科技日報北京6月4日電(記者張佳星)北京時間6月4日凌晨，隨著美國肯尼迪航天中心“3—2—1—點火”的指令，北京理工大學的兩個墨綠色盒子，跟隨“龍”飛船奔向國際空間站。

這兩個小盒子，能自動變溫、自動加料、自動開始和停止實驗……閥、泵、反應(yīng)器一個也不少，堪稱“魔盒”。

北京理工大學生命學院副教授李曉瓊介紹，科學載荷的盒子中有兩組12塊芯片，60個通道，可以模擬人體發(fā)育過程，在空間環(huán)境下對20個基因開展聚合酶鏈式(PCR)反應(yīng)中DNA錯配規(guī)律研究。該實驗項目將在國際空間站駐留一個月，這是中國空間科學項目首次進入國際空間站，實現(xiàn)了中美近二三十年空間領(lǐng)域合作“零”的突破。

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

“完成一個生物學實驗需要很多儀器，一臺一臺搬上天是不可能的?！表椖繄F隊帶頭人、北京理工大學教授鄧玉林說，“為了滿足太空實驗的要求，我們的設(shè)計把實驗室嵌進芯片，用‘微流控芯片技術(shù)’造‘芯片實驗室’，再把芯片裝進‘魔盒’?！?/p>

鄧玉林介紹，“芯片實驗室”的實現(xiàn)源自一個奇妙的發(fā)現(xiàn)，1999年的《科學》雜志上登載了它的原理文章——一位科學家發(fā)現(xiàn)，當裝有紅藍墨水的管子細到微納米級別時，二者的界面非常清晰，不會混合。

“不混合”意味著控制流體非常簡單，一個拐彎就能起到“閥”的作用，泵、反應(yīng)器、實驗室的儀器等都可在小區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)。“電子芯片是將電阻、二極管等元件集成到晶圓上?！酒瑢嶒炇摇瘎t是把微閥、微泵、微反應(yīng)器都集成在芯片上。”鄧玉林說。

此外，芯片設(shè)計要考慮與地面完全不同的環(huán)境，例如，太空變溫劇烈，會給芯片帶來巨大的壓力，容易產(chǎn)生破裂等。面對空間輻射、復雜機制等難題，項目團隊勇于創(chuàng)新，完成了整體實驗設(shè)計、核心芯片研制等研究工作。

此次實驗將在空間飛行開始后，啟動“魔盒”中的微流控芯片PCR儀，讓抗體基因片段在空間環(huán)境下擴增。“它們會承受γ射線、微重力等影響?！崩顣原傉f，“同時，地面將完成相同反應(yīng)條件的對照實驗?！表椖拷M會獲得在軌飛行的“DNA擴增產(chǎn)物”和“對照組DNA擴增產(chǎn)物”，測序分析后，比較兩者的不同，期望能總結(jié)出空間飛行導致基因突變發(fā)生的頻率、位點等規(guī)律，進而探討空間輻射及微重力環(huán)境下的基因誘變機理。

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