Methodenartikel

Miller-Urey Durchführung von Experimenten

DOI:

10.3791/51039

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21. Januar 2014

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1School of Chemistry and Biochemistry, Georgia Institute of Technology, 2Earth-Life Science Institute, Tokyo Institute of Technology, 3Institute for Advanced Study, 4Astromaterials Research and Exploration Science Directorate, NASA Johnson Space Center, 5Goddard Center for Astrobiology, NASA Goddard Space Flight Center, 6Geosciences Research Division, Scripps Institution of Oceanography, University of California at San Diego

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Die Miller-Urey-Experiment war eine bahnbrechende Studie über die abiotischen Synthese von organischen Verbindungen mit möglicher Relevanz für die Entstehung des Lebens. Einfache Gase wurden in einer Glasapparatur eingeführt und mit einer elektrischen Entladung ausgesetzt ist, simulieren die Wirkung von Blitz im Atmosphäre-Ozean-System des Ur-Erde. Das Experiment wurde für eine Woche durchgeführt, wonach die entnommene Proben wurden für die chemischen Bausteine ​​des Lebens analysiert.

Zusammenfassung

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Im Jahr 1953, berichtete Stanley Miller die Produktion von Biomolekülen aus einfachen gasförmigen Ausgangsstoffe, mit einer Vorrichtung gebaut, um Atmosphäre-Ozean-System des Ur-Erde zu simulieren. Miller wurden 200 ml Wasser, 100 mmHg von H 2, 200 mmHg von CH 4 und 200 mmHg von NH 3 in die Vorrichtung, dann einer dieser Mischung unter Rückfluss, um eine elektrische Entladung für eine Woche, während das Wasser gleichzeitig erhitzt. Der Zweck dieses Manuskript ist, um dem Leser ein allgemeines experimentelles Protokoll, das verwendet werden kann, um eine Funkenentladung Experiment Miller-Urey Typ durchzuführen, unter Verwendung einer vereinfachten 3 l-Reaktionskolben werden. Da das Experiment beinhaltet die Exposition brennbare Gase zu einer Hochspannungsentladung, ist es erwähnenswert wichtige Schritte, die das Risiko von Explosionen zu reduzieren. Die in dieser Arbeit beschriebenen allgemeinen Verfahren kann hochgerechnet zu entwerfen und führen eine Vielzahl von elektrischen Entladungsexperiment werdens simuliert primitive Planetenumgebungen.

Einleitung

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Die Art der Entstehung des Lebens auf der Erde bleibt eines der unergründlichen wissenschaftlichen Fragen. In den 1920er Jahren russische Biologe Alexander Oparin und britische Evolutionsbiologe und Genetiker John Haldane vorgeschlagen, das Konzept einer "Ursuppe" 1,2, beschreibt die primitiven irdischen Ozeane, die organische Verbindungen, die chemische Evolution erleichtert haben kann. Allerdings war es nicht bis in die 1950er Jahre, als Chemiker begann bewusste Laborstudien zu verstehen, wie organische Moleküle aus einfachen Ausgangsmaterialien wurden auf der frühen Erde synthetisiert Ziel zu führen. Einer der ersten Berichte zu diesem Zweck war die Syn....

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Protokoll

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1. Einrichten eines Manifold / Vakuumsystem

  1. Verwenden Sie ein Glas Verteiler zu Gase in den Reaktionskolben einzuführen. Dieser Verteiler kann durch eine Glasbläsereinrichtung erworben werden oder ausgebildet, sondern müssen vakuumdichte Anschlüsse, die mit einem Vakuumsystem, Gaszylinder, ein Vakuummeter, und das Reaktionsgefäß angeschlossen werden kann, umfassen.
    1. Verwenden Schliffe und Glasstöpsel mit Ventilen am Verteiler. Stellen Sie sicher, dass alle O-Ringe an den Steckern sind in der Lage, die notwendigen Dichtungen. Bei Verwendung von Glasverbindungen kann eine ausreichende Menge von Vakuumfett aufgebracht werden, um eine Dichtung zu bilde....

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Ergebnisse

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Die elektrische Entladung in Experimenten synthetisierten Produkte können ziemlich komplex sein, und es gibt zahlreiche analytische Ansätze, die verwendet werden können, um sie zu untersuchen. Einige der am häufigsten verwendeten Techniken, die in der Literatur für die Analyse von Aminosäuren werden hier diskutiert. Chromatographischen und massenspektrometrischen Methoden sind sehr informativ Techniken für die Analyse der von Miller-Urey Funkenentladung Experimente produziert komplexe chemische Gemische. Aminosäureanaly.......

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Diskussion

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Zahlreiche Schritte in der hier beschriebenen Protokoll sind entscheidend für die Durchführung von Miller-Urey-Typ Experimente sicher und korrekt. Zuerst werden alle Glasgeräte und Probenbearbeitungswerkzeuge, die in Kontakt mit dem Reaktionsgefäß oder der Probe kommen müssen sterilisiert werden. Die Sterilisation wird durch gründliches Spülen der Gegenstände in Frage, mit Reinstwasser (18.2 MOhm cm, <5 ppb TOC) und dann wickelte sie in Aluminium-Folie, vor der Pyrolyse bei 500 ° C in Luft für mindestens 3 h erreicht.......

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Offenlegungen

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Die Autoren erklären, keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Danksagungen

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Diese Arbeit wurde von der NSF und der NASA Astrobiology im Rahmen des NSF-Zentrum für Chemisch Evolution, CHE-1004570, und dem Zentrum für Astrobiologie Goddard unterstützt. ETP möchten, um zusätzliche Mittel von der NASA Planetary Biology Internship Program vorgesehen anzuerkennen. Die Autoren wollen auch Dr. Asiri Galhena für unschätzbare Hilfe bei der Einrichtung der ersten Laboreinrichtungen danken.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Glasstopfen für VerteilerChemglassCG-983-01
HochvakuumfettApiezonN/ATyp M/N
Silikon HochvakuumfettDow Corning1597418
Teflon PFA SchlauchMcMaster-Carr51805K54
Ultra-Torr VakuumverschraubungenSwagelokSS-4-UT-6
Dry Scroll VakuumpumpeEdwardsA72401905
U-Rohr-ManometerAlta-Robbins100SS
WolframelektrodenDiamant gemahlene ProdukteTH2-1/162% thoriiertes
MethanolAlfa AesarN/AHochreiner HPLC-Stoff
Teflonbeschichteter MagnetrührstabMcMaster-Carr5678K127
Gasförmiger NH3AirgasAMAHLB99,99 % Reinheit
Gasförmig CH4 AirgasME UHP30099,99 % Reinheit
Gasförmig N2AirgasNI UHP30099,999 % Reinheit
Tesla CoilElectro-Technic Products15001Modell BD-50E
24 Std. Plug-in Basic TimerGeneral Electric Company15119
ReinigungsmittelAlconox1104
ToluolThermo Fisher ScientificN / AOptima Grade
Luna Phenyl-Hexyl HPLC-SäulePhenomenex00G-4257-E0Marke: Luna
AmeisensäureSigma-AlrichF0507Wird zur Herstellung von 50 mM Ammoniumformiat
verwendet

Referenzen

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  1. Oparin, A. I. The Origin of Life. , Izd. Moskovshii Rabochii. (1924).
  2. Haldane, J. B. The origin of life. Rationalist Annu. 148, 3-10 (1929).
  3. Garrison, W. M., Morrison, D. C., Hamilton, J. G., Benson, A. A., Calvin, M.

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Nachdrucke und Genehmigungen

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Schlagwörter

Miller Urey ExperimentSpark DischargePrimordial AtmosphereElectric DischargeAmino Acid AnalysisHigh Performance Liquid ChromatographyFluorescence DetectionVacuum SystemGas ManifoldTungsten Electrodes

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