LOCAD - LOCAD

LOCAD-PTS Takım Tanımlayıcı

Lab-on-a-Chip Uygulamaları Geliştirme ( LOCAD ) eleman ilgili bir dizi laboratuar-on-a-chip projelerin NASA . Projeler, uzay araştırmalarıyla ilgili üç alanda entegre çip üzerinde laboratuvar ürünleri geliştiriyor : Çevresel Kontrol ve Yaşam Sistemleri Desteği (ECLSS), Tıbbi Sistemler ve Uzaktan Keşif. NASA, bu projelerle ilgili faaliyetlerini hem NASA Marshall Uzay Uçuş Merkezi'nde hem de Uluslararası Uzay İstasyonu'nda (ISS) yürütüyor .

Taşınabilir Test Sistemi

LOCAD-PTS, şu anda ISS'de.

Lab-On-a-Chip Uygulama Geliştirme - Taşınabilir Test Sistemi ( LOCAD-PTS ) için bir el cihazıdır mikrobiyal ISS gemiye izlenmesi. Charles River Laboratories tarafından farmasötik ve sağlık bakım endüstrilerinde kullanılmak üzere geliştirilen Endosafe-Portable Test System'dan (Endosafe-PTS) geliştirilmiştir . 2004-2005'te Charles River Laboratories , Endosafe-PTS cihazını (ve bir numune işleme sistemini) uzay uçuşu için değiştirmek üzere Carnegie Bilim Enstitüsü ve BAE Systems ve Jacobs Technology dahil NASA Marshall Uzay Uçuş Merkezi ile birlikte çalıştı. LOCAD-PTS projesi, büyük ölçüde NASA'nın Keşif Sistemleri Görev Müdürlüğü (ESMD), Arama Teknolojisi Geliştirme Programı (ETDP) ve özellikle Gelişmiş Çevresel İzleme ve Kontrol (AEMC) çatısı altında finanse edildi.

Bir LOCAD-PTS Kartuşu.

Cihazın kendisi (veya okuyucu) 2,2 pound ağırlığındadır ve farklı mikrobiyal moleküllerin tespiti için birden fazla değiştirilebilir kartuşla çalıştırılan kombine bir spektrofotometre , ısıtıcı ve pompadır . ISS'de üç farklı mikrobiyal molekülün tespiti için üç farklı LOCAD-PTS kartuşu vardır: endotoksin , glukan ve lipoteikoik asit. Bu üç molekül , sırasıyla gram-negatif bakteriler , mantarlar ve gram-pozitif bakteriler içinde bulunur. Endotoksin ve glukan , at nalı yengeci Limulus polyphemus'tan türetilen Limulus amebosit lizat (LAL) enzim kaskadı ile tespit edilir . Lipoteikoik asit, Jonah yengeç , Cancer borealis'ten türetilen Pro-Fenol Oksidaz (PPO) enzim kaskadı ile tespit edilir . Küçük bir sinyalin amplifikasyonu ile bu enzim basamakları, çok düşük miktarlarda başlangıç ​​mikrobiyal materyalin saptanmasına izin verir. Bir astronot, kabin yüzeyinden bir sürüntü örneği alabilir, bunu endotoksin içermeyen suda çözebilir ve LOCAD-PTS ile mikro yerçekiminde kantitatif olarak 15 dakikadan kısa bir sürede analiz edebilir. ISS'deki geleneksel kültür temelli yöntemler birkaç gün sürer ve genellikle yerdeki bilim adamları tarafından daha derinlemesine analiz için örneklerin Dünya'ya iade edilmesini gerektirir.

Suni Williams, ISS'de LOCAD-PTS ile bir yüzey örneğini analiz ediyor (31 Mart 2007)

LOCAD-PTS, 9 Aralık 2006'da Uzay Mekiği Discovery STS-116 ile ISS'ye fırlatıldı . ISS gemiye depolama dört aylık bir süre sonra, cihaz, ilk olarak kullanılmıştır Sefer 14 / 15 Uçuş mühendisi Suni Williams içindeki yüzeyleri analiz etmek için, 31 Mart 2007 tarihinde Unity . O zamandan beri, LOCAD-PTS, Keşif 16 – Keşif 18 ekipleri tarafından ISS'deki mikrobiyal materyali izlemek için yaygın olarak kullanılmaktadır . LOCAD Ekibi, NASA Marshall Uzay Uçuş Merkezi'ndeki NASA Yük Operasyonları ve Entegrasyon Merkezi'ndeki (POIC) konsollardan ISS'deki LOCAD-PTS'nin her operasyonunu destekledi . LOCAD-PTS, Expedition 20 astronotları Mike Barratt ve Tim Kopra tarafından Ekim 2009'a kadar ISS'de kullanılmaya devam edecek.

ISS operasyonlarının ilk aşaması, ISS içindeki yüzeylerde endotoksin tespit etmek için LAL kartuşlarının kullanıldığı Mart 2007 ile Şubat 2008 (Sefer 14-16) arasında gerçekleşti. ISS yüzeylerindeki çoğu bakterinin gram pozitif olduğuna dair önceki göstergelere rağmen, endotoksinin ISS'de dağıldığı bulundu. Endotoksin tüm yüzey alanlarının %50'sinde tespit edildi ve egzersiz, hijyen, uyku ve yemek alanlarındaki yüzeylerde yaygın olarak bulundu. Kültür temelli temas slayt yöntemleri ile Koloni Oluşturan Birimlerin (CFU'lar) gözlemlendiği her yüzey bölgesinde endotoksin bulundu . Beta-1,3-glukan tespiti için LAL-Glukan kartuşları, Mart 2008'de Uzay Mekiği STS-123'te ISS'ye fırlatıldı . Bu kartuşlarla ilgili ön sonuçlar, endotoksin için gözlemlenenlere benzer modeller gösterdi, ancak glukan bulundu daha yüksek seviyelerde ve ISS'de çok daha yaygın olduğu bulundu. Lipoteikoik asit tespiti için Gram+ kartuşları) 14 Kasım 2008'de STS-126'da ISS'ye gönderildi . Bu kartuşlarla testler 18 – 20 Seferleri sırasında yapıldı.

Saha testleri ve bilimsel keşifler

LOCAD-PTS swab sisteminin Meteor Crater, NASA Desert RATS'de (Eylül 2005) simüle edilmiş yüzey Dışı Araç Aktivitesi (EVA) sırasında testi.

LOCAD-PTS uzaya fırlatılmadan önce , cihazın nominal işlevini ve numune işleme prosedürlerini doğrulamak için parabolik uçuş kullanımıyla simüle edilmiş mikro yerçekiminde kapsamlı bir şekilde test edildi . Ayrıca, dünyadaki aşırı ortamlarda mikrobiyal yaşamı incelemek için bilimsel keşiflerde birkaç yıl kullanıldı. Bunlar aşırı ortamlar dahil Svalbard NASA destekli sırasında yüksek Arktik (80N enlem) 'de Arktik Mars Analog Svalbard Expedition (amase), içinde volkanlar Kamçatka , uzak doğu Rusya, 2004 ve 2006 yıllarında Rus-NASA Astrobiyoloji Enstitüsü (NAI) Expeditions sırasında, 2005 ve 2006'daki NASA Çöl Araştırma ve Teknoloji Çalışmaları (Desert RATS) sırasında Arizona çölü ve astronot Peggy Whitson'ın komutasındaki NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO) Expedition 5 sırasında Florida Keys'deki sualtı habitatı Aquarius ve Everest Dağı .

LOCAD-PTS, NASA'nın Gelişmiş Çevresel İzleme ve Kontrol (AEMC) Programı kapsamında desteklenen ve buna karşılık NASA'nın Keşif Sistemleri Görev Müdürlüğü'nün (ESMD) Keşif Teknolojisi Geliştirme Programı (ETDP) tarafından desteklenen bir teknolojidir. AEMC içindeki tüm teknolojiler Ulusal Araştırma Konseyi tarafından gözden geçirilmiştir ve LOCAD-PTS şu anda yörüngede iki yıldan fazla bir deneyime sahiptir.

LOCAD-PTS Keşfi

Jake Maule, piyasaya sürülmeden önce S6 Truss'un tırabzanını temizliyor (9 Aralık 2008).
Jake Maule, Pad 39A'nın mikrobiyal araştırmasını yapmak için LOCAD-PTS'yi kullanıyor (7 Ağustos 2009).

LOCAD-PTS Keşfi , NASA'nın Bilim Misyonu Müdürlüğü'nün Ay ve Mars Analog Görev Faaliyetleri (MMAMA) Programı tarafından finanse edilen bir ISS deneyidir. BAE Systems, Charles River Laboratories (CRL), NASA Johnson Uzay Merkezi (Astronot Ofisi, Mürettebat ve Termal Sistemler Bölümü ve Araç Dışı Aktivite (EVA) ve Mürettebat Hayatta Kalma Sistemleri Şubesi), NASA Kennedy Uzay Merkezi ve NASA Marshall Uzay arasında bir işbirliğidir. Uçuş Merkezi . Deneyin amacı, Ay ve Mars'ın insan keşfine hazırlık olarak hem fırlatmadan önce hem de sonra insan uzay uçuşu ile ilişkili biyolojik malzemenin yayılmasını izlemek ve belgelemek için prosedürler tasarlamak ve test etmektir. LOCAD-PTS Keşif deneyi, Ay ve Mars Analog Görev Faaliyetleri (MMAMA) Programı kapsamında NASA'nın Bilim Görev Müdürlüğü (SMD) tarafından finanse edildi ve ISS'de SMD tarafından finanse edilen ilk deney.

ISS Starboard S6 Kafes -kesiti, Ekim 2008 ve Aralık 2008'de -NASA'nın Kennedy Uzay Merkezi'ndeki Uzay İstasyonu İşleme Tesisi'nde (SSPF) bulunurken ve Uzay Mekiği Discovery STS-119'un fırlatılmasının ardından yine uzayda LOCAD-PTS ile analiz edildi. .

S6 Truss, Steve Swanson (EV1) ve Richard R. Arnold (EV2) tarafından ilk uzay yürüyüşü sırasında 19 Mart 2009'da 5. uçuş gününde uzayda tarandı. Bu 'svap', uzay giysisi eldivenleriyle dolaylı olarak yapıldı. Eldivenler, EVA'dan önce ve sonra, LOCAD-PTS ile, Expedition 18 Uçuş Mühendisi Sandy Magnus tarafından ISS'nin içinde silindi. Swab örnekleri daha sonra, 7, 21 Mart 2009 uçuş gününde Magnus tarafından ISS'de analiz edildi. Bu deney, insanlı uzay uçuşlarında, EVA ekibinin EVA'dan önce kendilerini mikropları kontrol ettiği ilk kez oldu ve STS-119 ekibi tarafından Başkan'a değinildi. Obama, STS-119 sırasında uzaydan bir video konferans sırasında. Bu tür bir prosedür, NASA'nın diğer gezegenlerde yaşam arama hedefini desteklemek ve gezegen koruma yönetmeliklerine uymak için biyolojik materyalin yayılmasını izlemek ve belgelemek için gerekli olacaktır .

Daha fazla LOCAD-PTS Keşif testleri, 5-8 Ağustos 2009 tarihleri ​​arasında Pad 39A üzerindeki Yük Değiştirme Odasında Uçuş 17A Çok Amaçlı Lojistik Modülü (MPLM) "Leonardo" üzerinde gerçekleştirilmiştir. 17A MPLM, faydalı yüke yerleştirildikten sonra da test edilmiştir. 25 Ağustos 2009'da fırlatılması planlanan Uzay Mekiği Discovery STS-128 körfezi. MPLM'nin kendisine ek olarak, tüm Döner Hizmet Yapısı (RSS) ve Mobil Fırlatma Platformunun (MLP) mikrobiyal bir araştırması da yapıldı. 17A MPLM'nin dış yüzeyleri de STS-128'in inişinden sonra test edilecek. Her MPLM bir kargo taşıyıcısıdır ve Uzay Mekiği Yük Körfezi'nde Dünya'ya geri getirilir .

Galeri

  • Her üç tip LOCAD-PTS Kartuşu için Enzim Kaskadları.

  • LOCAD-PTS Ekibi, NASA görev kontrolünden ISS ile görüşüyor (31 Mart 2007).

  • Greg Chamitoff, Keşif 17'de (Haziran 2008) LOCAD-PTS kullanıyor.

  • Sandy Magnus, Expedition 18 (Ocak, 2009) sırasında LOCAD-PTS kullanıyor.

  • Norm Wainwright (sağda) ve Jake Maule, parabolik uçuş sırasında (2007) LOCAD-PTS'yi test ediyor.

  • LOCAD-PTS, AMASE (2004) sırasında Kuzey Kutbu kaplıcalarındaki mikrobiyal yaşamı analiz ediyor.

  • Jake Maule (solda) ve Jan Toporski (sağda) Mutnovsky Volkanı kraterinde, Kamçatka (2004).

  • Mike Damon (önde) ve Jake Maule, NASA Desert-RATS, Arizona'da (Eylül 2006).

  • Jake Maule, Pad 39A'nın mikrobiyal araştırmasını yapıyor (4 Ağustos 2009).

  • Jake Maule, Shuttle yük bölmesinde 17A MPLM'yi test ediyor (7 Ağustos 2009).

  • Karissa West, Pad 39A'nın mikrobiyal araştırmasını yapıyor (7 Ağustos 2009).

Referanslar

Dış bağlantılar