バイオファインダーは地球外生命の兆候を検出できます

高感度の機器が、何百万年も前に絶滅した化石生物からの強い生体蛍光信号を検出しました。 その開発者によると、新しいコンパクト カラー バイオファインダーは、他の惑星体の生命の兆候を検出するのにも同様に便利であり、NASA や他の宇宙機関による将来のミッションで重要な役割を果たす可能性があります。

アミノ酸、タンパク質、脂質、さらには堆積岩などの生体物質はすべて、特殊なカメラを使用して検出できる生体蛍光信号を放出します。 が開発したコンパクトカラーバイオファインダー アヌパム・ミスラ ハワイ地球物理惑星学研究所 UH マノア スクール オブ オーシャン アンド アース サイエンス アンド テクノロジー (SOEST) は、岩に付着する微量の生体残留物を検出することで、これらの古いカメラを改善します。 また、数メートルの距離でも動作し、広い範囲をすばやくスキャンできます。

「Biofinder の最初のバージョンは、大規模で感度の高い ICCD [強化型電荷結合素子] 検出器を使用して作成されました」と Misra 氏は言います。 「この装置からの信号は非常に強力だったので、小型のカラー CMOS カメラを使用できると考えました。 現在入手可能な感度の高い低光量 CMOS 検出器のおかげで、これが可能になりました。」

シンプルな動作原理

Biofinder の動作原理は単純です、と Misra は言います 物理学の世界. すべての生体蛍光の寿命は 20 ナノ秒未満と非常に短いため、システムはまず、パルス幅が数ナノ秒の拡張パルス レーザー ビームを使用して領域を照射します。 次に、CMOS カメラが最短露光時間 (1 µ現在の検出器の s)。 その後、システムは次のレーザー パルスを待って測定を繰り返します。

「私たちのレーザーは、20 秒間に 20 個のレーザー パルスを発射します」とミスラは説明します。 「したがって、システムは XNUMX 秒あたり XNUMX 枚の画像フレームを取得し、ビデオ速度で実行されます。」 検出限界は、XNUMX メートルの目標距離で ppm レベルを下回っていると彼は付け加えます。

魚の化石中の生体残留物の検出

彼らの作品では、 自然科学レポート、ミスラと同僚は、魚の化石の生体残留物を研究しました グリーンリバーフォーメーション、56万から33.9万年前の始新世にさかのぼります。 彼らは、化石にはまだかなりの量の残留物が含まれていることを発見しました.

チームは、ラマンおよび減衰全反射フーリエ変換赤外 (ATR-FIR) 分光法、走査型電子顕微鏡法 (SEM)、エネルギー分散型 X 線分光法など、さまざまな他の技術を使用した測定により、Biofinder 蛍光画像からの発見を裏付けました。 (SEM-EDS) および蛍光寿命イメージング顕微鏡 (FLIM)。

この結果は、生物学的残留物が何百万年も生き残ることができること、および生物蛍光イメージングがこれらの微量残留物をリアルタイムで検出するのに効果的であることを確認しています。

「将来のNASAミッションで重要」

他の惑星で生命を探すことは、既存のものであろうと絶滅したものであろうと、惑星探査ミッションの主要な目標であり、研究者たちは、自分たちの技術がいつか遠い世界のバイオマーカーを探すために設計されたミッションの一部になることを望んでいます。 実際、彼らは現在、機器スペースの認定を申請しています。

「バイオファインダーが火星や他の惑星のローバーに搭載されていれば、生物が小さく、目で見るのが難しく、死んでいたとしても、広い範囲を素早くスキャンして過去の生命の証拠を検出することができます。何百万年も」とミスラは言います。 「将来の NASA ミッションでは、有機物や他の惑星上の生命の存在を検出するために、蛍光イメージングが重要になると予想しています。」

研究の共著者である Sonia J Rowley は、Biofinder の機能は NASA にとって重要であると付け加えています。 惑星保護プログラムこれは、往路の宇宙船の地球微生物などの汚染物質や、帰還の旅をする可能性のある地球外のバイオハザードを検出することを目的としています。