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(kāi)始和停止實(shí)驗(yàn)……閥、泵、反應(yīng)器一個(gè)也不少,，堪稱(chēng)“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(kāi)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(mǎn)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娮琛⒍O管等元件集成到晶圓上,?！酒瑢?shí)驗(yàn)室’則是把微閥、微泵,、微反應(yīng)器都集成在芯片上,。”鄧玉林說(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(kāi)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(xiàn),、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,。

這是一次生物學(xué)理論的研究實(shí)驗(yàn),，“‘神舟八號(hào)’載荷實(shí)驗(yàn)的研究中，我們發(fā)現(xiàn)了在空間環(huán)境中DNA變異的一些新現(xiàn)象,，推斷空間環(huán)境造成的基因突變可能與生物分子進(jìn)化有著重要的聯(lián)系,。”鄧玉林說(shuō),，“我們想通過(guò)這次機(jī)會(huì),，更進(jìn)一步了解這個(gè)現(xiàn)象背后的規(guī)律?！?/p>

事實(shí)上,，利用“芯片實(shí)驗(yàn)室”，團(tuán)隊(duì)一個(gè)多月前已在“天舟一號(hào)”上進(jìn)行過(guò)更復(fù)雜的全自動(dòng)實(shí)驗(yàn),。那次的載荷是在芯片里模仿人體器官的環(huán)境,，進(jìn)行多種細(xì)胞自動(dòng)共培養(yǎng)，是世界首例,。

“芯片里還鑲嵌了影像設(shè)備,，”鄧玉林說(shuō)，“我們采用了多焦融合技術(shù),，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦,，清晰地拍下免疫細(xì)胞的遷移數(shù)量、途徑和方向,?！表?xiàng)目組最終獲得的十幾個(gè)G容量的照片中，甚至可以講出一個(gè)“救死扶傷”的故事——神經(jīng)細(xì)胞受傷后,，發(fā)出信號(hào)募集免疫細(xì)胞,，免疫細(xì)胞紛紛遷移前來(lái)“救援”。

“我們的目標(biāo)是未來(lái)讓我國(guó)的空間站成為國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室,，希望各行業(yè)各領(lǐng)域都能去做實(shí)驗(yàn),。”鄧玉林說(shuō),。

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