科技日?qǐng)?bào)北京6月4日電(記者張佳星)北京時(shí)間6月4日凌晨，隨著美國(guó)肯尼迪航天中心“3—2—1—點(diǎn)火”的指令，北京理工大學(xué)的兩個(gè)墨綠色盒子，跟隨“龍”飛船奔向國(guó)際空間站。

這兩個(gè)小盒子，能自動(dòng)變溫、自動(dòng)加料、自動(dòng)開始和停止實(shí)驗(yàn)……閥、泵、反應(yīng)器一個(gè)也不少，堪稱“魔盒”。

北京理工大學(xué)生命學(xué)院副教授李曉瓊介紹，科學(xué)載荷的盒子中有兩組12塊芯片，60個(gè)通道，可以模擬人體發(fā)育過(guò)程，在空間環(huán)境下對(duì)20個(gè)基因開展聚合酶鏈?zhǔn)?PCR)反應(yīng)中DNA錯(cuò)配規(guī)律研究。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目將在國(guó)際空間站駐留一個(gè)月，這是中國(guó)空間科學(xué)項(xiàng)目首次進(jìn)入國(guó)際空間站，實(shí)現(xiàn)了中美近二三十年空間領(lǐng)域合作“零”的突破。

去空間站做實(shí)驗(yàn)，卻不帶任何儀器？小小“魔盒”內(nèi)“乾坤”幾何？如何完成實(shí)驗(yàn)？

“完成一個(gè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)需要很多儀器，一臺(tái)一臺(tái)搬上天是不可能的?！表?xiàng)目團(tuán)隊(duì)帶頭人、北京理工大學(xué)教授鄧玉林說(shuō)，“為了滿足太空實(shí)驗(yàn)的要求，我們的設(shè)計(jì)把實(shí)驗(yàn)室嵌進(jìn)芯片，用‘微流控芯片技術(shù)’造‘芯片實(shí)驗(yàn)室’，再把芯片裝進(jìn)‘魔盒’?！?/p>

鄧玉林介紹，“芯片實(shí)驗(yàn)室”的實(shí)現(xiàn)源自一個(gè)奇妙的發(fā)現(xiàn)，1999年的《科學(xué)》雜志上登載了它的原理文章——一位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)裝有紅藍(lán)墨水的管子細(xì)到微納米級(jí)別時(shí)，二者的界面非常清晰，不會(huì)混合。

“不混合”意味著控制流體非常簡(jiǎn)單，一個(gè)拐彎就能起到“閥”的作用，泵、反應(yīng)器、實(shí)驗(yàn)室的儀器等都可在小區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)?！半娮有酒菍㈦娮?、二極管等元件集成到晶圓上。‘芯片實(shí)驗(yàn)室’則是把微閥、微泵、微反應(yīng)器都集成在芯片上?！编囉窳终f(shuō)。

此外，芯片設(shè)計(jì)要考慮與地面完全不同的環(huán)境，例如，太空變溫劇烈，會(huì)給芯片帶來(lái)巨大的壓力，容易產(chǎn)生破裂等。面對(duì)空間輻射、復(fù)雜機(jī)制等難題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)勇于創(chuàng)新，完成了整體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、核心芯片研制等研究工作。

此次實(shí)驗(yàn)將在空間飛行開始后，啟動(dòng)“魔盒”中的微流控芯片PCR儀，讓抗體基因片段在空間環(huán)境下擴(kuò)增?！八鼈儠?huì)承受γ射線、微重力等影響?！崩顣原傉f(shuō)，“同時(shí)，地面將完成相同反應(yīng)條件的對(duì)照實(shí)驗(yàn)?！表?xiàng)目組會(huì)獲得在軌飛行的“DNA擴(kuò)增產(chǎn)物”和“對(duì)照組DNA擴(kuò)增產(chǎn)物”，測(cè)序分析后，比較兩者的不同，期望能總結(jié)出空間飛行導(dǎo)致基因突變發(fā)生的頻率、位點(diǎn)等規(guī)律，進(jìn)而探討空間輻射及微重力環(huán)境下的基因誘變機(jī)理。

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