Kleingerät könnte Leben auf Mars nachweisen

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NASA Jet Propulsion Laboratory: Mikrochip-Elektrophorese findet geringste Mengen an Aminosäuren

Forscher am NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) http://jpl.nasa.gov haben ein kompaktes, vollautomatisches Gerät für die Mikrochip-Elektrophorese (ME) entwickelt. Dieses könnte zum Einsatz kommen, um auf anderen Planeten nach Spuren von Leben zu suchen. Im Rahmen einer simulierten Mars-Mission in der chilenischen Atacama-Wüste hat das Team das ME-System an Bodenproben getestet und konnte damit geringste Spuren von Aminosäuren nachweisen.

Einfach mehr Spuren

Auf anderen Planeten, wie dem Mars, sind bestimmte organische Moleküle ein entscheidender Hinweis auf Leben. Bisherige Marsmissionen haben bei der Suche nach solchen Spuren Gaschromatografie-Massenspektrometrie (GC-MS) genutzt. Doch das ist etwa zum Nachweis organischer Säuren in Proben, die auch Wasser oder Salze enthalten, nicht optimal. Das JPL-Team um den Cehmiker Peter Willis hat daher ein vollautomatisches System entwickelt, das Proben mittels Mirkochip-Elektrophorese aufbereitet und Substanzen dank Laser-induzierter Fluoreszenz (LIF) erkennt.

Wie das Team in „Analytical Chemistry“ berichtet, nutzt ihr Gerät einen Mikrochip, der flüssige Proben verarbeitet und kennzeichnet, einen ME-Chip zum Trennen von Verbindungen und einen LIF-Detektor. Damit kann es vollautomatisch Proben verarbeiten, was die Forscher bei Tests in der Atacama-Wüste zeigen konnten. Dabei hat ein Rover im Boden nach Proben gebohrt, die dann mit Wasser vermengt und erhitzt wurden, um Verbindungen zu extrahieren. Dabei konnte das neue ME-Gerät Aminosäuren bei einer Konzentration im Teilchen-pro-Milliarde-Bereich nachweisen. Die Empfindlichkeit liegt damit drei Größenordnungen über jener von GC-MS.

Weitere Tests notwendig

Teile der Atacama-Wüste zählen zu den lebensfeindlichsten Regionen der Erde. Extreme Trockenheit und – dank großer Höhe – geringe Temperaturen machen diese auch relativ Mars-ähnlich, weshalb sie oft als Testbett für simulierte Missionen dient. Das ME-System, das dort noch tatsächlich Hinweise auf Leben findet, schafft das womöglich auch auf dem Mars. Allerdings ist der aktuelle Prototyp noch nicht für die Erkundung des roten Planeten selbst geeignet. Das System muss noch weiterentwickelt werden, um auch den notwendigen Raumflug auszuhalten und den auf dem Mars doch noch etwas harscheren Umweltbedingungen standzuhalten.

Zum Paper „Fully Automated Microchip Electrophoresis Analyzer for Potential Life Detection Missions“: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.0c01628

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