Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Osaka in Japan heeft een compacte elektrische methode ontwikkeld om tekenen van leven buiten de aarde op te sporen. De methode richt zich op de chiraliteit van aminozuren — hun ‘spiegel’-vormen L en D.
Traditionele benaderingen zoals vloeistofchromatografie-massaspectrometrie vereisen omvangrijke apparatuur en grote monsters. Het nieuwe instrument gebruikt een microscopisch kleine spleet tussen twee gouden nanodraden op een chip.
Wanneer een oplossing met aminozuren in de spleet terechtkomt, ontstaat een tunnelstroom — een kwantumeffect waarbij elektronen door de opening ‘sijpelen’. Veranderingen in de stroom maken het mogelijk de vormen van de moleculen te onderscheiden.
Machine learning helpt de L- en D-vormen te identificeren met een nauwkeurigheid van meer dan 80 procent. Dit is het eerste geval waarin chiraliteit van aminozuren op het niveau van één molecuul wordt onderscheiden.
De methode is al getest op monsters uit de Atacamawoestijn in Chili en de Murchison-meteoriet in Australië. De resultaten bleken vergelijkbaar met traditionele analyses, maar vereisen minder voorbereiding en minder moleculen.
Het apparaat is compact en kan geschikt zijn voor installatie op sondes en rovers. De onderzoekers merken op dat het kan werken met chemisch complexe monsters, waaronder die welke relevant zijn voor de astrobiologie.
Het werk is gepubliceerd in Nature Communications. ‘Deze resultaten leggen de basis voor toekomstige toepassingen in onderzoek naar de zoektocht naar leven’, schrijven de auteurs.
Maar kan de sensor omgaan met moleculen die hij nog niet is tegengekomen? De volgende ontwikkelingsfasen zullen uitwijzen hoe universeel de aanpak blijkt te zijn.
Voorlopig is de technologie klaar voor verdere tests, zowel op aarde als in de ruimte. Als er ooit leven op een andere planeet wordt ontdekt, zou juist zo’n chip een sleutelrol kunnen spelen bij die ontdekking.
