Summary
Miller-Urey experiment var en banbrytande studie om abiotisk syntes av organiska föreningar med möjlig relevans för livets uppkomst. Enkla gaser infördes i en glasapparat och utsätts för en elektrisk urladdning, simulera effekterna av blixtnedslag i den ursprungliga jordens atmosfär-ocean-systemet. Experimentet utfördes under en vecka, varefter de prover som tagits från den analyserades beträffande de kemiska byggstenarna i livet.
Abstract
År 1953, Stanley Miller rapporterade produktion av biomolekyler från enkla gasformiga utgångsmaterial, med hjälp av en apparat konstruerad för att simulera den ursprungliga jordens atmosfär-ocean-systemet. Miller infördes 200 ml vatten, 100 mm Hg H 2, 200 mm Hg för CH 4 och 200 mmHg för NH 3 in i apparaten, underkastas sedan denna blandning, under återloppskokning, till en elektrisk urladdning i en vecka, under det att vattnet var samtidigt uppvärmd. Syftet med detta manuskript är att ge läsaren en allmän försöksprotokoll som kan användas för att genomföra en Miller-Urey typ gnisturladdning experiment, med användning av en förenklad 3 L reaktionskolv. Eftersom försöket är att exponera brännbara gaser till en hög spänning elektrisk urladdning, är det värt att lyfta fram viktiga steg som minskar risken för explosion. De allmänna förfaranden som beskrivs i detta arbete kan extrapoleras för att utforma och genomföra en mängd olika elektriska urladdning experiments simulera primitiva planet miljöer.
Introduction
Karaktären på livets uppkomst på jorden är fortfarande en av de mest outgrundliga vetenskapliga frågor. På 1920-talet ryska biologen Alexander Oparin och brittisk evolutionsbiolog och genetiker John Haldane föreslog begreppet "ursoppa" 1,2, som beskriver de primitiva mark haven som innehåller organiska föreningar som kan ha underlättat kemisk utveckling. Det var dock inte förrän på 1950-talet, när kemisterna började bedriva avsiktliga laboratoriestudier som syftar till att förstå hur organiska molekyler skulle kunna ha syntetiserats från enkla utgångsmaterial på den tidiga Jorden. En av de första rapporterna till denna ände var syntesen av myrsyra från bestrålningen av vattenhaltiga CO 2 lösningar i 1951 3.
År 1952, Stanley Miller, då en doktorand vid University of Chicago, närmade Harold Urey om att göra ett experiment för att utvärdera möjligheten att organiska föreningarviktigt för livets ursprung kan ha bildats abiologically på den tidiga Jorden. Experimentet utfördes med hjälp av en specialbyggd glasapparat (Figur 1A) för att simulera den primitiva jorden. Millers experiment härmas blixtar genom inverkan av en elektrisk urladdning på en blandning av gaser, som representerar den tidiga atmosfär, i närvaro av en reservoar för flytande vatten, som representerar tidiga haven. Anordningen simuleras också indunstning och utfällning med hjälp av en värmemantel och en kondensor, respektive. Specifika detaljer om apparaten Miller används kan hittas någon annanstans 4. Efter en vecka för gnistbildning, var innehållet i kolven synligt förvandlas. Vattnet vände en grumlig, rödaktig färg 5 och gulbrun material samlats på elektroderna 4. Detta banbrytande arbete anses vara den första avsiktliga, effektiv syntes av biomolekyler under simulerade primitiva jordförhållanden. 
Figur 1. Jämförelse mellan de två typerna av apparater som diskuteras i denna uppsats. Den klassiska apparat som används för det ursprungliga Miller-Urey experiment (A) och det förenklade apparat som används i det protokoll som beskrivs här (B). Klicka här för att visa en större bild .
Efter 1953 publicering av resultaten av Millers klassiskt experiment, många varianter av gnisturladdning experimentet, t ex med användning av andra gasblandningar, utfördes för att undersöka rimligheten i att producera organiska föreningar som är viktiga för att leva under en rad möjliga tidiga jordförhållanden. Till exempel, en CH-4 2 O / NH 3 / H 2 S gasblandning testades med avseende på dess förmåga att producera de kodade svavelhaltiga α-aminosyror, även om dessa inte detekterades 6. Gaskromatografi-masspektrometri (GC-MS) analys av en CH 4 / NH 3 utsattes blandningen för en elektrisk urladdning visade syntesen av α-aminonitriler, vilka aminosyraprekursorer 7. År 1972, med hjälp av en enklare apparat, först introducerades av Oro 8 (Figur 1B), Miller och kollegor visade syntesen av alla de kodade α-aminosyror 9 och icke-protein aminosyror 10 som hade identifierats i Murchison meteorit hittills, genom att utsätta CH 4, N 2, och små mängder av NH3 till en elektrisk urladdning. Senare, genom att använda denna samma förenklade experimentell design, gasblandningar innehållande H2O, N2 och CH 4, CO 2 eller CO utlöstes till STUdy utbytet av vätecyanid, formaldehyd och aminosyror som en funktion av oxidationstillståndet för atmosfäriskt kol arter 11.
Förutom utforskning av alternativa experimentell design genom åren, har betydande analytiska framsteg skett sedan Millers klassiska experiment, som nyligen hjälpt mer prob undersökningar av elektriska urladdnings experimentella prover arkiveras av Miller, än vad som skulle ha underlättats av de tekniker Miller hade tillgång till på 1950-talet. Millers vulkaniska experiment 12, rapporterades första gången 1955 4, och en 1958 H 2 S-innehållande experiment 13 visade sig ha bildat ett bredare utbud och större förekomster, för många aminosyror och aminer än den klassiska experiment, inklusive många av vilka som hade inte tidigare identifierats i experiment gnista ansvarsfrihet.
Det experiment som beskrivits i detta dokument kan utföras med användningen mängd olika gasblandningar. Typiskt, åtminstone, kommer sådana experiment innehålla en C-bärande gas, en N-bärande gas och vatten. Med lite planering, kan nästan varje blandning av gaser som skall undersökas, är det emellertid viktigt att beakta vissa kemiska aspekter av systemet. Till exempel kan pH-värdet hos den vattenhaltiga fasen har en betydande inverkan på kemin som uppstår där 14.
Den metod som beskrivs här har skräddarsytts för att instruera forskarna hur man kan bedriva gnista urladdningsexperiment som liknar Miller-Urey experiment med hjälp av en förenklad 3 L reaktionskärl, som beskrivs i Millers 1972 publikationer 9,10. Eftersom detta experiment involverar en hög spänning elektrisk ljusbåge som verkar på lättantändliga gaser, är det viktigt att avlägsna O 2 från reaktionskolven för att eliminera risken för explosion, som kan uppstå vid förbränning av reducerade kolhaltiga gaser, såsom metan eller kolmonoxid, eller reaktion ofH 2 med syre.
Det finns ytterligare detaljer som bör hållas i åtanke när man förbereder sig för att genomföra experimentet diskuteras här. Först, när du arbetar med glasvakuumledningar och trycksatta gaser, finns det en inneboende risk för både implosion och över-påtryckningar. Därför måste skyddsglasögon bäras vid alla tillfällen. För det andra försöket typiskt mindre än atmosfärstryck. Detta minimerar risken för över pressa grenröret och reaktionskolven. Glas kan vara klassad vid eller över atmosfärstryck, dock vid tryck över 1 atm rekommenderas inte. Trycken kan öka i dessa experiment som vattenolösliga H 2 frigöres från reducerade gaser (t.ex. CH 4 och NH 3). Över pressuring kan leda till tätningsläckage, som kan tillåta atmosfärs O 2 att komma in i reaktionskolven, vilket gör det möjligt att inducera förbränning, vilket resulterar i en explosion. För det tredje,bör man komma ihåg att ändringar av detta protokoll för att genomföra varianter av experimentet kräver noggrann planering för att se till osäkra förhållanden skapas inte. För det fjärde är det starkt rekommenderat att den presumtive försöks läsa igenom hela protokollet försiktigt flera gånger innan du försöker detta experiment för att vara säker på att han eller hon är förtrogen med potentiella fallgropar och att all nödvändig hårdvara finns tillgänglig och på plats. Slutligen genomför försök med brännbara gaser kräva att försöksvärdinstitutets Environmental Health and Safety avdelnings riktlinjer. Följ dessa rekommendationer innan du fortsätter med några experiment. Alla steg som beskrivs i protokollet här är i överensstämmelse med författarnas värd institutionella miljö hälsa och säkerhet riktlinjer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Konfigurera en Lare / vakuumsystem
- Använd en glasningsröret för att införa gaser till reaktionskolven. Detta grenrör kan köpas eller konstrueras genom en glasblåsningsanläggning, men måste innehålla vakuumtäta portar som kan anslutas till ett vakuumsystem, gasflaskor, vakuummätare, och reaktionskärlet.
- Använd slipningar och glasproppar med ventilerna på grenröret. Se till att alla O-ringar på pluggarna är kapabla att göra de nödvändiga tätningar. Om du använder glas lederna, kan en tillräcklig mängd vakuum fett användas för att göra en säl, om det behövs. Silicon vakuum fett kan användas för att undvika risken för organisk förorening.
- Använd glas kranar på grenröret. Applicera den minsta mängd vakuum fett behövs för att göra en tätning.
- Mät förgreningsvolym. Denna volym kommer att användas för beräkningar i samband med de slutliga gastryck i 3 L reaktionskolven och bör vara känt så exakt som möjligt. Om inte fördelaren har tillräckligt med kontakter för att rymma alla gasflaskor samtidigt ansluter en cylinder i taget till grenröret. Inkludera i detta sammanhang en kran möjliggör grenröret att vara isolerad från den omgivande atmosfären.
- Använd lämplig, ren, inert, och kemiska och läcker resistent slang och ultratorr vakuum kopplingar för att ansluta gasflaskor till fördelaren. Ultratorr beslag, där sådana används, skall vara finger åtdragna.
- Anslut till grenröret, en vakuumpump kan etablera ett vakuum av <1 mm Hg. Vakuumpumpen avgas bör vara placerat inom dragskåp eller korrekt ventilerad genom andra medel.
- För att säkerställa ett snabbt uppnående av vakuum och för att skydda pumpen, sätt i en fälla mellan grenröret och vakuumpumpen. En flytande kväve fingerfälla rekommenderas eftersom det kommer att förhindra att flyktiga ämnen, såsom NH3, CO2 och H2O från att komma in i pumpen. Försiktighet bör iakttas, som fångade flyktiga ämnen, på warming kan övertryck grenröret och orsaka glasbrott.
- Anslut till förgreningsröret, en manometer eller annan vakuummätare kapabel att en mmHg upplösning eller bättre. Medan olika enheter kan användas, är en kvicksilvermanometer eller MacLeod spårvidd, föredra eftersom kvicksilver är relativt icke-reaktivt.
- Mät och notera den omgivande temperaturen med hjälp av en lämplig termometer.
2. Framställning av reaktionskolven
- Värm alla glasvaror vid 500 ° C under minst 3 h i luft före användning, för att avlägsna organiska föroreningar.
- Rengör volframelektroder genom försiktig tvättning med ren laboratorie våtservetter och metanol och torkning i luft.
- Häll 200 ml ultrarent vatten (18,2 Mohm cm, <5 ppb TOC) i 3 L reaktionskolven.
- Införa en förrenade och steriliserad magnetomrörarstav, vilket kommer att garantera en snabb upplösning av lösliga gaser och blandning av reaktanter under exexperimentera.
- Fäst volframelektroder till 3 L reaktionskolv med användning av en minimal mängd av vakuum fett, med spetsar separerade med ca 1 cm in i kolven. Fäst med clips.
- Sätt in en adapter med inbyggd avstängningskran i halsen på 3 L reaktionskolven och fäst med en klämma.
- Fäst 3 L reaktionskolven till gasgrenröret via adaptern. Använd ett gem eller klämma för att säkra kolven.
- Smörj alla anslutningar för att säkerställa en god vakuumtätning.
- Öppna alla ventiler och kranar på fördelaren, utom Ventil 6 och Kranen 1 (Figur 4), och slå på vakuumpump för att evakuera fördelaren. När en stabil vakuum läsning av <1 mm Hg har uppnåtts, nära Ventil 1 och låta grenröret sitta för ~ 15 min för att leta efter vakuumläckor. Om ingen detekteras, gå vidare till steg 2.8. Annars felsöka de olika anslutningar tills läckorna kan identifieras och fast.
- ETTpply magnetisk omröring till reaktionskärlet. Öppna Ventil 1 och Kranen 1 (figur 4) för att evakuera huvudutrymmet av 3 L reaktionskolven tills trycket har nått <1 mm Hg.
- Stäng ventil 1 (figur 4) och övervaka trycket inuti 3 L reaktionskolv. Det uppmätta trycket bör öka till ångtrycket för vatten. För att säkerställa att inget läckage föreligger, vänta ~ 5 min i detta skede. Om trycket (som avläses på manometern) ökar medan Ventil 1 är stängd under detta steg, kolla efter läckor i Kranen 1 och de olika reaktionskolv anslutningar. Om inget läckage hittas, gå vidare till nästa steg.
3. Införande av gasformigt NH3
- Beräkna den nödvändiga trycket av gasformig NH3 att introducera in i förgreningsröret, så att 200 mmHg för NH 3 kommer att introduceras in i reaktionskolven. Information om hur du gör detta finns i diskussionsavsnittet.
- Stäng ventiler1 och 6, och Kranen 1 (Figur 4) Innan det införs en gas i grenröret. Lämna de andra ventiler och kranen öppen.
- Introducera NH3 in i förgreningsröret tills ett litet tryck (ca 10 mm Hg) har uppnåtts och sedan evakueras grenröret till ett tryck av <1 mm Hg genom att öppna ventilen 1 (figur 4). Upprepa 3x.
- Presentera NH3 i grenröret för att nå det tryck som bestämdes i steg 3.1.
- Öppen Kranen 1 (figur 4) för att införa 200 mmHg från NH 3 i 3 L reaktionskolv. NH 3 kommer att lösas upp i vatten i reaktionskolven och trycket kommer att falla långsamt.
- När trycket slutar tappa, nära Kranen 1 (figur 4) och notera trycket avläses av manometern. Detta värde representerar trycket inuti kolven och kommer att användas för att beräkna trycken för andra gaser som kommer att införas i grenröret senare.
- Stäng ventil 2 (Figur 4) och koppla bort NH3 gasflaska från grenröret.
4. Införande av CH 4
- Beräkna det nödvändiga trycket för CH 4 som skall införas i fördelaren, så att 200 mmHg CH 4 kommer att introduceras in i 3 L reaktionskolv. Exempel beräkningarna visas i diskussionsavsnittet.
- Anslut CH 4 gascylindern till grenröret.
- Öppna alla ventiler och kranar, utom Ventil 6 och Kranen 1 (Figur 4), och evakuera grenröret till ett tryck på <1 mmHg.
- Stäng Ventil 1 när grenröret har evakuerats (Figur 4).
- Införa CH 4 i grenröret tills ett litet tryck (ca 10 mmHg) erhålls. Detta rensar raden av eventuella förorenings gaser frOM föregående steg. Öppna ventil 1 (figur 4) för att evakuera grenröret till <1 mm Hg. Upprepa 2x mer.
- Introducera CH 4 i grenröret, tills trycket som beräknats i steg 4,1, uppnås.
- Öppen Kranen 1 (figur 4) för att införa 200 mmHg CH 4 till 3 L reaktionskolv.
- Stäng Kranen 1 när det avsedda trycket av CH 4 har införts i 3 L reaktionskolven (Figur 4) och registrera trycket mäts av manometern.
- Öppna ventil 1 (figur 4) för att evakuera grenröret till <1 mm Hg.
- Stäng ventil 2 (Figur 4) och koppla bort CH 4 cylinder från grenröret.
5. Införande av ytterligare gaser (t.ex. N2)
- Vid denna punkt, är det inte nödvändigt att införa ytterligare gaser. Om så önskas, är det rekommenderat att lägga till 100 mmHg i N 2. I detta fall beräknar det nödvändiga trycket av N2 för att föras in i grenröret så att 100 mmHg N 2 kommer att införas i den 3 L reaktionskolv. Exempel beräkningarna visas i diskussionsavsnittet.
- Anslut N 2 gascylindern till grenröret.
- Öppna alla ventiler och kranar, utom Ventil 6 och Kranen 1 (Figur 4), och evakuera grenröret till ett tryck på <1 mmHg.
- Stäng Ventil 1 när grenröret har evakuerats (Figur 4).
- Presentera N2 i grenröret tills ett litet tryck (ca 10 mmHg) erhålls. Öppna ventil 1 (figur 4) för att evakuera grenröret till <1 mm Hg. Upprepa 2x mer.
- Introducera N 2 i grenröret, tills trycket som beräknats i steg 5,1 uppnås.
- Öppen Kranen 1 (figur 4) för att införa 100 mmHg N 2 in i reaktionskolven.
- Stäng Kranen 1 när det avsedda trycket av N2 har införts i reaktionskolven, (Figur 4) och registrera trycket med hjälp av manometern.
- Öppna ventil 1 (figur 4) för att evakuera grenröret till <1 mm Hg.
- Stäng ventil 2 (figur 4) och koppla bort den N 2 cylinder från grenröret.
6. Börjar Experiment
- Drag av reaktionskolven från grenröret genom stängning Kranen 1 och ventil 1 (figur 4) en gång för alla gaser har introducerats in i reaktionskolven, så att luften kan komma in i förgreningsröret och föra förgrenings upp till omgivningstryck.
- Efter noggrant kopplar reaktionskolven från grenröret, ställa kolven någonstans det inte blir störd (t.ex. inne i en tom dragskåp).
- Koppla bort vakuumpumpen och ta försiktigt bort den kalla fällan och låta ventilation inne i en heltoperativa dragskåp.
- Säkra Tesla spole ansluten till högfrekventa tändgenerator.
- Anslut den motsatta volframelektrod till en elektrisk jord för att möjliggöra effektiv passage av elektrisk ström över gapet mellan de två elektroderna.
- Ställ in den utgående spänningen hos gnistgenerator till cirka 30000 V, som beskrivs genom dokument som finns tillgängliga från tillverkaren.
- Före initiering gnistan, stänga dragskåp skärp, för att fungera som en sköld mellan apparaten och försöksledaren. Vrid Tesla spole för att starta experimentet, och låta gnistbildning att fortsätta i 2 veckor (eller annan önskad period) i 1 timme på / av-cykler.
7. End of Experiment
- Avbryt experimentet genom att stänga av Tesla spole.
- Öppet Kranen 1 (figur 4) för att långsamt introducera luften i reaktionskolven och underlätta avlägsnandet av adaptern och de volframelektroder så samples kan samlas in. Om så önskas kan ett vakuum användas för att evakuera reaktionskolv av hälsofarliga reaktionsgaserna.
8. Samla vätskeprov
- Med hjälp av en pyrolyserade glas pipett, ta bort vätskeprover från reaktionskolven, är noga med att minimera exponeringen för föroreningar, som de som skulle kunna införas genom att trycka på pipetten till vakuum fett eller andra icke-sterila ytor.
- Över provet till en steril plast-eller glasbehållare. Plastbehållarna är mindre benägen för sprickbildning eller brott vid frysning, jämfört med glasbehållare.
- Containrar Seal prov och lagra i en frys som kan uppnå temperaturer på -20 ° C eller lägre, som olösliga produkter kan förhindra provlösningen fryser vid 0 ° C.
9. Rengöring av Utrustning
- Använd rent laboratorium våtservetter att försiktigt ta bort vakuum fett från apparatens hals, den anpassarer och kranar, och glaset som omger volframelektroder.
- Rengör samma ytor som beskrivs i steg 9,1 med toluen för att helt ta bort organiskt vakuum fett från glas. Om du använder silikonfett, kan fettet högvakuum kvar på glas efter pyrolys, skapa framtida problem, som beskrivs i diskussionsavsnittet.
- Rengör reaktionskolven med en borste och följande lösningsmedel för: ultrarent vatten (18,2 Mohm cm, <5 ppb TOC), ultrarent vatten (18,2 Mohm cm, <5 ppb TOC) med 5% rengöring rengöringsmedel, metanol, toluen, metanol, ultrarent vatten (18,2 MQ cm, <5 ppb TOC) med 5% rengörings detergent, och slutligen ultrarent vatten (18,2 MQ cm, <5 ppb TOC).
- Täck alla öppna öppningar i reaktionskolven med aluminiumfolie och linda adaptern och dess komponenter i aluminiumfolie.
- När all glasvaror har lindats in i aluminiumfolie, pyrolysera under minst 3 h iluft vid 500 ° C.
- Försiktigt rena elektroder med metanol och låt lufttorka.
10. Provanalys
Anmärkning: Vid framställning av prov för analys, har användningen av en syrahydrolys protokoll såsom beskrivits i detalj på annat håll 15, är användbar för att erhålla fler aminosyror. Hydrolys av en del av det utvunna provet ger en möjlighet att analysera både fria aminosyror samt deras syralabila prekursorer som är syntetiserade enligt abiotiska förhållanden.
- För aminosyraanalys, använd en lämplig teknik (t.ex. vätskekromatografi och masspektrometri baserade metoder, eller andra lämpliga metoder). Sådana analysmetoder inkluderar högpresterande vätskekromatografi med fluorescensdetektion (HPLC-FD) 14, och ultrahög vätskekromatografi med fluorescensdetektion parallellt med time-of-flight positiv elektrospray jonisering masspektrometri (UHPLC-FD/ToF-MS) 12,13. Detta manuskript beskriver analys med masspektrometrisk analys via en trippel masspektrometer (QQQ-MS) tillsammans med HPLC-FD.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De produkter som syntetiserats i elektriska experiment urladdning kan vara ganska komplexa, och det finns många analytiska metoder som kan användas för att studera dem. Några av de mer vanligen använda metoder i litteraturen för att analysera aminosyror diskuteras här. Kromatografiska och masspektrometriska metoder är mycket informativa metoder för analys av komplexa kemiska blandningar som produceras av Miller-Urey typ gnista urladdningsexperiment. Aminosyraanalyser kan genomföras med användning av o -phthaldialdehyde/N-acetyl-L-cysteine (OPA / NAC) 16, en kiral reagens par att taggarna primära aminogrupper, vilket ger fluorescerande diastereomera derivat som kan separeras på en akiral stationär fas. Figur 2 visar ett kromatogram av ett OPA / NAC-derivatiserad aminosyra standard erhålles genom HPLC kopplat till fluorescens detektion och QQQ-MS. De aminosyror som finns i standarden inkluderar de vanligtvis tillverkas i Miller-Urey typ gnista disladda experiment. Identiteterna för dessa aminosyror är förtecknade i tabell 1. Representativa fluorescerande spår av ett typiskt prov och analysämnet som visas i fig 3, som visar den molekylära komplexiteten hos Miller-Urey typ elektrisk urladdningsprover. Provet kromatogrammet i fig. 3 framställdes från en gnisturladdning experiment med användning av följande utgångsbetingelser: 300 mmHg CH 4, 250 mmHg för NH 3 och 250 ml vatten.
Figur 2. Den 3-21 min region i HPLC-FD/QqQ-MS kromatogram som produceras från analysen av en OPA / NAC-derivatiserade aminosyran standard. Aminosyratoppidentiteter är listade i tabell 1. Den fluorescens spår visas längst ner och de motsvarande extraherade mass kromatogram visas ovan. Den elektro (ESI) QQQ-MS drevs i positivt läge och övervakas en massa olika 50-500 m / z. ESI-inställningar var: desolvation gas (N2) Temperatur: 350 ° C, 650 l / h, kapillär spänning: 3,8 kV, kon spänning: 30 V. De omärkta toppar i 367 extraherade jonkromatogram är de 13 C-2 toppar från 365 extraherade jonkromatogrammet, som ett resultat av de cirka 1% naturlig överflöd av 13 C. Klicka här för att visa en större bild .
| Peak | AMINOSYRA |
| 1 | D-asparaginsyra |
| 2 | L-asparaginsyra |
| 3 | L-glutaminsyra |
| 4 | D-glutaminsyra |
| 5 | D-serin |
| 6 | L-serin |
| 7 | Glycin |
| 8 | p-alanin |
| 9 | D-alanin |
| 10 | g-amino-n-smörsyra (g-ABA) |
| 11 | L-alanin |
| Db-amino-n-smörsyra (DB-ABA) | |
| 13 | a-aminoisosmörsyra (a-AIB) |
| 14 | Lb-amino-n-smörsyra (Lb-ABA) |
| 15 | D / La-amino-n-smörsyra (D / La-ABA) |
| 16 | D-isovalin |
| 17 | L-isovalin |
| 18 | L-valin |
| 19 | e-amino-n-kapronsyra (EACA) |
| 20 | D-valin |
| D-isoleucin | |
| 22 | L-isoleucin |
| 23 | D / L-leucin |
Tabell 1. Peak identiteter för aminosyror som upptäckts i standarden och som produceras typiskt i Miller-Urey typ gnisturladdning experiment.
Figur 3. Den 3-21 min region av HPLC-FD kromatogrammen representativa för Miller-Urey typ gnisturladdning experiment. Toppar identifierades och kvantifierades genom retentionstid och massanalys av målföreningar jämfört med en standard och analysämnet. Alla mål ana Lytes med coeluting fluorescens retentionstider kan separeras och kvantifieras med användning av masspektrometri, med undantag för α-AIB och L-β-ABA (topparna 13 och 14), och D / L-norleucin, vilken coelutes med D / L-leucin (topp 23) under de kromatografiska betingelser som användes. D / L-norleucin tillsattes som en inre standard för prover och analysämnen under beredningen av proverna. Aminosyra separation uppnåddes med användning av en 4,6 mm x 250 mm, 5 | im partikelstorlek Fenyl-hexyl HPLC-kolonn. Den mobila fasen bestod av: A) ultrarent vatten (18,2 Mohm cm, <5 ppb TOC), B) metanol, och C) 50 mM ammoniumformiat med 8% metanol, vid pH 8. Gradienten som användes var: 0-5 min, 100% C, 5 till 15 minuter, 0-83% A, 0-12% B, 100 till 5% C, 15-22 min, 83 till 75% A, 12 - 20% B, 5% C, 22-35 min, 75 till 35% A, 20 till 60% B, 5% C, 35-37 min, 35-0% A, 60-100% B, 5-0% C, 37-45 min, 100% B, 45-46 min, 100-0% B, 0 till 100% C 46 till 55 min, 100% C. Flödeshastigheten var 1 ml / min.hres.jpg "target =" _blank "> Klicka här för att visa en större bild.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Många steg i det protokoll som beskrivs här är avgörande för att genomföra typ experiment Miller-Urey säkert och korrekt sätt. Det första är alla glasvaror och provhanteringsverktyg som kommer att komma i kontakt med reaktionskolven eller prov måste steriliseras. Sterilisering uppnås genom noggrant skölja produkterna i fråga med ultrarent vatten (18,2 Mohm cm, <5 ppb TOC) och sedan slå in dem i aluminiumfolie innan pyrolys vid 500 ° C i luft under minst 3 timmar. När utrustningen har pyrolyse och samtidigt förbereda prover för analys, måste man vara försiktig för att undvika organiska föroreningar. Risken för kontaminering kan minimeras genom att bära nitrilhandskar, laboratorierock och skyddsglasögon. Se till att arbeta med prover från en kropp som vanliga föroreningskällor inkluderar fingeravtryck, hud, hår och utandningsluften. Undvik kontakt med våta handskar och använd inte latex eller nylon material. För det andra, noggrann avgasning av than reaktionskolv före gas tillsats i reaktionskolven är kritisk. Närvaron av även små mängder av molekylärt syre i reaktionskolven utgör en explosionsrisk när gnistan utmatas i lättantändliga gaser, såsom CH4. Medan avgasning av kolven kommer vattnet inuti kolven koka, vilket kommer att förhindra en stabil avläsning. I detta skede finns det två alternativ: 1) avgasa kolven via frysning-upptiningscykler (typiskt 3 används) eller 2) avgasas helt enkelt den flytande lösningen. I det senare fallet kommer en del vatten att förloras kommer emellertid mängden vara relativt liten jämfört med den återstående volymen. För det tredje måste en välutrustad och effektiv installation noggrant konstruerade för att upprätta en konsekvent gnista över elektroderna hela helheten av experimentet. BD-50E Tesla spolar är inte avsedda för långvarig användning, eftersom de är avsedda för vakuumläcksökning. Intermittent kylning av Tesla spole rekommenderas därför för utökad operativ livstid. There finns flera sätt att uppnå detta. Ett enkelt sätt är att fästa en timer in-line mellan tändtestaren och dess strömförsörjning och programmera timern så att den alternerar i en timme till / från-cykler. Kylning av Tesla spole med en kommersiell fläkt kan också vara nödvändigt för att förlänga livslängden av Tesla spole. Tesla spole spetsen bör röra eller nästan vidrör en av volframelektroder, ett avstånd mellan två av cirka 1 mm eller mindre. Dessutom uppnås en intensiv urladdning genom att använda en längd av ledande metalltråd med en ögla i ena änden draperad lätt över elektroden motsatt den som vidrör Tesla spole för att undvika att bryta förseglingen till innehållet. Det rekommenderas också att ha en andra gnista generator tillgänglig om den primära gnistgenerator misslyckas på grund av långvarig användning.
Det finns många ytterligare anteckningar värt att hålla i åtanke när de utför olika steg i det protokoll som beskrivs här. Vid utarbetandet av grenrörssystem för enn experimentera och använda en kvicksilvermanometer är det allmänt erkänt att en precision på 1 mmHg är det bästa möjliga, på grund av upplösningen av det mänskliga ögat. Vissa gaser kan inne konduktivitet problem med resistens-baserade mätare. Kvicksilver manometrar nuvarande potentiella spridningseffekter faror, som skulle utarbetas i förväg.
Även montering av 3 L reaktionskolven, kan användningen av kisel vakuum fett mildra potentiella organiska föroreningar, men försiktighet bör vidtas för att undanröja detta grundligt mellan körningar. Underlåtenhet att göra detta kommer att resultera i ansamling av kiselavlagringar under hög temperatur pyrolys, vilket kan störa vakuumtätningar. Dessutom är volframelektroder är kommersiellt tillgängliga som 2% torium-volfram och bör glödgas i halvrunda bottenglasbeslag. Inte pyrolysera glasmonterade volframelektroder i en ugn. De värmeutvidgningskoefficienter av volfram och glas är olika och Värmningsng över 100 ° C kan försvaga förseglingen runt glas glödgade elektrod och introducerar läckage i systemet. Dessutom kan ultrarent vatten införas i 3 L reaktionskolv genom hållning, med användning av försiktigt för att undvika kontakt med något fett på den port som används, eller genom att pipettera, med användning av en prepyrolyzed glaspipett. Den vattenhaltiga fasen i reaktionskolven kan buffras, om så önskas. Till exempel Miller och kollegor 9 buffrade lösningen till pH ca 8,7 med en NH-3 / NH4CI buffert. För att göra detta vattenfasen görs 0,05 M i NH4CI före dess införande in i reaktionskolven. NH4CI av 99,5% renhet, eller högre, bör användas. Återstoden av NH 3 sättes sedan till reaktionskolven som en gas.
Som förberedelse för gas förs in till 3 L reaktionskolv, kan kolven fästas på grenröret genom att placera kolven på en korkring, uppsättning på toppen av en labb jack och försiktigt lyfta flaskaggregatet tills ettsnug förbandet åstadkommes. Vid kontroll efter läckage, är det värt att notera att troliga källor till läckage inkluderar dåliga tätningar vid korsningar av de halvrundslipningar, som fäster de volframelektroder till reaktionskolven, och kranen på adapter till hals den 3 L reaktionskolv. Vid läckage från dessa källor upptäcks, försiktigt bort 3 L reaktionskolven från grenröret, torka dessa områden med rent laboratorium vävnad, återanvända en färsk beläggning av vakuum fett och sätt tillbaka kolven till grenröret för att söka efter läckor. Om inga läckage upptäcks, fortsätt att införa gaser i reaktionskolven.
Samtidigt införa gaser i apparaten, bör gasflaskor vara ordentligt fastsatta på ett underlag. Försiktighet bör vidtas för att införa gaser långsamt. Ventiler på gasflaskor ska öppnas långsamt och försiktigt under övervakning av manometern att undvika över pressa glas och röranslutningar. Det är viktigt att notera that under tillsats av NH3 in i reaktionskolven, för NH 3 är avsevärt lösliga i vatten under pKa för NH4 + (~ 9,2), i huvudsak all NH3 gas som införs i samlingsröret kommer att upplösas i den vattenhaltiga fasen, vilket gör det slutliga trycket i kolven och grenrör som ångtrycket för vatten vid omgivningstemperatur. När detta tryck är uppnått, kan man anta att överföringen är klar. Följande är exempel på beräkningar som måste utföras för att exakt introducera gaser i reaktionskolven vid deras önskade tryck:
Införande av gasformigt NH3
På grund av lösligheten av NH3, i huvudsak allt av det kommer att överföra från grenröret till reaktionskolven och lös upp i den vattenhaltiga fasen så länge som NH 3 i grenröret är vid ett högre tryck än ångtrycket hos vatten i reaktionskolv. Därför bör den omgivande temperaturen noteras och ångtrycket för vatten vid denna temperatur bör referera före införandet NH3 in i förgreningsröret. Målet tryck av NH 3 som skall införas i reaktionskolven bör vara lika med måltrycket av NH3 i 3 L reaktionskolv, plus ångtrycket hos vatten i reaktionskolven vid den inspelade omgivningstemperatur. Till exempel vid 25 ° C är ångtrycket för vatten ca 24 mm Hg. Således, för att införa 200 mmHg av NH3 in i reaktionskolven, belastning ungefär 225 mmHg om NH 3 in i samlingsröret före överföring NH3 från grenröret och in i reaktionskolven. Detta kommer att resultera i cirka 200 mmHg för NH 3 som förs in i reaktionskolven.
Införande av CH 4
Efter NH3 tillägg och dess upplösning i the vattenfas, kommer trycket i gasutrymmet på reaktionskolven vara lika med ångtrycket för vatten vid 25 ° C, ca 24 mm Hg. Detta värde kommer att användas i samband med exemplet grenrör som visas i fig. 4, för att utföra en beräkning för hur mycket CH 4 för att introducera in i förgreningsröret, så att 200 mmHg CH 4 kommer att introduceras in i reaktionskolven:
P 1 = total önskas i hela systemet, inklusive reaktionskolven trycket
V 1 = den totala volymen av hela systemet, inklusive reaktionskolven
P 2 = tryck på CH 4 behövs för att fylla grenrör volym före införandet i reaktionskolven
V 2 = volym grenrör används för gasinförsel
P3 = tryck redan i gasutrymmet på reaktionskolven
V 3 = volymen av reaktionskolven
V 1 = 3.000 ml + 100 ml + 300 ml + 40 ml + 20 ml + 3000 ml + 40 ml + 500 ml = 7,000 ml
P 2 = tryck av CH 4 beräknas
V 2 = 100 ml + 300 ml + 40 + 20 + 3,000 ml + 40 ml + 500 ml = 4,000 ml
P 3 = 24 mmHg H2O
V 3 = 3000 ml
Införande av N 2
Efter införande av CH4, är gasutrymmet på reaktionskolven upptas av 200 mmHg för CH 4 och 24 mmHg H2O för totalt 224 mmHg. Detta värde kommer att användas tillsammans med dimensionerna hos exemplet grenrör som visas i fig. 4, för att beräkna than N2-tryck som måste föras in i grenröret så att 100 mmHg N 2 kommer att introduceras in i reaktionskolven:
P 1 = total önskas i hela systemet, inklusive reaktionskolven trycket
V 1 = den totala volymen av hela systemet, inklusive reaktionskolven
P 2 = tryck av N2 behövs för att fylla grenrör volym före införandet i reaktionskolven
V 2 = volym grenrör används för gasinförsel
P3 = tryck redan i gasutrymmet på reaktionskolven
V 3 = volymen av reaktionskolven
P 1 = 24 mmHg av H 2 O + 200 mmHg av CH 4 + 100 mmHg i N 2 = 324 mm Hg
V 1 = 3.000 ml + 100 ml> + 300 ml + 40 ml + 20 ml + 3000 ml + 40 ml + 500 ml = 7,000 ml
2 = tryck av N 2 beräknas
V 2 = 100 ml + 300 ml + 40 ml + 20 ml + 3000 ml + 40 ml + 500 ml = 4,000 ml
P 3 = 200 mmHg av CH 4 + 24 mmHg av H2O = 224 mmHg
V 3 = 3000 ml
Figur 4. . Grenrör / vakuumsystem som används för att introducera gaser i 3 L reaktionskolven Ventiler kontrollerar gasflödet är märkta som V 1 - V 8, medan kranarna som kontrollerar gasflödet är märkta S 1 och S 2. Det är värt att notera att medan Ventilerna 1, 2 och 6, och Kranen 1 hänvisas till explicitly i protokollet, de andra ventilerna och kranen i fördelaren som visas här är användbara för att lägga till eller ta bort volym (dvs. hålla kolvar) till eller från grenröret. Till exempel, när man inför gaser in i grenröret vid relativt höga tryck (ca 500 mmHg eller högre), är det tillrådligt att försöksledaren använder sig av alla rensnings kolvar anslutna till grenröret för att öka den tillgängliga volymen i grenröret och hjälpa till att minimera risken över pressa fördelaren.
Efter initiering av experimentet måste systemet kontrolleras regelbundet för att säkerställa att experimentet är igång ordentligt. Saker att kontrollera är: 1) tändgenerator producerar en gnista, och 2) den gnista som genereras över volframelektroder på ett kontinuerligt sätt. Om ovanstående villkor inte uppfylls, koppla bort Tesla spole från strömförsörjningen och ersätta den med säkerhetskopian Tesla spole. Under tiden kan reparationer av funktionsstörningen Tesla spole göras.Ofta kan kontaktplattorna inuti tändgeneratorhuset blir korroderade från långvarig användning och bör vara polerade, eller bytas ut.
Efter avslutad experimentet, kan gaserna i head-space vara irriterande för andningssystemet. Skadliga gaser såsom vätecyanid 4 kan framställas genom experimentet. Om den som utför experimentet inte samlar gasprover för analys, kan det vara praktiskt att ansluta anordningen till en vattensug för att evakuera flyktiga ämnen för cirka en timme efter fullbordan av experimentet medan anordningen förblir i dragskåp, före uppsamling av vätskeprover . Av säkerhetsskäl är det tillrådligt att apparaten avluftas i en fullt operativ dragskåp. Provsamling ska utföras i en operativ dragskåp och provhantering i ett positivt tryck HEPA-filtrerat flöde bänk rekommenderas.
Bland de många olika typer av produkter som bildas genom gnisturladdning experiments, aminosyror är av betydelse. Aminosyror syntetiseras lätt via Strecker-syntes 17. Strecker-syntesen av aminosyror innefattar reaktionen av aldehyder eller ketoner och HCN som alstras genom inverkan av elektrisk urladdning på de gaser som förs in i reaktionsapparaten, vilken vid upplösning i den vattenhaltiga fasen, kan reagera med ammoniak för bildning av α-aminonitriler som undergår hydrolys till bildning av aminosyror. Detta är, naturligtvis, men en mekanism för syntes, och andra kan också vara verksamma, t.ex. direkt aminering av prekursorer innefattande akrylnitril för att ge β-alanin-prekursorer, eller direkt hydrolys av högre molekylvikt Tholin liknande material för att ge aminosyror direkt , som går förbi Strecker mekanismen.
Kontaminering av proverna framställda av Miller-ureY experiment Aminosyra kan inträffa om de försiktighetsåtgärder som nämnts tidigare inte uttryckligen följde. Under provanalys, är det viktigt att Sökning ärh efter tecken på markförorening som kan ha sitt ursprung från provhantering eller provförvaring. Användningen av OPA / NAC 16 tillsammans med LC-FD teknik möjliggör den kromatografiska separationen av D-och L-enantiomerer av aminosyror med kirala centra och deras respektive, individuella kvantifiering. Kirala aminosyror som syntetiseras av försöket ska vara racemisk. Godtagbar experimentella fel under syntesen av aminosyror med kirala centra är allmänt ansedd att vara approximativt 10%. Därför kirala aminosyran D / L-förhållanden som tyder på anrikning i en enantiomer med mer än 10% är ett bra mått med vilket för att avgöra om provet har förorenats.
De metoder som presenteras här är avsedda att instruera hur man genomför en Miller-Urey typ gnisturladdning experiment, men det finns begränsningar för den teknik som beskrivs här som bör noteras. Först uppvärmning av enstaka 3 L reaktionskolven (Figur 1B), Kommer att resultera i kondensering av vattenånga på spetsarna hos elektroderna, att dämpa den gnista, och minska produktionen av radikaler som driver en stor del av den kemi som sker inom experimentet. Vidare är användningen av en värmemantel för att värma anordningen inte är nödvändigt att syntetisera organiska föreningar, såsom aminosyror. Detta skiljer sig från Millers ursprungliga experiment där han använde en mer komplex, specialbyggd, dubbel kolv apparat (Figur 1 A) 5 och värms den lilla kolven i botten av apparaten, som hade vatten i det (Figur 1A). Uppvärmning apparaten hjälpte till med cirkulation av utgångsmaterial och syftade till att efterlikna avdunstning i ett tidigt jordens system. För det andra, det protokoll som beskrivs här rekommenderar en 1 tim / på cykel när du använder Tesla spole, som effektivt fördubblar den tid ett experiment tar att slutföra, jämfört med de experiment som utförts av Miller, som han släpps kontinuerligt electricity i systemet 4. För det tredje, eftersom tändgeneratorer inte är avsedda för långvarig användning, de är benägna att fel under långvarig användning och måste regelbundet underhållas och ibland ersatts av en back-up-enhet, om den primära gnistgenerator misslyckas under ett experiment. Senast, det protokoll som beskrivs här innebär användning av glas kranar, som kräver hög vakuum fett att göra lämpliga tätningar. Om så önskas kan polytetrafluoretylen (PTFE) kranar användas för att undvika vakuum fett. Om undersöka dessa kranar för potentiella läckor med en gnista läckagedetektor, vara försiktig för att inte överexponera PTFE till tänd eftersom detta kan äventyra integriteten i PTFE och leda till dåliga tätningar som görs av dessa kranar.
Betydelsen av den metod som rapporterats här med avseende på existerande tekniker, ligger inom dess enkelhet. Det använder sig av en kommersiellt tillgänglig 3-liters kolv, som också är betydligt mindre skör och lättare att cleen mellan experiment än den ursprungliga designen som används av Miller 5. Eftersom anordningen är mindre besvärlig, är det tillräckligt litet för att utföra ett experiment i en huv.
När den teknik som beskrivs här har bemästrat, kan den modifieras på en mängd olika sätt att simulera många typer av primitiva landmiljöer. Till exempel kan mer oxiderade gasblandningar användas 14,18,19. Vidare, genom att använda modifieringar av anordningen, energikällan kan ställas in, till exempel, genom att använda en dielektrisk barriär-urladdning 4, ultraviolett ljus 20, vilket simulerar vulkaniska system 4,12,21, imiterar radioaktivitet från jordskorpan 22 och mimicking energi som produceras av chockvågor från meteoritic effekter 23, samt kosmisk strålning 18,19.
Den klassiska Miller-Urey experiment visade att aminosyror, viktiga byggstenar av biologiska proteiner, kan syn-thesized hjälp av enkla utgångsmaterial under simulerade prebiotiska markbundna förhållanden. Exciteringen av gasformiga molekyler genom elektrisk urladdning leder till framställningen av organiska föreningar, däribland aminosyror, under sådana betingelser. Även aminosyror är viktiga för samtida biologin ger Miller-Urey experimentet endast en möjlig mekanism för deras abiotisk syntes, och förklarar inte livets ursprung, eftersom de processer som ger upphov till levande organismer sannolikt mer komplicerat än bildandet av enkla organiska molekyler.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna förklarar inga konkurrerande ekonomiska intressen.
Acknowledgments
Detta arbete gemensamt stöd från NSF och NASA Astrobiology Program, enligt NSF Centrum för kemisk evolution, CHE-1004570, och Goddard Center for Astrobiology. ETP vill tacka för ytterligare finansiering från NASA Planetary Biology Praktikprogram. Författarna vill också tacka Dr Asiri Galhena för ovärderlig hjälp med att installera de inledande laboratorielokaler.
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).
