Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Universität Osaka in Japan hat eine kompakte elektrische Methode zum Nachweis von Lebensspuren außerhalb der Erde entwickelt. Sie konzentriert sich auf die Chiralität von Aminosäuren – ihre „spiegelbildlichen“ Formen L und D.
Herkömmliche Ansätze wie die Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie erfordern sperrige Geräte und große Probenmengen. Das neue Gerät nutzt einen mikroskopischen Spalt zwischen zwei Gold-Nanodrähten auf einem Chip.
Wenn eine Lösung mit Aminosäuren in den Spalt gelangt, entsteht ein Tunnelstrom – ein Quanteneffekt, bei dem Elektronen durch den Zwischenraum „sickern“. Änderungen des Stroms ermöglichen es, die Formen der Moleküle zu unterscheiden.
Maschinelles Lernen hilft, die L- und D-Formen mit einer Genauigkeit von mehr als 80 Prozent zu identifizieren. Dies ist der erste Fall einer Unterscheidung der Chiralität von Aminosäuren auf der Ebene eines einzelnen Moleküls.
Die Methode wurde bereits an Proben aus der Atacama-Wüste in Chile und am Meteoriten Murchison in Australien getestet. Die Ergebnisse erwiesen sich als vergleichbar mit herkömmlichen Analysen, erfordern aber weniger Vorbereitung und weniger Moleküle.
Das Gerät ist kompakt und könnte sich für den Einbau in Sonden und Rover eignen. Die Forscher betonen, dass es mit chemisch komplexen Proben arbeiten kann, einschließlich solcher, die für die Astrobiologie relevant sind.
Die Arbeit wurde in Nature Communications veröffentlicht. „Diese Ergebnisse legen die Grundlage für künftige Anwendungen in der Forschung im Zusammenhang mit der Suche nach Leben“, schreiben die Autoren.
Doch wird der Sensor auch mit Molekülen zurechtkommen, denen er noch nie begegnet ist? Die nächsten Entwicklungsschritte werden zeigen, wie universell der Ansatz sein wird.
Derzeit ist die Technologie für weitere Tests sowohl auf der Erde als auch im Weltraum bereit. Sollte es eines Tages gelingen, Leben auf einem anderen Planeten zu entdecken, könnte genau ein solcher Chip bei dieser Entdeckung eine Schlüsselrolle spielen.
