Son derece hassas bir alet, milyonlarca yıl önce yok olan fosilleşmiş organizmalardan güçlü biyo-floresan sinyalleri aldı. Geliştiricilerine göre, yeni Kompakt Renkli Biyobulucu, diğer gezegen cisimlerindeki yaşam belirtilerini tespit etmede benzer şekilde kullanışlı olacak ve bu nedenle NASA ve diğer uzay ajanslarının gelecekteki görevlerinde kritik bir rol oynayabilir.
Amino asitler, proteinler, lipidler ve hatta tortul kayaçlar gibi biyolojik materyallerin tümü, özel kameralar kullanılarak tespit edilebilen biyo-floresan sinyalleri yayar. tarafından geliştirilen Kompakt Renkli Biyobulucu Anupam Misra itibaren Hawaii Jeofizik ve Planetoloji Enstitüsü at UH Manoa Okyanus ve Yer Bilimi ve Teknolojisi Okulu (SOEST), kayaya yapışan çok az miktarda biyolojik kalıntı tespit ederek bu eski kameraları geliştirir. Ayrıca birkaç metre mesafede çalışabilir ve geniş alanları hızla tarayabilir.
Misra, "Biofinder'ın ilk versiyonu, büyük bir hassas ICCD [yoğunlaştırılmış şarj bağlantılı cihaz] dedektörü kullanılarak yapıldı" diyor. "Bu cihazdan gelen sinyaller çok güçlü olduğu için daha küçük bir renkli CMOS kameranın kullanılabileceğini düşündüm. Bugün mevcut olan hassas, düşük ışıklı CMOS dedektörleri sayesinde bu artık mümkün.”
Basit çalışma prensibi
Misra, Biofinder'ın çalışma prensibinin basit olduğunu söylüyor Fizik dünyası. Tüm biyo-floresans 20 nanosaniyeden daha kısa bir ömre sahiptir, bu nedenle sistem önce bir alanı birkaç nanosaniyelik bir darbe genişliğine sahip genişletilmiş bir darbeli lazer ışını kullanarak aydınlatır. CMOS kamera daha sonra en kısa pozlama süresini (1 µs mevcut dedektör için). Sistem daha sonra ölçümü tekrarlamak için bir sonraki lazer darbesini bekler.
Misra, “Lazerimiz bir saniyede 20 lazer darbesi ateşliyor” diye açıklıyor. "Dolayısıyla sistem saniyede 20 görüntü karesi alıyor ve video hızında çalışıyor." Tespit limitleri, bir metrelik hedef mesafede ppm seviyelerinin altındadır, diye ekliyor.
Balık fosillerinde biyolojik kalıntı tespiti
detaylandırdıkları çalışmalarında Doğa Bilimsel Raporlar, Misra ve meslektaşları balık fosillerindeki biyo-kalıntıları incelediler. Yeşil Nehir oluşumu56-33.9 milyon yıl önce Eosen döneminden kalma. Fosillerin hala önemli miktarda kalıntı içerdiğini buldular, bu da bu organik maddenin, bu kadar uzun bir süre sonra bile, fosilleşme sürecinde tam olarak minerallerle değiştirilmediğini ima ediyor.
Ekip, Biofinder floresan görüntülerinden elde edilen bulguları Raman ve zayıflatılmış toplam yansıma Fourier dönüşümü kızılötesi (ATR-FIR) spektroskopileri, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi dahil olmak üzere bir dizi başka teknik kullanarak ölçümlerle destekledi. (SEM-EDS) ve floresan ömür boyu görüntüleme mikroskobu (FLIM).
Misra, sonuçların biyolojik kalıntıların milyonlarca yıl hayatta kalabileceğini doğruladığını ve biyofloresan görüntülemenin bu eser kalıntıları gerçek zamanlı olarak tespit etmede etkili olduğunu söylüyor.
“Gelecekteki NASA görevlerinde kritik”
Diğer gezegenlerde yaşam arayışı - var olsun ya da olmasın - gezegensel keşif misyonları için ana hedeftir ve araştırmacılar, teknolojilerinin bir gün uzak dünyalarda biyolojik belirteçler aramak için tasarlanmış görevlerin bir parçası olacağını umuyorlar. Gerçekten de, şimdi enstrüman alanlarını nitelikli hale getirmek için başvuruyorlar.
'Karşılıklı tespit edilebilirlik' dünya dışı uygarlıkların aranmasını iyileştirecek
“Biyobulucu Mars'ta veya başka bir gezegende bir geziciye monte edilmiş olsaydı, organizma küçük olsa, gözlerimizle görülmesi kolay olmasa ve bir süreliğine ölmüş olsa bile, geçmiş yaşamın kanıtlarını tespit etmek için geniş alanları hızla tarayabilirdik. milyonlarca yıl," diyor Misra. Floresan görüntülemenin, organikleri ve diğer gezegen cisimlerinde yaşamın varlığını tespit etmek için gelecekteki NASA görevlerinde kritik olacağını tahmin ediyoruz.”
Çalışma ortak yazarı Sonia J Rowley, Biofinder'ın yeteneklerinin NASA'lar için de önemli olacağını ekliyor. Gezegen Koruma programıGiden uzay gemilerindeki Dünya mikropları gibi kirleticileri ve dönüş yolculuğunu yapabilecek dünya dışı biyolojik tehlikeleri tespit etmeyi amaçlayan .
