2014年1月21日
米勒 - 尤列实验是有关非生物合成的有机化合物可能的相关性,以生命起源的一个开拓性的研究。简单的气体被引入到玻璃装置,并进行放电,模拟雷电的在原始地球大气 - 海洋系统的影响。该实验是一个星期进行,在这之后,由它收集到的样品为生命的化学构建块分析。
以下实验的总体目标是执行 Miller Yuri Spark 放电实验。这是通过将水放入反应瓶中来代表早期地球的海洋来实现的。作为第二步,将一组气体引入反应瓶中,以模拟原始的大气条件。
接下来,在反应瓶内施加放电。为了模拟原始地球上的闪电,获得的结果表明,可以基于高效液相色谱法和荧光检测来检测对生命重要的分子,火花放电样品的氨基酸分析,米勒 U 实验可以帮助回答生命起源领域中的关键问题,例如哪些类型的益生元条件可能促进了被认为对生命很重要的特定有机化合物的合成。要开始此过程,请按照文本协议中的说明设置歧管和真空系统。
调用 将 200 毫升超纯水倒入 3 升反应中。瓶。引入预清洁和灭菌的磁力搅拌棒,这将确保可溶性气体的快速溶解和电抗的混合。搅拌实验。
使用最少量的真空润滑脂将钨电极连接到 3 升反应瓶上,尖端相隔约 1 厘米。在烧瓶内,用夹子固定。将带有内置旋塞的适配器插入 3 L 反应瓶的颈部,并用夹子固定。
通过适配器将 3 L 反应瓶连接到气体歧管上。使用夹子或夹子帮助固定培养瓶。打开除阀 6 之外的所有阀,并在离开时停止歧管上的旋塞 2。
所有连接到反应瓶的旋塞都关闭。打开真空泵以排空歧管。一旦达到小于 1 毫米汞柱的稳定真空读数,关闭 1 号阀,让歧管静置约 15 分钟,以检查真空泄漏。
15 分钟后,对反应容器进行磁力搅拌。打开阀 1 和旋塞阀 1,以排空 3 L 反应瓶的顶部空间。直到压力达到小于 1 毫米汞柱。
按照文本协议中的说明计算引入歧管的气态氨的必要压力。确保关闭 6 号阀,并在离开时关闭 1 号阀和连接到反应瓶上的任何旋塞。停止旋塞 2 打开。
在将任何气体引入歧管之前,将氨引入歧管中以达到确定的压力,打开旋塞阀将 200 毫米氨汞引入 3 升反应瓶中。氨会溶解在反应瓶中的水中,压力会缓慢下降。一旦压力停止下降,停止旋塞 1 并记录压力计读数的压力。
该值表示烧瓶内的压力,将用于计算稍后打开阀门时将引入歧管的其他气体的压力。一。将歧管抽真空至小于 1 毫米汞柱的压力。关闭 2 号阀,断开氨气瓶与歧管的连接。
按照文本方案中的说明计算出要引入歧管的甲烷的必要压力后,确保阀门 6 和连接到反应瓶的所有旋塞都已关闭,同时打开所有其他阀门和旋塞 2,以将歧管排空至小于 1 毫米汞柱的压力关闭阀门 1。抽空歧管后,将甲烷引入歧管中,直到达到计算的压力。然后打开旋塞阀 1,将 200 毫米的甲烷汞引入 3 升反应瓶中。
关闭停止旋塞 1。将甲烷的预期压力引入 3 升反应瓶中后,并记录压力计打开阀门测量的压力。一个用于将歧管抽真空到不到 1 毫米的汞柱。
最后,关闭 2 号阀并断开甲烷钢瓶与歧管的连接。确保阀门 6 并全部停止。考克斯。连接反应瓶关闭,同时打开所有其他阀门和旋塞阀。
将歧管排空至小于 1 毫米汞柱的压力,关闭 1 号阀。抽空歧管后,将氮气引入歧管中,直到达到计算的压力。此时,打开旋塞阀 1,将 100 毫米汞的氮气引入反应瓶中。
关闭停止旋塞 1。将氮气的预期压力引入反应瓶中后,使用压力计打开阀门记录压力。一个用于将歧管抽真空到不到 1 毫米的汞柱。
关闭 2 号阀,断开氮气气瓶与歧管的连接。关闭旋塞阀 1 和阀 1,将反应瓶从歧管上拆下。将所有气体引入反应瓶后,打开阀门 6,使环境空气进入歧管并使歧管达到环境压力。
固定连接到高频火花发生器的 Tesla 线圈。将相反的钨电极连接到电气接地,以使电流能够有效地穿过两个电极之间的间隙。在启动火花之前,将火花发生器的输出电压设置为大约 30, 000 伏特,如制造商提供的文件所述。
关闭通风橱窗扇,作为设备和实验者之间的安全防护罩。打开 Tesla 线圈以开始实验,并让火花在 1 小时的关闭周期中持续两周。通过关闭 Tesla 线圈打开旋塞阀来停止实验,以缓慢地将环境空气引入反应瓶中,并促进移除适配器和钨电极,以便在需要时收集样品。
真空可用于使用专用玻璃移液器抽空反应瓶中的有毒反应气体。从反应瓶中取出液体样品,小心减少接触污染物,例如通过移液器接触真空润滑脂或其他非无菌表面而可能引入的污染物。将样品转移到无菌塑料或玻璃容器中,密封样品容器,并储存在能够达到零下 20 摄氏度或更低温度的冰箱中,因为不溶性产品可能会阻止样品溶液在零摄氏度下冻结。
使用干净的实验室湿巾去除设备颈部的真空油脂。适配器和旋塞以及钨电极周围的玻璃。用甲苯彻底清洁这些相同的表面,以完全去除玻璃器皿中的有机真空油脂。
如果使用硅脂,热解后高真空油脂可能会残留在玻璃器皿上,从而产生文本方案中详述的未来问题,然后用刷子和文本方案中列出的溶剂按照此处列出的顺序彻底清洁反应瓶。用铝箔覆盖反应瓶的所有开口,并用铝箔包裹接头及其组件。一旦所有的玻璃器皿都用铝箔火焰包装,在 500 摄氏度的空气中至少三个小时。
最后,用甲醇轻轻清洁电极并风干,按照文本方案中的描述继续分析样品,此处显示的是 Aldi 醛、乙酰 L 半胱氨酸或 O-P-A-N-A-C,衍生氨基酸标准品的色谱图,通过 HPLC 耦合与荧光检测和三重四重质谱法获得。标准品中包含的氨基酸包括通常在 Miller URI 型火花放电实验中产生的氨基酸。图中显示了典型样品和分析空白的代表性荧光迹线,证明了 Miller URI 型放电样品的分子复杂性。
该样品色谱图是通过火花放电实验得出的,使用 300 毫米汞汞柱的甲烷、250 毫米汞银的氨和 250 毫米的水作为起始条件。看完这个视频,你应该对如何进行 ary 火花放电实验有了很好的了解。
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米勒-尤里实验探讨了与生命起源相关的有机化合物的非生物合成。通过模拟原始地球条件,该研究探究了生命基本组成单元的形成过程。
通过可控的火花放电实验模拟前生命化学环境,能够对非生物合成途径进行严格的零假设检验。该方法为探究早期生物分子形成的化学合理性提供了可重复的实验平台,有助于在生命起源和合成生物学研究中实现机制层面的风险排除。该方法的定量输出特性和标准化潜力,使其在早期发现研究及转化研究流程整合中具有重要价值。
该火花放电实验方案适用于早期发现的研究范畴,架起了假设驱动的化学探索与定量分析验证之间的桥梁。它支持从初步假设检验到前生命化学和合成生物学中先导化合物鉴定的整个工作流程。