Introduction
"Chemische tuinen" zijn zelfassemblerende anorganische neerslagen ontwikkeld waar twee vloeistoffen van contrasterende chemische interactie 1,2. Deze zelfassemblerende anorganische structuren zijn het onderwerp van wetenschappelijke belangstelling voor meer dan een eeuw deels te wijten aan hun biomimetische uiterlijk geweest, en vele experimentele en theoretische studies zijn gevolgd om de diverse complexe aspecten en mogelijke functies van chemische tuin systemen 3 begrijpen. Natuurlijke voorbeelden van chemische tuinen omvatten minerale "schoorsteen" neerslagen die groeien rond hydrothermale bronnen en sijpelt, en het is betoogd dat deze plausibele omgevingen voor het leven te voorschijn 4 zou kunnen bieden. Om een chemische tuin een natuurlijke hydrothermale vent schoorsteen simuleren groeien, moet een reservoir oplossing een gesimuleerde oceaan samenstelling en een injectie-oplossing moet de hydrothermale vloeistof die zich voedt in de oceaan te vertegenwoordigen. De veelzijdigheid van dit soort of experiment om andere reactie systemen maakt voor de simulatie van bijna elke voorgestelde oceaan / hydrothermale vloeistof chemie, met inbegrip van omgevingen op de vroege Aarde of op andere werelden. Op de vroege aarde, zou de oceanen anoxische, zuur (pH 5-6) zijn, en zou bevatte opgelost atmosferische CO 2 en Fe 2+, Fe en III, Ni2 +, Mn2 +, NO 3- en NO 2. Chemische reacties tussen het zeewater en de ultramafic oceaan aardkorst zou hebben een alkalische hydrothermale vloeistof met waterstof en methaan, en in sommige gevallen sulfide (HS -) 4-8. De schoorstenen gevormd vroege aarde alkalische vent omgevingen kan dus ferro- / ferri oxyhydroxides en ijzer / nikkel sulfiden hebben bevat, en het is voorgesteld dat deze mineralen kunnen hebben gediend specifieke katalytische en proto-enzymatische functies richting benutten geochemische redox / pH gradiënten rijden de opkomst van Metabolism 5. Ook op andere werelden, zoals die kunnen hosten (of kan hebben hosted) water / rock interfaces - zoals begin van Mars, Jupiter's maan Europa, of de Saturnusmaan Enceladus - het is mogelijk dat het water / rock chemie alkaline vent omgevingen in staat zou kunnen genereren rijden prebiotische scheikunde of zelfs het verstrekken van bewoonbaar niches voor bestaande leven 5,9-11.
De klassieke chemische tuin experiment omvat een entkristal van een metaalzout, zoals ferrochloride tetrahydraat FeCl 2 • 4H 2 O, ondergedompeld in een oplossing die reactieve anionen, zoals natriumsilicaat of "waterglas". Het metaalzout lost, tot een zure oplossing die Fe2 + die interfaces met de meer basische oplossing (bevattende silicaat anionen en OH -) en een anorganisch membraan neerslag gevormd. Het membraan zwelt onder osmotische druk, uitbarstingen, vervolgens opnieuw neerslaat at de nieuwe vloeistof interface. Dit proces wordt herhaald totdat de kristallen worden opgelost, resulterend in een verticaal georiënteerde, zelf georganiseerde precipitaat structuur met complexe morfologie zowel macro- als microniveau. Deze precipitatie leidt tot de voortdurende scheiding van chemisch contrasterende oplossingen in de anorganische chemische tuin membraan en het verschil van geladen deeltjes door het membraan levert een membraanpotentiaal 12-14. Chemische tuinconstructies zijn complex, vertonen compositionele gradiënten van interieur tot exterieur 13,15-19 en de wanden van de structuur te handhaven scheiding tussen contrasterende oplossingen langdurig terwijl de resterende ietwat permeabel voor ionen. Naast het feit dat een ideale experiment voor educatieve doeleinden (zoals ze zijn eenvoudig te maken voor klassikale demonstraties en kunnen leerlingen over chemische reacties en zelforganisatie te voeden), chemische tuinen hebben wetenschappelijke betekenis als representaties van zelf-assembly in dynamische, ver uit-evenwichtssystemen, waarbij werkwijzen die kunnen leiden tot de productie van interessante en bruikbare materialen 20,21.
Chemische tuinen in het laboratorium kan worden gekweekt via injectie werkwijzen, waarbij de oplossing die een precipiterend ion wordt langzaam geïnjecteerd in de tweede oplossing die het co-precipiteren ion (of ionen). Dit resulteert in de vorming van chemische tuin structuren vergelijkbaar met die van de kristalgroei experimenten, behalve dat de eigenschappen van het systeem en het neerslag beter kunnen worden beheerst. De injectiemethode biedt een aantal belangrijke voordelen. Het maakt het mogelijk om een chemische tuin vormen waarbij men elke precipiteren of opgenomen species, bijvoorbeeld, kunnen meerdere precipiterend ionen in een oplossing opgenomen en / of andere niet precipiterende bestanddelen kunnen in ofwel oplossing adsorberen / reageren met het neerslag . De membraanpotentiaal gegenereerd in een chemischtuin kan worden gemeten in een injectie experiment als een elektrode wordt opgenomen in het inwendige van de structuur, waardoor elektrochemische studie van het systeem. Injectie experimenten bieden de mogelijkheid om de injectievloeistof te voeren in het inwendige van de chemische tuin voor tijdframes gecontroleerd door variatie van de injectiesnelheid of totale geïnjecteerde volume; Het is daarom mogelijk om doorwerken verschillende oplossingen opeenvolgend en gebruik het neergeslagen structuur als val of reactor. Gecombineerd, deze technieken zorgen voor laboratorium simulaties van de complexe processen die zou kunnen hebben voorgedaan in een natuurlijke chemische tuin systeem op een onderzeese hydrothermale vent, met inbegrip van een schoorsteen gevormd uit vele gelijktijdige neerslagreacties tussen oceaan en ontluchten vloeistof (bijvoorbeeld de productie van metaalsulfiden, hydroxiden en / of carbonaten en silicaten) 5,22. Deze technieken kunnen ook worden toegepast op elke chemische tuin reactiesysteem om voor vorming van nieuwe typesmaterialen, bijvoorbeeld gelaagde buizen of buizen met geadsorbeerde reactieve species 20,23.
We detail hier een voorbeeld experiment dat de gelijktijdige groei van twee chemische tuinen Fe 2+ bevattende structuren in een zuurstofloze omgeving omvat. In dit experiment opgenomen we sporen van polyfosfaten en / of aminozuren in de oorspronkelijke injectieoplossing hun effect op de acht. Na de initiële vorming van de chemische tuin toen overgestapt we de injectie oplossing voor sulfide te introduceren als een secundaire precipiterende anion. Metingen van membraanpotentialen werden automatisch gedurende het hele experiment. Dit protocol beschrijft hoe twee experimenten tegelijk met een dual injectiepomp draaien; de gegevens weergegeven die nodig meerdere runs van deze procedure. De relatief hoge stroomsnelheden, lage pH van het reservoir en reactant concentraties in onze experimenten zijn ontworpen om grote schoorsteen vormen neerslaat op tijd scaal geschikt voor eendaagse laboratoriumexperimenten. Echter, fluïdumstroomsnelheden aan natuurlijke bronnen hydrothermische meer diffuus zijn en de concentratie van de precipitatie reactanten (bijvoorbeeld Fe en S in een vroeg aardsysteem) kan een orde van grootte lager 4 zijn; aldus zouden gestructureerd neerslagen vormen over langere tijdschalen en de aars kan actief tienduizenden jaren 24,25.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Veiligheidsoverwegingen
- Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen (laboratoriumjas, veiligheidsbril, nitril, goede schoenen) om te voorkomen dat tegen chemische morsen of letsel. Gebruik spuiten en naalden, en zorg om geen handschoenen doorboren. Pas tijdens experiment opgezet om de inrichting op lekkage controleren door het uitvoeren van de eerste injectie met dubbel gedestilleerd H2 O (DDH 2 O), en de stabiliteit van de reactieflesjes op de stand controleren vóór toevoeging van chemicaliën.
- Verbinden dit experiment met alle chemicaliën tuin recept, maar een van de reactanten die we gebruiken simuleren diepzee openingen een gevaarlijk chemisch, natrium sulfide; Daarom doet het hele experiment in een zuurkast om blootstelling te voorkomen.
- Open alleen de fles van natrium in de zuurkast en plaats een balans in de zuurkast voor het wegen van sulfide. Altijd-sulfide bevattende oplossingen in de zuurkast als ze vrijkomen giftige H2S gas, en ook Sulfid houdene vloeistof, slijpsel, en vast afval containers in de zuurkast. Een andere reactant van belang Fe (II) Cl2 • 4H 2 O, die oxideert bij blootstelling aan lucht, dus zorg oplossingen anoxische houden en chemische tuinen (bijvoorbeeld N2 of Ar), altijd binnen groeien onder anoxische headspace een zuurkast of handschoenenkastje.
2. Setup voor injectie Experimenten
- Maak glas "injectieflacons" door het afsnijden van de onderste 1 cm van een 100 ml heldere glazen golfplaat boven serum fles (20 mm krimpzegel sluiting type) met een glassnijder zodat wanneer omgekeerd, het schip is open aan de lucht. Aangezien deze zijn herbruikbaar, het reinigen van de flesjes in een 1 M HCl zuurbad O / N, en dan goed afspoelen met DDH 2 O voor een nieuw experiment.
- Bereid de injectieflacons (figuur 1).
- Verzamel een 20 mm septum, 20 mm aluminium krimp afdichting en een 0,5-10 pl plastic pipet tip. Met behulp van een 16 G injectiespuit needle zorgvuldig doorboren een gat door het midden van het septum, verwijder dan de naald in de daarvoor bestemde afvalbak weggooien.
- Plaats de pipet in de naald gat in de zijkant van de rubber septum dat zal worden geconfronteerd in de krimp bovenkant van de flacon. Duw de pipetpunt door het septum, zodat het steekt er aan de andere kant.
- Krimp-verzegelen het septum met een pipet tip op de injectie vaartuig naar een waterdichte afdichting te maken. Wanneer verzegeld, duw de pipet tip verder door het septum, zodat het uitsteekt buiten.
- Bevestig 1/16 "binnendiameter duidelijke flexibele chemisch bestendige slang aan op de pipetpunt (slang lengte moet bereiken van de injectieflacon om de spuit pomp); schuift het voor een waterdichte afsluiting.
Opmerking: Dit zal de injectiebuis, gevoed vanuit het andere uiteinde met een spuit met 16 G naald. - Controleer op lekkage: Plaats een 10 ml injectiespuit gevuld met DDH 2 O met een 16 G naald in het andere uiteinde van de buis(soepel schuif de slang recht op de naald en wees voorzichtig de wand van de buis niet te doorboren). Injecteer langzaam zodat de DDH 2 O beweegt de slang en in de bodem van het reactievat. Zorg ervoor dat de spuit / buis, buis / tip en krimp afdichtingen zijn waterdicht.
- Klem de injectieflacons op een stand in een zuurkast, zodat de injectie wordt ingevoerd vanaf de bodem van de flacon.
Opmerking: Meerdere flacons kan worden opgezet in een keer en tegelijk gevoed door afzonderlijke spuiten. - Opgericht elektroden voor het meten van de membraanpotentiaal over de wand van de chemische tuinen. Gebruik altijd dezelfde conventie voor de voorsprong is "binnen" en die "buiten" van de chemische tuinen.
- Snijd een lengte van geïsoleerde draad (bijvoorbeeld koper) dat te bereiken vanuit de reactievaten om de leiding van de multimeter of data logger. Een klein beetje speling in de draden voor positionering.
- Strip ~ 3 mm van deblote draad aan de uiteinden die zich bevinden in de reactieflacon. Aan de andere uiteinden die wordt aangesloten op de multimeter leads, strook ~ 1 cm draad.
- Bevestig de draden in plaats membraanpotentiaal over de chemische tuin te meten. Voor de draad die zal gaan in de chemische tuin: steek hem in de opening van de pipet tip van die vloeistof zal worden meegenomen in het vat.
- Duw de draad lichtjes contact met de injectieoplossing te verzekeren, maar niet zo ver dat het injectiedebiet verstoppen. Voor de buitenkant draad: plaats is zodat het in contact met de oplossing reservoir, maar niet de chemische neerslag tuin.
- Tape of anderszins vastzetten van de draden zodat ze niet kunnen bewegen binnen de injectieflacon tijdens het experiment (figuur 2).
- Bevestig de andere uiteinden van de draden met de multimeter en zet de draden zodat die uiteinden ook niet bewegen gedurende het experiment.
- Het opzetten van N 2
- Splits de gastoevoer vanuit een N2 bron in meerdere buizen, zodat er een N2 voer per injectieflacon.
- Plaats elke N2 buis zodanig dat het voedt in de bovenruimte van één van de injectieflesjes.
3. Voorbereiding van oplossingen voor Chemische Tuin Growth
- Bereid de reservoiroplossing, 100 ml voor elk experiment. Opmerking: In dit voorbeeld gebruikt 75 mM Fe2 + en 25 mM Fe3 + als kationen precipiterend (tabel 1).
- Maak anoxisch oplossingen door eerst borrelen de DDH 2 O met N 2 gas voor ~ 15 min per 100 ml.
- Weeg en voeg de FeCl2 • 4H 2 O en FeCl3 • 6H 2 O en roer voorzichtig om op te lossen (niet krachtig, zodat zuurstof niet te introduceren).
- Na reagentia worden opgelost, onmiddellijk resume licht borrelen van het Fe 2+ / Fe 3+ oplossing met N 2 gas terwijl injecties worden voorbereid.
- Kies twee van de primaire injectieoplossingen getoond in Tabel 1, en bereid 10 ml elk. Vul een 10 ml spuit om de 7 ml markering met elk van de oplossingen (een spuit voor elke oplossing). Vervang de naald caps en zet apart.
- Bereid 20 ml van de secundaire injectie-oplossing (sodium sulfide - LET). Weergegeven in tabel 1 Vul twee 10 ml spuiten om de 7 ml markering met deze oplossing, vervang de naald caps en zet apart. Altijd-sulfide bevattende oplossingen en spuiten in de zuurkast.
- Vul de DDH 2 O spuiten van Stap 2.2.5; deze worden gebruikt om de injectiebuis spoelen.
4. Starten van de Primary Injection
- Gebruik de gewenste data logger voor membraanpotentiaal metingen; meten potentieel elk experiment op een separate kanaal en stel de scansnelheid tot het gewenste aantal datapunten geven (bijvoorbeeld een 2-uur injectie, opname mogelijkheden elke 30 seconden zou voldoende zijn).
- Zet de primaire injectiespuiten op de programmeerbare spuit pomp in de zuurkast.
- Gebruik een verspilling beker om druppels op te vangen en zet de spuit pomp te injecteren in een snel tempo tot spuiten zowel beginnen te druppelen in de beker. Stop dan de injectie (om te waarborgen dat de twee spuiten beginnen te injecteren op exact hetzelfde niveau).
- Re-programma van de injectiepomp te injecteren 2 ml per uur (kalibreren voor het type van de spuit wordt gebruikt), maar niet geraakt start.
- Plaats de DDH 2 O spuiten in de twee plastic injectiebuizen, en injecteer zodat het water vult de transparante slang tot aan de opening wanneer het hoofdreservoir binnenkomt. Plaats het spuiten op de stand, boven de injectieflesjes.
- Giet 100 ml van de Fe2 + / Fe3 + reservoiroplossing in each flesje.
- Stel de flow van de N 2 gasleidingen wens om het experiment anoxische voor de duur van de injectie houden.
- Bestrijken voorzichtig het reservoir flesjes met een luchtdichte afdichting (bijvoorbeeld met behulp Parafilm, niet belemmeren het zicht door het glas) en breng een N2 voeding in elk flesje (figuur 3).
- Breng de DDH 2 O spuiten (in de slang nog steeds geplaatst) omlaag naast de primaire injectiespuiten. Schuif de plastic injectie buis van de DDH 2 O injectienaald, en onmiddellijk overbrengen direct op één van de primaire injectiespuit naalden. (Zorg ervoor dat de wand van de slang niet doorboren.)
- Start de injectie en registratie van membraanpotentiaal starten.
5. Het starten van de secundaire injectie:
- Hit stop op de injectiepomp na 3 uur (na 6 ml werden geïnjecteerd), eenmaal chemische tuin structuren hebben gevormd (Figure 4) voortdurend genereren van een membraanpotentiaal (figuur 5).
- Haal de primaire injectiespuiten van de injectiepomp (maar laat ze aangesloten op de buis zodat de structuren zijn niet gestoord); zet ze op de stand boven het niveau van de vloeistof in de flacons zodat de vloeistof niet terug in de injectiespuit kan stromen.
- Zet de secundaire injectie sulfide spuiten aan de spuit pomp, en herhaal de stappen 4.3 en 4.4.
- Verwijder de secundaire spuiten een voor een van de spuitpomp, en, terwijl de spuiten boven het niveau van de vloeistof in de injectieflacons, herhaal stap 4,9, het overbrengen van de slang van de primaire naar de secundaire spuiten spuiten (Figuur 6). Waakzaam dat de vloeistofdruk uit het reservoir in de injectiespuit veroorzaakt geen vloeistof terugstromen in de spuit als het chemische tuin kan instorten.
- Wanneer de overdracht is voltooid, zorgvuldig zet de secundaire spuiten aan The injectiepomp.
- Herprogrammeer de injectiepomp te injecteren 2 ml per uur, en druk begint de injectie met het nieuwe injectieoplossing blijven.
- Veilig verwijderen van de primaire injectiespuiten.
6. Het beëindigen van de Experiment
- Eerste stop de spuit pomp, dan stoppen met de opname van het membraan potentieel en opslaan van de gegevens.
- Zet de N2-stroom en verwijder leidingen en Parafilm de injectie vaten.
- Desgewenst proeven van de reservoiroplossing of bespoedigen voor verdere analyse. Het reservoir oplossing voorzichtig te verwijderen en de neerslag niet storen, gebruik dan een pipet 25 ml zorgvuldig pipet uit het reservoir oplossing in verschillende porties, en de oplossing in een beker afval weggooien.
- De injectie schepen een voor een ontspanschakelaars en giet de oplossing in een overheveling van afval beker in de zuurkast. Gebruik DDH 2 O te spoelen stukken neerslag.
- Verwijder het spuiten froben de spuit pomp, en haal ze van de buis, zodat extra injectievloeistof vandoor in de overheveling van afval beker. Leeg de spuiten in de afval beker, en gooi de spuiten in een sulfide slijpsel container in de zuurkast gehouden.
- Verwijder de slang van het experiment flacon en gooi het in een stevige vuilniszak. Uncrimp het zegel en gooi het septum, seal, en pipet tip.
- Spoel de glazen experiment flesje en laat deze in een 1 M HCl zuurbad O / N. (LET OP - glaswerk dat in contact is geweest met natrium sulfide zal giftige H2S gas los wanneer geplaatst in zuur Houd zuurbaden in de zuurkast..)
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Zodra de injectieoplossing begon te voeden in de reservoiroplossing, een chemische tuin precipitaat begon te vormen in de vloeistof interface en deze structuur blijven groeien tijdens de injectie (Figuren 4-7). In de hier gerapporteerde experimenten, de eerste injectie werd natriumhydroxide (die kan worden aangepast om L-alanine en / of pyrofosfaat bevatten), en de voorraadoplossing werd een 1: 3 mengsel van Fe 3+ / Fe 2+, waardoor een gemengde -redox-state ijzeroxyhydroxide neerslag. De chemische tuinen tentoongesteld typisch een dual gekleurde morfologie - sommige stukken van de neerslag waren donkergroen (waarschijnlijk duidt op een gemengde oxyhydroxide) en andere stukken waren oranje (waarschijnlijk aangeeft vooral een Fe 3+ -oxyhydroxide / oxide). De ijzeroxyhydroxide chemische tuinen waren vrij robuust structuren en zijn vaak in staat rechtop blijven wanneer het reservoir werd verwijderd uit het vat na injectie (Figuur 8). In neerslagen met alleen Fe-oxyhydroxide, de chemische tuinen typisch gevormd meerdere vestigingen; Maar wanneer het hydrofobe aminozuur alanine in de injectieoplossing de chemische tuinen neiging om minder takken of zelfs een enkele kolom van neerslag te vormen. Deze remming van barsten en vertakking waarschijnlijk aangeeft dat de toevoeging van alanine produceert een duurzamere chemische tuinmuur 26. Onder environmental scanning elektronenmicroscoop (ESEM), de precipitaten gevormd in de aanwezigheid van alanine bleek meer afgerond en amorfe, dat zuiver Fe-oxyhydroxide precipitaten (evenals die met pyrofosfaat) kristallijnere (figuur 9) verscheen. Bij pyrofosfaat werd opgenomen in de injectieoplossing een vertakte Fe-oxyhydroxide chemische tuin gevormd en bijkomende groene troebel precipitaat (waarschijnlijk ijzerpyrofosfaat) gevormd en verlengd van de randen van de constructie (figuur 10). Tzijn groene pluim neerslag was geen onderdeel van de chemische tuin, en wanneer het reservoir werd verwijderd, de pluimen ingestort en niet goed aggregeren de hoofdstructuur.
De membraanpotentiaal chemische tuin experimenten als de chemische tuin zichtbaar werd verkregen (er was een vertraging, de injectieoplossing bezocht door de buis). In experimenten waarbij de injectieoplossing werd NaOH NaOH alanine of NaOH met pyrofosfaat, mogelijke neiging onmiddellijk ongeveer 0,45 piek op 0,55 V en daalde gedurende ongeveer een uur voordat stabiliseren rond 0,1 tot 0,2 V voor de rest van de primaire injectie . (In experimenten waar de primaire injectie was NaOH + pyrofosfaat + alanine, heeft de spanning niet piek in de hogere waarde van ~ 0,45-0,55, in plaats daarvan, het bleef rond ~ 0.2 voor het gehele primaire injectie.) Waren er verschillen in de membraanpotentiaal in herhalingen van hetzelfde experiment (figuur 11) <strong>, maar de waargenomen patronen waren meer of minder consistent dan vier herhalingen van elke injectie chemie.
Wanneer de primaire injectiespuiten werden overgezet op de secundaire spuiten met natrium sulfide, chemische tuin blijven groeien, behalve dat toegankelijk nieuwe gezwellen toonde zwart ijzersulfide. In plaats van bij te dragen aan de bestaande wanden, de zwarte sulfide gedeelten van de chemische tuin bleek aftakken en afzonderlijk groeien. Zodra het sulfide injectieoplossing bereikt chemische tuin, de membraanpotentiaal onmiddellijk sprong ~ 0,9 V. De waarde van de potentiaal bereikt tijdens de secundaire injectie was hetzelfde voor alle experimenten, onafhankelijk van de primaire injectie-oplossing (figuur 10). Dit komt omdat de potentiële chemische tuin experimenten vooral door de chemie tussen de twee interface oplossingen, en aangezien onze secundaire injectie oplossingen waren 50 mM Na 2 S • 9H Wij doorgaans uitgevoerd vier scheikundige tuin experimenten tegelijk met vier reservoir flessen die werden gevoed door vier afzonderlijke spuiten en alle aangedreven met dezelfde snelheid door de injectiepomp. Met dezelfde chemie in vier duplo, we vaak grote verschillen in chemische structuur tuin (totale omvang, aantal vertakkingen) en variaties waargenomen in membraanpotentiaal binnen een bereik van 0,1-0,2 V. Dit gebrek aan reproduceerbaarheid te verwachten in ver-van-evenwicht experimenten wanneer zo veel hangt af van de fijne kneepjes van de oorspronkelijke voorwaarden. Het is waarschijnlijk dat de vorming van willekeurige chemische structuur tuinen leidt soms tot membranen precipiteren met verschillende permeabiliteit voor ionen; in sommige gevallen, de injectie en reservoir oplossingen zijn waarschijnlijk beter gescheiden en dus de membraanpotentiaal kan worden gehandhaafd gedurende een langere periode. Tabel 1. Spanningen opgewekt door chemische tuinen gegenereerd door langzaam eerst injecteren van een primaire, dan is een secundaire, oplossing in een reservoir. V 1max (avg) en V 2max (avg) zijn de gemiddelden van de hoogste spanningen die tijdens de primaireen secundaire injecties, respectievelijk; σ is de standaardafwijking. 
Figuur 1. reactievaten voorbereiden. Reactievaten voor injectie chemische garden experimenten werden door het afsnijden van de bodem van een 100 ml serum fles inbrengen van een pipet tip via een septum w hich werd vervolgens krimp afgesloten om de fles, en het bevestigen van een buis waardoor aan de injectie-oplossing te voeden. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. 
Figuur 2. Plaatsing van de draden in de chemische tuin reactievat. (A) Bovenaanzicht, waarin de plaatsing van de "binnenste" elektrode in de injectie opening. Deze draad is omgeven door de chemische tuin toen het begon te groeien. De "buitenste" elektrode moest verder blijven van de injectie punt, zodat het niet werd geraakt door de groeiende chemische tuin. (B) Bevestig de draden met tape, zodat ze niet bewegen gedurende het experiment.= "_ blank"> Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. 
Figuur 3. Het creëren van de N 2 kopruimte. Nadat het reservoir oplossing werd toegevoegd, werd een luchtdichte afsluiting over de bovenkant van het vat met Parafilm gevormd (die de elektroden ook), en vervolgens een lichte N2 voeding werd ingebracht om zuurstofloze omstandigheden in de groei van chemische tuin te onderhouden. Klik hier voor een grotere versie van deze figuur te bekijken. 
Figuur 4. Time-lapse groei van een chemische tuin. Dit experiment bevatte 75 mm FeCl 2 • 4H 2 O en 25 mmol FeCl3 • 6H 2 O in het reservoir oplossing. De eerste injectie was 0,1 M NaOH + 10 mM K 2 P 4 O 7, en na 180 minuten van de injectie werd overgeschakeld naar 50 mM Na 2 S • 9 H 2 O. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. 
Figuur 5. membraanpotentialen. Membraanpotentiaal werd geproduceerd als chemisch tuin gegroeid rond de inwendige elektrode. Na de eerste injectie van hydroxide, dat eerst gevormd het precipitaat structuur werd de spuit geschakeld met een injectiespuit met natriumsulfide-oplossing. In dit experiment werd de voorraadoplossing 75 mM FeCl2 • 4H 2 O + 25 mM FeCl 
Figuur 6. Spuit. (A) correct inbrengen van de naald in de flexibele kunststof buis. Zorg moet worden genomen de slang niet te doorboren -. Voorbeeld van onjuiste inbrengen wordt getoond in (B) Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. 
Figuur 8. precipitaat stabiliteit. Fe (II / III) -hydroxide chemische tuinen soms structurele stabiliteit na reservoiroplossing zorgvuldig verwijderd. Het neerslag kan dan worden bemonsterd voor verdere analyse als gewenst. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. 
Figuur 9. Environmental Scanning Electron Microscopy beeldvorming. (A) Fe (II / III) -hydroxide chemische tuinen, (B) Fe (II / III) -hydroxide chemische tuinen met K 2 P 4 O 7, en (C) Fe ( II / III) -hydroxide chemische tuinen bevatten alanine. Alle beelden zijn van chemische tuinen na de eerste injectie. De precipitaten die opgenomen alanine leken afgerond en minder kristallijn dan precipitaten van enige Fe (II / III) -hydroxide en Fe (II / III) -hydroxide bevat K 2 P 4 O 7..jpg "target =" _ blank "> Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. 
Figuur 10. Chemische tuinen gekweekt in een voorraadoplossing van 75 mM FeCl2 • 4H 2 O + 25 mM FeCl3 • 6H 2 O. (A) Injectie oplossing bevatte 0,1 M NaOH + 10 mM K 2 P 4 O 7. (B) Injectie oplossing bevatte 0,1 M NaOH + 10 mM K 2 P 4 O 7 + 10 mM alanine. In chemische tuinen waar de injectie oplossing bevatte K 2 P 4 O 7, groen neerslag pluimen (pijlen) gevormd in de buurt van de vaste precipitate takken, maar deze pluimen niet volledig samengevoegd tot de hoofdstructuur en stortte toen het reservoir oplossing werd verwijderd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. 
Figuur 11. Membraanpotentiaal gegenereerd door chemische tuinen reservoir gekweekt in oplossingen van 75 mM FeCl2 • 4H 2 O + 25 mM FeCl3 6H • 2 O. Vier herhalingen van elk experiment worden getoond. Het potentieel is zodra gegenereerd als de injectie-oplossing reisde de buis en contact opgenomen met dereservoiroplossing een neerslag structuur te omhullen binnenelektrode. De structuur bleef groeien als primaire injectie verliep. Als de spuit werd omgezet in natrium sulfide oplossing en de secundaire injectie begon (pijlen), de potentiële verhoogd tot 0,9-1,0 V. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken. Reservoir oplossing (100 ml) Primary Injectie (6 ml) Primary Injection Rate V 1max (avg) Secundaire Injectie (6 ml) Secundaire injectie Rate V 2max (avg) 75 mM FeCl2 • 4H 2 O + 25 mM FeCl3 6H • 2 O 0,1 M NaOH 3 ml / uur 0,431 V, σ = 0,002 2 S 2 O • 9H 2 ml / uur 0,881 V, σ = 0,047 0,1 M NaOH + 10 mM K 4 P 2 O 7 3 ml / uur 0,473 V, σ = 0,016 2 ml / uur 0,914 V, σ = 0,040 0,1 M NaOH + 10 mM alanine 3 ml / uur 0,485 V, σ = 0,044 2 ml / uur 0,929 V, σ = 0,015 0,1 M NaOH + 10 mM K 4 P 2 O 7 + 10 mM alanine 3 ml / uur 0,239 V, σ = 0,061 2 ml / uur 0,923 V, σ = 0,033
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De vorming van een chemische structuur tuin via injectiemethode kan worden bewerkstelligd door interfacing twee oplossingen met reactieve ionen die een neerslag produceren. Er zijn vele mogelijke reactiesystemen die neerslag structuren produceren en het vinden van de juiste recept van reactieve ionen en concentraties groeien een gewenste structuur is een kwestie van trial and error. Het debiet van de injectievloeistof wordt geregeld door een programmeerbare spuitpomp en dit kan ook worden gevarieerd tussen experimenten om verschillende snelheden van de vloeistofstroom te simuleren in een natuurlijk systeem. De structuur van chemische tuinen is afhankelijk van vele factoren, zoals de samenstelling en stroomsnelheid, en het is mogelijk om structuren te groeien in slechts een paar uur en over langere perioden van dagen tot weken. Men kan ook andere spoorcomponenten plaats toe te voegen aan de injectie of reservoiroplossing, zoals organische moleculen of andere componenten gedacht geologisch of biologisch relevant <sup> 27,28. Afhankelijk van de chemie, kunnen deze componenten in het neerslag worden opgenomen en / of reacties ondergaan.
Er zijn verschillende methoden die zijn gebruikt in eerdere werk voor de teelt van chemische tuin neerslagen, met inbegrip van directe groei van het oplossen van kristallen of 'pellets' 18,29 en injectie experimenten zoals die hier 30,31 gekenmerkt. Een chemisch tuin experiment waarbij het mogelijk is om de membraanpotentiaal op betrouwbare wijze te ontwerpen, moet men een manier volledig omhullen de "inwendige" draad binnen de neerslag membraan gedurende het gehele experiment te maken. Dit is moeilijk (maar niet onmogelijk 14) te bereiken in kristalgroei experimenten. In eerdere injectie experimenten 13, hebben we in het algemeen opgemerkt dat de draad direct in de injectie punt moet geplaatst worden, anders is de chemische tuin vaak 'voorkomt "de draad als het groeit, dus leaving beide draden in de reservoiroplossing en geen membraanpotentiaal kan worden gemeten. Chemische tuinen gekweekt via injectie variëren structurele stabiliteit afhankelijk van de chemische reactant (-systemen) gebruikt - bijvoorbeeld ijzer-silicaat of ijzer-hydroxide systemen geven robuuster structuren die blijven staan wanneer het reservoir vloeistof gedecanteerd, terwijl zuiver ijzer-sulfide systemen doorgaans een veel meer gelatineachtige, fijne precipitaat dat gemakkelijk bezwijkt wanneer de oplossing wordt verstoord geven. Een ineenstorting van de chemische tuin of een significante breken van het membraan zal directe effecten veroorzaken in het membraan potentieel, zoals de ongelijke verdeling van geladen deeltjes door het membraan doodbloeden. Dus in dergelijke experimenten, is het zeer belangrijk dat de draden zorgvuldig bevestigd vóór injectie zodat ze niet bewegen omdat de chemische tuin groeit, en de experimentele / injectie opstelling stabiel en niet verdrongen tijdens de groei.
Omdatna de injectie van het fluïdum stroomt in het reservoir is instructief is flexibel transparant Tygon buis voorkeur boven andere mogelijkheden zoals roestvrij staal. De transparante slang zorgt voor waarneming van neerslag deeltjes vormen binnen de buis, maakt het mogelijk om klompen te verjagen, en maakt detectie / verwijderen van luchtbellen. Het nadeel van deze buis is dat het gemakkelijk kan worden doorboord door de naald (figuur 6). Geëxperimenteerd met geschakelde spuiten aan door de tweede naald direct in de slang van de vóór de eerste injectie zijde plaats van deze te verplaatsen van de slang van de ene spuit naar de andere, maar deze techniek zeer moeilijk te bereiken zonder prikken. Een ander voordeel van de Tygon slang is dat, in het geval van toevallige punctie terwijl een naald, kan men gewoon knippen de lekke deel van de buis af en plaats de naald.
De groei van het membraan wordt geleid door de buoyancy en, in mindere mate, de druk van de injectie. Een drastische verandering in de inspuitdruk kan een ineenstorting van de chemische tuin veroorzaken, vooral bij systemen die niet produceren robuuste neerslagen. Bij het overschakelen spuiten, is het belangrijk houd de injectiespuit worden verwijderd, of vlak boven, het vloeistofniveau te voorkomen terugstromen en de waarschijnlijke disaggregatie. Een dergelijke gebeurtenis kan ook worden vermeden door het experiment zodanig dat de spuitpomp op het niveau van de reservoirs benadering. Het maakt weinig verschil voor de membraanpotentiaal data wanneer het experiment "onderbroken" gedurende een bepaalde tijd, terwijl het schakelen spuiten, zolang de chemische tuin ongestoord blijft. Derhalve wordt aanbevolen spuiten zorgvuldig schakelen, een voor een, en zet de spuit dat houdt de inwendige druk van de chemische tuin zodat deze niet "terugstromen", alvorens naar de volgende. De injectie tarief moet redelijk const worden gehoudenant tussen de eerste en tweede injectie en in het algemeen niet te snel (minimum experimenteertijd ~ enkele uren), aangezien overtollige inspuitdruk het membraan scheuren.
Dit experiment is veelzijdig doordat het zorgt voor het onderzoek van zelfassemblerende precipitaat groei in verschillende reactiesystemen, waaronder die waarbij één of meer reactanten in dezelfde oplossing zijn. Het verwisselen van spuiten in de mogelijkheid van het kweken van een stabiele chemische tuin via een chemische reactie, vervolgens met behulp van deze structuur als een "chemical reactor" een tweede component passeren. Bijvoorbeeld, als men wil onderzoeken of organische moleculen kunnen opgaan en / of reageren op een hydrothermische schoorsteen samengesteld ijzermineralen 26, kan men een chemische tuin relevante anorganische bestanddelen groeien en voer door een tweede spuit oplossing die voor Bijvoorbeeld, nucleotiden, aminozuren, peptiden,of RNA 28. Dit zou tot gevolg adsorberen en absorberen van de organische componenten in het precipitaat plaats te dissiperen in het reservoir hebben. In onze experimenten hebben we opgemerkt dat de secundaire injectie veroorzaakte ijzersulfide schoorstenen groeien bovenop het bestaande ijzerhydroxide schoorstenen, vermoedelijk tot breuken in de oorspronkelijke membraan als gevolg van fluïdumdruk. Aldus kan de inrichting van de verschillende schoorstenen op zijn minst enigszins aangesloten en de secties van verschillende mineralen in het membraan kunnen andere functies dienen in een oorsprong levenseinde scenario bijvoorbeeld metaalsulfiden oxiderende hydrothermische H 2 / verminderen oceanische CO 2 32,33 en ijzer oxyhydroxiden rijden fosfaat reacties en vermindering van nitraat naar ammonium op de site 5,34,35. Materiaalkunde onderzoeken kunnen worden uitgevoerd met dergelijke experimenten ook; bijvoorbeeld, bewust vormen chemische tuinen van katalytische componenten (bijvoorbeeld, aluminosilicates) en daarna toevoeren van andere componenten (bijvoorbeeld organische moleculen of fosfaten) via hen reageren. Men zou ook kunnen verkennen vormen gelaagde materialen door afwisselend spuiten om verschillende anorganische neerslagen produceren (zoals in Roszol en Steinbock 2011 23). Het is eenvoudig om de afzonderlijke reactievaten onder anaërobe omstandigheden of gewenst gas kopruimte tijdens chemische vorming tuin houden.
De beperkingen van dit type experiment zijn voornamelijk te wijten aan het feit dat de chemische tuinconstructies systemen aangedreven door opblazen, drijfvermogen en convectie zijn zeer moeilijk te beheersen. Het neerslag structuren kunnen fragiel en moeilijk te verwijderen en te analyseren na het experiment. Bovendien, aangezien de groei van de chemische tuin steeds onvoorspelbaar, ter meting van membraanpotentiaal zorgen de "buitenste" draad in het reservoir moet afstand van het injectiepunt, het voorkomen Chemical tuin omhullende beide draden. Echter, het nemen van deze voorzorgsmaatregel betekent dat de draden zijn meestal niet ideaal in de buurt van het membraan. In plaats daarvan, kan precieze anorganische membraanpotentiaal metingen worden bereikt door het kweken van de membraan op een perkament papier sjabloon tussen de twee oplossingen 36. In de tuin van chemische experimenten is het meestal niet mogelijk om te proeven en / of op andere wijze te meten (bv, pH) het interieur oplossing; gedetailleerde real-time analyse kan alleen de reservoiroplossing.
Natuurlijke ventilatieopeningen zou ook gastheer thermische gradiënten tussen de verhitte hydrothermale vloeistof (~ 70-100 ° C) en de oceaan 4, en zo te simuleren hydrothermale systemen kan het wenselijk zijn de chemische tuin groeien bij een hogere temperatuur en druk 37, die poses uitdagingen met de hier beschreven setup. Het is mogelijk om het reservoir fles in een verwarmingsspiraal wikkelen om de temperatuur te regelen voordat; Echter, een verschilent type pomp kan nodig zijn om eveneens de injectievloeistof verwarmen. Om een natuurlijk te simuleren, kan het nodig zijn om opgeloste gassen omvatten (bijvoorbeeld CO 2) in beide oplossingen; Hoewel dit eenvoudiger kan zijn om binnen het reservoir (oceaan simulant), zou het zorgvuldige voorbereiding voor de injectie (hydrothermische simulant) vereist. In diepzee systemen, kan de hoge druk beïnvloeden schoorsteen groei en chemie, en, afhankelijk van het experiment toenemende gasdruk in beide vloeistoffen kunnen een significant effect hebben (bijvoorbeeld opgeloste CO 2 kan leiden ijzercarbonaat neerslag in de chemische tuin , ook afhankelijk van hydrostatische druk 6). Integratie van verhoogde temperatuur en druk in tuin chemische experimenten van dit type leidt tot vele interessante mogelijkheden, aangezien de temperatuur en de druk van invloed op de oplosbaarheid, neerslag en specifieke eigenschappen van veel mineralen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Syringe Pump | Fisher | 14-831-3 | Dual or multiple channel, depending on desired number of simultaneous experiments |
| Ferrous chloride tetrahydrate | Fisher | I90500 | Ferrous Chloride Tetrahydrate (Crystalline/Certified) |
| Ferric chloride hexahydrate | Fisher | I88-100 | Ferric Chloride Hexahydrate (Lumps/Certified ACS) |
| Sodium hydroxide | Sigma-Aldrich | S5881 | reagent grade, ≥98%, pellets (anhydrous) |
| Sodium sulfide nonahydrate | Fisher | S425212 | Sodium Sulfide Nonahydrate (Crystalline/Certified ACS). Store at -20 °C. Only open in a glove box or fume hood. Releases toxic H2S gas; all sulfide-containing solutions must be kept in a glove box or fume hood. |
| Potassium pyrophosphate | Sigma-Aldrich | 322431 | 97% |
| L-Alanine | Sigma-Aldrich | A7627 | |
| Syringes (10 cc) | Fisher | 14-823-16E | BD™ Syringe with Luer-Lok Tips (Without Needle) |
| Syringe needles (16 gauge) | Fisher | 14-826-18B | BD™ General Use and PrecisionGlide Hypodermic Needles, 16 G x 1.5 in. (38 mm) |
| Tubing | Cole Parmer | EW-06407-71 | Tygon Lab Tubing, Non-DEHP, 1/16" ID x 1/8" OD |
| Aluminum seals | Fisher | 0337523C | Thermo Scientific™ National™ Headspace 20 mm Crimp Seals |
| Gray butyl stoppers | Fisher | 0337522AA | Thermo Scientific™ National™ 20 mm Septa for Headspace Vials |
| Serum bottles | Sigma-Aldrich | 33110-U | Vials, crimp top, serum bottle, size 100 ml, clear glass, O.D. × H 51.7 mm × 94.5 mm. For these experiments, the bottom of the serum bottle should be cut off. |
| Pipette tips | VWR | 53511-682 | pipette tips 0.5-10 μl |
| Wire | McMaster-Carr | 8073K661 | Solid Single-Conductor Wire, UL 1007/1569, 20 AWG, 300 VAC |
References
- Leduc, S. The Mechanism of Life. , Rebman. London. (1911).
- Coatman, R. D., Thomas, N. L., Double, D. D. Studies of the growth of ‘‘silicate gardens’’ and related phenomena. J. Mater. Sci. 15, 2017-2026 (1980).
- Barge, L. M., et al. From Chemical Gardens to Chemobrionics. Chem. Rev. 115 (16), 8652-8703 (2015).
- Russell, M. J., Hall, A. J. The onset and early evolution of life. GSA Memoir. 198, 1-32 (2006).
- Russell, M. J., et al. The Drive to Life on Rocky and Icy Worlds. Astrobiology. 14 (4), 308-343 (2014).
- Macleod, G., Mckeown, C., Hall, A. J., Russell, M. J. Hydrothermal and oceanic pH conditions at 4Ga relevant to the origin of life. Origins Life Evol. B. 24, 19-41 (1994).
- Mielke, R. E., et al. Fabrication and Test of a Hydrothermal Reactor for Origin‐Of‐Life Experiments. Astrobiology. 10, 799-810 (2010).
- Russell, M. J., Hall, A. J. The emergence of life from iron monosulphide bubbles at a submarine hydrothermal redox and pH front. J. Geol. Soc. Lond. 154, 377-402 (1997).
- Vance, S., Harnmeijer, J., Kimura, J., Hussmann, H., Demartin, B., Brown, J. M. Hydrothermal systems in small ocean planets. Astrobiology. 7, 987-1005 (2007).
- Ehlmann, B. L., Mustard, J. F., Murchie, S. L. Geologic setting of serpentine deposits on Mars. Geophys. Res. Lett. 37, L06201 (2010).
- Hsu, H. -W., et al. Ongoing hydrothermal activities within Enceladus. Nature. 519, 207-210 (2015).
- Cartwright, J. H. E., García-Ruiz, J. M., Novella, M. L., Otálora, F. Formation of Chemical Gardens. J. Colloid Interf. Sci. 256, 351-359 (2002).
- Barge, L. M., et al. Characterization of Iron-Phosphate-Silicate Chemical Garden Structures. Langmuir. 28, 3714-3721 (2012).
- Glaab, F., Kellermeier, M., Kunz, W., Morallon, E., García-Ruiz, J. M. Formation and Evolution of Chemical Gradients and Potential Differences Across Self-Assembling Inorganic Membranes. Angew. Chem. Int. Edit. 124, 4393-4397 (2012).
- Pagano, J. J., Thouvenel-Romans, S. T., Steinbock, O. Compositional analysis of copper–silica precipitation tubes. Phys. Chem. Chem. Phys. 9, 110-116 (2006).
- Parmar, K., et al. Characterization of cobalt precipitation tube synthesized through “silica garden” route. Mater. Charact. 60, 863-868 (2009).
- Parmar, K., Pramanik, A. K., Bandyopadhya, N. R., Bhattacharjee, S. Synthesis and characterization of Fe(III)-silicate precipitation tubes. Mater. Res. Bull. 45, 1283-1287 (2010).
- Cartwright, J. H. E., Escribano, B., Sainz-Díaz, I. Chemical-Garden Formation, Morphology, and Composition. I. Effect of the Nature of the Cations. Langmuir. 27, 3286-3293 (2011).
- Stone, D. A., Goldstein, R. E. Tubular precipitation and redox gradients on a bubbling template. P. Natl. Acad. Sci. USA. 101 (32), 11537-11541 (2004).
- Makki, R., Ji, X., Mattoussi, H., Steinbock, O. Self-Organized Tubular Structures as Platforms for Quantum Dots. J. Am. Chem. Soc. 136, 6463-6469 (2014).
- Long, D. -L., Tsunashima, R., Cronin, L. Polyoxometalates: Building Blocks for Functional Nanoscale Systems. Angew. Chem. Int. Edit. 49, 1736-1758 (2010).
- Mielke, R. E., et al. Iron-Sulfide-Bearing Chimneys as Potential Catalytic Energy Traps at Life’s Emergence. Astrobiology. 11, 933-950 (2011).
- Roszol, L., Steinbock, O. Controlling the Wall Thickness and Composition of Hollow Precipitation Tubes. Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 20100 (2011).
- Ludwig, K. A., Kelley, D. S., Butterfield, D. A., Nelson, B. K., Früh-Green, G. Formation and evolution of carbonate chimneys at the Lost City Hydrothermal Field. Geochim. Cosmochim. Ac. 70, 3625-3645 (2006).
- Russell, M. J., Hall, A. J., Turner, D. In vitro growth of iron sulphide chimneys: possible culture chambers for origin-of-life experiments. Terra Nova. 1, 238-241 (1989).
- Russell, M. J., Daniel, R. M., Hall, A. J., Sherringham, J. A. A hydrothermally precipitated catalytic iron sulphide membrane as a first step toward life. J. Mol. Evol. 39 (3), 231-243 (1994).
- Barge, L. M., et al. Pyrophosphate Synthesis in Iron Mineral Films and Membranes Simulating Prebiotic Submarine Hydrothermal Systems. Geochim. Cosmochim. Ac. 128, 1-12 (2014).
- McGlynn, S. E., Kanik, I., Russell, M. J. Peptide and RNA contributions to iron-sulphur chemical gardens as life's first inorganic compartments, catalysts, capacitors and condensors. Philos. T. R. Soc. S-A. 370, 3007-3022 (2012).
- Cartwright, J. H. E., Escribano, B., Sainz-Díaz, C. I., Stocieck, L. S. Chemical-Garden Formation, Morphology, and Composition. II. Chemical Gardens in Microgravity. Langmuir. 27, 3294-3300 (2011).
- Thouvenel-Romans, S., Steinbock, O. Oscillatory Growth of Silica Tubes in Chemical Gardens. J. Am. Chem. Soc. 125, 4338-4341 (2003).
- Batista, B. C., Cruz, P., Steinbock, O. From Hydrodynamic Plumes to Chemical Gardens: The Concentration-Dependent Onset of Tube Formation. Langmuir. 30, 9123-9129 (2014).
- Herschy, B., et al. An origin-of-life reactor to simulate alkaline hydrothermal vents. J. Mol. Evol. 79, 213-227 (2014).
- Yamaguchi, A., Yamamoto, M., Takai, K., Ishii, T., Hashimoto, K., Nakamura, R. Electrochemical CO2 Reduction by Ni-containing Iron Sulfides: How Is CO2 Electrochemically Reduced at Bisulfide-Bearing Deep-sea Hydrothermal Precipitates? Electrochim. Acta. 141, 311-318 (2014).
- Hansen, H. C. B., Guldberg, S., Erbs, M., Koch, C. B. Kinetics of nitrate reduction by green rusts—effects of interlayer anion and Fe (II): Fe (III) ratio. Appl. Clay Sci. 18 (1), 81-91 (2001).
- Trolard, F., Bourrié, G. Fougerite a natural layered double hydroxide in gley soil: habitus, structure, and some properties. Clay Minerals in Nature - Their Characterization, Modification and Application. , InTech. (2012).
- van Oss, C. J. Specifically Impermeable Precipitate Membranes. Surface and Colloid Science. , Springer. US. 115-144 (1984).
- Baaske, P., et al. Extreme accumulation of nucleotides in simulated hydrothermal pore systems. P. Natl. Acad. Sci. USA. 104, 9346-9351 (2007).
