文章图片
文章图片
【关于火星有机探测器的介绍】
对火星样品进行氨基酸分析的一个重要方面 ， 是将非生物产生的氨基酸与灭绝或现存生命合成的氨基酸区分开来 。 氨基酸同手性提供了一种区分非生物与生物来源的明确方法 。 由D-和L-氨基酸混合物组成的蛋白质不是有效的酶 ， 因为它们不能折叠成生物活性构型 ， 例如a-螺旋 。 然而 ， 由所有D-氨基酸组成的酶的功能与仅由L-氨基酸组成的酶一样 ， 但这两种酶使用相反的立体异构底物 。 因此没有明显的生化原因 ， L-氨基酸比D-氨基酸更受青睐 。
在地球上 ， 生命只使用蛋白质中的L-氨基酸可能只是一个机会问题 ， 我们假设如果蛋白质和酶是火星上已灭绝或现存生命的组成部分 ， 那么氨基酸同手性将是必需的 ， 然而 ， 火星生命曾经基于D-氨基酸的可能性与基于L-氨基酸的可能性相同 ， 在火星样本中检测到氨基酸的非外消旋混合物将是火星上存在已灭绝或现存生物群的有力证据 。 发现过量的D-氨基酸将为独特的火星生命提供无可辩驳的证据 ， 这种生命不可能来自在地球上播种地球生命 。
相反 ， 外消旋氨基酸以及非蛋白质氨基酸如α-氨基异丁酸和外消旋异缬氨酸的存在将表明非生物来源 ， 尽管我们必须考虑外消旋氨基酸是由外消旋产生的可能性 ， 生物产生的氨基酸 。 在火星上寻找生命的一个潜在障碍是宇宙飞船对地球的前向污染 ， 其中要么是陆地生物 ， 要么是更可能的陆地生物分子 。 这个问题对于评估火星是否存在天然氨基酸非常重要 ， 由于与陆地生命相关的氨基酸的独特混合物和L-对映体特征 ， 手性氨基酸分析可用于监测在行星探索过程中发生的火星前向污染水平 。 一个远程监测计划将提供一个关键的基线数据集 ， 用于评估人类最终探索火星期间的前向污染 。 一种相对较新的技术显示了基于航天器的氨基酸对映体分析的前景 ， 即基于微芯片的毛细管电泳 。
使用毛细管电泳 ， 氨基酸的身份和对映体组成都可以在十亿分之一以下的水平上确定 ， 毛细管电泳的检测限比传统高效液相色谱法高3个数量级以上 。 因此 ， 可以分析比例较小的样品 。 毛细管电泳芯片系统 ， 已被用于探索使用此类设备分析外星样品中氨基酸对映异构体的可行性 。 测试系统由一个折叠的电泳通道组成 ， 该通道通过光刻法制造在直径为10厘米的玻璃晶片夹层中 ， 并与激光激发的共聚焦荧光检测装置耦合 ， 提供亚大摩尔灵敏度 。 毛细管电泳分析系统由一堆晶圆级组件组成 ， 这些组件分别提供液体流动通道、毛细管分离区、电泳控制、储液罐和检测系统 。
该毛细管电泳系统的尺寸比传统的实验室台式氨基酸分析仪器小一个数量级以上 。 与基于高效液相色谱法的分析相比 ， 使用毛细管电泳的分析时间大约为几分钟 。 一个关键方面是可以通过使用微制造CE芯片仪器快速准确地确定对映体比率 。 使用毛细管电泳芯片系统从沉积物和默奇森陨石中提取的氨基酸的对映体比率与基于高效液相色谱法的方法确定的值非常匹配 。 对于基于航天器的毛细管电泳芯片分析 ， 需要基于微流体的样品处理系统来提供适合分析的氨基酸提取物 。
一个正在测试的符号方案 ， 首先通过在热水中加热约一个小时从样品中提取氨基酸 ， 该程序类似于实验室中用于从陨石中提取氨基酸的程序 ， 通过该程序获得的水提取物被冷冻 ， 然后在火星环境压力下升华到冰冷的手指上 。 将升华的冰氨基酸混合物解冻并收集在与毛细管电泳芯片仪器连接的容器中 ， 采用这种设计 ， 不需要脱盐 ， 从而消除了需要试剂和离子交换色谱的程序 。
推荐阅读
- 食物诱发性欲：华人科学家《自然》发文，揭秘蛋白质催欲作用
- 微生物的生化和生物物理特性
- 关于自动化的流体样品处理的微型装置的介绍
- 在生物学中，量子处理器可以用作评估基本过程的预测工具
- 如何将火星地球化？或许我们需要把地球上的微生物送到火星上！
- 火星上出现充满“科技感”的不明飞行物，它是什么？又在做什么？
- 美国要造“火星火箭”，关键问题却无法解决，或求助中国？
- 火星洞察号进入倒计时，过去四年发现了什么？曾发现火星变暗27秒
- 到火星“上班”一年，天问一号探测器“业绩”如何？