Las misiones de muestreo in situ para detectar biofirmas en mundos oceánicos requieren una preparación exhaustiva de las muestras para gestionar la complejidad química esperada de dichos entornos. Los dispositivos propuestos deben poder manejar automáticamente muestras líquidas para garantizar una detección precisa y sensible de biofirmas, independientemente de la composición química inicial.

En este artículo, revisamos el diseño, construcción y pruebas de un sistema integrado de preparación de biofirmas para mundos oceánicos (BioPOW) capaz de purificar aminoácidos de muestras de hielo. Este dispositivo modular de cuatro pasos: 1) descongela muestras de hielo, 2) purifica aminoácidos mediante cromatografía de intercambio catiónico, 3) concentra mediante secado al vacío y 4) derivatiza aminoácidos para volatilizarlos y permitir la detección con instrumentos analíticos posteriores.

Los experimentos iniciales validaron el rendimiento térmico del sistema descongelando el vaso de muestra (muestra de 1 ml, 3°C – 28°C,

Experimentos posteriores investigaron factores importantes para el intercambio catiónico espontáneo utilizando un enfoque de diseño de experimentos y descubrieron que la concentración inicial de sal, los caudales de muestra y emulsión y el volumen de lavado con agua desempeñan papeles importantes en la reducción de la conductividad (1,1 × – 6,7 ×) mientras se mantienen los rendimientos de fenilalanina. entre 31% y 94%. Luego, los módulos se integraron en una plataforma de campo de 12 cm x 20 cm x 20 cm para su análisis, y se analiza la madurez de este diseño para futuros vuelos espaciales.

Flujo de trabajo conceptual y componentes del sistema BioPOW. (A) Prototipos independientes y flujo de proceso para los tres subcomponentes del dispositivo de preparación y procesamiento de muestras BioPOW para aminoácidos. (b) Versión 2 (v2) de la copa de muestra que muestra el calentador interno de nicromo y la funda de cerámica, barra de escala de 1 cm. (c) Colector de intercambio catiónico utilizado para el dispositivo DOE que muestra los componentes pasivos y activos instalados, barra de escala de 4 cm. (d) Tanque de derivatización que muestra los tres puertos de acceso para introducción de muestra, aireación e inyección de gas, barra de escala de 1 cm. (e) Procedimiento operativo para el procesamiento de muestras. Aquí, la muestra es cargada por un sistema externo. — Fronteras en astronomía y ciencia espacial

Prototipo del dispositivo de preparación integrada de biofirmas para mundos oceánicos (BioPOW). Las figuras que se muestran son (a) un esquema etiquetado, (b) una imagen del prototipo ensamblado, barra de escala de 2 cm y (c) una ruta mecánica del sistema BioPOW que muestra el diagrama de integración general. — Fronteras en astronomía y ciencia espacial

Prototipo de dispositivo de preparación de biofirmas para mundos oceánicos (BioPOW)Fronteras en astronomía y ciencia espacial (acceso abierto)

Astrobiología