Električni senzor sa zlatnim elektrodama može razlikovati dva zrcalna oblika aminokiselina na razini pojedinačnih molekula. Tim sa Sveučilišta u Osaki metodu je ispitao i na ekstraktima meteorita Murchison te tla iz pustinje Atacame, s ciljem razvoja osjetljivijih analiza za astrobiologiju.
Takahito Ohshiro i suradnici u časopisu Nature Communications opisuju kako molekula pri prolasku kroz vrlo uzak razmak između elektroda mijenja električni signal. Obrada oblika tog signala omogućuje razlikovanje molekula koje na prvi pogled imaju jednaku kemijsku formulu.
Isti sastav, različit prostorni raspored
Kiralnost je svojstvo molekule čiji se zrcalni oblik ne može preklopiti s izvornim. Jednostavna usporedba jesu lijeva i desna ruka: sastavljene su na isti način, ali jedna nije zamjena za drugu kada ih pokušamo uklopiti u istu rukavicu.
Za mnoge aminokiseline razlikujemo oblike označene slovima L i D. Život na Zemlji izrazito daje prednost određenom obliku pri izgradnji proteina. Udio pojedinih zrcalnih oblika može biti važan trag pri proučavanju organskog materijala.
Prevladavanje jednog zrcalnog oblika može biti trag biološkog podrijetla, ali slična neravnoteža može nastati i bez života. Na rezultat utječe i onečišćenje uzorka, pa se mjerenje mora usporediti s drugim kemijskim dokazima.
Molekule ostavljaju električni potpis
Elektroni mogu tunelirati kroz vrlo malen razmak između elektroda. Kada se u njemu nađe molekula, mijenjaju se uvjeti prolaska i struja. Senzor bilježi niz kratkih događaja, a njihova se svojstva mogu uspoređivati.
Takav električni pristup privlačan je za instrumente koji bi jednog dana radili izvan Zemlje. Optičke analize često traže dodatne dijelove i pažljivo poravnanje. Smanjenje broja dijelova može olakšati izradu kompaktnog uređaja, ali samo po sebi ne dokazuje da će on pouzdano raditi u svemirskoj misiji.
Računalna analiza prepoznaje obrasce u izmjerenoj struji i razvrstava ih prema molekulama koje su ih proizvele. U testovima razlikovanja dvaju zrcalnih oblika uspješnost je prelazila 80 posto. Prepoznavanje vrste aminokiseline u složenijoj mješavini bilo je zahtjevnije, pa taj rezultat ne predstavlja pouzdanost cijelog postupka analize prirodnih uzoraka.
Ekstrakti meteorita i pustinjskog tla približavaju pokus stvarnim uzorcima jer sadrže mješavine različitih tvari. U njima nije dovoljno samo prepoznati jedan signal: treba odvojiti ciljne molekule od pozadine te provjeriti koliko se pouzdano određuju njihove količine.
Prije uporabe na drugom planetu metoda mora proći dodatne provjere složenih uzoraka i onečišćenja. Senzor zasad pruža novi način mjerenja molekula, dok bi zaključak o mogućem životu zahtijevao potvrdu njihova podrijetla i usporedbu s drugim kemijskim nalazima.
