Исследователи из Университета Осаки и их коллеги распознавали зеркальные формы аминокислот по изменениям электрического тока. Молекулы проходили через нанометровый зазор между золотыми электродами, а машинное обучение помогало различать сигналы. В статье, опубликованной 5 октября 2026 года в журнале Nature Communications, сообщается, что точность распознавания отдельных L- и D-форм превысила 80%.

Как ток помогает отличить зеркальные молекулы

L- и D-формы одной аминокислоты похожи на левую и правую перчатки: состав у них одинаковый, но зеркальные формы нельзя совместить. Когда молекула проходит через зазор шириной около 0,56–0,58 нанометра, она меняет туннельный ток, то есть слабый ток, проходящий между электродами. Сигналы от двух форм немного различаются, и программа учится их распознавать.

Представим узкую калитку, через которую по очереди проходят две похожие фигурки. Наблюдатель их не видит, но замечает, что каждая по-разному меняет показания датчика. Это условная аналогия для объяснения принципа, а не часть исследования.

В слепом тесте команда проверила 39 вариантов аминокислот. Прибор определял и тип молекулы, и её хиральность, то есть принадлежность к одной из двух зеркальных форм, с точностью выше 50%. Для смесей из четырёх аминокислот точность количественной оценки превысила 66%.

Затем метод испытали на экстрактах метеорита Мерчисон и почвы из двух участков пустыни Атакама в Чили. Результаты сопоставили с данными жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии (LC–MS). Оба метода выявили некоторые общие особенности состава, но степень совпадения зависела от аминокислоты и образца.

В природных образцах сенсор искал 11 заранее выбранных форм аминокислот, а не анализировал весь состав. Фоновые сигналы и посторонние вещества мешали измерениям, и часть сигналов прибор не смог уверенно связать с целевыми соединениями. Авторы считают, что для надёжного количественного анализа сложных образцов нужны дополнительные проверки: в частности, калибровка на материалах, похожих на исследуемые образцы, и методы распознавания неизвестных веществ.

Электрический метод обходится без оптических измерений и специальных молекул-распознавателей. В будущем такой подход может пригодиться для компактных анализаторов на космических аппаратах, но в космосе его пока не испытывали. Обнаружение зеркальной формы само по себе не доказывает наличие жизни: этот признак нужно рассматривать вместе с другими данными. Сейчас метод проверили в лабораторных растворах, на метеоритном материале и почве, а не использовали как готовый детектор внеземной жизни.

Исследование опубликовано в Nature Communications. Для тех, кто готовит научную публикацию, доступна услуга подготовки научных статей.

Схема показывает принцип электрического распознавания L- и D-форм аминокислот и не изображает результаты эксперимента.

Фото: Santhosh Kanthala / Pexels