开发一个以3D打印机为灵感,微重力兼容的样本准备设备,用于未来在国际空间站内使用

科学领域:

• 太空生物学和天体生物学
• 生物技术和生物工程
• 微流体和芯片上的实验室技术.

背景情况:

• 监测微生物负担对于国际空间站 (ISS) 上的宇航员健康至关重要.
• 目前用于太空生物样本分析的方法通常是劳动密集型和耗时的.
• 开发自动化,微重力兼容的系统对于有效的船员健康监测至关重要.

研究的目的:

• 开发和演示一个紧的,自动化的,微重力兼容的多功能样本准备平台 (VSPP).
• 为了快速识别微生物和对机组人员安全的潜在健康风险.
• 为了验证VSPP从各种样本类型中提取高质量的核酸的能力.

主要方法:

• 修改了负担得起的3D打印机,以创建VSPP原型.
• 微重力兼容的试剂井和试剂盒的3D打印.
• 使用核酸结合磁性颗粒从尿液和全血样本中提取.
• 执行2.1秒下降塔微重力测试,以测试组件的兼容性.

主要成果:

• 在地面测试中,VSPP成功提取了高质量的核酸 (寨卡病毒RNA,人类RNase P基因).
• 在经过处理的尿样中检测到临床相关的病毒RNA水平 (低至50 PFU/提取量).
• 从全血样本中获得了高度一致的DNA提取产量 (标准偏差为0.4值周期).
• 在降落塔测试中,VSPP组件证明了微重力使用的兼容性.

结论:

• 在微重力条件下,VSPP是用于自动化生物样本制备的有希望的,具有成本效益的解决方案.
• 该平台可以快速识别微生物威胁,并支持在太空任务上的机组人员健康监测.
• 计划通过抛物线飞行和国际空间站进行进一步的微重力验证,以充分发挥VSPP的潜力.