Науковці розробили спеціальний чіп для пошуку життя у космосі: як він працює

Міжнародна група науковців на чолі з дослідниками Університету Осаки в Японії розробила електричний метод виявлення ознак життя за межами Землі. Технологія дає змогу розрізняти форми молекул амінокислот із точністю понад 80% і в майбутньому може використовуватися на космічних апаратах для дослідження інших планет.

Про це повідомляє видання ScienceAlert.

Новий метод ґрунтується на аналізі амінокислот — молекул, які є будівельними блоками білків. Дослідники зосередилися на двох дзеркальних формах цих молекул — L- і D-формах. Співвідношення між ними в зразку може допомогти визначити, чи мають амінокислоти біологічне походження.

У науковій термінології ця властивість називається хіральністю. Розроблена технологія дає змогу визначати її за допомогою надзвичайно малого проміжку між двома золотими нанодротами.

Пристрій працює завдяки квантовому ефекту тунелювання: електрони проходять через крихітний проміжок між нанодротами, створюючи електричний струм. Коли розчин з амінокислотами потрапляє на мікрочип, струм змінюється. Ці зміни фіксують і аналізують за допомогою штучного інтелекту, який визначає, до якої форми належать молекули.

За словами біоінженера Університету Осаки Такахіто Осіро, точність розрізнення L- і D-форм амінокислот перевищила 80%.

“Поєднавши нашу технологію тунелювання через нанозазор зі штучним інтелектом, ми змогли розрізняти L- і D-форми амінокислот із точністю понад 80%”, — зазначив дослідник.

Науковці наголошують, що це перший випадок розрізнення хіральності амінокислот на рівні окремих молекул.

Наразі для аналізу хіральності амінокислот використовують рідинну хроматографію з мас-спектрометрією. Однак обладнання для цього методу є громіздким, потребує значної кількості зразка та кількох етапів хімічної підготовки. Натомість новий сенсор компактніший і потребує меншої кількості молекул для дослідження.

Дослідники вже перевірили технологію на природних зразках. Вони проаналізували матеріал метеорита Мерчисон, знайденого в Австралії, а також ґрунт із пустелі Атакама в Чилі.

За словами нанотехнолога Університету Осаки Масатеру Танігуті, результати нового методу були порівнянними з результатами традиційних способів аналізу. Обидва підходи дали змогу визначити основні характеристики складу амінокислот у досліджених зразках.

Водночас пристрій не може виявляти позаземне життя на відстані. Для аналізу необхідно спочатку отримати фізичний зразок із досліджуваного небесного тіла.

У перспективі сенсор можуть встановлювати на автоматичних космічних зондах і планетоходах, які досліджують планети та їхні супутники. Це дозволило б аналізувати зібрані матеріали безпосередньо під час космічних місій.

Перед практичним використанням технологію потрібно вдосконалити. Зокрема, науковці мають навчити систему працювати з молекулами, з якими вона раніше не стикалася. Результати дослідження опублікували в журналі “Nature Communications”.