Il progetto BESIDES propone lo studio e lo sviluppo di una nuova tecnologia per la ricerca
della vita passata e presente in missioni di esplorazione robotica e umana dello spazio,
basata sul riconoscimento di molecole organiche e biosignature molecolari correlati con i
processi della vita. La tecnologia proposta si basa sullo sviluppo e utilizzo di:
· Un metodo di analisi basato su elementi di riconoscimento molecolare specifico:
anticorpi, enzimi o recettori artificiali (nanoparticelle di polimeri a stampo
molecolare chiamate nanoMIP). L’uso combinato di diversi sistemi di
riconoscimento specifici permette di ampliare significativamente il range di biomolecole bersaglio. Inoltre, il
metodo di analisi che sfrutta i nanoMIP è potenzialmente molto adatto alle missioni
spaziali per la loro elevata stabilità, anche in condizioni ambientali drastiche, quali
lunghi tempi di stoccaggio, radiazioni, temperatura, solventi organici, valori di pH
estremi.
· Metodi di rivelazione (detection) basati su bioluminescenza/chemiluminescenza
(BL/CL) per determinare le molecole bersaglio con elevata sensibilità. Tali sistemi di
rivelazione sono considerati molto vantaggiosi per i campi applicativi dove i budget
di volumi e massa sono una risorsa preziosa, come nel campo Spazio, in quanto
richiedono piccole quantità di campione e di reagenti e garantiscono elevata
rilevabilità, elevata specificità e semplici requisiti strumentali.
· Un formato analitico che sfrutta le microsfere (microbeads) magnetiche come fase
solida per lo sviluppo dei metodi di analisi. L’utilizzo di microsfere magnetiche (in
alternativa all’approccio più convenzionale che prevede di immobilizzare gli
elementi di riconoscimento direttamente sulle pareti del microcanale) ha il grande
vantaggio di rendere il sistema microfluidico riutilizzabile per un numero elevato di
analisi.
· Un dispositivo Lab-on-Chip microfluidico con sistema di rivelazione ottica integrato,
che permette di ottenere un’elevata prestazione analitica in volumi ridotti, con la
possibilità di eseguire un maggior numero di protocolli di analisi utilizzando volumi
esigui di reagente e di campione e che produce minori volumi di fluidi di scarto
rispetto a un dispositivo meso- o macrofluidico. Inoltre, l’utilizzo degli array di
fotosensori a film sottile in silicio amorfo idrogenato (a-Si:H) integrati sul Lab-on-
Chip per la rivelazione del segnale analitico BL/CL è particolarmente adatto a questo
tipo di applicazioni, data la resilienza dei sensori alle radiazioni per la loro natura
amorfa.
Oltre allo studio, lo sviluppo e la messa a punto del protocollo scientifico di misura
concernente le tecniche bioanalitiche coinvolte, il progetto prevede lo
sviluppo di un dispositivo prototipale composto da: sottosistema Lab-on-Chip, sottosistema
di lettura e controllo, sottosistema fluidico per la gestione dei fluidi e la loro distribuzione e
feeding nel sottosistema Lab-on-Chip. Inoltre, il prototipo BESIDES includerà un'interfaccia
utente (UI) su computer (PC) per il controllo e la gestione dell’hardware (HW), l’esecuzione
dei protocolli e la lettura e l’analisi dei dati da parte dell’utente.
Al fine di massimizzare l’output dal punto di vista di fattibilità di una missione spaziale, il
progetto prevede anche lo studio preliminare di un futuro payload basato sulla tecnologia
proposta, dove verranno affrontati gli aspetti maggiormente critici, tra cui l’impatto
dell'ambiente di microgravità o gravità alterata sul design del sottosistema fluidico,
l’interfacciamento con un sistema di feeding del campione e il mantenimento dei reagenti
per una missione di lunga durata.
È importante sottolineare che BESIDES costituisce un notevole avanzamento delle
conoscenze per quanto riguarda le metodologie di analisi di campioni planetari in-situ.
Infatti, BESIDES, rispetto ai progetti preesistenti (PLEIADES, AstroBio, LMC), adotta un
appro