Uzaydaki organik maddelerin kokusu

Diğer gezegenlerde bilim adamlarının teorik olarak tespit edebileceği organik moleküllere kükürt içeren tiyoller de eklendi, amino asitler, karboksilli asitler ve ketonlar da bu listeye dahil. Bunlar arasında, bu organik moleküller yalnızca Güneş sistemimizdeki diğer gezegenler ve uydularında eski veya şu andaki hayatın izlerini bulmamızı sağlamayacak, aynı zamanda bu gezegenler ve uydularda var olabilecek jeolojik süreçlerin türlerine de ışık tutabilecek.

Pasadena, Kaliforniya, ABD'deki NASA Jet İtme Laboratuarı'nda çalışan Peter Willis şöyle diyor:

“Özel bir organik fonksiyonel grubun varlığını ölçecekseniz dikkate alacağınız bir seri farklı gezegen süreci var. Dünya dışı bir yerde kimyasal bir çevrenin ne olduğunu öğrenmek için olası en büyük ortamı sağlamak için ve oluşan olası gezegensel ve biyolojik süreçler hakkında bilgi edinmek için, tiyol bileşiklerini analiz edebileceğimiz bir yöntem geliştirdik”.

Tiyoller Dünya'daki bütün hayatın kritik bir bileşenidir, örneğin sistein amino asidinin yapısında bulunur. Birbiri ile disülfid bağları oluşturarak farklı sistein birimlerindeki tiyol grupları protein bükülmesinde merkezi bir rol oynar. Ancak bir gezegende tiyollerin var olması hayatın olması anlamına gelmez; jeolojik aktiviteler düşünülmelidir. Bunun sebebi tiyollerin gezegenin iç kısmından çıkan yükseltgenmiş sülfatlarla karbon varlığında indirgenmesi ile de ortaya çıkabilmesidir; Satürn'ün en büyük ayı olan Titan'da durum böyle olmaktadır.

Gezegensel veya biyolojik

Bu, bilim adamlarının neden dünya dışı gezegenlerde mümkün olabilecek bir seri organik molekülü (tiyoller dahil) gezegensel ve olası biyolojik süreçler tarafından oynanan rolleri devre dışı bırakarak tespit etmek için istekli olduğunu açıklıyor.

Tiyolleri tespit etmenin bir yolu basitçe bunları koklamaktan geçer, çünkü tiyollerin sarımsak benzeri kuvvetli bir kokusu vardır. Daha hassas bir tayin yönteminde ise, Dünya dışı gezegenlerde amino asitler gibi diğer organik moleküllerin tespiti için geliştirilmiş kılcal elektroforez (CE) tekniklerini benimseyebiliriz. Willis ve ekibinin yaptığı da tam olarak budur.

Willis ve ekibinin benimsediği yöntem tiyolleri, bunlarla çabucak bağlanan maleimid organik molekülüne bağlanan parlak mavi renkli bir boyar madde ile tiyollerin işaretlenmesinden geçiyor. Bundan sonra miselli elektrokinetik kromatografi (MEKC) kullanarak işaretlenmiş tiyoller ayrılıyor. MEKC, CE'nin bir türü olup analitlerin bir deterjan tarafından oluşturulan misellerle büyük veya küçük oranda etkileşime girmesi prensibine dayanarak, bir ayırma tampon çözeltisinde seyahat ettirilir. Willis MEKC'yi, tiyolleri ayırmakta standart CE'den çok daha etkin olduğunu bulunca kullanmaya başlamış. En son kademede laserle oluşan fluoresans yardımıyla tiyoller tespit edilir.

Uzayda mürekkep püskürtmeli kartuş

Bu yöntemin güzelliği, Dünya dışı gezegenlerde organik moleküllerin tespit edilmesi için zaten geliştirilmiş olan CE mikroçiplerinde yürütülebiliyor olmasıdır. Bu mikroçipler Avrupa Uzay Ajansı'nın ExoMars programı gibi gelecek görevlerde büyük ihtimalle kullanılacaktır. Tek yapılması gereken ekstra bir boyar madde ve reaktif setini almaktır. Willis, şöyle açıklıyor: “Bunu reaktiflerle doldurulmuş ve geliştirilmiş bir 'mürekkep püskürtmeli yazıcı kartuşu' olarak görebiliriz ve çip tarafından farklı kullanımlar için seçimli olarak programlanmıştır.

İlk test olarak, Willis ve arkadaşları MEKC yöntemlerinin 1-15 nM derişimlerde 12 farklı tiyolün oluşturduğu özel bir karışımı ayırıp tespit edebildiğini gösterdi. Bunun ardından, Kaliforniya'daki kükürtçe zengin bir jeotermal ısıl püskürükten alınmış örnekleri analiz ederek 2-propantiyol ve 1-butantiyolü tespit etti.

Willis, doktora sonrası araştırmacı Fernanda Mora ile beraber, şimdi bu yöntemi 2011 yılında amino asit tespit etmek için geliştirilmiş tam otomatik bir CE mikro-cihazına entegre etmeye çalışıyor (daha fazla bilgi için otomatik dünya dışı amino asit analizi makalesine bakabilirsiniz ). Bu ekip aynı zamanda yöntemin hassasiyetini artırmak için tiyolleri derişik hale getirmek üzerinde çalışıyor. SeparationsNow web sitesine konuşan Willis, şöyle diyor:

“Tiyol içeren bir örneği alıyoruz ve çok tabakalı mikro-cihazlarının yeni bir şeklinde farklı bölgelerde bulunan kimyasal olarak işlevselleştirilmiş boncukların yüzeyinde tiyolleri derişiklendiriyoruz. Bu teknikle, gerçekten eser miktarda tiyol içeren çok büyük miktardaki çözeltiler ile çalışabiliyor ve daha önce karşılaşılmamış tayin hassasiyetlerine ulaşabiliyor”.

 

İlgili kaynaklar:

separationsnow.com

Electrophoresis, 2013, 34, 309–316: "Analysis of thiols by microchip capillary electrophoresis for in situ planetary investigations"

+ Yorum bulunmuyor

Yorum yap