌ها سال زنده بمانند، و تصویربرداری بیوفلورسانس در تشخیص این بقایای ردیابی در زمان واقعی مؤثر است.
"در ماموریت های آینده ناسا حیاتی است"
جستجوی حیات - چه موجود باشد چه منقرض شده - در سیارات دیگر هدف اصلی ماموریت های اکتشاف سیاره ای است و محققان امیدوارند که روزی فناوری آنها به بخشی از ماموریت های طراحی شده برای جستجوی نشانگرهای زیستی در جهان های دور تبدیل شود. در واقع، آنها اکنون برای واجد شرایط شدن فضای ساز خود درخواست می دهند.
"قابلیت تشخیص متقابل" جستجوی تمدن های فرازمینی را بهبود می بخشد
اگر Biofinder بر روی مریخ نوردی در مریخ یا سیاره دیگری نصب می شد، ما می توانستیم به سرعت مناطق بزرگی را به سرعت اسکن کنیم تا شواهدی از حیات گذشته را شناسایی کنیم، حتی اگر موجود زنده کوچک باشد، با چشمان ما به راحتی دیده نمی شود و مرده باشد. میسره می‌گوید میلیون‌ها سال. ما پیش‌بینی می‌کنیم که تصویربرداری فلورسانس در مأموریت‌های آینده ناسا برای شناسایی مواد آلی و وجود حیات در دیگر اجرام سیاره‌ای حیاتی باشد.»
سونیا جی راولی، یکی از نویسندگان این مطالعه، اضافه می کند که قابلیت های Biofinder برای ناسا نیز مهم است. برنامه حفاظت از سیارهکه هدف آن شناسایی آلاینده‌هایی مانند میکروب‌های زمین در فضاپیماهای خروجی و همچنین هرگونه خطر زیستی فرازمینی است که ممکن است سفر بازگشت را انجام دهد.
