매우 민감한 기기가 수백만 년 전에 멸종된 화석화된 유기체에서 강력한 생체 형광 신호를 포착했습니다. 개발자에 따르면 새로운 Compact Color Biofinder는 다른 행성의 생명체의 흔적을 감지하는 데 유사하게 편리할 것이며 따라서 NASA 및 기타 우주 기관의 미래 임무에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.
아미노산, 단백질, 지질 및 퇴적암과 같은 생물학적 물질은 모두 특수 카메라를 사용하여 감지할 수 있는 생체 형광 신호를 방출합니다. 에서 개발한 Compact Color Biofinder 아누팜 미스라 인사말 하와이 지구물리학 및 행성학 연구소 에 UH Manoa 해양 지구 과학 및 기술 학교 (SOEST), 암석에 달라붙는 미세한 양의 바이오 잔류물을 감지하여 이러한 구형 카메라를 개선합니다. 또한 몇 미터 거리에서 작동하고 넓은 영역을 빠르게 스캔할 수 있습니다.
"Biofinder의 첫 번째 버전은 민감한 대형 ICCD[강화 전하 결합 소자] 검출기를 사용하여 만들어졌습니다."라고 Misra는 말합니다. “이 기기의 신호가 매우 강했기 때문에 더 작은 컬러 CMOS 카메라를 사용할 수 있다고 생각했습니다. 오늘날 이용 가능한 민감한 저조도 CMOS 검출기 덕분에 이것이 가능해졌습니다.”
간단한 작동 원리
Biofinder의 작동 원리는 간단하다고 Misra는 말합니다. 물리 세계. 모든 생체 형광은 20나노초 미만의 매우 짧은 수명을 가지므로 시스템은 먼저 펄스 폭이 몇 나노초인 확장된 펄스 레이저 빔을 사용하여 영역을 조명합니다. 그런 다음 CMOS 카메라는 가장 짧은 노출 시간(1 µ현재 검출기에 대한 s). 그런 다음 시스템은 다음 레이저 펄스가 측정을 반복할 때까지 기다립니다.
"저희 레이저는 20초에 20개의 레이저 펄스를 발사합니다."라고 Misra가 설명합니다. "따라서 시스템은 초당 XNUMX개의 이미지 프레임을 사용하고 비디오 속도로 실행됩니다." 그는 XNUMX미터의 목표 거리에서 검출 한계가 ppm 수준 미만이라고 덧붙였습니다.
어류 화석의 바이오 잔류물 검출
그들이 자세히 설명하는 그들의 작업에서 자연 과학 보고서, Misra와 동료들은 어류 화석의 바이오 잔류물을 연구했습니다. 그린 리버 형성, 56-33.9만 년 전 시신세 시대부터 시작됩니다. 그들은 화석이 여전히 상당한 양의 잔류물을 포함하고 있음을 발견했는데, 이는 이 유기물이 오랜 시간이 지난 후에도 화석화 과정에서 광물로 완전히 대체되지 않았음을 암시합니다.
팀은 라만 및 감쇠 전반사 푸리에 변환 적외선(ATR-FIR) 분광법, 주사 전자 현미경(SEM), 에너지 분산 X선 분광법을 비롯한 다양한 다른 기술을 사용한 측정으로 Biofinder 형광 이미지의 결과를 뒷받침했습니다. (SEM-EDS) 및 형광 수명 이미징 현미경(FLIM).
결과는 생물학적 잔류물이 수백만 년 동안 생존할 수 있으며 생체형광 이미징이 이러한 미량 잔류물을 실시간으로 감지하는 데 효과적임을 확인시켜주었다고 Misra는 말합니다.
“미래 NASA 임무에 중요”
존재하거나 멸종된 다른 행성에서 생명체를 찾는 것이 행성 탐사 임무의 주요 목표이며 연구원들은 언젠가 그들의 기술이 먼 세계에서 바이오마커를 찾기 위해 설계된 임무의 일부가 되기를 희망합니다. 실제로 그들은 이제 악기 공간을 확보하기 위해 신청하고 있습니다.
'상호 탐지 가능성'은 외계 문명에 대한 검색을 향상시킬 것입니다
“바이오파인더가 화성이나 다른 행성의 탐사선에 탑재된다면, 유기체가 작고 눈으로 보기 쉽지 않고 죽은 생명체라도 빠르게 넓은 지역을 스캔하여 전생의 증거를 탐지할 수 있을 것입니다. 수백만 년입니다.”라고 Misra는 말합니다. "우리는 형광 이미징이 미래의 NASA 임무에서 유기물과 다른 행성의 생명체 존재를 감지하는 데 중요할 것으로 예상합니다."
연구 공동 저자인 Sonia J Rowley는 Biofinder의 기능이 NASA의 행성 보호 프로그램, 출국 우주선에서 지구 미생물과 같은 오염 물질과 귀환 여행을 할 수 있는 외계 생물학적 위험을 감지하는 것을 목표로 합니다.
