隨著《星際迷航》的上映,我們對(duì)場(chǎng)景中的各種先進(jìn)儀器、分析儀器嘆為觀止,感嘆那些儀器是何等先進(jìn)。如今科技的不斷發(fā)展,電影里虛擬的先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí),這是人類智慧的結(jié)晶。
美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)發(fā)明化學(xué)筆記本電腦的指導(dǎo)思想是可以用它尋找世界的生命跡象,它是一種縮小版的試驗(yàn)室,能分析與生命有關(guān)的樣本。
這個(gè)儀器被送上太空,將成為這類檢測(cè)設(shè)備中最敏感的一款,也將成為第一款可同時(shí)尋找氨基酸和脂肪酸的儀器。它可以像電腦筆記本一樣,用不同的程序檢測(cè)氨基酸和脂肪酸的存在。并且會(huì)告訴我們氨基酸和蛋白質(zhì)的區(qū)別。
化學(xué)筆記本電腦是用來(lái)尋找氨基酸,氨基酸以兩種類型出現(xiàn),左手型和右手型。正如人的左右手一樣,這些氨基酸互為鏡像,但是包含著同樣的成分。地球上的生命只用到了左手氨基酸,因?yàn)樵谏鼩v史的早期就成為標(biāo)準(zhǔn)了。一些科學(xué)家假設(shè),在其他世界中的生命可能會(huì)用到右手型氨基酸。如果測(cè)試發(fā)現(xiàn)了左手型和右手型的氨基酸混合物,就可以斷定,這個(gè)樣本并非生命的起源。但是一旦發(fā)現(xiàn)了左手型或者右手型氨基酸,可以成為迄今為止其他星球存在生命的證據(jù)。
對(duì)氨基酸的分析非常具有挑戰(zhàn)性,因?yàn)樽笫中突蛘哂沂中偷陌被岚姹驹诖笮『碗姾缮隙际堑攘康?。更有挑?zhàn)性的是,發(fā)明一種方法在單項(xiàng)分析中查找所有的氨基酸。
當(dāng)筆記本設(shè)定為尋找脂肪酸的時(shí)候,科學(xué)家最感興趣的是脂肪酸的碳鏈長(zhǎng)度,這也是有機(jī)體存在或者曾經(jīng)存在的標(biāo)志。
化學(xué)筆記本電腦工作原理由電池提供電源的“化學(xué)筆記本電腦”需要分析液體樣本,這一類樣本在火星等星體上尤其難得。研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合JPL的路德·比格爾將“咖啡機(jī)”技術(shù)應(yīng)用其中,樣本被放入特定通道,與水混合加熱至100攝氏度以上,水流會(huì)攜帶有機(jī)分子?;鹦菢颖痉治鰞x器SAM)被放置在NASA“好奇”號(hào)火星探測(cè)車上,它也用到了類似的原理,但是用的是熱而非水。
一旦水樣本被送入化學(xué)筆記本電腦,儀器會(huì)通過(guò)摻入一種熒光染料,能指示氨基酸或脂肪酸。樣本一起流入內(nèi)部的微型芯片,氨基酸或者脂肪酸能夠自動(dòng)分離,在分離管道的尾部是檢測(cè)激光。當(dāng)通過(guò)激光檢測(cè)時(shí),熒光染料可以讓研究人員看到與氨基酸或者脂肪酸有關(guān)的信號(hào)。
在微型芯片內(nèi)部的“分離通道”中,已經(jīng)添加了混有樣本的化學(xué)添加劑。一些物種只能與右手型氨基酸發(fā)生反應(yīng),而另一些只能與左手型氨基酸發(fā)生反應(yīng)。這些添加劑會(huì)改變不同氨基酸類型在分離通道中的存留時(shí)間,進(jìn)而讓科學(xué)家判斷樣本中氨基酸的類型。
化學(xué)筆記本電腦是為未來(lái)做檢測(cè)的一款新興分析儀器這也是第一次應(yīng)用于試驗(yàn)外的環(huán)境,終極目標(biāo)是將這個(gè)儀器放在火星探測(cè)車上,這也對(duì)于尋找土衛(wèi)二冰雪世界目標(biāo)提供了的重要工具?! ?/span>
目前,化學(xué)筆記本電腦技術(shù)在地球上已經(jīng)有所應(yīng)用:它可以用來(lái)檢測(cè)環(huán)境變化,直接在檢測(cè)地點(diǎn)分析樣本就行了,而不需要再將樣本帶回實(shí)驗(yàn)室;它還能測(cè)出藥物的成分是合法還是假冒的。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷飛速發(fā)展,我們一直對(duì)外太空的不斷探索也逐步增大。對(duì)分析儀器、檢測(cè)儀器的需求也就不斷提高。這就要求我們必須有足夠精確的先進(jìn)綜合型儀器為我們開(kāi)辟探索之路。這也就要求儀器儀表行業(yè)不斷突破創(chuàng)新,不斷做精做細(xì)。