Japanisches Team testet elektrischen Einzelmolekül-Sensor an Meteoritenmaterial und Atacama-Bodenproben
Ein Team der University of Osaka hat einen Nanospalt-Sensor erprobt, der die L- und D-Form von Aminosäuren mithilfe künstlicher Intelligenz an einzelnen Molekülen unterscheidet.
Ein Forschungsteam der University of Osaka um Takahito Oshiro und Masateru Taniguchi hat im Fachjournal Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-026-77947-6) ein elektrisches Verfahren vorgestellt, das die Händigkeit einzelner Aminosäuremoleküle ohne klassische chemische Analyse unterscheidet. Nach Angaben der Autoren erreicht die Kombination aus Einzelmolekülmessung, Nanotechnologie und künstlicher Intelligenz eine Genauigkeit von über 80 Prozent bei der Trennung der L- und D-Form. Laut Oshiro handelt es sich um die erste derartige Unterscheidung von Aminosäure-Chiralität auf Einzelmolekülebene. Der Versuch bleibt eine Machbarkeitsstudie: Der Nachweis unterschiedlicher Aminosäureformen allein wäre noch kein unmittelbarer Beleg für außerirdisches Leben.
Das Messprinzip beruht auf zwei durch einen Nanospalt getrennten Goldelektroden. Passiert ein einzelnes Molekül diesen Spalt, verändert es den Tunnelstrom und erzeugt eine charakteristische Stromkurve, deren Form sich je nach Aminosäureform unterscheidet. Ein KI-Verfahren ordnet die Signale den beiden Spiegelbildformen zu und zählt die Ereignisse auf Einzelmolekülebene, statt aus einem gemittelten Messwert vieler Moleküle auf das Mengenverhältnis zu schließen.
Als Härtetest untersuchte das Team natürliche Proben: Material des Murchison-Meteoriten aus Australien und Boden aus der Atacama-Wüste in Chile, einem wegen extremer Trockenheit als Mars-Analogon geltenden Standort. Nach Angaben von Taniguchi war die Methode mit traditionellen Verfahren vergleichbar, weil beide die wesentlichen Merkmale der Aminosäurezusammensetzung erfassten. Die Übereinstimmung betrifft die großen Muster; eine Trefferquote von über 80 Prozent bedeutet zugleich, dass die Trennung der Spiegelbildformen noch nicht fehlerfrei ist.
Das Verfahren knüpft an das Instrumentenkonzept ELIE an, das Mitglieder derselben Gruppe für die Einzelmolekülanalyse von Aminosäuren entwickelt haben und das ebenfalls Nanospalt-Sensoren nutzt. Für Raumsonden könnte von Interesse sein, dass elektrische Detektion weniger vibrationsempfindlich sein und ohne chemische Reagenzien auskommen soll; beides müsste für konkrete Missionen technisch validiert werden. Ein auffälliges L/D-Verhältnis bliebe ein Hinweis, der zusammen mit weiteren chemischen und geologischen Befunden zu bewerten ist. Ein künftiges Instrument müsste die L- und D-Anteile auch in unterschiedlichen Stoffgemischen zuverlässig quantifizieren und Störsignale kontrollieren.