Tricorder Tech: prototipo di dispositivo per la preparazione della firma biologica per Ocean Worlds (BioPOW)

Le missioni di campionamento in situ per rilevare biofirme nei mondi oceanici richiedono un’ampia preparazione dei campioni per gestire la complessità chimica prevista di tali ambienti. I dispositivi proposti devono essere in grado di gestire automaticamente campioni liquidi per garantire un rilevamento accurato e sensibile delle biofirme, indipendentemente dalla composizione chimica iniziale.

In questo articolo, esaminiamo la progettazione, la costruzione e il test di un sistema integrato di preparazione della biofirma per i mondi oceanici (BioPOW) in grado di purificare gli amminoacidi dai campioni di ghiaccio. Questo dispositivo modulare in quattro fasi: 1) scongela campioni di ghiaccio, 2) purifica gli amminoacidi tramite cromatografia a scambio cationico, 3) si concentra tramite essiccazione sotto vuoto e 4) derivatizza gli amminoacidi per volatilizzarli e consentire il rilevamento con successivi strumenti analitici.

Gli esperimenti iniziali hanno convalidato le prestazioni termiche del sistema scongelando la coppa del campione (campione da 1 ml, 3°C – 28°C,

Esperimenti successivi hanno studiato fattori importanti per lo scambio cationico spontaneo utilizzando un approccio di progettazione sperimentale e hanno scoperto che la concentrazione salina iniziale, le velocità di flusso del campione e dell’emulsione e il volume di lavaggio dell’acqua svolgono tutti un ruolo importante nella riduzione della conduttività (1,1× – 6,7×) mantenendo al contempo le rese di fenilalanina tra il 31% e il 94%. I moduli sono stati poi integrati in una piattaforma da campo di 12 cm x 20 cm x 20 cm per l’analisi e viene discussa la maturità di questo progetto per il futuro volo spaziale.

Flusso di lavoro concettuale e componenti del sistema BioPOW. (A) Prototipi indipendenti e flusso di processo per i tre sottocomponenti del dispositivo di elaborazione e preparazione dei campioni BioPOW per gli amminoacidi. (b) Versione 2 (v2) della coppa campione che mostra il riscaldatore interno in nicromo e il manicotto in ceramica, barra della scala 1 cm. (c) Collettore di scambio cationico utilizzato per il dispositivo DOE che mostra i componenti passivi e attivi installati, barra della scala 4 cm. (d) Serbatoio di derivatizzazione che mostra le tre porte di accesso per l’introduzione del campione, l’aerazione e l’iniezione del gas, barra della scala 1 cm. (e) Procedura operativa per il trattamento dei campioni. Qui, il campione viene caricato da un sistema esterno. — Frontiere dell’astronomia e delle scienze spaziali

Prototipo del dispositivo Integrato per la preparazione della firma biologica per Ocean Worlds (BioPOW). Le figure mostrate sono (a) uno schema etichettato, (b) un’immagine del prototipo assemblato, scala 2 cm e (c) un percorso meccanico del sistema BioPOW che mostra il diagramma di integrazione generale. — Frontiere dell’astronomia e delle scienze spaziali

Prototipo di dispositivo per la preparazione della firma biologica per i mondi oceanici (BioPOW)Frontiere dell’astronomia e delle scienze spaziali (accesso aperto)

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