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3D打印帮助宇航员在太空中研究自己的血液样本

来源:3D虎 发表时间:2018-02-12 60
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当你去医院做体检时,医生需要获得你的血液样本,这在地球上实行这样的操作很容易,但是当有天我们生活在太空中呢?那么,这将成为一件相当困难的事情。我们需要了解太空环境如何改变和影响我们的健康?幸运的是,NASA正在开发一个新的项目,可以给我们一些答案,而3D打印将会起到重要的作用。

如果我们能弄清楚基因是如何影响疾病和衰老的,以及细菌如何影响宇航员健康的话,我们在太空中生活将会更加安全。在接下来的四年里,美国国家航空和宇宙航行局将致力于在国际空间站(ISS)上开发3D打印设计工具和仪器,能够处理如血液等液体,即使在微重力环境下也不会溢出;这将使宇航员能够分析太空中的重要生物样本。

该组织将开发可用于微生物学领域的技术,这些微生物学被称为组学-包括与蛋白质组学、微生物群和基因组有关的研究。位于加利福尼亚州的美国国家航空航天局的喷气推进实验室(JPL)由加州理工学院代为管理,负责领导空间健康转化研究所资助的重要太空项目。

美国宇航局对研究组学并不陌生,根据以前的组学研究结果,国际空间站上的宇航员的免疫系统较弱,然而科学家对造成此情况的原因尚不清楚。

由于国际空间站上的航天员不能在船上处理生物样本,他们必须把它们送到地球,这显然需要一些时间。此外,在微重力下处理液体是很困难的,宇航员必须收集许多样本,如他们自己的血液和唾液,人和货物携带的微生物积聚在国际空间站的墙壁上。如果缺乏适当的工具,可能会导致样品漂浮,形成气泡或溢出-在ISS周围漂浮碎片可能是一个大问题,结果可能会受到影响。

“当你进入太空时,没有人能帮助到你。你必须自己做所有的分析,”太空科学组织首席研究员JPL的Kasthuri Venkateswaran解释说。“这个项目将开发一个自动化系统,用最少的人员干预研究分子生物学。”

我们已经看到太空中的3D打印医疗用品,但是NASA宇航员去年首次成功测序了DNA,这是一个重要的里程碑,它使用由Oxford Nanopore Technologies开发的名为MinION的微型手持测序工具。

现在,“空间组学”项目将采取下一步措施,开发一种自动化的DNA/RNA提取器,为MinION装置准备样品。提取器需要一个关键色谱柱,以便从MinION序列的样品中提取核酸,而这些样品中的空间组成部分正在修改,因此可以使用塑料进行3D打印。

JPL的博士后研究员Camilla Urbaniak和“空间组学”项目的联合研究人员解释说,涉及该项目的所有技术已经在地球上得到了成功的测试。

“我们正在地球上研究分析DNA,并将所有步骤整合到一个自动化系统中。最新的目标是我们正在开发一个可以提取和处理所有这些样本的一站式商店,”Urbaniak解释说。

如果没有墨盒,这种自动化系统将不可能实现,墨盒可以在ISS上3D打印,并且包含多个将保存DNA样品浸入溶液的孔。然后将溶液与磁性颗粒混合,以帮助纯化样品,然后将其插入MinION装置。

“太空组学”项目还将研究积聚在航天器上的微生物,以便他们可以学习检测遗传标记,以显示它们是否有益或有害。

这个项目对于更好地了解太空中的人类健康至关重要,因此我们可以帮助我们的宇航员保持健康,甚至有一天全世界人口都可以进入太空。

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