Tricorder Tech: prototipo de instrumento de preparación de firmas biológicas para mundos oceánicos (BioPOW)

Las misiones de muestreo in situ para detectar biofirmas en mundos oceánicos requieren una preparación minuciosa de las muestras para gestionar la complejidad química que se espera de dichos entornos. Los instrumentos propuestos deben ser capaces de manipular automáticamente muestras líquidas para garantizar detecciones sensibles y precisas de biofirmas independientemente de la composición química inicial.

Aquí, describimos el diseño, la construcción y las pruebas del sistema integrado de preparación de biofirmas para mundos oceánicos (BioPOW) capaz de purificar aminoácidos de muestras heladas. Este instrumento modular de cuatro pasos 1) derrite muestras de hielo, 2) purifica aminoácidos mediante cromatografía de intercambio catiónico, 3) concentra mediante secado al vacío y 4) derivatiza aminoácidos para volatilizarlos y permitir la detección con instrumentos analíticos posteriores.

Los experimentos iniciales validaron el rendimiento térmico del sistema derritiendo hielo en el recipiente de muestra (muestra de 1 ml, 3°C–28°C,

Experimentos adicionales investigaron factores importantes para el intercambio catiónico automático utilizando un enfoque de diseño de experimentos y encontraron que la concentración inicial de sal, los caudales de muestra y eluido y los volúmenes de lavado con agua desempeñan papeles importantes en la reducción de la conductividad (1,1 x – 6,7 x). manteniendo rendimientos de fenilalanina entre 31% y 94%. Luego, los módulos se integraron en una plataforma de campo de 12 cm × 20 cm × 20 cm para su análisis, y se analiza la maduración de este diseño para futuros vuelos espaciales.

Flujo de trabajo conceptual y componentes del sistema BioPOW. (A) Prototipos independientes y flujo de proceso para los tres subcomponentes del dispositivo de preparación y manipulación de muestras BioPOW para aminoácidos. (B) Versión 2 (v2) de la copa de muestra que muestra el calentador interno de nicromo y la carcasa de cerámica, la barra de escala es de 1 cm. (C) El colector de intercambio catiónico utilizado para DOE y que muestra componentes pasivos y activos ensamblados, la barra de escala es de 4 cm. (D) El tanque de derivatización que muestra los tres puertos de acceso para la introducción de muestras, ventilación e inyección de gas, la barra de escala es de 1 cm. (E) El procedimiento operativo para el procesamiento de muestras. Aquí, la carga de muestras la realiza un sistema externo. — Fronteras en astronomía y ciencia espacial

Prototipo de instrumento de preparación integrada de biofirmas para mundos oceánicos (BioPOW). Esta figura que se muestra es un (A) esquema etiquetado, (B) imagen del prototipo ensamblado, la barra de escala es de 2 cm y (C) enrutamiento mecánico del sistema BioPOW que muestra el esquema de integración general. — Fronteras en astronomía y ciencia espacial

Prototipo de instrumento de preparación de biofirmas para mundos oceánicos (BioPOW)Fronteras en Astronomía y Ciencias Espaciales (acceso abierto)

Astrobiología