Prototipo de instrumento BioPOW (preparación de biofirmas para mundos oceánicos)

Las misiones de muestreo in situ destinadas a detectar biofirmas sobre los océanos requieren una preparación cuidadosa de las muestras para gestionar la complejidad química que se espera de estos 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 de hielo. 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) deriva los 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, de 3 °C a 28 °C,

Experimentos posteriores investigaron factores importantes para el intercambio catiónico automático utilizando un enfoque de diseño de experimentos y descubrieron que la concentración inicial de sal, los caudales de muestra y eluido y los volúmenes de lavado. El agua desempeña un papel importante en la reducción de la conductividad (1,1 x – 6,7 x) mientras se mantiene la fenilalanina. rendimientos 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 flujos 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 los componentes pasivos y activos montados, 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. En este caso, la carga de muestras se realiza mediante un sistema externo. — Fronteras en astronomía y ciencia espacial

Instrumento prototipo para la preparación integrada de biofirmas para Ocean Worlds (BioPOW). Esta figura 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 diagrama de integración general. — Fronteras en astronomía y ciencia espacial

Prototipo de instrumento de preparación de biofirmas para Ocean Worlds (BioPOW)Fronteras de la astronomía y las ciencias espaciales (acceso abierto)

Astrobiología