金星ライフファインダーミッションコンセプト研究のコンテキストにおける流体スクリーンによる生物学的粒子の直接その場観測

金星の雲の色は清らかに白い。だが、嵐のように荒れ狂い、その中では硫酸、アンモニアも作られている。雲の中に生物がわんさか居る前提で、帯電した網に微粒子を吸引させて採取した生命体を顕微鏡で見ようという計画。いきなり其処を狙う野心的な探査計画。誰が費用を負担するねん。以下、機械翻訳。
金星ライフファインダーミッションコンセプト研究のコンテキストにおける流体スクリーンによる生物学的粒子の直接その場観測キャプチャ、分離、および視覚化
2022年11月8日
化学的不均衡およびその他の異常な観測の証拠 金星の大気は、惑星の温帯内の生命の探求を動機付けます 雲。金星の空中生物圏の兆候を見つけるために、専用の 宇宙生物宇宙ミッションが必要です。ヴィーナスライフファインダー(VLF)ミッション 検索するための特殊な機器を備えた独自のミッションコンセプトを網羅 居住可能性指標、バイオシグネチャー、さらには生命そのもの。のキー 生命の探索は、粒子の直接的な捕獲、濃縮、視覚化です 生物学的可能性の。ここでは、フルードスクリーン(FS)の概要を簡単に紹介します。 技術、誘電泳動(DEP)微生物の最近の進歩 粒子の捕獲、濃縮、分離。FSはキャプチャすることができ、 多細胞カビを含む生化学的に多様な粒子を分離する 真核細胞、さまざまな種類の細菌、さらにはウイルスに基づく 粒子誘電特性。この短いコミュニケーションでは、 VLFミッションのコンテキストでの流体スクリーンの実装の可能性、 流体スクリーン装置のユニークな科学的成果を強調しています。FSは 自家蛍光などの他の高度に洗練された機器と組み合わせて 顕微鏡またはレーザー脱離質量分析計。可能なことについて話し合います 流体スクリーンの構成は、変更およびテスト時に、 金星に適応。FS技術のユニークな科学的成果について議論します 生物学的粒子を本来の状態で捕獲し、それらを保持することができます キャプチャされたのを直接イメージングするための顕微鏡の焦点面 材料。本稿では,提案手法の課題について議論する. 金星雲の濃硫酸環境。金星の雲が 特に挑戦的な環境であり、太陽系の他の天体であり、 たとえば、液体の水が存在する場合、流体スクリーンに特に適している可能性があります アプリケーション。
キーワード: 誘電泳動; マイクロフルイディクス; 微生物粒子の捕捉と分離; 金星 雲


図 1. Fluid-Screen DEP 技術の原理の概略図。 (a) 電界は、細菌の構成要素ごとに双極子を誘導します (これらすべての双極子の合計を双極子と呼びます)。
「超双極子」）。 超双極子は、粒子の形状、サイズ、形態、および化学的性質に依存します。 液体サンプル中に浮遊している生体粒子を捕捉し、ベースで濃縮します。
電場と相互作用する超双極子。 このような相互作用は、非常に高速で効率的で、
さまざまな微生物細胞を他の粒子から確実に捕捉および分離します (粒子サイズは異なります)。
重要な要素であるため、FS はさまざまなサイズに集中できます)。 (b) Fluid-Screen DEP 応答スペクトル (概略図) は、粒子の形状、サイズ、形態学、および化学的性質の違いにより、細菌種ごとに異なります。 この効果により、ミクロまたはガニの選択的な捕獲と分離が可能になります


図 2.流体スクリーン (FS) 微生物捕捉および分離システムの概略図。 (a)
FSシステム運用の全体図。 流入サンプルがチップに入ります。 電気のとき
フィールドがオンになっている、細菌は電極 (図 4) にキャプチャされます。 電場を回した後
オフ、流出サンプルが収集されます。 FS System による 1 mL のサンプル処理には、約 10 分かかります。 4
分。 さらに、Fluid-Screen は、捕捉された生物学的粒子の数を検出および定量化するための自動化された方法を開発しました。 [17] の図 2a、クリエイティブ コモンズの下で複製
表示 4.0 国際ライセンス。 (b) FS フロー マイクロ流体チップの回路図
目に見える電極。


図 3. Fluid-Screen 技術は普遍的であり、さまざまな種を捕捉して分離することができます。
さまざまなサンプルマトリックスからの細菌、真菌、およびウイルス。 (a) FS 技術による捕捉と分離
多様な生命体。 * DNA やその他の大きな生体分子の捕捉は、
文献 [21,22] であり、Fluid-Screen の直接の焦点ではありませんが、FS 技術は
大きな生体分子の捕捉にも適しています。 (b) FS 技術は、生命のさまざまな生理学的段階を区別することもでき、さまざまな生理学的段階で生命体を選択的に捉えることができます。


図 4. 明視野画像は、Fluid-Screen Chip の円環状電極構造の一部を示しています。 電場オフ (左パネル)、電場オン (右パネル)。 細胞が捕獲される
Aspergillus brasiliensis 懸濁液をスパイクした脱イオン水から。 電界がオフの場合
(左パネル)、細菌の捕獲は観察されず、Aspergillus brasiliensis (大きなサイズの黒い球)
焦点が合っていないように見えるソリューションに中断されます。 電場をかけた後（右）
パネル)、Aspergillus brasiliensis 細胞に焦点が合い、電極の端で目に見えて捕捉されます。
顕微鏡の焦点面に固定されています。

5。結論
金星の雲の状態を模倣した環境での粒子捕獲に適したプロトコルを確立するには、さらなるテストが必要です。具体的には濃硫酸
または塩濃度の高い溶液は、誘電泳動粒子の捕捉と分離にとって深刻な課題であり、可能であれば、標準の変更が必要になります
FS プロトコル。
金星の雲は、DEP ベースの生物学的粒子捕捉法にとって特に困難な環境ですが、木星の衛星エウロパや土星の衛星エンケラドスなど、液体の水が存在する太陽系の他の天体は、流体に特に適している可能性があります。 -画面。 DEP ベースの生体物質の直接捕捉、分離、および濃縮は、液体の水が存在するあらゆる環境に適用できます。
宇宙生物科学の目的を伴う宇宙ミッションについて考慮されます。流体スクリーン
システムは、実績のある機能を備えた非常に用途の広い機器です。さらに実験すると
テストと変更を行うことで、調査の準備が整い、多くの問題を解決できる可能性があります。
未解決の宇宙生物学の質問。 FS システムの現在の構成はまだスペースの準備ができていませんが、必要な FS システムの小型化と適応
実行可能です。