Gli scienziati hanno eseguito test ambientali approfonditi in diverse condizioni gravitazionali per confermare la funzionalità dell'analizzatore e il suo livello di disponibilità tecnologica.
I loro risultati sono stati pubblicati su npj Microgravity (s41526-023-00290-3 - pnas.0406798102) e aprono la strada all'integrazione di strumenti microfluidici in una serie di opportunità di missioni spaziali.
Microfluidica nello spazio
La microfluidica è un termine generale che descrive la manipolazione di una piccola quantità di fluidi utilizzando piccoli canali con dimensioni da dieci a centinaia di micrometri. È un campo multidisciplinare che coinvolge l'analisi molecolare, la biodifesa, la biologia molecolare e la microelettronica e può riferirsi a dispositivi di controllo di meccanica dei fluidi come pompe e valvole o sensori come flussometri e viscosimetri. Il concetto è adatto anche in astrobiologia per le analisi delle firme biologiche durante i voli spaziali, regolando i volumi dei fluidi su scala nano/micro attraverso indagini biochimiche altamente sensibili. Di conseguenza, gli strumenti in miniatura sono particolarmente attraenti per analizzare le impronte biologiche della vita extraterrestre.
Sebbene i sistemi di bioanalisi microfluidica siano ancora in fase di sviluppo, i bioingegneri mirano a migliorare la loro sensibilità gravitazionale e l'efficienza energetica per l'esplorazione spaziale, ricercando una configurazione compatta per le analisi in situ.
Il dispositivo
Estlack e colleghi hanno sviluppato un sistema di analisi organica microfluidica (MOA) con un array di microonde programmabile integrato (PMA) accanto a microcanali di vetro e un sistema di rilevamento della fluorescenza indotta da laser (LIF).
Nel loro documento descrivono i risultati dei primi due voli parabolici simulati, di cinque previsti, per valutare le prestazioni della microfluidica in condizioni di microgravità.
Con l'aumentare della quota durante la simulazione, la pressione è diminuita e ha provocato un calo generale della temperatura, che ha influenzato lo strumento microfluidico. Le modifiche ai parametri operativi, tuttavia, hanno avuto un impatto minimo sulle prestazioni complessive dello strumento. In particolare, il team ha valutato la risposta del dispositivo negli intervalli del volo che corrispondevano alla gravità lunare e marziana e il risultato è stato che "l'ambiente gravitazionale ha avuto un impatto minimo sulle prestazioni dello strumento".
Nel contempo, il team ha eseguito test di diluizioni automatizzate.Durante le prime due fasi, hanno trasferito un tampone e un fluoroforo in un pozzo di stoccaggio nei rapporti desiderati. Durante la fase finale, hanno caricato un microvolume del fluoroforo diluito nei canali di rilevamento incorporati e lo hanno trasferito oltre il rilevatore di fluorescenza tramite il vuoto.
Test superato
I risultati hanno evidenziato l'idoneità dello strumento per applicazioni che rilevano e determinano analiti chimici e biochimici extraterrestri. L'insensibilità dello strumento verso un campo gravitazionale in condizioni simulate in laboratorio ha giustificato la sua idoneità per il dispiegamento spaziale.
Il prossimo step include indagini sull'elettroforesi capillare e il monitoraggio della salute dell'equipaggio degli astronauti tramite test clinici simulati per rivelare biomarcatori di interesse specifico.
GOOGLENEWS
