एक अत्यधिक संवेदनशील उपकरण ने जीवाश्म जीवों से मजबूत जैव-प्रतिदीप्ति संकेतों को उठाया है जो लाखों साल पहले नष्ट हो गए थे। इसके डेवलपर्स के अनुसार, नया कॉम्पैक्ट कलर बायोफाइंडर अन्य ग्रहों के पिंडों पर जीवन के संकेतों का पता लगाने में समान रूप से उपयोगी होगा और इसलिए नासा और अन्य अंतरिक्ष एजेंसियों द्वारा भविष्य के मिशनों में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है।
जैविक सामग्री जैसे अमीनो एसिड, प्रोटीन, लिपिड और यहां तक कि तलछटी चट्टानें सभी जैव-प्रतिदीप्ति संकेतों का उत्सर्जन करती हैं जिन्हें विशेष कैमरों का उपयोग करके पता लगाया जा सकता है। कॉम्पैक्ट कलर बायोफाइंडर, जिसे द्वारा विकसित किया गया था अनुपम मिश्रा से हवाई भूभौतिकी और ग्रह विज्ञान संस्थान पर यूएच मनोआ स्कूल ऑफ ओशन एंड अर्थ साइंस एंड टेक्नोलॉजी (SOEST), चट्टान से चिपके जैव-अवशेषों की सूक्ष्म मात्रा का पता लगाकर इन पुराने कैमरों में सुधार करता है। यह कई मीटर की दूरी पर भी काम कर सकता है और बड़े क्षेत्रों को जल्दी से स्कैन कर सकता है।
मिश्रा कहते हैं, "बायोफाइंडर का पहला संस्करण एक बड़े संवेदनशील आईसीसीडी [तीव्र चार्ज-युग्मित डिवाइस] डिटेक्टर का उपयोग करके बनाया गया था।" "चूंकि इस उपकरण से संकेत बहुत मजबूत थे, मैंने सोचा कि एक छोटे रंग का सीएमओएस कैमरा इस्तेमाल किया जा सकता है। आज उपलब्ध संवेदनशील, कम रोशनी वाले सीएमओएस डिटेक्टरों के लिए धन्यवाद, यह अब संभव है।"
सरल कार्य सिद्धांत
बायोफाइंडर का कार्य सिद्धांत सरल है, मिश्रा बताते हैं भौतिकी की दुनिया. सभी जैव-प्रतिदीप्ति का जीवनकाल 20 नैनोसेकंड से कम होता है, इसलिए सिस्टम पहले कुछ नैनोसेकंड की पल्स चौड़ाई के साथ एक विस्तारित स्पंदित लेजर बीम का उपयोग करके एक क्षेत्र को रोशन करता है। CMOS कैमरा तब कम से कम एक्सपोज़र समय (1 .) का उपयोग करके एक प्रतिदीप्ति छवि लेता है µs वर्तमान डिटेक्टर के लिए)। सिस्टम तब माप को दोहराने के लिए अगले लेजर पल्स की प्रतीक्षा करता है।
मिश्रा बताते हैं, "हमारा लेजर एक सेकंड में 20 लेजर पल्स को फायर करता है।" "इसलिए, सिस्टम प्रति सेकंड 20 छवि-फ्रेम लेता है और वीडियो गति से चलता है।" उन्होंने कहा कि एक मीटर की लक्षित दूरी पर पता लगाने की सीमा पीपीएम स्तर से नीचे है।
मछली के जीवाश्मों में जैव-अवशेषों का पता लगाना
अपने काम में, जिसका वे विस्तार से वर्णन करते हैं प्रकृति वैज्ञानिक रिपोर्ट, मिश्रा और उनके सहयोगियों ने मछली के जीवाश्मों में जैव-अवशेषों का अध्ययन किया हरी नदी का निर्माण, जो 56-33.9 मिलियन वर्ष पूर्व इओसीन युग का है। उन्होंने पाया कि जीवाश्मों में अभी भी काफी मात्रा में अवशेष हैं, जिसका अर्थ है कि इस कार्बनिक पदार्थ को इतने लंबे समय के बाद भी जीवाश्म प्रक्रिया में खनिजों द्वारा पूरी तरह से प्रतिस्थापित नहीं किया गया है।
टीम ने रमन सहित अन्य तकनीकों की एक श्रृंखला का उपयोग करके माप के साथ बायोफिंडर फ्लोरोसेंस इमेजरी से निष्कर्षों का समर्थन किया और कुल प्रतिबिंब फूरियर-ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड (एटीआर-एफआईआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम), ऊर्जा फैलाव एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (SEM-EDS) और फ्लोरेसेंस लाइफटाइम इमेजिंग माइक्रोस्कोपी (FLIM)।
परिणाम पुष्टि करते हैं कि जैविक अवशेष लाखों वर्षों तक जीवित रह सकते हैं, मिश्रा कहते हैं, और यह कि बायोफ्लोरेसेंस इमेजिंग वास्तविक समय में इन ट्रेस अवशेषों का पता लगाने में प्रभावी है।
"भविष्य के नासा मिशनों में महत्वपूर्ण"
जीवन की खोज - चाहे वह मौजूद हो या विलुप्त - अन्य ग्रहों पर ग्रहों की खोज मिशन के लिए एक प्रमुख लक्ष्य है, और शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि उनकी तकनीक एक दिन दूर दुनिया पर बायोमार्कर देखने के लिए डिज़ाइन किए गए मिशन का हिस्सा बन जाएगी। दरअसल, वे अब अपने इंस्ट्रूमेंट स्पेस को क्वालिफाई करने के लिए आवेदन कर रहे हैं।
'म्यूचुअल डिटेक्टेबिलिटी' से अलौकिक सभ्यताओं की खोज में सुधार होगा
"यदि बायोफाइंडर मंगल या किसी अन्य ग्रह पर एक रोवर पर लगाया जाता है, तो हम पिछले जीवन के साक्ष्य का पता लगाने के लिए बड़े क्षेत्रों को तेजी से स्कैन करने में सक्षम होंगे, भले ही जीव छोटा था, हमारी आंखों से देखना आसान नहीं था, और मृत कई लाखों साल, ”मिश्रा कहते हैं। "हम अनुमान लगाते हैं कि भविष्य के नासा मिशनों में जीवों और अन्य ग्रह निकायों पर जीवन के अस्तित्व का पता लगाने के लिए फ्लोरोसेंस इमेजिंग महत्वपूर्ण होगी।"
अध्ययन की सह-लेखिका सोनिया जे राउली कहती हैं कि नासा के लिए बायोफाइंडर की क्षमताएं भी महत्वपूर्ण होंगी ग्रह सुरक्षा कार्यक्रम, जिसका उद्देश्य आउटबाउंड अंतरिक्ष यान पर पृथ्वी के रोगाणुओं जैसे दूषित पदार्थों का पता लगाना है और साथ ही किसी भी अलौकिक जैव-खतरे जो वापसी की यात्रा कर सकते हैं।
