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update: 2024/5/14
更新日期: 2024/5/14
origin: 2012/11/25
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NASA探測外太空氨基酸信號 尋找外星生物
大陸新聞中心／綜合報導
美國NASA報導，近年來科學家一直在積極找尋能夠產生蛋白質和酶的有機分子的信號，繼而發現可能存在的外星生命。在實驗室環境下，科學家已經透過高科技手段類比宇宙環境，試圖確定太空岩石和其它外來天體樣本中生命存在的跡象。
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美國馬里蘭州格林灣爾戈美國NASA戈達德空間飛行中心的工程師斯蒂芬妮·蓋蒂（Stephanie Getty）在先進儀器領域進行的開拓性工作使得她被評為戈達德空間飛行中心年度創新人物，並並獲得美國NASA天體生物學科學與技術儀器發展專案提供的120萬美元，用於研發天體寒冷表面採樣有機物質分析儀(OASIS)。她研發的微型液相色譜-質譜儀能夠透過研究外太空星球、小行星和柯伊伯帶天體冰冷衛星上的氨基酸分子的『手性( 旋向性)』，進而探測有機分子的信號。
氨基酸
在外太空天體找尋氨基酸分子的研究早在50年前就已經開始，當時科學家在落入地球的小行星殘餘物，也即隕石中，發現了大量非地球氨基酸存在的痕跡。這項發現徹底改變了天體生物學，讓科學家不禁重新思考一個問題：太陽系其它地方，甚至太陽系以外，是否存在其它生命形式？而氨基酸是解答這一問題的關鍵所在。
作為蛋白質的基本組成模組，氨基酸是生命的主要組成部分，從產生頭髮和指甲到組成加速或者調節細胞內化學反應的酶。就像26個英文字母可組成無數個英文單詞，20種不同的氨基酸的不同排列可形成數百萬計不同的蛋白質分子。
氨基酸還具有另一個有趣的特點，儘管它們只存在兩種不可重疊的形式——左手和右手，也即『手性』——只有非生物有機體化合物能夠使用兩種形式。產生生命的氨基酸必須具有同樣的手性，這意味著它們只會使用氨基酸分子結構中兩種鏡像形式中的一種（如圖2）。
左手
地球上的生命形式幾乎都是左手性，這導致科學家不禁思考，這種傾向性是因為隨機過程導致，還是攜帶左旋氨基酸分子的隕石墜落在地球，最終導致地球生命幾乎都是『左撇子』。為了找尋答案，戈達德天體生物學分析實驗室的蓋蒂與同事研究了富碳隕石以及從狂野2號彗星上收集到的細小微粒。結果發現某些研究的隕石樣本中存在大量左旋氨基酸，這表明左旋氨基酸起源於太空，尤其是小行星的環境條件導致左旋傾向更為明顯。
問題是，太陽系中其他天體上是否也存在類似現象呢？如果是，那麼這些天體存在的氨基酸主要是左旋還是右旋呢？OASIS監測並確定氨基酸分子的手性——也即左旋分子和右旋分子的比率——將成為回答這些問題的關鍵所在。
OASIS的獨特設備
早在1970年代，科學家利用一種名為氣相色譜-質譜分析法的技術研究有機化合物，美國宇航就於1976年首次將這種技術應用於前往火星的維京任務。它還被裝載在好奇號火星漫遊車上，用於戈達德分型中心研發的火星樣本分析儀器（SAM）。SAM利用熱處理碰撞的岩石樣本，隨著加熱的進行，樣本會碎裂釋放出氣體，SAM的氣相色譜-質譜儀可以測量這些氣體並確定樣本中的有機化合物。儘管這種方法很有效，但是熱會導致有機碳變成碎片，從而丟失某些分子資訊。為了保存這些細節，SAM發明了一種溶劑抽取的實驗，儘管該實驗能夠檢測氨基酸，卻無法確定它的手性。
蓋蒂帶領的研究小組因此專門設計OASIS以提供精確的測量，該設備利用液體取代加熱，為樣本做準備，隨後將其分離，並檢測複雜的有機化合物，包括氨基酸的存在。『我們發現液相色譜法結合質譜分析法是目前實驗室測量氨基酸分子最敏感最可行的方法。OASIS是我們朝著微型太空飛行設備發展的第一步。』
最終，研究小組希望打造出更輕、低耗能、適合飛行的天體有機化合物探測分析儀，全重不超過11磅，它將比目前我們使用的設備敏感性高100倍，但體積更小更輕量化。
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