Przeprowadzanie eksperymentów Millera-Ureya

Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest przeprowadzenie eksperymentu z wyładowaniem Miller Yuri Spark. Osiąga się to poprzez umieszczenie wody w kolbie reakcyjnej, która reprezentuje oceany wczesnej Ziemi. W drugim etapie do kolby reakcyjnej wprowadza się zestaw gazów, aby naśladować prymitywne warunki atmosferyczne.

Następnie w kolbie reakcyjnej wprowadzane jest wyładowanie elektryczne. Aby imitować pioruny na pierwotnej Ziemi, uzyskuje się wyniki, które pokazują, że cząsteczki ważne dla życia można wykryć w oparciu o wysokowydajną chromatografię cieczową z detekcją fluorescencji, analizę aminokwasów próbek wyładowań iskrowych, Eksperyment Miller U może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie pochodzenia życia, takie jak to, jakie rodzaje warunków prebiotycznych mogły ułatwić syntezę określonych związków organicznych uważanych za ważne dla życia. Aby rozpocząć tę procedurę, należy skonfigurować kolektor i system próżniowy zgodnie z opisem w protokole tekstowym.

Zadzwoń wlej 200 mililitrów ultraczystej wody do trzylitrowej reakcji. Kolba. Wprowadź wstępnie oczyszczone i wysterylizowane mieszadło magnetyczne, które zapewni szybkie rozpuszczenie rozpuszczalnych gazów i wymieszanie reaktancji. Mieszanie eksperymentu.

Przymocować elektrody wolframowe do trzylitrowej kolby reakcyjnej, używając minimalnej ilości smaru próżniowego z końcówkami oddalonymi od siebie o około jeden centymetr. Wewnątrz kolby zapiąć za pomocą klipsów. Włóż adapter z wbudowanym kurkiem odcinającym do szyjki trzylitrowej kolby reakcyjnej i zabezpiecz klipsem.

Przymocować trzylitrową kolbę reakcyjną do kolektora gazowego za pomocą adaptera. Użyj klipsa lub zacisku, aby zabezpieczyć kolbę. Otwórz wszystkie zawory z wyjątkiem zaworu szóstego i kurka odcinającego numer dwa na kolektorze podczas wychodzenia.

Wszystkie kurki odcinające przymocowane do kolby reakcyjnej są zamknięte. Włącz pompę próżniową, aby opróżnić kolektor. Po osiągnięciu stabilnego odczytu próżni poniżej jednego milimetra słupa rtęci zamknij pierwszy zawór i pozwól kolektorowi siedzieć przez około 15 minut, aby sprawdzić, czy nie ma wycieków podciśnienia.

Po 15 minutach nanieść mieszadło magnetyczne na naczynie reakcyjne. Otwórz pierwszy zawór i zawór odcinający jeden, aby opróżnić przestrzeń nad głową trzylitrowej kolby reakcyjnej. Dopóki ciśnienie nie osiągnie mniej niż jeden milimetr słupa rtęci.

Obliczyć niezbędne ciśnienie gazowego amoniaku, które należy wprowadzić do kolektora, zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Upewnij się, że zawór szósty jest zamknięty, a zawór pierwszy zamknięty i wszelkie kurki odcinające przymocowane do kolby reakcyjnej podczas wychodzenia. Kurek zatrzymujący dwa otwarte.

Przed wprowadzeniem jakiegokolwiek gazu do kolektora, wprowadź amoniak do kolektora, aby osiągnąć określone ciśnienie otwórz kurek, aby wprowadzić 200 milimetrów rtęci amoniaku do trzylitrowej kolby reakcyjnej. Amoniak rozpuści się w wodzie w kolbie reakcyjnej, a ciśnienie będzie powoli spadać. Gdy ciśnienie przestanie spadać, odetnij kurek pierwszy i zapisz ciśnienie odczytane przez manometr.

Wartość ta reprezentuje ciśnienie wewnątrz kolby i zostanie wykorzystana do obliczenia ciśnień dla innych gazów, które zostaną wprowadzone do kolektora po późniejszym otwarciu zaworu. Jeden. Aby opróżnić kolektor do ciśnienia mniejszego niż jeden milimetr słupa rtęci. Zamknij zawór drugi i odłącz butlę z amoniakiem od kolektora.

Po obliczeniu niezbędnego ciśnienia metanu, który ma być wprowadzony do kolektora, zgodnie z opisem w protokole tekstowym, upewnij się, że zawór szósty i wszystkie kurki odcinające podłączone do kolby reakcyjnej są zamknięte, podczas gdy wszystkie inne zawory i kurek odcinający drugi są otwarte, aby opróżnić kolektor do ciśnienia mniejszego niż jeden milimetr słupa rtęci zamknij zawór pierwszy. Po opróżnieniu kolektora wprowadzić metan do kolektora, aż do osiągnięcia obliczonego ciśnienia. Następnie otwórz pierwszy kran, aby wprowadzić 200 milimetrów rtęci metanu do trzylitrowej kolby reakcyjnej.

Zamknij kurek odcinający jeden. Po wprowadzeniu zamierzonego ciśnienia metanu do trzylitrowej kolby reakcyjnej i zapisać ciśnienie zmierzone przez manometr otwórz zawór. Jeden do opróżnienia kolektora do mniej niż jednego milimetra słupa rtęci.

Na koniec zamknij zawór drugi i odłącz butlę z metanem od kolektora. Upewnij się, że zawór szósty i wszystkie się zatrzymują. Cox. Podłącz kolbę reakcyjną są zamknięte, podczas gdy wszystkie inne zawory i kran dwa są otwarte.

Opróżnij kolektor do ciśnienia mniejszego niż jeden milimetr rtęci zamknij zawór pierwszy. Po opróżnieniu kolektora wprowadzić do kolektora gazowy azot, aż do osiągnięcia obliczonego ciśnienia. W tym momencie otwórz kurek, aby wprowadzić 100 milimetrów rtęci lub azotu gazowego do kolby reakcyjnej.

Zamknij kurek odcinający jeden. Po wprowadzeniu zamierzonego ciśnienia azotu gazowego do kolby reakcyjnej i zapisać ciśnienie za pomocą manometru, otwórz zawór. Jeden do opróżnienia kolektora do mniej niż jednego milimetra słupa rtęci.

Zamknij zawór drugi i odłącz butlę z azotem od kolektora. Odłączyć kolbę reakcyjną od kolektora, zamykając pierwszy zawór i zawór. Po wprowadzeniu wszystkich gazów do kolby reakcyjnej należy otworzyć zawór szósty, aby powietrze z otoczenia mogło dostać się do kolektora i doprowadzić kolektor do ciśnienia otoczenia.

Zabezpiecz cewkę Tesli podłączoną do generatora iskier wysokiej częstotliwości. Podłącz przeciwległą elektrodę wolframową do uziemienia elektrycznego, aby umożliwić wydajny przepływ prądu elektrycznego przez szczelinę między dwiema elektrodami. Ustaw napięcie wyjściowe generatora iskier na około 30 000 woltów, zgodnie z dokumentami dostępnymi u producenta przed zainicjowaniem iskry.

Zamknij skrzydło dygestoria, aby służyło jako osłona bezpieczeństwa między aparaturą a eksperymentatorem. Włącz cewkę Tesli, aby rozpocząć eksperyment i pozwól, aby iskrzenie trwało przez dwa tygodnie w ciągu jednej godziny w cyklach wyłączania. Przerwij eksperyment, wyłączając otwarty kran cewki Tesli, aby powoli wprowadzać powietrze z otoczenia do kolby reakcyjnej i ułatwić wyjęcie adaptera i elektrod wolframowych, aby w razie potrzeby można było pobrać próbki.

Próżnia może być użyta do opróżnienia kolby reakcyjnej ze szkodliwych gazów reakcyjnych za pomocą szklanej pipety. Wyjąć próbki cieczy z kolby reakcyjnej, uważając, aby zminimalizować narażenie na zanieczyszczenia, takie jak te, które mogą zostać wprowadzone przez dotknięcie pipety smarem próżniowym lub innymi niesterylnymi powierzchniami. Przenieść próbkę do sterylnego plastikowego lub szklanego pojemnika na próbki, z zamknięciem i przechowywać w zamrażarce umożliwiającej osiągnięcie temperatury minus 20 stopni Celsjusza lub niższej, ponieważ nierozpuszczalne produkty mogą zapobiec zamarznięciu roztworu próbki w temperaturze zero stopni Celsjusza.

Użyj czystych chusteczek laboratoryjnych, aby usunąć tłuszcz próżniowy z szyjki urządzenia. Adapter i kurek odcinający oraz szkło otaczające elektrody wolframowe. Dokładnie wyczyść te same powierzchnie toluenem, aby całkowicie usunąć organiczny tłuszcz próżniowy ze szkła.

W przypadku stosowania smaru silikonowego, smar wysokopróżniowy może pozostać na naczyniu szklanym po pirolizie, powodując przyszłe problemy, jak wyszczególniono w protokole tekstowym, a następnie dokładnie wyczyść kolbę reakcyjną szczotką i rozpuszczalniki wymienione w protokole tekstowym w podanej tam kolejności. Przykryj wszystkie otwarte otwory kolby reakcyjnej folią aluminiową i owiń adapter i jego elementy w folię aluminiową. Gdy wszystkie szkło zostanie zawinięte w folię aluminiową, pyros przez co najmniej trzy godziny w powietrzu w temperaturze 500 stopni Celsjusza.

Na koniec delikatnie oczyść elektrody metanolem i pozostaw do wyschnięcia na powietrzu, aby przystąpić do analizy próbek zgodnie z opisem w protokole tekstowym pokazanym tutaj jest chromatogram aldehydu Aldi, acetylo-L-cysteiny lub O-P-A-N-A-C, derywatyzowanego wzorca aminokwasowego otrzymanego przez HPLC sprzężonego z detekcją fluorescencyjną i potrójną poczwórną spektrometrią mas. Aminokwasy zawarte w wzorcu obejmują te zwykle wytwarzane w eksperymentach z wyładowaniami iskrowymi typu Miller URI. Przedstawiono reprezentatywne ślady fluorescencji typowej próbki i próby analitycznej, co świadczy o złożoności molekularnej próbek wyładowań elektrycznych typu Miller URI.

Ten chromatogram próbki został wykonany w eksperymencie z wyładowaniem iskrowym przy użyciu 300 milimetrów rtęci metanu, 250 milimetrów rtęci amoniaku i 250 milimetrów wody jako warunków wyjściowych. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak przeprowadzić eksperyment z wyładowaniem iskrowym.