Yeni yöntem, proteinlerin yapı taşları olan amino asitlere odaklanıyor. Amino asitler “L-formu” ve “D-formu” olmak üzere iki ayna görüntüsü şeklinde bulunuyor.
Bir numunedeki bu formlar arasındaki denge, amino asitlerin canlı bir organizma tarafından mı yoksa canlı olmayan süreçlerle mi üretildiğini ortaya koyuyor.
Bilimsel alanda amino asidin bu biçimsel yapısına “kiralite” (sağ-sol ellilik) adı veriliyor. Araştırmacıların geliştirdiği teknik, iki altın nanotel arasındaki küçük bir boşluğu kullanarak bu kiralite durumunu tespit edebiliyor.
Mevcut cihazlara kıyasla çok daha küçük
Amino asit kiralitesi halihazırda sıvı kromatografisi-kütle spektrometrisi (LC-MS) adı verilen bir yöntemle analiz edilebiliyor. Ancak bu yöntem için gereken ekipmanlar oldukça hantal olmasının yanı sıra büyük numuneler ve çok sayıda kimyasal işlem gerektiriyor. Bu durum, söz konusu cihazların uzay araçlarına veya gezgin robotlara yüklenmesini zorlaştırıyor.
Araştırmacıların geliştirdiği mikroçip tabanlı sistem ise çok daha küçük boyutlarda tasarlanmıştır. Birbirinden neredeyse hiç ayrılmayan iki altın nanotel, aralarında elektronların sızdığı bir kuantum etkisi olan “elektriksel tünelleme akımı” oluşturuyor.
Amino asit moleküllerini içeren bir çözelti mikroçip üzerine damlatıldığında, elektrik akımında ölçülebilir bir değişim meydana geliyor. Yapay zeka ve makine öğrenimi algoritmaları, bu elektriksel dalgalanmaları analiz ederek moleküllerin L veya D formunda olup olmadığını belirliyor.
Osaka Üniversitesi’nden biyomühendis Takahito Ohshiro, nanoboşluk tünelleme tekniğini yapay zeka ile birleştirerek amino asitlerin L ve D formlarını yüzde 80’in üzerinde bir doğrulukla ayırt edebildiklerini belirterek, bunun tek molekül düzeyinde yapılan ilk amino asit kiralite ayrımı olduğunu vurguladı.
Meteorit ve çöl numunelerinde test edildi
Yöntemin astronotların veya insansız uzay araçlarının kullanımına uygun eksiksiz bir tarayıcıya dönüştürülmesi için geliştirme çalışmaları devam ediyor. Ancak araştırmacılar yeni tekniği mevcut geleneksel yöntemlerle karşılaştırarak test etti.
Osaka Üniversitesi’nden nanoteknoloji uzmanı Masateru Taniguchi, Avustralya’daki Murchison meteoritinden alınan doğal numuneler ile Şili’deki Atacama Çölü’nden alınan toprak numunelerini analiz ettiklerini ve yeni yöntemin geleneksel metotlarla benzer başarılı sonuçlar verdiğini açıkladı.
Geliştirilen nanoboşluk cihazı, daha az hazırlık gerektiren ve çok daha az sayıda molekülle çalışabilen kompakt bir test mekanizması vaat ediyor. Gelecekte insansız uzay araçlarına ve uzay gezginlerine entegre edilmesi planlanan sistemin, uzak ay ve gezegenlerde keşfedilen yaşam izlerini Dünya’ya bildirmesi hedefleniyor.
