Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Chemistry

Проведение Миллер-Юри эксперименты

Published: January 21, 2014 doi: 10.3791/51039

Summary

Эксперимент Миллера-Юри был новаторское исследование относительно абиотической синтеза органических соединений с возможной актуальности для происхождения жизни. Простые газы были введены в стеклянной аппаратуре и подвергают электрическим разрядом, имитируя эффекты: молнии в системе атмосфера-океан Изначальное Земли. Эксперимент проводили в течение одной недели, после чего образцы, собранные в нем, были проанализированы на химической строительных блоков жизни.

Abstract

В 1953 году Стэнли Миллер сообщил производство биомолекул от простых газообразных исходных материалов, с использованием устройства, построенную для имитации системе атмосфера-океан Изначальное Земли. Miller введены 200 мл воды, 100 мм рт Н 2, 200 мм рт СН 4 и ​​200 мм рт NH 3 в устройство, а затем подвергают эту смесь с обратным холодильником, в электрического разряда в течение недели, в то время как вода была одновременно с подогревом. Цель этой рукописи, чтобы дать читателю общее экспериментального протокола, который можно использовать для проведения типа Миллера-Юри искрового разряда эксперимент, с использованием упрощенного 3 л реакционную колбу. Поскольку эксперимент включает воздействие легковоспламеняющиеся газы к высоковольтной электрического разряда, это следует обратить особое внимание важные шаги, которые уменьшают риск взрыва. Общие процедуры, описанные в данной работе, могут быть экстраполированы для разработки и проведения широкого спектра эксперимента электрического разрядаы имитации примитивных планетную среду.

Introduction

Природа происхождения жизни на Земле остается одним из самых загадочных научных вопросов. В 1920 русский биолог Александр Опарин и британский эволюционный биолог и генетик Джон Холдейн предложил концепцию "первичного бульона" 1,2, описывая примитивные наземные океаны, содержащие органические соединения, которые, возможно, способствовали химической эволюции. Тем не менее, он не был до 1950 года, когда химики начали проводить целенаправленные лабораторные исследования, направленные на понимание того, как органические молекулы могли были синтезированы из простых исходных материалов на ранней Земле. Одним из первых докладов этой целью был синтез муравьиной кислоты при облучении водных СО 2 растворов в 1951 году 3.

В 1952 году Стэнли Миллер, тогда аспирант в Университете Чикаго, подошел Гарольд Юри о выполнении эксперимент, чтобы оценить возможность того, что органические соединенияважно для возникновения жизни, возможно, были сформированы abiologically на ранней Земле. Эксперимент проводился с использованием аппарата стекла по индивидуальному заказу (рис. 1А), предназначенный для имитации первобытной Земле. Эксперимент Миллера передразнил молнии под действием электрического разряда на смеси газов, представляющих раннюю атмосферу, в присутствии резервуара жидкой воды, что составляет ранние океаны. Устройство также смоделированы испарения и осадков с использованием нагревательной рубашкой и конденсатором, соответственно. Конкретные детали о аппарата Миллер, используемой можно найти в другом месте 4. После недели искрения, содержание в колбы заметно преобразился. Вода превратилась мутную, красноватый цвет 5 и желто-коричневый материал, накопленный на электродах 4. Эта инновационная работа считается первым преднамеренное, эффективный синтез биомолекул в смоделированных примитивных земных условиях. Рисунок 1
Рисунок 1. Сравнение между двумя типами устройств, рассмотренных в данной статье. Классический аппарат, используемый для первоначального Миллер-Юри эксперимента (А) и упрощенной установки, используемой в протоколе, изложенной здесь (В). Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .

После 1953 опубликования результатов от классического эксперимента Миллера, многочисленные вариации эксперимента искрового разряда, например, с помощью других газовых смесей, проводились для изучения правдоподобность получения органических соединений, важных для жизни при различных возможных досрочных земных условиях. Например, CH 4 2 O / NH 3 / H 2 S газовой смеси тестировали на его способность продуцировать кодированные серосодержащие α-аминокислот, хотя они не были обнаружены 6. Газовая хроматография-масс-спектрометрии (ГХ-МС) анализ CH 4 / NH 3 смеси, подвергнутой воздействию электрического разряда показали синтез α-аминонитрилы, которые амино предшественников кислот 7. В 1972 году, используя более простое устройство, впервые введенная Oro 8 (рис. 1В), Миллер и его коллеги продемонстрировали синтез все кодированные α-аминокислот 9 и небелковых аминокислот 10, которые были выявлены в метеорите Мерчисон на сегодняшний день, при условии CH 4, N 2, и небольшие количества NH 3 в электрическом разряде. Позже, с помощью этого же упрощенную опытно-конструкторских, газовые смеси, содержащие H 2 O, N 2 и СН 4, СО 2 или CO были вызваны к Стюйу выход цианистого водорода, формальдегида и аминокислот в зависимости от степени окисления атмосферного видов углерода 11.

В дополнение к исследованию альтернативных экспериментальных конструкций на протяжении многих лет, значительные аналитические достижения произошли с классическом эксперименте Миллера, который недавно автоматизированного более глубокие исследования электрического разряда экспериментальных образцов архивных Миллером, чем можно было бы способствовали методов Миллер имел доступ к в 1950-х. Вулканическая эксперимент Миллера 12, впервые сообщил в 1955 году 4, и 1958 Н 2 S-содержащие эксперимент 13 было показано, сформировали более широкое разнообразие и большие распространенность, многочисленных аминокислот и аминов, чем классический эксперимент, в том числе многие из которых, что ранее не определены в экспериментах искрового разряда.

Эксперимент, описанный в этой статье может быть проведено с использованиеммножество газовых смесей. Как правило, по крайней мере, такие эксперименты будут содержать С-подшипника газ, N-подшипник газ и воду. С некоторыми планирования, почти любой смесь газов могут быть изучены, однако, важно рассмотреть некоторые химические аспекты системы. Например, рН водной фазы может иметь существенное влияние на химию, что происходит там 14.

Описанный здесь метод был специально поручить исследователей, как вести экспериментах искрового разряда, которые напоминают эксперимент Миллера-Юри использованием упрощенной 3 л реакционного сосуда, как описано в Миллера 1972 публикаций 9,10. Поскольку этот эксперимент включает в себя высокого напряжения электрической дуги, действующую на горючих газов, крайне важно, чтобы удалить O 2 из реакционной колбы, чтобы устранить опасность взрыва, который может произойти при сгорании сокращения углеродсодержащих газов, таких как метан или окиси углерода, или реакция ое Н 2 с кислородом.

Есть дополнительные детали, которые следует иметь в виду, когда готовится к проведению эксперимента обсуждается здесь. Во-первых, всякий раз, когда работает со стеклянными вакуумными линиями и сжатых газов, существует ведет к опасности как имплозии и более-давление. Таким образом, защитные очки следует носить в любое время. Во-вторых, эксперимент обычно проводят при менее, чем атмосферное давление. Это сводит к минимуму риск чрезмерного давления на коллектор и реакционную колбу. Стеклянная посуда может быть оценено на уровне или выше атмосферного давления, однако, давление выше 1 атм не рекомендуется. Давление может увеличить в этих экспериментах в качестве нерастворимого в воде H 2 освобождается от восстановленных газов (например, СН 4 и ​​NH 3). Чрезмерная давление может привести к утечке кольцо, которое может позволить атмосферное O 2 для входа в реакционную колбу, что делает возможным, чтобы вызвать сгорание, в результате чего взрыва. В-третьих,следует иметь в виду, что модификация этого протокола для проведения вариации эксперимента требует тщательного планирования, чтобы обеспечить небезопасные условия не создаются. В-четвертых, мы настоятельно рекомендуем, чтобы потенциальные экспериментатор прочитал всего протокола тщательно несколько раз, прежде чем пытаться этот эксперимент, чтобы убедиться, что он или она знакома с потенциальных ловушек и что все необходимое оборудование доступно и на месте. Наконец, проведение экспериментов по горючие газы требуют соблюдения санитарного состояния окружающей среды и труда ведомственных экспериментатора принимающей учреждения. Обратите внимание на эти рекомендации, прежде чем приступить любые эксперименты. Все шаги, подробно изложенные в протоколе здесь находятся в соответствии с принимающими ведомственным руководящим принципам авторов окружающей среды и безопасности.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Настройка коллектора / вакуумной системы

  1. Используйте стеклянную коллектор ввести газов в реакционную колбу. Это многообразие может быть куплена или построена по установке стеклоформы, но должна включать вакуумплотной порты, которые могут быть подключены к вакуумной системе, газовых баллонов, вакуумметром, и реакционный сосуд.
    1. Используйте матового стекла суставы и стеклянные пробки с клапанами на многообразии. Убедитесь, что все уплотнительные кольца на пробками способны сделать необходимые уплотнения. При использовании стекла суставы, достаточное количество вакуумной смазки может быть применен, чтобы помочь сделать печать, если это необходимо. Кремний вакуумной смазки можно использовать, чтобы избежать возможных органических загрязнений.
    2. Используйте стеклянные запорные краны на многообразии. Нанесите минимальное количество вакуумной смазки необходимо сделать уплотнение.
    3. Измерьте многообразие громкости. Этот объем будет использоваться для расчетов, связанных с конечным давлениях газа в 3 л реакционную колбу и должны быть известны как можно точнее. Если многообразие не имеет достаточно связей, чтобы вместить всех газовых баллонов одновременно, подключите один цилиндр в то время, к коллектору. Включить в связи с этим, кран, позволяющий многообразие быть изолированы от окружающей атмосферы.
    4. Используйте подходит, чистый, инертный, и химические, и утечка стойких труб и ultratorr вакуумные фитинги для подключения газовых баллонов с коллектором. Ultratorr фитинги, если они используются, должны быть пальцев затянуты.
    5. Подключите к коллектору, вакуумным насосом, способным создания вакуума <1 мм ртутного столба. Выпускной вакуумный насос должен быть расположен в вытяжном шкафу или вентилируется с помощью других средств.
      1. Чтобы обеспечить быстрое достижение вакуума и для защиты насоса, вставьте ловушку между коллектором и вакуумным насосом. Жидкий азот от защемления пальцев рекомендуется, поскольку это будет препятствовать летучие вещества, такие как NH 3, CO 2, и H 2 O от попадания в насос. Следует проявлять осторожность, так как летучие компоненты, на ваrming, может избыточное давление коллектор и привести к разрыву стекла.
    6. Подключите к коллектору, манометра или другого вакуумметра способного разрешением 1 мм ртутного столба, или лучше. Хотя различные устройства могут быть использованы, ртутным манометром, или MacLeod колеи, предпочтительнее, так как ртуть довольно инертен.
    7. Измерить и записать температуру окружающей среды, используя подходящий термометр.

2. Подготовка реакционную колбу

  1. Нагреть все посуды при 500 ° С в течение по меньшей мере 3 ч в перед использованием воздуха, для удаления органических примесей.
    1. Очистить вольфрамовых электродов, осторожно промывание чистой лабораторных салфетки и метанолом и высушивания на воздухе.
  2. Налейте 200 мл воды высокой степени очистки (18,2 МОм см, <5 частей на миллиард TOC) в 3 л реакционную колбу.
    1. Ввести предварительную очистку и стерилизованное магнитной мешалки, которая обеспечит быстрое растворение растворимых газов и смешивания реагентов во время эксэксперимент.
  3. Закрепить вольфрамовых электродов в 3 л реакционную колбу с использованием минимального количества вакуумной смазки, с подсказками, разделенных примерно 1 см внутри колбы. Закрепите с клипами.
  4. Вставка адаптер с встроенным запорным краном в горлышке 3 л реакционную колбу и закрепить с зажимом.
  5. Прикрепите 3 L реакционную колбу в газовом коллекторе через адаптер. Используйте клип или зажим, чтобы помочь обеспечить колбу.
    1. Слегка смажьте все соединения, чтобы обеспечить хорошую вакуумное уплотнение.
  6. Откройте все клапаны и запорные краны на многообразии, кроме клапан 6 и кран 1 (рис. 4), и включите вакуумный насос эвакуировать коллектор. После того, как стабильный вакуум чтение <1 мм рт.ст. было достигнуто, недалеко клапан 1 и позволяют многообразие сидеть в течение ~ 15 мин, чтобы проверить на утечки. Если ничего не обнаружено, перейдите к шагу 2.8. В противном случае устранения различных соединений, пока утечка не могут быть выявлены и исправлены.
  7. pply перемешивании магнитной мешалкой в ​​реакционный сосуд. Открыть клапан 1 и Кран 1 (рис. 4) эвакуировать свободного пространства в 3 л реакционную колбу, пока давление не достигнет <1 мм ртутного столба.
  8. Закройте клапан 1 (рис. 4) и контролировать давление внутри 3 л реакционную колбу. Измеренное давление должно увеличить давлению паров воды. Чтобы гарантировать, что не существует никаких утечек, ждать ~ 5 мин при этой стадии. Если давление (как читать на манометре) увеличивает в то время как клапан 1 закрыт во время этого шага, убедитесь в отсутствии протечек кран 1 и различных соединений реакционную колбу. Если никакой утечки не обнаружено, переходите к следующему шагу.

3. Введение газообразного NH 3

  1. Рассчитать необходимое давление газообразного NH 3, чтобы представить в коллектор такой, что 200 мм рт.ст. из NH 3 будет введен в реакционную колбу. Подробнее о том, как сделать это предусмотрены в разделе обсуждения.
  2. Закрыть клапаны1 и 6, а также запорный кран 1 (рис. 4) перед введением любой газ в коллектор. Оставьте остальные клапаны и кран открытым.
  3. Представьте NH 3 в коллектор, пока небольшое давление (около 10 мм рт.ст.) не будет достигнута, а затем эвакуировать коллектор под давлением <1 мм рт.ст. при открытии клапана 1 (фиг. 4). Повторите 3 раза.
  4. Представьте NH 3 в коллектор до давления, определенной на этапе 3.1.
  5. Открытый Запорный кран 1 (рис. 4) ввести 200 мм рт.ст. из NH 3 в 3 л реакционную колбу. NH 3 будет растворяться в воде в реакционной колбе, и давление будет падать медленно.
  6. Как только давление прекращается падение, близкий кран 1 (рис. 4) и записать давление считывается манометром. Это значение представляет собой давление внутри колбы и будет использоваться для вычисления давления для других газов, которые будут представлены в коллектор позже.
  7. (рис. 4) эвакуировать коллектор до давления <1 мм ртутного столба.
  8. Закройте клапан 2 (рис. 4) и отсоедините газовый баллон NH 3 от коллектора.

4. Внедрение CH 4

  1. Рассчитать необходимое давление СН 4, вводимого в коллекторе такой, что 200 мм рт.ст. СН 4 будет введен в 3 л реакционную колбу. Пример вычисления приведены в разделе обсуждения.
  2. Подключите газовый баллон СН 4 к коллектору.
  3. Откройте все клапаны и запорные краны, за исключением 6 клапана и запорного крана 1 (рис. 4), и эвакуировать коллектор до давления <1 мм ртутного столба.
  4. Закрыть клапан 1 раз многообразие был эвакуирован (рис. 4).
  5. Представьте CH 4 в коллектор, пока небольшое давление (около 10 мм рт.ст.) не будет получен. Это очищает линию любых загрязняющих газов фром предыдущих шагах. Откройте клапан 1 (рис. 4) эвакуировать коллектор для <1 мм ртутного столба. Повторите более 2x.
  6. Представьте CH 4 в коллектор, пока давление рассчитывается в шаге 4.1, пока не будет достигнута.
  7. Открытый Запорный кран 1 (рис. 4) ввести 200 мм рт.ст. СН 4 в 3 л реакционную колбу.
  8. Закрыть запорный кран 1 раз предназначен давление CH 4 была введена в 3 л реакционную колбу (рис. 4) и записать давление, измеренное с помощью манометра.
  9. Откройте клапан 1 (рис. 4) эвакуировать коллектор для <1 мм ртутного столба.
  10. Закройте клапан 2 (рис. 4) и отсоедините CH 4 цилиндр от коллектора.

5. Введения дополнительных газов (например, N 2)

  1. В этот момент нет необходимости вводить дополнительные газы. Однако, при желании, рекомендуется добавить 100 мм рт.ст. из N 2. В этом случае рассчитать необходимое давление N 2, которые будут введены в коллектор такой, что 100 мм рт.ст. из N 2 будет введен в 3 л реакционную колбу. Пример вычисления приведены в разделе обсуждения.
  2. Подключите газовый баллон N 2 к коллектору.
  3. Откройте все клапаны и запорные краны, за исключением 6 клапана и запорного крана 1 (рис. 4), и эвакуировать коллектор до давления <1 мм ртутного столба.
  4. Закрыть клапан 1 раз многообразие был эвакуирован (рис. 4).
  5. Введение N 2 в коллектор, пока небольшое давление (около 10 мм рт.ст.) не будет получен. Откройте клапан 1 (рис. 4) эвакуировать коллектор для <1 мм ртутного столба. Повторите более 2x.
  6. Представьте N 2 в коллектор, пока давление рассчитывается в шаге 5.1 не будет достигнута.
  7. Открыть запорный кран 1 (рис. 4) ввести 100 мм рт.ст. из N 2 в реакционную колбу.
  8. Закрыть запорный кран 1 раз предназначен давление N 2 была введена в реакционную колбу, (рис. 4) и записать давление с помощью манометра.
  9. Откройте клапан 1 (рис. 4) эвакуировать коллектор для <1 мм ртутного столба.
  10. Закройте клапан 2 (рис. 4) и отсоедините N 2 цилиндр от коллектора.

6. Начала эксперимента

  1. Отсоединение реакционную колбу от коллектора закрытием краном 1 и клапана 1 (рис. 4), когда все газы были введены в реакционную колбу, так что окружающий воздух может поступать в коллектор и довести коллектор до давления окружающей среды.
  2. После тщательного отсоединения реакционную колбу из коллектора, установить колбу где-то он не будет возникать помехи (например, пустой внутри вытяжном шкафу).
  3. Отсоедините вакуумный насос и осторожно удалите холодную ловушку и обеспечивающим вентиляцию внутри полностьюоперационная вытяжной шкаф.
  4. Закрепите катушку Тесла, подключенный к высоковольтным генератором частоты искры.
  5. Подключение противоположный вольфрамовым электродом к электрическому заземлению, чтобы позволить эффективное прохождение электрического тока через зазор между двумя электродами.
  6. Установите выходное напряжение генератора искры примерно 30000 V, о чем подробно документов, имеющихся у производителя.
  7. До начала искру, закрыть вытяжной шкаф створку, чтобы служить защитным экраном между устройством и экспериментатора. Поверните катушку Тесла на, чтобы начать эксперимент, и позволяют искрение продолжать в течение 2 недель (или другого желаемого периода) в 1 час циклов включения / выключения.

7. Конец эксперимента

  1. Прекращение эксперимента путем включения и выключения катушки Тесла.
  2. Открытый Запорный кран 1 (рис. 4) медленно ввести окружающего воздуха в реакционную колбу и облегчить удаление адаптером и вольфрамовых электродов так саmples могут быть собраны. Если желательно, вакуум может быть использован для эвакуации реакционную колбу вредных реакционных газов.

8. Сбор жидкого образца

  1. Использование пиролизу стеклянную пипетку, удалите жидких проб из реакционной колбы, стараясь свести к минимуму воздействие загрязнителей, таких как те, которые могут быть введены, коснувшись пипетки в вакуумной смазки или других нестерильных поверхностей.
    1. Передача образца в стерильную пластиковую или стеклянную емкость. Пластиковые емкости, менее склонны к растрескиванию или нарушение при замерзании, по сравнению с стеклянных сосудов.
  2. Нерпе контейнеры и хранить в морозильной камере, способной достигать температур от -20 ° С или ниже, как нерастворимых продуктов может предотвратить решение образца от замерзания при 0 ° С

9. Очистка Аппарат

  1. Используйте чистую лабораторию салфетки тщательно удалить вакуумной смазки от шеи аппарата, адаптироватьэ и краны, и стекло, окружающая вольфрамовых электродов.
  2. Тщательно очистите те же поверхности, описанные в шаге 9.1 с толуолом в полной мере удаления органических вакуумной смазки из стеклянной посуды. При использовании силиконовой смазки, высокого вакуума смазка может оставаться на стеклянной посуды после пиролиза, создавая проблемы в будущем, как описано в разделе обсуждения.
  3. Тщательно очистите реакционную колбу с помощью кисти и следующих растворителей в порядке: сверхчистой воды (18,2 МОм см, <5 частей на миллиард TOC), сверхчистой водой (18,2 МОм см, <5 частей на миллиард TOC) с 5% моющим средством, метанол, толуол, метанол, сверхчистой воды (18,2 см МОм, <5 частей на миллиард TOC) с 5%-ным моющим средством, и, наконец сверхчистой воды (18,2 см МОм, <5 частей на миллиард TOC).
  4. Обложка все открытые отверстия реакционной колбе с алюминиевой фольгой и оберните адаптер и его компонентов в алюминиевую фольгу.
  5. После того как все посуда была заворачивали в алюминиевую фольгу, пиролиза, по меньшей мере 3 ч ввоздуха при 500 ° С
  6. Аккуратно чистые электроды с метанолом и пусть высохнуть на воздухе.

10. Образец Анализ

Примечание: При подготовке проб для анализа, использование кислотного гидролиза протокола, такого как было описано подробно в другом месте 15, полезно для получения более аминокислот. Гидролиз части восстановленного образца дает возможность проанализировать как свободные аминокислоты, а также их кислотно-лабильных предшественников, которые синтезированы в соответствии абиотических условий.

  1. Для аминокислотного анализа, использовать соответствующую технику (например, жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии методами на основе, или другие соответствующие подходы). Такие аналитические методы включают высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуоресцентным обнаружением (ВЭЖХ-FD) 14, и сверхвысокого жидкостной хроматографии производительности с флуоресцентным обнаружением параллельно с раз-пролетного положительного электронапыление массового ионизации спектрометрии (UHPLC-FD/ToF-MS) 12,13. Эта рукопись описывает анализ с использованием масс-спектрометрический анализ с помощью тройного квадрупольного масс-спектрометра (QQQ-MS) в сочетании с ВЭЖХ-FD.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Продукты, синтезированные в электрических экспериментов разряда могут быть достаточно сложными, и есть многочисленные аналитические подходы, которые могут использоваться для их изучения. Некоторые из наиболее часто используемых методов в литературе для анализа аминокислот, обсуждаются здесь. Хроматографические и масс спектрометрические методы являются весьма информативные методы анализа сложных химических смесей, производимых типа Миллера-Юри экспериментах искрового разряда. Аминокислота анализирует можно проводить с использованием уплотнительное -phthaldialdehyde/N-acetyl-L-cysteine ​​(OPA / НАК) 16, хиральный пара реагент, который теги первичные аминогруппы, уступая флуоресцентные производные диастереомеров, которые могут быть разделены на ахиральной стационарной фазы. Рисунок 2 показана хроматограмма стандарта OPA / NAC-производные аминокислот, полученных с помощью ВЭЖХ, соединенный с флуоресценции обнаружения и QQQ-МС. Аминокислоты, содержащиеся в стандарте, включают те, как правило, производится в Миллер-Юри тип свечей расвзимать эксперименты. Идентичность этих аминокислот приведены в таблице 1. Представительства флуоресценции следы типичного образца и аналитической заготовки показаны на рисунке 3, демонстрируя молекулярную сложность типа Миллера-Юри образцов электрического разряда. Образец хроматограмма на рисунке 3 был изготовлен из искрового разряда эксперимента, использу следующие исходные условия: 300 мм рт.ст. СН 4, 250 мм рт NH 3 и 250 мл воды.

Рисунок 2
Рисунок 2. Мин область хроматограмм HPLC-FD/QqQ-MS, полученных из анализа ПУ / NAC-производного стандарта аминокислот 3-21. Пик идентичности аминокислот приведены в таблице 1. Флуоресценции трасса показана в нижней и соответствующих извлеченных масS хроматограммы приведены выше. Ионизация электрораспылением (ESI) QQQ-МС работал в положительном режиме и контролируется массовый спектр 50-500 м / г. Настройки ESI были: десольватации газа (N 2) температура: 350 ° C, 650 л / ч, напряжение в капилляре 3,8 кВ; конус напряжение: 30 В. В немеченые пики в 367 извлеченного иона хроматограмме являются 13 C 2 пики от 365 извлечены ионная хроматограмма, как в результате примерно 1% естественным содержанием 13 С. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .

Пик Аминокислота
1 D-аспарагиновой кислоты
2 L-аспарагиновой кислоты
3 L-глутаминовая кислота
4 D-глутаминовая кислота
5 D-серин
6 L-серин
7 Глицин
8 б-аланин
9 D-аланин
10 г-амино-н-масляную кислоту (г-ABA)
11 L-аланин
Db-амино-н-масляную кислоту (Db-ABA)
13 -аминоизомасляной кислота (-AIB)
14 Lb-амино-н-масляную кислоту (фунт-ABA)
15 D / La-амино-н-масляную кислоту (D / La-ABA)
16 Д-isovaline
17 L-isovaline
18 L-валин
19 е-амино-н-капроновой кислоты (EACA)
20 D-валин
D-изолейцин
22 L-изолейцин
23 D / L-лейцин

Таблица 1. Пик тождества для аминокислот, обнаруженных в стандарте и которые, как правило производится в типа Миллера-Юри экспериментах искрового разряда.

Рисунок 3
Рисунок 3. Мин область ВЭЖХ-хроматограмм FD представителем типа Миллера-Юри экспериментах искрового разряда 3-21. Пики были идентифицированы и количественно времени удерживания и масс-анализа целевых соединений по сравнению со стандартным аналитическим и заготовки. Все цели ана электролитов с временами удерживания флуоресценции coeluting могут быть разделены и количественно с помощью масс-спектрометрии, для α-Aib и L-β-ABA (пики 13 и 14), и D / L-норлейцин, который coelutes с D / L-лейцина (пик, за исключением 23), при хроматографических условиях, используемых. D / L-норлейцин был добавлен в качестве внутреннего стандарта в образцах и аналитических заготовок в процессе подготовки образца. Разделение аминокислот была достигнута с использованием 4,6 мм × 250 мм, 5 мкм частиц по размерам фенил-гексил ВЭЖХ колонку. Подвижная фаза состояла из: а) сверхчистой воды (18,2 МОм см, <5 частей на миллиард TOC), B) метанол и С) 50 мМ формиат аммония с 8% метанола, при рН 8. Градиент был использован: 0-5 мин, 100% С; 5-15 мин, 0-83%, 0-12% В, 100-5% С; 15-22 мин, 83-75%, 12 - 20% В, 5% С; 22-35 мин, 75-35%, 20-60% В, 5% С; 35-37 мин, 35-0%, 60-100% В, 5-0% C; 37-45 мин, 100% В; 45-46 мин, 100-0% В, 0-100% C 46-55 мин, 100% С. Скорость потока составляла 1 мл / мин.hres.jpg "целевых =" _blank "> Нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Многочисленные шаги в протокол, описанный здесь имеют решающее значение для проведения экспериментов типа Миллера-Юри безопасно и правильно. Во-первых, все изделия из стекла и погрузо-образец инструменты, которые вступают в контакт с реакционной колбе или образец должны быть стерилизованы. Стерилизация достигается путем тщательного промывания элементы в вопросе сверхчистой водой (18,2 МОм см, <5 частей на миллиард TOC), а затем упаковка их в алюминиевую фольгу, до пиролиза при 500 ° С на воздухе в течение по крайней мере 3 часов. После того, как оборудование было пиролизу, и при подготовке проб для анализа, необходимо позаботиться, чтобы избежать органических загрязнений. Риск заражения можно свести к минимуму, нося нитриловые перчатки, лабораторный халат и защитные очки. Будьте уверены, чтобы работать с образцами от своего тела, как общие источники загрязнения включают отпечатки пальцев, кожу, волосы и выдыхаемого воздуха. Избегать контакта с мокрыми рукавицами и не использовать любой латекс или нейлоновых материалов. Во-вторых, тщательно дегазация тон реакционную колбу до газовом добавлением в реакционную колбу имеет решающее значение. Наличие даже небольшого количества молекулярного кислорода в реакционную колбу представляет опасность взрыва, если искра сбрасывается в горючих газов, таких как СН 4. В то время как дегазации колбу, вода внутри колбы будет кипеть, который позволит предотвратить стабильных показаний. На данном этапе есть два варианта: 1) Дега колбу через циклов замораживания-оттаивания (обычно 3 используются), или 2) просто дегазации жидкого раствора. В последнем случае, некоторое количество воды будет потеряна, однако, количество будет относительно небольшим по сравнению с остального объема. В-третьих, хорошо оборудованный и эффективным установки должны быть тщательно построена с целью создания последовательной искры между электродами во всем объеме эксперимента. BD-50E Тесла катушки не предназначены для длительной эксплуатации, так как они предназначены для обнаружения утечки вакуума. Периодическое охлаждение катушки Тесла Таким образом, рекомендуется для длительного срока службы. Тамэ несколько способов достижения этой цели. Один из простых способов является прикрепить таймер в линию между искровым тестером и его питания и запрограммировать таймер таким образом, что происходит переключение в 1 час циклов включения / выключения. Охлаждение катушки Тесла с коммерческим вентилятора также может быть необходимо продлить срок службы катушки Тесла. Кончик катушки Тесла должны касаться или быть почти касаясь одной из вольфрамовых электродов; расстояние между ними около 1 мм или меньше. Кроме того, интенсивный разряд может быть достигнуто с использованием длину проводящей металлической проволоки с петлей на одном конце завернуто слегка над электродом противоположной той, касаясь катушки Тесла, чтобы избежать вскрыть к содержимому. Кроме того, рекомендуется иметь второй свечу генератор, доступных в случае если основной генератор искры не удается из-за длительного использования.

Есть много дополнительных примечаний стоит иметь в виду при проведении различных этапов в протоколе, изложенной здесь. При подготовке многообразие системун экспериментировать и с помощью ртутного манометра, как правило, признал, что с точностью до 1 мм рт является лучшим достижимо, в связи с разрешением человеческого глаза. Некоторые газы могут представлять проблемы проводимости с сопротивлением на основе датчиков. Mercury манометры нынешние потенциальные опасности разлива, которые должны быть получены заранее.

В то время как сборка 3 L реакционную колбу, использование кремния вакуумной смазки может смягчить потенциальную органических загрязнений, но следует позаботиться, чтобы удалить это тщательно между запусками. Невыполнение этого требования приведет к накоплению диоксида кремния депозитов во время высокотемпературного пиролиза, что может мешать вакуумных уплотнений. Кроме того, вольфрамовые электроды являются коммерчески доступными в виде 2%-окись вольфрама и их следует отжигают в матового стекла арматуры полукруглых. Не пиролиза стеклянные оборудованная вольфрамовых электродов в печи. Коэффициенты теплового расширения вольфрама и стекла разные, и heatiнг выше 100 ° С может ослабить уплотнение вокруг стеклянных электродов, отожженных и ввести утечки в системе. Кроме того, сверхчистой воды может быть введено в 3 л реакционную колбу при заливке с помощью осторожность, чтобы избежать контакта с любым смазки на порт, используемый, или с помощью пипетки, с использованием prepyrolyzed стеклянной пипетки. Водную фазу в реакционный сосуд может быть буферный, если это необходимо. Например, Миллер и его коллеги 9 буферный раствор до рН ~ 8,7 с NH 3 / NH 4 Cl буфере. Для этого водную фазу выполнен в 0,05 М NH 4 Cl перед введением его в реакционную колбу. NH 4 Cl 99,5% чистоты, или больше, должны быть использованы. Остальная часть NH 3 затем добавляют в реакционную колбу в виде газа.

В рамках подготовки к введению газа в 3 л реакционную колбу, колбу можно закрепить на коллектор, помещая колбу на пробковой кольца, установить на вершине домкрата лаборатории и осторожно поднимая колбу сборку доуютно соединение достигается. При проверке на герметичность, стоит отметить, что вероятными источниками утечек, включая слабые уплотнения на стыках полукруглая матового стекла суставов, которые крепят вольфрамовых электродов в реакционную колбу и запорный кран адаптера, прикрепленной к шее 3 л реакционную колбу. Если утечки из этих источников будут обнаружены, осторожно снимите 3 L реакционную колбу от коллектора, протрите эти области с чистой лаборатории ткани, повторно свежий покрытие вакуумной смазки и прикрепить колбу с коллектором для поиска утечек. Если никаких утечек не обнаружено, перейдите ввести газов в реакционную колбу.

Хотя введения газов в аппарате, газовые баллоны должны быть надежно закреплены на опоре. Следует проявлять осторожность, чтобы ввести газы медленно. Клапаны на газовых баллонов должны быть открыты медленно и осторожно, контролируя манометр, чтобы избежать чрезмерной давление на стекла и прикрепленные арматуры. Важно отметить, тхат при добавлении NH 3 в реакционную колбу, так NH 3 заметно растворим в воде ниже рК а NH 4 + (~ 9,2), по существу, весь NH 3 газа, вводимого в коллектор будет растворяться в водной фазе, что делает конечное давление в колбе и многообразия как давление паров воды при температуре окружающей среды. Как только это давление достигается, можно предположить, что передача завершена. Ниже приведены примеры расчетов, которые должны быть выполнены для того, чтобы точно ввести газов в реакционную колбу в желаемых давлений:

Введение газообразного NH 3

В связи с растворимостью NH 3, по существу все это будет передавать от коллектора в реакционную колбу и растворяют в водной фазе, пока NH 3 в коллекторе находится на более высоком давлении, чем давление паров воды в реакционнойфляжка. Таким образом, температура окружающей среды следует отметить и давление паров воды при этой температуре должна быть ссылка до введения NH 3 в коллектор. Целевое давление NH 3 должен быть введен в реакционную колбу должна быть равна целевой давлении NH 3 в 3-литровую реакционную колбу, плюс давление паров воды в реакционную колбу, в записанном температуры окружающей среды. Например, при 25 ° С, давление паров воды составляет приблизительно 24 мм рт.ст.. Таким образом, с целью введения 200 мм рт NH 3 в реакционную колбу, нагрузка примерно 225 мм рт.ст. из NH 3 в коллектор до передачи NH 3 из коллектора и в реакционную колбу. Это приведет к примерно 200 мм рт NH 3 введением в реакционную колбу.

Внедрение CH 4

После NH 3 сложения и его расторжении в тыс. тенгее водную фазу, давление в головном пространстве реакционной колбы будет равно давлению пара воды при температуре 25 ° C, примерно 24 мм рт. Это значение будет использовано в сочетании с примером коллектора, показанного на фиг.4, провести расчет для сколько CH 4 ввести в коллектор такой, что 200 мм рт.ст. СН 4 будет введен в реакционную колбу:

P 1 = общая желании во всей системе, в том числе в реакционную колбу давление
V 1 = общий объем всей системы, в том числе в реакционную колбу

P 2 = давление СН 4, необходимого для заполнения коллектора объем перед введением в реакционную колбу
V 2 = объем коллектора, используемого для введения газа

P 3 = давление уже в свободном пространстве реакционной колбы
В 3 = объем реакционной колбы

<р = класса "jove_content"> P 1 = 200 мм рт.ст. СН 4 + 24 мм рт Н 2 О = 224 мм рт.ст.
В 1 = 3000 мл + 100 мл + 300 мл + 40 мл + 20 мл + 3000 мл + 40 мл + 500 мл = 7000 мл

Р 2 = давление CH 4 рассчитывается
V 2 = 100 мл + 300 мл + 40 + 20 + 3.000 мл + 40 мл + 500 мл = 4000 мл

P 3 = 24 мм рт.ст. из H 2 O
В 3 = 3000 мл

Внедрение N 2

После введения CH 4, свободное пространство реакционной колбе занимают 200 мм рт.ст. СН 4 и ​​24 мм рт Н 2 О в общей сложности 224 мм ртутного столба. Это значение будет использоваться вместе с размерами, например, коллектор, показанной на фиг.4, для вычисления тон N 2 давление, которое должно быть введено в коллектор такой, что 100 мм рт.ст. из N 2 будет введен в реакционную колбу:

P 1 = общая желании во всей системе, в том числе в реакционную колбу давление
V 1 = общий объем всей системы, в том числе в реакционную колбу

Р 2 = давление N 2, необходимые для заполнения коллектора объем до введения в реакционную колбу
V 2 = объем коллектора, используемого для введения газа

P 3 = давление уже в свободном пространстве реакционной колбы
В 3 = объем реакционной колбы

P 1 = 24 мм рт.ст. Н 2 O + 200 мм рт.ст. СН 4 + 100 мм рт н 2 = 324 мм рт
В 1 = 3000 мл + 100 мл> + 300 мл + 40 мл + 20 мл + 3000 мл + 40 мл + 500 мл = 7000 мл

2 = давление N 2 рассчитывается
V 2 = 100 мл + 300 мл + 40 мл + 20 мл + 3000 мл + 40 мл + 500 мл = 4000 мл

P 3 = 200 мм рт.ст. СН 4 + 24 мм рт Н 2 О = 224 мм рт.ст.
В 3 = 3000 мл

Рисунок 4
Рисунок 4. . Коллектор / вакуумная система используется для введения газов в 3 л реакционную колбу Клапаны управления потоком газа помечены как V 1 - V 8, в то время как краны, контролирующие поток газа помечены как S 1 и S 2. Стоит отметить, что в то время как клапаны 1, 2 и 6, и Запорный кран 1 относятся к explicitlу в протоколе, другие клапаны и краны в коллекторе, показанной здесь полезны для добавления или удаления объем (то есть холдинг колбы) или от коллектора. Например, при введении газов в коллекторе при относительно высоких давлениях (примерно 500 мм рт.ст. и выше), он сообщил, что экспериментатор использует всех продувки колбы присоединенных к коллектору увеличить доступный объем многообразия и помочь свести к минимуму риск чрезмерного давления на коллектор.

После начала эксперимента, система должна быть проверена на регулярной основе, чтобы обеспечить эксперимент работает должным образом. Вещи, чтобы проверить, включают: 1) генератор искры производит искры, и 2) искра генерируется через вольфрамовых электродов в непрерывном режиме. Если вышеуказанные условия не выполняются, отсоедините катушку Тесла от источника питания и заменить его резервной катушка Теслы. Между тем, ремонт неисправного Тесла катушки могут быть сделаны.Часто времена, контактные пластины внутри корпуса искра генератора может стать коррозия от длительного использования и должны быть отполированы, или заменить.

По окончании эксперимента газов в свободном пространстве может вызвать раздражение дыхательных путей. Вредные газы, такие как цианистый водород 4 могут быть получены путем эксперимента. Если экспериментатор не собирать образцы на газ для анализа, это может быть полезно для подключения аппарата к водопроводной аспиратора эвакуировать летучих течение приблизительно одного часа после завершения эксперимента, в то время как аппарат остается в вытяжной шкаф, до сбора жидких проб . По соображениям безопасности, он сообщил, что аппарат вентилируется в полностью оперативном вытяжной шкаф. Сбор образцов должны быть выполнены в оперативном вытяжной шкаф и обработки проб в HEPA положительным давлением фильтруют скамейке потока рекомендуется.

Среди многочисленных видов продукции, образованных искрового разряда эксэкспериментов, аминокислоты имеют значения. Аминокислоты синтезируются легко через Штрекера синтеза 17. Синтез Стрекер аминокислот включает реакцию альдегидов или кетонов и HCN, генерируемых под действием электрического разряда на газов, вводимых в реакционном аппарате, который при растворении в водной фазе, может реагировать с аммиаком с образованием α-аминонитрилов, которые подвергаются гидролиз с образованием аминокислот. Это, конечно, но один механизм синтеза, а другие могут также быть в рабочем состоянии, например, прямого аминирования предшественников в том числе с получением акрилонитрила β-аланин предшественники, или прямого гидролиза более высокой молекулярной массой tholin-подобного материала, чтобы дать аминокислоты непосредственно , минуя механизм Strecker.

Загрязнение Аминокислотный образцов, полученных по Миллера-Юри экспериментов может произойти, если меры предосторожности, указанные ранее не выполняются в явном виде. Во время анализа образца, важно, чтобы поисковч на наличие признаков земной загрязнения, которые могут возникнуть из пробами или хранения образцов. Использование OPA / NAC 16 в сочетании с методами LC-ФО дает возможность хроматографического разделения D-и L-энантиомеров аминокислот с хиральными центрами и их соответствующей, индивидуального количественного определения. Хиральные аминокислоты, синтезируемые эксперимента должен быть рацемическим. Приемлемый экспериментальная ошибка в процессе синтеза аминокислот с хиральных центров, как правило, считается около 10%. Поэтому хиральных отношения аминокислота D / L, указывающие на обогащение одного энантиомера более чем на 10% является хорошим метрика с помощью которого можно определить, если образец был загрязнен.

Методы, представленные здесь, предназначены для указания, как проводить типа Миллера-Юри искрового разряда эксперимент, однако, существуют ограничения с методикой, описанной здесь, что должно быть отмечено. Во-первых, нагревание одного 3 л реакционную колбу (Фиг.1В), Приведет к конденсации паров воды на верхушках электродов, увлажнения искра, и уменьшить образование радикалов, которые управляют многих химических происходит в течение всего эксперимента. Кроме того, использование нагревательной рубашкой для нагревания аппарат не является необходимым для синтеза органических соединений, таких как аминокислоты. Это отличается от первоначальном эксперименте Миллера, где он использовал более сложную по спецификации, двойной колбу устройство (рис. 1А) и 5 нагретого небольшой колбу в нижней части аппарата, который имел в него воды (рис. 1А). Отопление аппарат помог тиражом исходных материалов и направлены, чтобы имитировать испарение в ранней системы Земля. Во-вторых, протокол подробно здесь рекомендует 1 час включения / выключения цикла, когда с помощью катушки Тесла, который эффективно удваивает количество времени эксперимент необходимое для завершения, по сравнению с экспериментов, проведенных Миллером, как он непрерывно выгружают Electricity в систему 4. В-третьих, как свечи генераторы не предназначены для длительного использования, они склонны к неисправности при длительном использовании и необходимо регулярно поддерживается и иногда заменяют резервной единицы, если основной генератор искры не удается в ходе эксперимента. Последнее, протокол, описанный здесь включает в себя использование стеклянных запорные краны, которые требуют высокой вакуумной смазки, чтобы сделать соответствующие уплотнения. Если желательно, политетрафторэтилен (PTFE) краны могут быть использованы, чтобы избежать вакуумной смазки. Однако, если исследовать эти запорные краны для потенциальных утечек с помощью детектора искра утечки, будьте осторожны, чтобы не передержать PTFE на искру, поскольку это может поставить под угрозу целостность ПТФЭ и привести к ухудшению уплотнений, предпринимаемые этими кранами.

Значимость способом, описанным здесь по отношению к существующих методик, лежит в пределах своей простоте. Он использует коммерчески доступного 3-литровую колбу, который также значительно менее хрупкими и легче CLEмежду экспериментами, чем оригинальный дизайн, используемой Миллер 5. Поскольку аппарат менее громоздким, он достаточно мал, чтобы провести эксперимент в вытяжной шкаф.

После того, как метод описано здесь была освоена, она может быть изменена в различных способов имитирующих многочисленные типы примитивных наземных средах. Например, более окисленные газовые смеси могут быть использованы 14,18,19. Кроме того, с помощью модификации аппарата, источник энергии может быть изменена, например, с помощью тихого разряда 4, ультрафиолетовое излучение 20, имитируя вулканических систем 4,12,21, имитируя радиоактивности из коры 22 Земли, и имитировать энергию, производимую ударные волны от метеоритных ударов 23, а также космического излучения 18,19.

Классический эксперимент Миллера-Юри показали, что аминокислоты, важные строительные блоки биологических белков, может быть синthesized помощью простых исходных материалов в смоделированных пребиотическими земных условиях. Возбуждение газообразных молекул электрическим разрядом приводит к образованию органических соединений, в том числе аминокислот, в таких условиях. В то время как аминокислоты важны для современной биологии, эксперимент Миллера-Юри только обеспечивает один из возможных механизмов для их неживым синтеза, и не объясняет происхождение жизни, а процессы, которые приводят к живым организмам, скорее всего сложнее, чем формирование простые органические молекулы.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы заявляют каких конкурирующих финансовых интересов.

Acknowledgments

Эта работа была совместной поддержке со стороны NSF и астробиологии NASA программы, под NSF Центра химической эволюции, CHE-1004570, и Годдарда Центра астробиологии. ЭТП хотел бы отметить дополнительное финансирование предусмотренных программой биологии стажировки НАСА Планетарного. Авторы также хотели бы поблагодарить д-ра Asiri Galhena за неоценимую помощь в создании начальные лабораторную базу.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Oparin, A. I. The Origin of Life. , Izd. Moskovshii Rabochii. (1924).
  2. Haldane, J. B. The origin of life. Rationalist Annu. 148, 3-10 (1929).
  3. Garrison, W. M., Morrison, D. C., Hamilton, J. G., Benson, A. A., Calvin, M. Reduction of Carbon Dioxide in Aqueous Solutions by Ionizing Radiation. Science. 114, 416-418 (1951).
  4. Miller, S. L. Production of Some Organic Compounds under Possible Primitive Earth Conditions. J. Am. Chem. Soc. 77, 2351-2361 (1955).
  5. Miller, S. L. A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions. Science. 117, 528-529 (1953).
  6. 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).
  7. Ponnamperuma, C., Woeller, F. α-Aminonitriles formed by an electric discharge through a mixture of anhydrous methane and ammonia. Biosystems. 1, 156-158 (1967).
  8. Oró, J. Synthesis of Organic Compounds by Electric Discharges. Nature. 197, 862-867 (1963).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Johnson, A. P., et al. The Miller Volcanic Spark Discharge Experiment. Science. 322, 404 (2008).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Sagan, C., Khare, B. N. Long-Wavelength Ultraviolet Photoproduction of Amino Acids on the Primitive Earth. Science. 173, 417-420 (1971).
  21. Harada, K., Fox, S. W. Thermal Synthesis of Natural Amino-Acids from a Postulated Primitive Terrestrial Atmosphere. Nature. 201, 335-336 (1964).
  22. 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).
  23. 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).

Tags

Химия выпуск 83 о Земле (общее) Экзобиология Миллер-Юри Пребиотик химия аминокислоты искровой разряд
Проведение Миллер-Юри эксперименты
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Parker, E. T., Cleaves, J. H.,More

Parker, E. T., Cleaves, J. H., Burton, A. S., Glavin, D. P., Dworkin, J. P., Zhou, M., Bada, J. L., Fernández, F. M. Conducting Miller-Urey Experiments. J. Vis. Exp. (83), e51039, doi:10.3791/51039 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter