Summary
Miller-Urey-eksperimentet var en banebrydende undersøgelse vedrørende det abiotiske syntese af organiske forbindelser med mulig relevans for livets oprindelse. Simple gasser blev indført i et apparat glas og udsættes for et elektrisk udladning, der simulerer virkningen af lyn i den oprindelige Jordens atmosfære-ocean-system. Forsøget blev udført i en uge, hvorefter de indsamlede data fra det blev analyseret for de kemiske byggesten i livet.
Abstract
I 1953, Stanley Miller rapporteret produktion af biomolekyler fra simple gasformige udgangsmaterialer, ved hjælp af et apparat konstrueret til at simulere den oprindelige Jordens atmosfære-ocean-system. Miller indføres 200 ml vand, 100 mmHg af H2, 200 mmHg CH 4 og 200 mmHg af NH3 i apparatet, underkastes derefter denne blanding under tilbagesvaling til en elektrisk udladning i en uge, mens vandet samtidig var opvarmes. Formålet med dette manuskript er at give læseren en generel forsøgsplan, som kan bruges til at gennemføre en Miller-Urey typen gnistudladning eksperiment ved anvendelse af en forenklet 3 liters reaktionskolbe. Da eksperimentet indebærer udsætte brandbare gasser til en høj spænding elektrisk udladning, er det værd at fremhæve vigtige skridt, der reducerer risikoen for eksplosion. De generelle procedurer, der beskrives i dette arbejde kan ekstrapoleres til at designe og gennemføre en bred vifte af elektrisk udladning eksperiments simulere primitive planetariske miljøer.
Introduction
Arten af livets oprindelse på Jorden er stadig en af de mest uudgrundelige videnskabelige spørgsmål. I 1920'erne russiske biolog Alexander Oparin og britisk evolutionsbiolog og genetiker John Haldane foreslog begrebet "ursuppe" 1,2, der beskriver de primitive terrestriske oceaner indeholder organiske forbindelser, som kan have gjort det lettere kemisk evolution. Men det var først i 1950'erne, da kemikere begyndte at foretage bevidste laboratorieundersøgelser med henblik på at forstå, hvordan organiske molekyler kunne have været syntetiseret fra simple udgangsmaterialer på den tidlige Jord. En af de første rapporter til dette formål var syntesen af myresyre fra bestråling af vandige CO 2-løsninger i 1951 3.
I 1952 Stanley Miller, så en ph.d.-studerende ved University of Chicago, henvendte Harold Urey om at gøre et eksperiment for at vurdere muligheden for, at organiske forbindelservigtige for livets oprindelse kan være blevet dannet abiologically på den tidlige Jord. Eksperimentet blev udført ved anvendelse af en specialbygget glasapparatur (figur 1A) beregnet til at simulere den primitive Jorden. Miller eksperiment efterlignes lyn ved virkningen af en elektrisk udladning på en blanding af gasser, der repræsenterer den tidlige atmosfære, i nærvær af en flydende vand reservoir, der repræsenterer begyndelsen af havene. Apparatet også simuleret fordampning og udfældning ved anvendelse af en varmekappe og en kondensator, hhv. Specifikke oplysninger om apparatet Miller brugt kan findes andre steder 4. Efter en uge med gnister, blev indholdet i kolben synligt forvandlet. Vandet vendte en uklar, rødlig farve 5 og gul-brun materiale akkumuleret på elektroderne 4. Dette banebrydende arbejde anses for at være den første bevidst, effektiv syntese af biomolekyler under simulerede primitive Earth forhold. 
Figur 1. Sammenligning mellem de to typer af apparater, der omtales i dette dokument. Den klassiske apparat anvendt ved den oprindelige Miller-Urey-eksperimentet (A) og den forenklede apparat anvendt i protokollen beskrevet her (B). Klik her for at se større billede .
Efter 1953 offentliggørelse af resultaterne af Millers klassiske eksperiment, mange variationer af den gnist udledning eksperimentet, for eksempel ved hjælp af andre gasblandinger, blev udført for at undersøge sandsynligheden for at producere organiske forbindelser er vigtige for livet under en række mulige tidlige betingelser Earth. For eksempel kan en CH 4 H2O / NH3 / H2S gasblanding blev testet for dets evne til at producere de kodede svovlholdige α-aminosyrer, selv om disse ikke var blevet opdaget 6. Gaskromatografi-massespektrometri (GC-MS) analyse af en CH 4 / NH3 blandingen underkastet en elektrisk udladning viste syntese af α-aminonitriler, som aminosyre forstadier 7. I 1972, ved hjælp af et enklere apparat, først introduceret af Oró 8 (figur 1B), Miller og hans kolleger viste syntesen af alle de kodede α-aminosyrer 9 og nonprotein aminosyrer 10, der var blevet identificeret i Murchison meteoritten til dato, ved at underkaste CH 4, N 2, og små mængder af NH3 til en elektrisk udladning. Senere, ved hjælp af denne samme forenklede eksperimentelt design, gasblandinger indeholdende H 2 O, N 2 og CH 4, CO 2, eller CO blev udløst til STUDy udbyttet af hydrogencyanid, formaldehyd og aminosyrer som en funktion af oxidationstrinnet af atmosfæriske carbon arter 11.
Ud over at undersøge alternative forsøgsplaner i årenes løb, har betydelige analytiske fremskridt sket siden Millers klassiske eksperiment, som for nylig hjulpet mere dybdeborende undersøgelser af elektrisk udledning eksperimentelle prøver arkiveres af Miller, end det ville have været lettet af de teknikker Miller havde adgang til i 1950'erne. Millers vulkansk eksperiment 12, først rapporteret i 1955 4, og en 1958 H2S-holdige eksperiment 13 viste sig at have dannet en bredere vifte, og større mængderne, af talrige aminosyrer og aminer end den klassiske eksperiment, herunder mange af dem, at ikke tidligere havde fået identificeret i gnist udledning eksperimenter.
Beskrevet i dette dokument eksperiment kan udføres ved hjælp afen række gasblandinger. Typisk, i det mindste vil sådanne eksperimenter indeholde en C-bærende gas, en N-bærende gas og vand. Med lidt planlægning, kan udforskes næsten enhver blanding af gasser, er det imidlertid vigtigt at overveje nogle kemiske aspekter af systemet. For eksempel kan pH af den vandige fase har en betydelig indvirkning på den kemi, opstår der 14.
Den her beskrevne metode er blevet skræddersyet til at instruere forskerne, hvordan man gennemføre gnist udledning eksperimenter, der ligner Miller-Urey-eksperimentet ved hjælp af en forenklet 3 L reaktion fartøj, som beskrevet i Millers 1972 publikationer 9,10. Da dette eksperiment indebærer en høj spænding elektrisk bue handler på brandbare gasser, er det afgørende at fjerne O 2 fra reaktionskolben at eliminere risikoen for eksplosion, som kan forekomme ved forbrænding af reducerede kulstofholdige gasser såsom metan eller kulilte, eller reaktion of H 2 med ilt.
Der er yderligere oplysninger, der bør holdes for øje, når forbereder sig på at foretage forsøget diskuteret her. Først, når du arbejder med glas vakuum linjer og gasser under tryk, findes der den iboende fare for både implosion og over-pres. Derfor skal sikkerhedsbriller bæres på alle tidspunkter. Det andet er eksperimentet udføres typisk ved mindre end atmosfærisk tryk. Dette minimerer risikoen for over-pres manifolden og reaktionskolben. Glas kan normeret til eller over atmosfærisk tryk, dog er tryk over 1 atm ikke anbefales. Tryk kan stige i disse eksperimenter som vanduopløselige H 2 frigøres fra reducerede gasser (såsom CH4 og NH3). Over-pres kan føre til sæl lækage, som kan tillade atmosfærisk O 2 for at indtaste reaktionskolben, hvilket gør det muligt at fremkalde forbrænding, hvilket resulterer i en eksplosion. For det tredje,Det skal erindres, at en ændring af denne protokol til at udføre variationer af eksperimentet kræver omhyggelig planlægning for at sikre usikre forhold er ikke skabt. For det fjerde er det stærkt anbefales, at den potentielle forsøgslederen læse hele protokol omhyggeligt flere gange inden du forsøger dette eksperiment for at være sikker på at han eller hun er bekendt med potentielle faldgruber, og at alle nødvendige hardware er til rådighed, og på plads. Endelig udfører forsøg med brændbare gasser kræve overholdelse eksperimentatorens værtsinstitutionens Environmental Health and Safety afdelinger retningslinjer. Overhold disse anbefalinger, før du fortsætter med eventuelle eksperimenter. Alle trin er beskrevet i protokollen her er i overensstemmelse med forfatternes værten institutionelle Environmental Health and Safety retningslinjer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1.. Opsætning af en manifold / Vacuum System
- Brug et glas manifold til at indføre gasser i reaktionskolben. Denne manifold kan købes eller konstrueret af et glaspusteri facilitet, men skal omfatte vakuumtætte porte, der kan tilsluttes et vakuum-system, gasflasker, en vakuummåler, og reaktionen fartøjet.
- Brug slib og glas stik med ventiler på manifold. Sørg for, at alle O-ringe på stikkene er i stand til at foretage de nødvendige pakninger. Hvis du bruger glas leddene, kan en tilstrækkelig mængde af vakuum fedt skal anvendes til at gøre en sæl, hvis det er nødvendigt. Silicon vakuum fedt kan bruges til at undgå potentiel organisk forurening.
- Brug glass stophaner på manifolden. Påfør minimum af vakuum fedt nødvendigt at foretage en forsegling.
- Mål manifolden volumen. Denne mængde vil blive anvendt til beregninger relateret til den endelige gastryk i 3 L reaktionskolben og bør fastslås så nøjagtigt som muligt. Medmindre manifold har nok forbindelser til at rumme alle gasflasker simultant, tilsluttes én cylinder ad gangen til manifolden. Omfatter i denne forbindelse et tryk giver manifolden isoleret fra den omgivende atmosfære.
- Brug en passende, ren, inaktivt og kemisk og lække resistent slange og ultratorr vakuum fittings til at forbinde gasflaskerne til manifolden. Ultratorr beslag, hvis de anvendes, skal være finger-strammet.
- Tilslut til manifolden, en vakuumpumpe stand til at etablere et vakuum på <1 mm Hg. Vakuumpumpen udstødning bør være placeret i stinkskab eller korrekt udluftet med andre midler.
- For at sikre en hurtig opnåelse af vakuum og for at beskytte pumpen, skal du indsætte en fælde mellem manifolden og vakuumpumpe. Der anbefales en flydende nitrogen finger-trap da det vil forhindre flygtige såsom NH3, CO 2 og H 2 O ind i pumpen. Der bør udvises forsigtighed, som fanget flygtige efter warming kan overtryk manifolden og resultere i glas brud.
- Tilslut til manifolden, et manometer eller anden vakuummåler stand til 1 mmHg opløsning eller bedre. Mens der kan bruges forskellige enheder, en kviksølvmanometer eller MacLeod gauge, er at foretrække, da kviksølv er temmelig nonreaktive.
- Måle og registrere omgivelsestemperatur under anvendelse af et egnet termometer.
2. Fremstilling af reaktionskolben
- Varm alt glasudstyr ved 500 ° C i mindst 3 timer i luft før brug for at fjerne organiske kontaminanter.
- Rengør wolframelektroder ved forsigtigt at vaske med rene laboratorium klude og methanol og tørring i luften.
- Hæld 200 ml ultrarent vand (18,2 MOhm cm <5 ppb TOC) i 3 liters reaktionskolbe.
- Indføre en precleaned og steriliseret magnetisk omrørerstav, hvilket vil sikre hurtig opløsning af opløselige gasser og blanding af reaktanterne under abeksperiment.
- Fastgør wolframelektroder til 3 liters reaktionskolbe under anvendelse af en minimal mængde af vakuum fedt, med tips adskilt af omkring 1 cm inde i kolben. Fastgør med clips.
- Sæt en adapter med indbygget stophane i halsen på 3 L reaktionskolben og sikkert med en clips.
- 3 liters reaktionskolbe vedhæfte til gas-manifolden via adapteren. Brug et klip eller klemme med til at sikre kolben.
- Smør alle forbindelser for at sikre en god vakuum segl.
- Åbn alle ventiler og stophaner på manifolden, undtagen Valve 6 og Stophane 1 (figur 4), og tænd for vakuumpumpe til at evakuere manifolden. Når et stabilt vakuum læsning af <1 mmHg er nået tæt Ventil 1 og lade manifolden til at sidde i ~ 15 min at tjekke for vakuum lækager. Hvis der opdages nogen, gå videre til trin 2.8. Ellers fejlfinding af forskellige sammenhænge, indtil lækager kan identificeres og fast.
- Apply magnetisk omrøring til reaktionsbeholderen. Åben Ventil 1 og stophane 1 (figur 4) til at evakuere headspace 3 liters reaktionskolbe indtil trykket er nået <1 mm Hg.
- Luk Ventil 1 (figur 4), og overvåge trykket inde i 3 liters reaktionskolbe. Det målte tryk skal stige trykket af vanddamp. For at sikre, at der ikke findes lækager, vent ~ 5 min på dette stadium. Hvis trykket (som aflæses på manometeret) stiger, mens Ventil 1 er lukket i dette trin, så tjek for utætheder i Stophane 1 og de forskellige reaktionskolbe forbindelser. Hvis der ikke finder nogen lækage, skal du fortsætte til næste trin.
3. Indførelse af gasformig NH3
- Beregn det nødvendige tryk af gasformig NH3 at indføre ind i manifolden således, at 200 mmHg af NH 3 vil blive indført i reaktionskolben. Nærmere oplysninger om, hvordan du gør dette er forudsat i diskussionen afsnit.
- Luk Ventiler1 og 6, og Stophane 1 (figur 4) Inden indførelsen af en gas i manifolden. Lad de andre ventiler og stophane åben.
- Indføre NH3 ind i manifolden, indtil en lille tryk (ca. 10 mmHg) er nået, og derefter evakuere manifolden til et tryk på <1 mm Hg ved at åbne ventilen 1 (figur 4). Gentag 3x.
- Indføre NH3 ind i manifolden for at nå det tryk, bestemt i trin 3.1.
- Åben Stophanen 1 (figur 4) til at indføre 200 mmHg af NH3 i 3 liters reaktionskolbe. NH3 vil opløses i vand i reaktionskolben, og trykket vil falde langsomt.
- Når trykket stopper slippe tæt Stophanen 1 (figur 4) og registrere trykket læses af manometer. Denne værdi repræsenterer trykket inde i kolben og vil blive anvendt til at beregne trykkene for andre gasser, der skal indføres i manifolden senere.
- Luk Ventil 2 (Figur 4) og afbryd NH3 gas cylinder fra manifolden.
4.. Indførelse af CH 4
- Beregn det nødvendige tryk på CH 4 for at blive indført i manifolden, således at 200 mmHg af CH 4, vil blive indført i 3 L reaktionskolben. Eksempel beregninger er vist i diskussionen afsnit.
- Slut CH 4 gasflaske til manifolden.
- Åbn alle ventiler og stophaner, undtagen ventil 6 og Stophane 1 (figur 4) og evakuere manifolden til et tryk på <1 mm Hg.
- Luk Ventil 1, når fordeleren er evakueret (figur 4).
- Indføre CH 4 i manifolden, indtil en lille tryk (ca. 10 mmHg) opnås. Dette renser linje af eventuelle gasser forurenende frabout foregående trin. Åbn Ventil 1 (figur 4) til at evakuere manifolden til <1 mm Hg. Gentag 2x mere.
- Indføre CH 4 ind i manifolden, indtil trykket er beregnet i trin 4.1, er nået.
- Åben Stophanen 1 (figur 4) til at indføre 200 mmHg CH 4 til 3 liters reaktionskolbe.
- Luk Stophane 1, når den påtænkte tryk på CH 4 er blevet indført i de 3 L reaktionskolben (Figur 4) og registrerer trykket målt ved manometer.
- Åbn Ventil 1 (figur 4) til at evakuere manifolden til <1 mm Hg.
- Luk Ventil 2 (Figur 4) og afbryd CH 4 cylinder fra manifolden.
5.. Indførelsen af yderligere gasser (f.eks N 2)
- På dette tidspunkt, er det ikke nødvendigt at indføre yderligere gasser. Hvis det ønskes, anbefales det dog at tilføje 100 mmHg af N 2. I dette tilfælde beregnes det nødvendige tryk af N2 at blive indført ind i manifolden således, at 100 mmHg N 2 vil blive indført i 3 liters reaktionskolbe. Eksempel beregninger er vist i diskussionen afsnit.
- Tilslut N2-gas cylinder til manifolden.
- Åbn alle ventiler og stophaner, undtagen ventil 6 og Stophane 1 (figur 4) og evakuere manifolden til et tryk på <1 mm Hg.
- Luk Ventil 1, når fordeleren er evakueret (figur 4).
- Indføre N2 ind i manifolden, indtil en lille tryk (ca. 10 mm Hg) er opnået. Åbn Ventil 1 (figur 4) til at evakuere manifolden til <1 mm Hg. Gentag 2x mere.
- Indføre N2 ind i manifolden, indtil trykket er beregnet i trin 5.1 er nået.
- Åben Stophanen 1 (figur 4) til at indføre 100 mmHg af N 2 i reaktionskolben.
- Luk Stophanen 1, når den tilsigtede tryk N2 er blevet indført i reaktionskolben (fig. 4) og registrerer trykket ved hjælp af manometer.
- Åbn Ventil 1 (figur 4) til at evakuere manifolden til <1 mm Hg.
- Luk Ventil 2 (Figur 4) og afbryd N2 cylinder fra manifolden.
6.. Begyndende Experiment
- Reaktionskolben Frigør fra manifolden ved at lukke Stophane 1 og Ventil 1 (figur 4), når alle gasser er indført i reaktionskolben, så luften kan komme ind i manifolden og bringe manifolden op til omgivelsernes pres.
- Efter omhyggeligt at frakoble reaktionskolben fra manifolden, sæt kolben sted vil det ikke blive forstyrret (fx inde i et tomt stinkskab).
- Afbrydes forbindelsen til vakuumpumpen, og fjern forsigtigt den kolde fælde og tillade udluftning inde i en fuldtoperationelle emhætte.
- Fastgør Tesla coil sluttet til den høje frekvens gnist generator.
- Forbind den modsatte wolframsvejseelektrode til en elektrisk jord at muliggøre effektiv passage af elektrisk strøm på tværs af mellemrummet mellem de to elektroder.
- Indstil den udgangsspænding af den gnist generator til cirka 30.000 V, som beskrevet af dokumenter fra producenten.
- Forud for gnist, luk stinkskabet skærf, til at fungere som en sikkerhed skjold mellem apparatet og forsøgslederen. Drej Tesla coil for at starte eksperimentet og tillade gnistdannelse at fortsætte i 2 uger (eller anden ønsket periode) i 1 time til / fra cykler.
7.. Forsøgets afslutning
- Stop eksperimentet ved at slukke for Tesla coil.
- Åbent Stophane 1 (figur 4) til langsomt at indføre omgivende luft ind i reaktionskolben og lette fjernelse af adapteren og wolframelektroder så samples kan afhentes. Hvis det ønskes, kan et vakuum anvendes reaktionskolben af skadelige reaktionsprodukter gasser at evakuere.
8.. Indsamling væskeprøve
- Ved hjælp af en pyrolyserede glas pipette til at fjerne flydende prøver fra reaktionskolben, være omhyggelig med at minimere eksponeringen for forurenende stoffer, såsom dem, der måtte blive indført ved at trykke på pipetten til vakuum fedt eller andre ikke-sterile overflader.
- Overfør prøven til en steril plast-eller glasbeholder. Plastic beholdere er mindre tilbøjelig til at revne eller bryde ved frysepunktet, i forhold til glasbeholdere.
- Seal prøvebeholdere og gemmer i en fryser kan nå temperaturer på -20 ° C eller lavere, da uopløselige produkter kan forhindre prøveopløsningen fra at fryse ved 0 ° C.
9.. Rengøring af Apparatur
- Brug rent laboratorium servietter til forsigtigt at fjerne vakuum fedt fra halsen af apparat, tilpasseis og stophane, og glasset omkring wolframelektroder.
- Renses grundigt de samme overflader som beskrevet i trin 9.1 med toluen til fuldt ud at fjerne organisk vakuum fedt fra glas. Hvis du bruger silicium fedt, kan den høje vakuum fedt forblive på glasvarer efter pyrolyse, hvilket skaber fremtidige problemer, som beskrevet i diskussionen afsnit.
- Reaktionskolben grundigt rent med en børste og følgende opløsningsmidler i rækkefølge: ultrarent vand (18,2 MOhm cm, <5 ppb TOC), ultrarent vand (18,2 MOhm cm, <5 ppb TOC) med 5% rengøringsmiddel, methanol, toluen, methanol, ultrarent vand (18,2 MOhm cm, <5 ppb TOC) med 5% rengøringsmiddel, og endelig ultrarent vand (18,2 MOhm cm, <5 ppb TOC).
- Dæk alle åbne åbninger reaktionskolben med aluminiumsfolie og pak adapteren og dets komponenter i alufolie.
- Når alle glasvarer er blevet pakket i aluminiumsfolie, pyrolyseres mindst 3 timer iluft ved 500 ° C.
- Forsigtigt rene elektroder med methanol og lad lufttørre.
10.. Sample Analysis
Bemærk: Ved fremstilling af prøver til analyse, har anvendelsen af en syrehydrolyse protokol som er beskrevet i detaljer andetsteds 15, er nyttig til at opnå flere aminosyrer. Hydrolyse af en del af den indvundne prøve giver mulighed for at analysere både frie aminosyrer samt deres syrelabile prækursorer, der syntetiseres under abiotiske forhold.
- For aminosyreanalyse bruge en egnet teknik (såsom væskekromatografi og massespektrometri-baserede metoder eller andre egnede fremgangsmåder). Sådanne analytiske teknikker omfatter højtryksvæskekromatografi med fluorescens detektion (HPLC-FD) 14 og ultrahøj væskechromatografi med fluorescenspåvisning parallelt med time-of-flight positiv elektrospray massespektrometri (UHPLC-FD/ToF-MS) 12,13. Dette håndskrift beskriver analyse ved hjælp af massespektrometrisk analyser via en tredobbelt quadrupol massespektrometer (QQQ-MS), sammenholdt med HPLC-FD.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De produkter, syntetiseret i elektriske decharge eksperimenter kan være ganske kompleks, og der er en lang række analytiske fremgangsmåder, som kan anvendes til at studere dem. Nogle af de mere almindeligt anvendte teknikker i litteraturen til analyse aminosyrer diskuteres her. Chromatografiske og massespektrometriske metoder er yderst informative teknikker til at analysere de komplekse kemiske blandinger produceret af Miller-Urey typen gnist udledning eksperimenter. Aminosyreanalyser kan udføres ved hjælp af o -phthaldialdehyde/N-acetyl-L-cysteine (OPA / NAC) 16, et chiralt reagens par, tags primære aminogrupper, hvilket gav fluorescerende diastereomere derivater, der kan adskilles på en achiral stationær fase. Figur 2 viser et kromatogram af en OPA / NAC-derivatiseret aminosyre standard opnået ved HPLC kombineret fluorescens detektion og QQQ-MS. De aminosyrer, der er indeholdt i standarden omfatter dem, der typisk produceres i Miller-Urey typen gnist disoplade eksperimenter. Identiteterne af disse aminosyrer er angivet i tabel 1. Repræsentative fluorescens spor af en typisk prøve og analytisk tomt er vist i figur 3, viser den molekylære kompleksitet Miller-Urey Elektrisk udledningsprøver. Prøven Kromatogrammet i figur 3 blev fremstillet ud fra en gnistudladning eksperiment ved hjælp af følgende startbetingelser: 300 mmHg CH 4, 250 mmHg af NH3 og 250 ml vand.
Figur 2. De 3-21 min region HPLC-FD/QqQ-MS kromatogrammer produceret fra analysen af en OPA / NAC-derivatiseret aminosyre standard. Aminosyre peak identiteter er opført i tabel 1. Fluorescens-kurve er vist nederst, og de tilsvarende udpakkede mass kromatogrammer er vist ovenfor. Elektrospray-ionisering (ESI) QQQ-MS blev drevet i positiv modus og overvåges et masseområde på 50-500 m / z. ESI indstillinger var: desolvation gas (N2) temperatur: 350 ° C, 650 L / t, kapillær spænding: 3,8 kV; kegle spænding: 30 V. umærkede toppe i 367 udvundet ionkromatogram er de 13 C 2 toppe fra 365 udvundet ionkromatogram, som et resultat af de ca 1% naturlig overflod af 13. C. Klik her for at se større billede .
| Peak | Aminosyre |
| 1 | D-asparaginsyre |
| 2 | L-asparaginsyre |
| 3 | L-glutaminsyre |
| 4. | D-glutaminsyre |
| 5. | D-serin |
| 6 | L-serin |
| 7 | Glycine |
| 8. | b-alanin |
| 9 | D-alanin |
| 10 | g-amino-n-smørsyre (g-ABA) |
| 11 | L-alanin |
| Db-amino-n-smørsyre (Db-ABA) | |
| 13 | a-aminoisosmørsyre (a-AIB) |
| 14 | Lb-amino-n-smørsyre (Lb-ABA) |
| 15 | D / La-amino-n-smørsyre (D / La-ABA) |
| 16 | D-isovalin |
| 17 | L-isovalin |
| 18 | L-valin |
| 19 | e-amino-n-capronsyre (EACA) |
| 20 | D-valin |
| D-isoleucin | |
| 22 | L-isoleucin |
| 23. | D / L-leucin |
Tabel 1. Peak identiteter for aminosyrer detekteret i standard, og at der typisk produceres i Miller-Urey typen gnist udledning eksperimenter.
Figur 3. Den 3-21 min region af HPLC-FD kromatogrammer repræsenterer Miller-Urey typen gnistudladning eksperimenter. Toppe blev identificeret og kvantificeret ved retentionstid og masse analyse af målforbindelser i forhold til en standard og analytisk tomt. Alle mål ana Lytes med co-eluerende fluorescens retentionstider kan adskilles og kvantificeres under anvendelse af massespektrometri, med undtagelse af α-AIB og L-β-ABA (toppene 13 og 14), og D / L-norleucin, som coelutes med D / L-leucin (top 23) under de kromatografiske betingelser. D / L-norleucin blev tilføjet som en intern standard til prøver og analytiske blanke under forberedelsen. Aminosyre separation blev opnået ved anvendelse af en 4,6 mm x 250 mm, 5 um partikelstørrelse Phenyl-Hexyl HPLC-søjle. Den mobile fase var sammensat af: A) ultrarent vand (18,2 MOhm cm <5 ppb TOC), B) methanol, og C) 50 mM ammoniumformiat med 8% methanol ved pH 8. Gradienten brugte var: 0-5 min, 100% C, 5-15 min, 0-83% A, 0-12% B, 100-5% C, 15-22 min, 83-75% A, 12 - 20% B, 5% C, 22-35 minutter, 75-35% A, 20-60% B, 5% C, 35-37 minutter, 35 til 0% A, 60-100% B, 5-0% C 37-45 min, 100% B; 45-46 min, 100-0% B, 0-100% C 46-55 min, 100% C. Strømningshastigheden var 1 ml / min.hres.jpg "target =" _blank "> Klik her for at se større billede.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Talrige trin i protokollen beskrevet her er afgørende for at gennemføre Miller-Urey typen eksperimenter sikkert og korrekt. Først alle glasvarer og prøvehåndtering værktøjer, der kommer i kontakt med reaktionskolben eller stikprøven skal steriliseres. Sterilisering opnås ved grundig skylning de pågældende produkter med ultrarent vand (18,2 MOhm cm, <5 ppb TOC) og derefter pakke dem i aluminiumsfolie, inden pyrolyse ved 500 ° C i luft i mindst 3 timer. Når udstyret er blevet pyrolyseret og samtidig forberede prøver til analyse, skal der drages omsorg for at undgå organisk forurening. Risikoen for forurening kan minimeres ved at bære nitrilhandsker, kittel og beskyttelsesbriller. Vær sikker på at arbejde med prøver væk fra ens krop som almindelige kilder til forurening omfatter fingeraftryk, hud, hår og udåndingsluft. Undgå kontakt med våde handsker og ikke bruger nogen latex eller nylon materialer. Andet grundig afgasning af than reaktionskolbe før gas tilføjelse i reaktionskolben er kritisk. Tilstedeværelsen af selv små mængder af molekylært oxygen i reaktionskolben udgør en eksplosionsrisiko, når gnisten udledes i brandbare gasser såsom CH 4. Mens afgasning kolben, vil vandet inde i kolben koge, hvilket vil forhindre en stabil aflæsning. På dette tidspunkt er der to muligheder: 1) degas kolben via fryse-tø cykler (typisk 3 anvendes), eller 2) simpelthen afgasses flydende opløsning. I sidstnævnte tilfælde vil noget vand tabt, men vil mængden være relativt lille i forhold til den resterende mængde. For det tredje skal et veludstyret og effektivt setup omhyggeligt konstrueret til at etablere en ensartet gnist mellem elektroderne hele hele eksperimentet. BD-50E tesla er ikke designet til langvarig operation, da de er beregnet til vakuum lækagesøgning. Periodisk køling af Tesla coil anbefales derfor til udvidet operationelle levetid. There er flere måder at opnå dette. En enkel måde er at sætte en timer in-line mellem gnist testeren og dens strømforsyning og programmere timeren sådan, at det veksler på 1 time til / fra cykler. Køling af Tesla coil med en kommerciel fan kan også være nødvendigt at forlænge levetiden af Tesla coil. Tesla coil spids skal være rørende eller næsten røre ved et af wolframelektroder, en afstand mellem to på ca 1 mm eller mindre. Derudover kan en intens udledning opnås ved brug af en længde på ledende metaltråd med en løkke i den ene ende draperet let hen over elektroden modsat den rører Tesla coil at undgå at bryde forseglingen til indholdet. Det anbefales også at have en anden gnist generator tilgængelig i tilfælde den primære gnist generator mislykkes på grund af udvidet brug.
Der er mange ekstra noter værd at holde sig for øje, når de udfører forskellige trin i protokollen beskrevet her. Ved udarbejdelsen af manifold system for enn eksperimentere og bruge en kviksølvmanometer, er det generelt anerkendt, at en præcision på 1 mmHg er det bedst opnåelige, på grund af løsningen af det menneskelige øje. Nogle gasser kan præsentere ledningsevne problemer med resistens-baserede målere. Mercury manometre tilstedeværende potentielle spill farer, som skal være forberedt på forhånd.
Mens samling af 3 L reaktionskolben, kan brugen af silicium vakuum fedt afbøde potentiel organisk forurening, men der skal sørges for at fjerne denne grundigt mellem kørsler. Undladelse af dette vil resultere i ophobning af silica aflejringer under høj temperatur pyrolyse, hvilket kan forstyrre vakuum sæler. Derudover er kommercielt tilgængelige som 2% Thoriated wolfram wolframelektroder og bør udglødet i halvrunde slebet glas fittings. Må ikke pyrolyseres glas monteret wolframelektroder i en ovn. Den termiske udvidelse af wolfram og glas er forskellige og heating over 100 ° C kan svække tætning omkring glas annealede elektroder og introducere lækager i systemet. Desuden kan ultrarent vand indføres i 3 liters reaktionskolbe ved at hælde, ved hjælp af omhu for at undgå kontakt med en fedt på den port, der anvendes, eller ved pipettering, ved hjælp af en prepyrolyzed glaspipette. Den vandige fase i reaktionskolben kan pufres om ønsket. For eksempel Miller og kolleger 9 bufret opløsningen til pH 8,7 med en NH 3 / NH4Cl-buffer. For at gøre dette den vandige fase gøres 0,05 M i NH4Cl før det indføres i reaktionskolben. NH4Cl af 99,5% renhed eller større, skal anvendes. Resten af NH3 tilsættes derefter til reaktionskolben som en gas.
Som forberedelse til gas indførelse i 3 L reaktionskolben kan kolben fastgøres på manifolden ved at placere kolben på en kork ring, sæt oven på en lab jack og forsigtigt hæve flaskekonstruktionen indtil enlun forbindelse er opnået. Når du kontrollerer for utætheder, er det værd at bemærke, at sandsynlige kilder til lækager omfatte fattige sæler på kryds af den halve runde slib, der fastgør wolframelektroder til reaktionskolben og stophanen af adapteren fast om halsen på 3 liters reaktionskolbe. Hvis der opdages lækager fra disse kilder, de 3 L reaktionskolben forsigtigt fjerne fra manifolden, tørre disse områder med rent laboratorium væv, genanvende af et nyt lag vakuum fedt og sæt kolben til manifolden for at søge efter lækager. Hvis der ikke findes nogen lækager, fortsæt at indføre gasser i reaktionskolben.
Mens indføre gasser ind i apparatet, skal gasflasker være forsvarligt fastgjort til en støtte. Der bør udvises omhu for at indføre gasser langsomt. Ventiler på gasflasker skal åbnes langsomt og forsigtigt, mens overvågning af manometer for at undgå over-presser glasvarer og fittings. Det er vigtigt at bemærke, that under tilsætning af NH3 i reaktionskolben, idet NH3 er væsentligt opløseligt i vand under pKa af NH4 + (~ 9.2), i det væsentlige alt NH3 gas indføres i manifolden vil opløses i den vandige fase, hvilket gør det endelige tryk, og kolben manifold som trykket af vanddamp ved den omgivende temperatur. Når dette pres er nået, kan man antage, at overførslen er fuldført. Følgende er eksempler på beregninger, der skal udføres med henblik på præcist at indføre gasser i reaktionskolben ved deres ønskede tryk:
Indførelse af gasformig NH3
På grund af opløseligheden af NH3 i det væsentlige det hele overfører fra manifolden til reaktionskolben og opløses i den vandige fase, så længe NH3 i manifolden er på et højere tryk end damptrykket af vand i reaktionsblandingenkolbe. Derfor bør den omgivende temperatur noteres og trykket af vanddamp ved denne temperatur skal refereres før indførelse NH3 ind i manifolden. Måltrykket NH3 at blive indført i reaktionskolben bør være lig med det ønskede tryk af NH3 i 3 liters reaktionskolbe plus damptrykket af vand i reaktionskolben ved optaget omgivelsestemperatur. For eksempel, ved 25 ° C, trykket af vanddamp er omkring 24 mm Hg. For således at indføre 200 mmHg af NH3 i reaktionskolben belastning omkring 225 mmHg af NH3 i manifolden før overførsel NH3 fra manifolden og ind i reaktionskolben. Dette vil resultere i omkring 200 mmHg af NH3, der introduceres i reaktionskolben.
Indførelse af CH 4
Efter NH3 tilsætning og dens opløsning i the vandige fase, vil trykket i luftrummet på reaktionskolben være lig med vands damptryk ved 25 ° C, cirka 24 mm Hg. Denne værdi vil blive anvendt i forbindelse med eksempel manifold vist i figur 4, til at foretage en beregning af hvor meget CH 4 at indføre ind i manifolden således, at 200 mmHg CH 4 vil blive indført i reaktionskolben:
P 1 = total tryk ønskes gennem hele systemet, herunder reaktionskolben
V 1 = totale volumen af hele systemet, herunder reaktionskolben
P 2 = tryk på CH 4 er nødvendig for at fylde manifold volumen forud for indførsel til reaktionskolben
V 2 = volumen af manifold anvendes til indførsel af gas
P 3 = pres allerede i luftrummet på reaktionskolben
V 3 = volumen af reaktionskolben
V 1 = 3.000 ml + 100 ml + 300 ml + 40 ml + 20 ml + 3.000 ml + 40 ml + 500 ml = 7.000 ml
P 2 = tryk CH 4 beregnes
V 2 = 100 ml + 300 ml + 40 + 20 + 3.000 ml + 40 ml + 500 ml = 4000 ml
P 3 = 24 mmHg i H 2 O
V 3 = 3.000 ml
Indførelse af N2
Efter indførelse af CH 4 er headspace reaktionskolben besat med 200 mmHg CH 4 og 24 mmHg i H 2 O i alt 224 mmHg. Denne værdi vil blive anvendt sammen med dimensionerne af eksempelvis manifold vist i figur 4, til at beregne than N2 tryk, der skal indføres i manifolden således, at 100 mmHg af N 2 vil blive indført i reaktionskolben:
P 1 = total tryk ønskes gennem hele systemet, herunder reaktionskolben
V 1 = totale volumen af hele systemet, herunder reaktionskolben
P 2 = tryk på N2 behov for at fylde manifold volumen forud for indførsel til reaktionskolben
V 2 = volumen af manifold anvendes til indførsel af gas
P 3 = pres allerede i luftrummet på reaktionskolben
V 3 = volumen af reaktionskolben
P 1 = 24 mmHg i H 2 O + 200 mmHg CH 4 + 100 mmHg N 2 = 324 mmHg
V 1 = 3.000 ml + 100 ml> + 300 ml + 40 ml + 20 ml + 3.000 ml + 40 ml + 500 ml = 7.000 ml
2 = tryk på N2 beregnes
V 2 = 100 ml + 300 ml + 40 ml + 20 ml + 3.000 ml + 40 ml + 500 ml = 4.000 ml
P 3 = 200 mmHg CH 4 + 24 mmHg i H 2 O = 224 mmHg
V 3 = 3.000 ml
Figur 4.. . Manifold / vakuum system, der anvendes til at introducere gasser i 3 L reaktionskolben Ventiler kontrollerende gasstrømmen er mærket som V 1 - V 8, mens stophaner kontrollerer gasstrømmen er mærket som S 1 og S 2. Det er værd at bemærke, at mens Ventiler 1, 2 og 6, og Stophane 1 omtales explicitly i protokollen, de andre ventiler og stophanen i manifolden er vist her, er nyttige til at tilføje eller fjerne volumen (dvs. holde kolber) til eller fra manifolden. For eksempel, når indfører gasser ind i manifolden ved relativt høje tryk (ca. 500 mmHg eller derover), anbefales det, at forsøgslederen gør brug af alle purge kolber knyttet til manifolden for at øge den tilgængelige volumen af manifolden og hjælpe med at minimere risikoen på over-pres manifolden.
Efter påbegyndelse af forsøget, skal kontrolleres systemet regelmæssigt for at sikre eksperimentet kører ordentligt. Ting at tjekke omfatter: 1) den gnist generator producerer en gnist, og 2) gnisten bliver genereret på tværs af wolframelektroder i en kontinuerlig måde. Hvis ovenstående betingelser ikke er opfyldt, skal du afbryde Tesla coil fra strømforsyningen og erstatte det med backup Tesla coil. I mellemtiden kan reparationer af funktionssvigt Tesla coil gøres.Ofte gange, kan kontaktfladerne inde i gnist generator boliger bliver tæret fra udvidet brug og skal poleres eller udskiftes.
Ved afslutningen af forsøget, kan gasserne i head-space irritere åndedrætsorganerne. Skadelige gasser, såsom hydrogencyanid 4 kan fremstilles ved eksperimentet. Hvis forsøgslederen ikke indsamle gasprøver til analyse, kan det være nyttigt at forbinde apparatet til en vandaspirator at evakuere flygtige til cirka en time efter afslutningen af forsøget, mens apparatet er i stinkskab, forud for indsamlingen af væskeprøver . Af sikkerhedsmæssige årsager, anbefales det, at apparatet udluftes i en fuldt operationel emhætte. Prøvetagning skal udføres i et operationelt stinkskab og prøvehåndtering i et positivt tryk HEPA-filtreret flow bænk anbefales.
Blandt de mange typer af produkter dannet ved gnistudladning exeksperimenter, aminosyrer er af betydning. Aminosyrer syntetiseres let via Strecker-syntesen 17. Strecker syntese af aminosyrer involverer omsætning af aldehyder eller ketoner og HCN genereres ved virkningen af elektrisk udladning på gasserne indført i reaktionsapparatet, som efter opløsning i den vandige fase, kan reagere med ammoniak til dannelse af α-aminonitriler, der undergår hydrolyse til opnåelse af aminosyrer. Dette er naturligvis, men en mekanisme ved syntese, og andre kan også være operative, såsom direkte aminering af forstadier, herunder acrylonitril for at give β-alanin forstadier eller direkte hydrolyse af højere molekylvægt tholin-lignende materiale for at give aminosyrer direkte , by-pass Strecker mekanisme.
Aminosyre forurening er produceret af Miller-Urey eksperimenter prøver kan opstå, hvis de tidligere nævnte forholdsregler ikke følges eksplicit. Under prøveanalyse, er det vigtigt at webstedssøgningh for tegn på terrestrisk forurening, der kan stamme fra prøvehåndtering eller prøve opbevaring. Anvendelsen af OPA / NAC 16, sammenholdt med LC-FD-teknikker giver mulighed for den chromatografiske separation af D-og L-enantiomerer af aminosyrer med chirale centre og deres respektive, individuelle kvantificering. Chirale aminosyrer syntetiseres af eksperimentet skal være racemisk. Acceptable eksperimentelle fejl under syntesen af aminosyrer med chirale centre er generelt anses for at være ca 10%. Derfor chirale aminosyre D / L-forhold, der tyder på berigelse i en enantiomer med mere end 10% er et godt parameter, som at bestemme, om prøven er blevet forurenet.
De metoder, der præsenteres her, er beregnet til at instruere, hvordan man fører en Miller-Urey typen gnist udledning eksperiment, men der er begrænsninger for den teknik, der er beskrevet her, der bør bemærkes. Først opvarme enkelt 3 liters reaktionskolbe (figur 1B), Vil resultere i kondensation af vanddamp på spidserne af elektroderne dæmpe gnist, og reducerer dannelsen af radikale arter, der driver en stor del af den kemi, der finder sted i eksperimentet. Endvidere er anvendelsen af en varmekappe til opvarmning af apparatet er ikke nødvendigt at syntetisere organiske forbindelser, såsom aminosyrer. Dette adskiller sig fra Millers oprindelige eksperiment, hvor han brugte en mere kompleks, specialbygget, dual kolbe apparat (figur 1A) 5. og opvarmet lille kolbe i bunden af apparatet, som havde vand i det (figur 1A). Opvarmning af apparatet hjalp med cirkulation af udgangsmaterialerne og havde til formål at efterligne fordampning i en tidlig Jordens system. For det andet, den protokol beskrevet her anbefaler en 1 time on / off cyklus, når du bruger Tesla coil, som effektivt fordobler den tid, et eksperiment tager at gennemføre i forhold til de eksperimenter udført af Miller, da han udledes kontinuerligt electricity i systemet 4. For det tredje, da gnist generatorer ikke er beregnet til langvarig brug, de er tilbøjelige til funktionsfejl under langvarig brug og skal vedligeholdes regelmæssigt og undertiden erstattet af en back-up enhed, hvis den primære gnist generatoren svigter i løbet af et eksperiment. Sidste protokollen beskrevet her indebærer anvendelse af glas stophaner, der kræver høj vakuum fedt at foretage passende sæler. Hvis det ønskes, kan polytetrafluorethylen (PTFE) stophaner anvendes for at undgå vakuum fedt. Men hvis undersøge disse stophaner for potentielle lækager med en gnist lækage detektor, være forsigtige for ikke at overeksponere PTFE til den gnist, da dette kan kompromittere integriteten af PTFE og føre til dårlige forseglinger, der gøres af disse stophaner.
Betydningen af den rapporterede her med hensyn til eksisterende teknikker metode, ligger inden for sin enkelhed. Det bruger en kommercielt tilgængelig 3 kolbe, som også er betydeligt mindre skrøbelige og lettere at Cleen mellem eksperimenter end det oprindelige design bruges af Miller 5.. Fordi apparatet er mindre besværlig, er lille nok til at udføre et eksperiment i et stinkskab.
Når teknikken beskrevet her er styr, kan den modificeres på en række forskellige måder til at simulere mange typer af primitive landmiljøer. For eksempel kan mere oxiderede gasblandinger anvendes 14,18,19. Desuden, ved hjælp af modifikationer af apparatet energikilden kan ændres, for eksempel ved hjælp af en tavs udledning 4, ultraviolet lys 20, der simulerer vulkanske systemer 4,12,21 efterligne radioaktivitet fra jordskorpen 22 og efterligne energi produceret af chokbølger fra meteorit påvirkninger 23 og også kosmisk stråling 18,19.
Den klassiske Miller-Urey-eksperimentet viste, at aminosyrer, vigtige byggesten i biologiske proteiner, kan SYNthesized ved hjælp af simple udgangsmaterialer under simulerede præbiotiske terrestriske forhold. Excitation af gasformige molekyler ved elektrisk udladning fører til produktion af organiske forbindelser, herunder aminosyrer, under sådanne forhold. Mens aminosyrer er vigtige for moderne biologi, kun Miller-Urey-eksperimentet giver en mulig mekanisme for deres abiotisk syntese, og ikke forklare livets oprindelse, som de processer, der giver anledning til levende organismer var sandsynligvis mere kompleks end dannelsen af simple organiske molekyler.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne erklærer ingen konkurrerende finansielle interesser.
Acknowledgments
Dette arbejde blev støttet i fællesskab af NSF og NASA Astrobiology Program under NSF Center for Chemical Evolution, CHE-1004570, og Goddard Center for Astrobiology. ETP vil gerne anerkende yderligere finansiering fra NASA Planetary Biology Praktik Program. Forfatterne ønsker også at takke Dr. Asiri Galhena for uvurderlig hjælp til opsætning af de første laboratoriefaciliteter.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Glass Plugs for Manifold | Chemglass | CG-983-01 | |
| High Vacuum Grease | Apiezon | N/A | Type M/N |
| Silicon High Vacuum Grease | Dow Corning | 1597418 | |
| Teflon PFA Tubing | McMaster-Carr | 51805K54 | |
| Ultra-Torr Vacuum Fittings | Swagelok | SS-4-UT-6 | |
| Dry Scroll Vacuum Pump | Edwards | A72401905 | |
| U-Tube Manometer | Alta-Robbins | 100SS | |
| Tungsten Electrodes | Diamond Ground Products | TH2-1/16 | 2% thoriated |
| Methanol | Alfa Aesar | N/A | Ultrapure HPLC Grade |
| Teflon-Coated Magnetic Stir Bar | McMaster-Carr | 5678K127 | |
| Gaseous NH3 | Airgas | AMAHLB | 99.99% purity |
| Gaseous CH4 | Airgas | ME UHP300 | 99.99% purity |
| Gaseous N2 | Airgas | NI UHP300 | 99.999% purity |
| Tesla Coil | Electro-Technic Products | 15001 | Model BD-50E |
| 24 hr Plug-in Basic Timer | General Electric Company | 15119 | |
| Cleaning Detergent | Alconox | 1104 | |
| Toluene | Thermo Fisher Scientific | N/A | Optima Grade |
| Luna Phenyl-Hexyl HPLC Column | Phenomenex | 00G-4257-E0 | Brand: Luna |
| Formic Acid | Sigma-Alrich | F0507 | Used to make 50 mM ammonium formate |
References
- Oparin, A. I. The Origin of Life. , Izd. Moskovshii Rabochii. (1924).
- Haldane, J. B. The origin of life. Rationalist Annu. 148, 3-10 (1929).
- Garrison, W. M., Morrison, D. C., Hamilton, J. G., Benson, A. A., Calvin, M. Reduction of Carbon Dioxide in Aqueous Solutions by Ionizing Radiation. Science. 114, 416-418 (1951).
- Miller, S. L. Production of Some Organic Compounds under Possible Primitive Earth Conditions. J. Am. Chem. Soc. 77, 2351-2361 (1955).
- Miller, S. L. A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions. Science. 117, 528-529 (1953).
- Heyns, H. K., Walter, W., Meyer, E. Model experiments on the formation of organic compounds in the atmosphere of simple gases by electrical discharges (Translated from German). Die Naturwissenschaften. 44, 385-389 (1957).
- Ponnamperuma, C., Woeller, F. α-Aminonitriles formed by an electric discharge through a mixture of anhydrous methane and ammonia. Biosystems. 1, 156-158 (1967).
- Oró, J. Synthesis of Organic Compounds by Electric Discharges. Nature. 197, 862-867 (1963).
- Ring, D., Wolman, Y., Friedmann, N., Miller, S. L. Prebiotic Synthesis of Hydrophobic and Protein Amino Acids. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 69, 765-768 (1972).
- Wolman, Y., Haverland, W. J., Miller, S. L. Nonprotein Amino Acids from Spark Discharges and Their Comparison with the Murchison Meteorite Amino Acids. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 69, 809-811 (1972).
- Roscoe, S., Miller, S. L. Energy Yields for Hydrogen Cyanide and Formaldehyde Syntheses: The HCN and Amino Acid Concentrations in the Primitive Ocean. Orig. Life. 17, 261-273 (1987).
- Johnson, A. P., et al. The Miller Volcanic Spark Discharge Experiment. Science. 322, 404 (2008).
- Parker, E. T., et al. Primordial synthesis of amines and amino acids in a 1958 Miller H2S-rich spark discharge experiment. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 5526-5531 (2011).
- Cleaves, H. J., Chalmers, J. H., Lazcano, A., Miller, S. L., Bada, J. L. A reassessment of prebiotic organic synthesis in neutral planetary atmospheres. Orig. Life Evol. Biosph. 38, 105-115 (2008).
- Glavin, D. P., et al. Amino acid analyses of Antarctic CM2 meteorites using liquid chromatography-time of flight-mass spectrometry. Meteorit. Planet. Sci. 41, 889-902 (2006).
- Zhao, M., Bada, J. L. Determination of α-dialkylamino acids and their enantiomers in geologic samples by high-performance liquid chromatography after a derivatization with a chiral adduct of o-phthaldialdehyde. J. Chromatogr. A. 690, 55-63 (1995).
- Strecker, A. About the artificial formation of lactic acid and a new Glycocoll the homologous body Justus Liebigs Annalen der Chemie. 75, 27-45 (1850).
- Miyakawa, S., Yamanashi, H., Kobayashi, K., Cleaves, H. J., Miller, S. L. Prebiotic synthesis from CO atmospheres: implications for the origins of life. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99, 14628-14631 (2002).
- Kobayashi, K., Kaneko, T., Saito, T., Oshima, T. Amino Acid Formation in Gas Mixtures by Particle Irradiation. Orig. Life Evol. Biosph. 28, 155-165 (1998).
- Sagan, C., Khare, B. N. Long-Wavelength Ultraviolet Photoproduction of Amino Acids on the Primitive Earth. Science. 173, 417-420 (1971).
- Harada, K., Fox, S. W. Thermal Synthesis of Natural Amino-Acids from a Postulated Primitive Terrestrial Atmosphere. Nature. 201, 335-336 (1964).
- Ponnamperuma, C., Lemmon, R. M., Mariner, R., Calvin, M. Formation of Adenine by Electron Irradiation of Methane Ammonia, and Water. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 49, 737-740 (1963).
- Bar-Nun, A., Bar-Nun, N., Bauer, S. H., Sagan, C. Shock Synthesis of Amino Acids in Simulated Primitive Environments. Science. 168, 470-473 (1970).
