по популярности / по алфавиту

эксперт

Китай хакнул американский рынок высоких технологий

«Китайские инвесторы теряют доверие к своей экономике и инвестируют в высокие технологии за рубежом»

подробнее

Капиллярный электрофорез поможет найти жизнь на других планетах

Автор:

Фото: Analytical Chemistry

Дата: 25 февраля 2017 20:11

Новый сверхчувствительный метод поиска жизни на других планетах основан на давно известном явлении электрофореза – движении заряженных частиц, взвешенных в электролите (проводящем ток растворе), под действием внешнего электрического поля.

Природа метода

Молекулы могут быть положительно или отрицательно заряжены. Когда число положительных и отрицательных зарядов одинаково, заряд исчезает, создавая нейтральную, или незаряженную, молекулу. Представим смесь ионов, растворенных в воде. При отсутствии электрического поля, движение ионов хаотическое. Если приложить электрическое поле, частицы начнут двигаться, такое движение и называется электрофорезом. Положительно заряженные ионы (катионы) двигаются к отрицательному электроду (катоду), отрицательно заряженные ионы (анионы) двигаются к положительному электроду (аноду). Разные по массе частицы будут двигаться с разными скоростями, даже имея одинаковый заряд. С помощью электрофореза можно разделять частицы не только по заряду, но и по другим параметрам. Факторами различия являются температура и кислотность среды (PH), вязкость и другие. Капиллярный электрофорез разделяет молекулы по соотношению размера и электрического заряда.

Капиллярный электрофорез происходит в границах узкой трубки. Маленький диаметр капилляра и поверхностный заряд его стенок объясняет возникновение явления электроосмоса – течения жидкости в пористом теле или капилляре при приложении внешнего электрического поля. Разделение происходит в осмотическом потоке по скорости разных молекул, зависящей от соотношения размера и электрического заряда. В ходе опыта происходит смешивание жидкого образца с реагентом, с последующим химическим анализом в определенных условиях. Для получения данных используется метод laser-induced fluorescence detection (LIF).

Аминокислоты – строительные кирпичики жизни

Использование капиллярного электрофореза для разделения смеси органических молекул на их компоненты можно использовать для поиска следов жизни на других планетах. Новый метод используется для анализа аминокислот – кирпичиков всей жизни на Земле. Аминокислоты спонтанно образуются повсюду во Вселенной, но именно они являются характерной отличительной чертой возникновения жизни, если она вовлекает их в свое строительство. Тем не менее, аминокислоты являются повсеместным побочным продуктом абиотических (неживых) реакций. Но капиллярный электрофорез может показать, имеют ли найденные в образце аминокислоты биологическое происхождение. Для этого предлагается быстрый и чувствительный тест – определение хиральности.

Хиральные молекулы, включая аминокислоты, могут принимать две зеркальные формы – левую и правую. Если аминокислота образуется в космосе, ученые ожидают увидеть равное число двух версий. Но на Земле почти все аминокислоты «левой» формы. Эволюция «выбрала» такую форму по неясной для науки причине. Именно такая форма требуется для фолдинга белков. Астробиологи считают, что жизнь всюду делает схожий «выбор» производить только одну версию аминокислот.

Перспективы метода

Энцелад. Фото: NASA.

Новый метод в 10 тысяч раз более чувствителен, чем технологии, используемые на марсоходе Curiosity. Он может одновременно различить 17 аминокислот в очень малых концентрациях. Он идеально подходит для миссии по поиску следов жизни в подповерхностном океане на Европе (спутнике Юпитера) и Энцеладе (спутнике Сатурна), так как достаточно прост и легко поддается автоматизации. Разработчики нового метода уже работают над созданием портативного прибора, способного выполнять капиллярный электрофорез на месте.

Понравилась заметка? Поделитесь —

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Войти с помощью: