Tricorder Tech: Разработка микрофлюидного устройства для поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии для будущих астробиологических миссий.

Инженерная модель устройства ШЕРЛОК проходит испытания в лаборатории. Прибор Scanning Habitable Raman and Luminescent for Organics and Chemicals (SHERLOC) представляет собой устанавливаемый на руку резонансный рамановский и флуоресцентный спектрометр глубокого ультрафиолета (DUV) с DUV-лазером на длине волны 248,6 нм и

Основным преимуществом технологии рамановской спектроскопии перед конкурирующими инструментами анализа, используемыми в роботизированных планетарных миссиях, является способность идентифицировать органические и неорганические молекулы.

Учитывая текущие (NASA/Mars 2020) и предстоящие (ESA/ExoMars) астробиологические миссии, использование рамановских спектрометров до сих пор было сосредоточено на идентификации неорганических молекул, а не на поиске биологических маркеров. В основном это связано с тем, что чувствительность традиционного рамановского анализа не соответствует низкому содержанию биологических маркеров, которые, как ожидается, сохранятся в геологических объектах, обнаруженных на Марсе. Основываясь на наземных приложениях, эту проблему можно решить с помощью метода поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (SERS).

Основанный на резонансном эффекте, возникающем при взаимодействии органических молекул с наночастицами металлов (наноэмульсиями или субстратами SERS), SERS-анализ оказался успешным в обнаружении биомаркеров как в жидких, так и в твердых образцах вплоть до значений ppb. Имея это в виду, исследовательская группа ERICA недавно разработала микрофлюидное решение для автоматического синтеза наноэмульсий SERS во время миссий по исследованию планет.

Запатентованная система, основанная на использовании специально разработанного микрофлюидного чипа, соединенного с микронасосами и микроклапанами, недавно была применена для анализа растворов азотистых оснований известных концентраций. Лабораторные испытания показали, что SERS-анализ, проведенный непосредственно на предметном стекле, обеспечивает обнаружение аденина до концентрации 10-9М, что на 6 порядков ниже, чем традиционный рамановский анализ. В качестве дальнейшего шага в этом развитии исследовательская группа ERICA вскоре проверит пригодность этого устройства непосредственно в полевых условиях.

В частности, микрофлюидное устройство будет применяться для изучения органического содержания проб воды, которые будут собраны из нескольких гидротермальных систем, расположенных в Исландии, которые являются идеальными земными участками, подобными Марсу.

https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2023pses.conf80607V/Summary

Венеранда, М. Санс-Арранс, А.; Прието Гарсия, Дж. Манрике, Джорджия; Гольф-Гонсалес, С.; Рейес — первый; Ролл, Ф.; Сатьянараян, Дж. Коттер, JP; Лопес-Рейес, Дж.

7-е Испанское совещание по планетологии и исследованию Солнечной системы (7-е CPESS), которое пройдет с 11 по 13 июля 2023 года в Вальядолиде, Испания. Доступно онлайн по адресу https://www.cpess7.com/93374/detail/7th Edition Совещания по планетарной науке и исследованию Солнечной системы-cpess-7.html,ID 80607

Астробиология