Questo lavoro è stato sostenuto congiuntamente dalla NSF e NASA Astrobiology Programma, nell&#39;ambito del Centro NSF per Chimica Evolution, CHE-1004570, e il Centro Goddard di Astrobiologia. ETP desidera ringraziare finanziamento supplementare fornito dal Programma di Biologia Tirocinio NASA Planetary. Gli autori desiderano inoltre ringraziare il dottor Asiri Galhena per il prezioso aiuto nella creazione delle strutture di laboratorio iniziali.

1. Impostazione di un sistema collettore / vuoto <ol><li> Utilizzare un collettore di vetro per introdurre gas nel pallone di reazione. Questo collettore può essere acquistato o costruito da un impianto di soffiatura del vetro, ma deve includere porte a tenuta di vuoto che possono essere collegati ad un sistema di aspirazione, bombole di gas, un vacuometro, e il recipiente di reazione. <ol><li> Utilizzare giunti a smeriglio e spine di vetro con valvole sul collettore. Assicurarsi che tutti gli O-ring sui tappi sono in grado di fare le guarnizioni necessarie. Se si utilizza giunti in vetro, una quantità sufficiente di grasso per vuoto può essere applicato per rendere una guarnizione, se necessario. Grasso per vuoto silicio può essere utilizzato per evitare la potenziale contaminazione organica. </li><li> Utilizzare rubinetti di vetro sul collettore. Applicare la quantità minima di grasso per vuoto necessario fare un sigillo. </li><li> Misurare il volume del collettore. Questo volume viene utilizzato per i calcoli relativi a pressioni del gas finali nel pallone di reazione 3 L e dovrebbe essere noto il più precisamente possibile. </li&gt; <li> A meno che il collettore ha abbastanza connessioni per ospitare le bombole del gas contemporaneamente, collegare un cilindro alla volta al collettore. Includere in tale contesto, un rubinetto che consente il collettore sia isolato dall&#39;atmosfera ambiente. </li><li> Utilizzare adeguati, puliti, inerte, e chimica e perdite tubi resistenti e raccordi per vuoto ultratorr per collegare le bombole di gas al collettore. Raccordi Ultratorr, dove è utilizzato, devono essere finger-serrati. </li><li> Collegare al collettore, una pompa a vuoto in grado di stabilire un vuoto di &lt;1 mmHg. Lo scarico pompa a vuoto deve essere situata all&#39;interno della cappa, o adeguatamente ventilato con altri mezzi. <ol><li> Per garantire un rapido raggiungimento del vuoto e per proteggere la pompa, inserire una trappola tra il collettore e la pompa del vuoto. Un azoto antischiacciamento liquido è raccomandato poiché impedisce volatili quali NH 3, CO 2 e H 2 O di entrare nella pompa. Si deve prestare attenzione, come volatili intrappolati, su warming, può sovrapressioni il collettore e provocare la rottura del vetro. </li></ol></li><li> Collegare al collettore, di un manometro o di altro calibro vuoto in grado di risoluzione di 1 mmHg o superiore. Mentre i vari dispositivi possono essere utilizzati, un manometro a mercurio, o calibro MacLeod, è preferibile in quanto il mercurio è abbastanza reattivo. </li><li> Misurare e registrare la temperatura ambiente con un termometro adatto. </li></ol></li></ol> 2. Preparazione del pallone di reazione <ol><li> Riscaldare la vetreria a 500 ° C per almeno 3 ore in aria prima dell&#39;uso, per rimuovere contaminanti organici. <ol><li> Pulire gli elettrodi di tungsteno lavando delicatamente con salviette di laboratorio pulite e metanolo, ed essiccazione in aria. </li></ol></li><li> Versare 200 ml di acqua ultrapura (18,2 mW cm, &lt;5 ppb TOC) nel pallone di reazione 3 L. <ol><li> Introdurre un ancoretta magnetica predepurata e sterilizzati, che garantirà un rapido scioglimento dei gas solubili e la miscelazione dei reagenti durante la experiment. </li></ol></li><li> Attaccare gli elettrodi di tungsteno al pallone di reazione 3 L utilizzando una quantità minima di grasso per vuoto, con punte separate da circa 1 cm all&#39;interno della muffola. Fissare con clips. </li><li> Inserire un adattatore di rubinetto incorporato nel collo del pallone di reazione 3 L e fissare con una clip. </li><li> Collegare il pallone di reazione 3 L al collettore gas tramite l&#39;adattatore. Utilizzare una clip o morsetto per proteggere il pallone. <ol><li> Ungere leggermente tutte le connessioni per garantire una buona tenuta di vuoto. </li></ol></li><li> Aprire tutte le valvole e rubinetti sul collettore, ad eccezione di Valve 6 e Stopcock 1 (figura 4), ​​e accendere la pompa del vuoto per evacuare il collettore. Una volta che una misura del vuoto stabile di &lt;1 mmHg è stata raggiunta, chiudere la valvola 1 e lasciare il collettore a sedere per ~ 15 minuti per controllare eventuali perdite di vuoto. Se non vengono rilevati, passare al punto 2.8. In caso contrario, risolvere i vari collegamenti fino a quando le perdite possono essere identificati e risolti. </li><li> Lapply agitazione magnetica al recipiente di reazione. Aprire la valvola 1 e Stopcock 1 (figura 4) per evacuare spazio di testa del pallone di reazione 3 L finché la pressione ha raggiunto &lt;1 mmHg. </li><li> Chiudere la valvola 1 (figura 4) e monitorare la pressione all&#39;interno del pallone di reazione 3 L. La pressione misurata dovrebbe aumentare la pressione di vapore d&#39;acqua. Per garantire che non vi siano perdite, attendere ~ 5 min in questa fase. Se la pressione (come letto sul manometro) aumenta mentre la valvola 1 è chiusa durante questa fase, controllare eventuali perdite in Stopcock 1 e le varie connessioni pallone di reazione. Se non viene trovata alcuna perdita, procedere al passaggio successivo. </li></ol> 3. Introduzione di gassoso NH 3 <ol><li> Calcolare la pressione necessaria di NH 3 gassosa introdurre nel collettore tale che 200 mmHg di NH 3 saranno introdotti nel pallone di reazione. I dettagli su come eseguire questa operazione sono fornite nella sezione di discussione. </li><li> Chiudere le valvole1 e 6, e Stopcock 1 (figura 4) prima di introdurre del gas nel collettore. Lasciare le altre valvole e rubinetto aperto. </li><li> Introdurre NH 3 nel collettore fino al raggiungimento di una pressione (circa 10 mmHg) e poi evacuare il collettore ad una pressione di &lt;1 mmHg aprendo la valvola 1 (figura 4). Ripetere 3x. </li><li> Introdurre NH 3 nel collettore raggiunge la pressione determinata nella fase 3.1. </li><li> Aprire il rubinetto 1 (figura 4) introdurre 200 mmHg di NH 3 nel pallone di reazione 3 L. Il NH 3 si dissolve in acqua nel pallone di reazione e la pressione cadrà lentamente. </li><li> Una volta che la pressione si ferma cadere, vicino Stopcock 1 (figura 4) e registrare la pressione letta dal manometro. Questo valore rappresenta la pressione all&#39;interno del pallone e verrà utilizzata per calcolare le pressioni di altri gas che saranno introdotte nel collettore tardi. </li><li&gt; aprire la valvola 1 (figura 4) per svuotare il raccordo ad una pressione &lt;1 mmHg. </li><li> Chiudere la valvola 2 (Figura 4) e scollegare il cilindro NH 3 gas dal collettore. </li></ol> 4. Introduzione di CH 4 <ol><li> Calcolare la pressione necessaria di CH 4 siano introdotti nel collettore tale che 200 mmHg di CH 4 saranno introdotti nel pallone di reazione 3 L. Calcoli di esempio sono riportati nella sezione discussione. </li><li> Collegare il cilindro CH 4 gas al collettore. </li><li> Aprire tutte le valvole ei rubinetti, tranne valvola 6 e Stopcock 1 (figura 4), ​​e svuotare il raccordo ad una pressione di &lt;1 mmHg. </li><li> Chiusura Valvola 1 una volta che il collettore è stato evacuato (Figura 4). </li><li> Introdurre CH 4 nel collettore fino ad ottenere una piccola pressione (circa 10 mmHg). Questo elimina la linea di eventuali gas contaminanti from precedenti passaggi. Aprire la valvola 1 (figura 4) per svuotare il raccordo a &lt;1 mmHg. Ripetere più 2x. </li><li> Introdurre CH 4 nel collettore finché la pressione calcolata al punto 4.1, è raggiunto. </li><li> Aprire il rubinetto 1 (figura 4) introdurre 200 mmHg di CH 4 nel pallone di reazione 3 L. </li><li> Chiudere il rubinetto 1 volta la pressione prevista di CH 4 è stato introdotto nel pallone di reazione 3 L (Figura 4) e registrare la pressione misurata dal manometro. </li><li> Aprire la valvola 1 (figura 4) per svuotare il raccordo a &lt;1 mmHg. </li><li> Chiudere la valvola 2 (figura 4) e scollegare il CH 4 cilindri dal collettore. </li></ol> 5. Introduzione di altri gas (ad esempio N 2) <ol><li> A questo punto, non è necessario introdurre gas in questione. Tuttavia, se desiderato, si consiglia di aggiungere 100 mmHg di N 2. In questo caso, calcolare la pressione necessaria di N 2 ad essere introdotti nel collettore tale che 100 mmHg di N 2 saranno introdotti nel pallone di reazione 3 L. Calcoli di esempio sono riportati nella sezione discussione. </li><li> Collegare il cilindro N 2 gas al collettore. </li><li> Aprire tutte le valvole ei rubinetti, tranne valvola 6 e Stopcock 1 (figura 4), ​​e svuotare il raccordo ad una pressione di &lt;1 mmHg. </li><li> Chiusura Valvola 1 una volta che il collettore è stato evacuato (Figura 4). </li><li> Introdurre N 2 nel collettore fino ad ottenere una piccola pressione (circa 10 mmHg). Aprire la valvola 1 (figura 4) per svuotare il raccordo a &lt;1 mmHg. Ripetere più 2x. </li><li> Introdurre N 2 nel collettore fino a raggiungere la pressione calcolata nel passo 5.1. </li><li> Aprire il rubinetto 1 (figura 4) introdurre 100 mmHg di N 2 nel pallone di reazione. </li><li> Chiudere il rubinetto 1 volta la pressione prevista di N 2 è stato introdotto nel pallone di reazione, (figura 4) e registrare la pressione con manometro. </li><li> Aprire la valvola 1 (figura 4) per svuotare il raccordo a &lt;1 mmHg. </li><li> Chiudere la valvola 2 (Figura 4) e scollegare il cilindro N 2 dal collettore. </li></ol> 6. Inizio dell&#39;esperimento <ol><li> Staccare il pallone di reazione dal collettore chiudendo Stopcock 1 e valvola 1 (figura 4) una volta tutti i gas sono stati introdotti nel pallone di reazione, in modo che l&#39;aria ambiente può entrare nel collettore e portare il collettore fino alla pressione ambiente. </li><li> Dopo aver scollegato attentamente il pallone di reazione dal collettore, impostare il matraccio qualche non sarà disturbato (ad esempio all&#39;interno di una cappa vuoto). </li><li> Scollegare la pompa del vuoto e rimuovere con cautela la trappola fredda e permettere ventilazione all&#39;interno di un pienocappa operativa. </li><li> Fissare la bobina Tesla collegato al generatore di alta frequenza scintilla. </li><li> Collegare l&#39;elettrodo di tungsteno opposto a terra elettrica per consentire il passaggio efficiente della corrente elettrica attraverso lo spazio tra i due elettrodi. </li><li> Impostare la tensione di uscita del generatore di scintille a circa 30.000 V, come indicato dai documenti disponibili presso il produttore. </li><li> Prima di iniziare la scintilla, chiudere il battente cappa, per servire come uno schermo di sicurezza tra l&#39;apparecchiatura e il sperimentatore. Girare la bobina di Tesla su per avviare l&#39;esperimento, e consentire scintille proseguire per 2 settimane (o altro periodo desiderato) in 1 ora cicli on / off. </li></ol> 7. End of Experiment <ol><li> Interrompere l&#39;esperimento spegnendo la bobina di Tesla. </li><li> Aprire il rubinetto 1 (figura 4) introdurre lentamente aria ambiente nel pallone di reazione e facilitare la rimozione dell&#39;adattatore e gli elettrodi di tungsteno così samples possono essere raccolti. Se lo si desidera, il vuoto può essere utilizzato per evacuare il pallone di reazione dei gas di reazione nocivi. </li></ol> 8. Raccolta campione di liquido <ol><li> Usando una pipetta di vetro pirolizzati, rimuovere campioni di liquido dal pallone di reazione, facendo attenzione a minimizzare l&#39;esposizione ai contaminanti, come quelli che potrebbero essere introdotte toccando la pipetta al grasso vuoto o altre superfici non sterili. <ol><li> Trasferire il campione ad una plastica sterile o recipiente di vetro. Recipienti di plastica sono meno inclini alla rottura o di rottura sopra lo zero, rispetto ai recipienti di vetro. </li></ol></li><li> Contenitori dei campioni Seal e conservare in un congelatore in grado di raggiungere temperature di -20 ° C o inferiore, come prodotti insolubili possono impedire la soluzione del campione da congelamento a 0 ° C. </li></ol> 9. Pulizia della Apparato <ol><li> Utilizzare laboratorio pulito salviette per rimuovere con attenzione grasso per vuoto dal collo degli apparecchi, la adeguareer e rubinetto, e il vetro che circonda gli elettrodi di tungsteno. </li><li> Pulire accuratamente le superfici stesse descritte nel punto 9.1 con toluene per rimuovere completamente grasso per vuoto organico dalla cristalleria. Se si usa grasso al silicone, il grasso alto vuoto può rimanere sul cristalleria dopo pirolisi, creando problemi futuri, come dettagliato nella sezione di discussione. </li><li> Pulire accuratamente il pallone di reazione con un pennello e le seguenti solventi in ordine: acqua ultrapura (18,2 mW cm, &lt;5 ppb TOC), acqua ultrapura (18,2 mW cm, &lt;5 ppb TOC) con il 5% di detergente pulizia, metanolo, toluene, metanolo, acqua ultrapura (18,2 mW cm, &lt;5 ppb TOC) con il 5% di detergente pulizia, e infine acqua ultrapura (18,2 mW cm, &lt;5 ppb TOC). </li><li> Coprire tutti gli orifizi aperti del pallone di reazione con un foglio di alluminio e avvolgere l&#39;adattatore e dei suoi componenti in alluminio. </li><li> Una volta che tutta la vetreria è stato avvolto in un foglio di alluminio, pyrolyze per almeno 3 ore inaria a 500 ° C. </li><li> Elettrodi delicatamente pulite con metanolo e lasciate asciugare all&#39;aria. </li></ol> 10. Analisi dei campioni Nota: Nel preparare campioni per analisi, l&#39;uso di un protocollo idrolisi acida come è stato descritto in dettaglio altrove 15, è utile per ottenere più aminoacidi. Idrolisi di una porzione del campione recuperato offre l&#39;opportunità di analizzare sia aminoacidi liberi così come i loro precursori di acido-labile che vengono sintetizzati in condizioni abiotici. <ol><li> Per l&#39;analisi degli aminoacidi, utilizzare una tecnica adatta (ad esempio cromatografia liquida e metodi basati spettrometria di massa, o con altri metodi appropriati). Tali tecniche analitiche includono cromatografia liquida ad alta prestazione con rivelazione a fluorescenza (HPLC-FD) 14, e ultra cromatografia liquida ad un rivelatore a fluorescenza in parallelo con la spettrometria di massa a ionizzazione elettrospray tempo di volo positivo (UHPLC-FD/ToF-MS) 12,13. Questo manoscritto descrive le analisi con spettrometria di massa analisi tramite uno spettrometro di massa a triplo quadrupolo (QQQ-MS), in combinato disposto con l&#39;HPLC-FD. </li></ol>

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Gli autori dichiarano interessi finanziari concorrenti.

Numerosi passi nel protocollo qui descritto sono fondamentali per lo svolgimento di Miller-Urey tipo di esperimenti in modo sicuro e corretto. In primo luogo, tutti gli strumenti di vetro e di manipolazione dei campioni che entrano a contatto con il pallone di reazione o campione devono essere sterilizzati. La sterilizzazione si ottiene sciacquarle accuratamente i prodotti in questione con acqua ultrapura (18,2 mW cm, &lt;5 ppb TOC) e poi avvolgendoli in carta stagnola, prima di pirolisi a 500 ° C in aria per almeno 3 ...

La natura delle origini della vita sulla Terra rimane una delle questioni scientifiche più imperscrutabili. Nel 1920 il biologo russo Alexander Oparin e britannici evolutiva biologo e genetista John Haldane ha proposto il concetto di &quot;brodo primordiale&quot; 1,2, descrivendo gli oceani terrestri primitive contenenti composti organici che possono aver facilitato l&#39;evoluzione chimica. Tuttavia, non è stato fino al 1950 quando i chimici cominciarono a condurre studi di laboratorio deliberatamente volti a comprendere come le molecole organiche avrebbero potuto essere sintetizzato da semplici materiali di partenza sulla Terra primitiva. Uno dei primi rapporti a tal fine è stata la sintesi di acido formico dalla irradiazione di soluzioni acquose di CO 2 nel 1951 3. Nel 1952, Stanley Miller, allora studente laureato presso l&#39;Università di Chicago, si avvicinò Harold Urey di fare un esperimento per valutare la possibilità che i composti organiciimportante per l&#39;origine della vita potrebbero essere stati formati abiologicamente sulla Terra primitiva. L&#39;esperimento è stato condotto utilizzando un apparato di vetro su misura (Figura 1A) progettato per simulare Terra primitiva. L&#39;esperimento di Miller imitato fulmine dall&#39;azione di una scarica elettrica su una miscela di gas che rappresentano l&#39;atmosfera primordiale, in presenza di un serbatoio di acqua liquida, che rappresenta i primi oceani. L&#39;apparecchio anche simulato evaporazione e precipitazione mediante l&#39;utilizzo di un mantello riscaldante e di un condensatore, rispettivamente. I dettagli specifici circa l&#39;apparato Miller utilizzato può essere trovato altrove 4. Dopo una settimana di scintille, il contenuto del pallone erano visibilmente trasformati. L&#39;acqua trasformato una torbida, colore rossastro 5 e il materiale giallo-marrone accumulata sugli elettrodi 4. Questo lavoro pionieristico è considerato il primo intenzionale, efficace sintesi di biomolecole in condizioni simulate primitive della Terra. </p&gt; <img alt="Figura 1" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/51039/51039fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51039/51039fig1.jpg" width="500px" /> Figura 1. Confronto tra i due tipi di apparecchi descritti in questo documento. Apparecchiatura classico utilizzato per l&#39;esperimento originale Miller-Urey (A) e l&#39;apparato semplificato utilizzato nel protocollo qui descritto (B). <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/51039/51039fig1highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita</a> . Dopo la pubblicazione di 1953 risultati classico esperimento di Miller, numerose varianti dell&#39;esperimento scintilla di scarico, ad esempio utilizzando altre miscele di gas, sono stati eseguiti per esplorare la plausibilità di produrre composti organici importanti per la vita sotto una varietà di possibili condizioni iniziali Terra. Ad esempio, un CH 4 </sub&gt; / H 2 O / NH 3 / H 2 S miscela di gas è stato testato per la sua capacità di produrre gli acidi α-ammino contenenti zolfo codificati, anche se questi non sono stati rilevati 6. Cromatografia-spettrometria di massa di gas (GC-MS) analisi di un CH 4 / NH 3 miscela sottoposta ad una scarica elettrica ha mostrato la sintesi di α-aminonitriles, che sono precursori di acido ammino 7. Nel 1972, utilizzando un apparecchio semplice, introdotto da Oró 8 (Figura 1B), Miller e colleghi hanno dimostrato la sintesi di tutti gli acidi α-amminoacidi codificati 9 e amminoacidi non proteici 10 che erano stati identificati nel meteorite Murchison ad oggi, sottoponendo CH 4, N 2, e piccole quantità di NH 3 ad una scarica elettrica. In seguito, utilizzando lo stesso disegno sperimentale semplificato, miscele di gas contenenti H 2 O, N 2 e CH 4, CO 2, CO o sono stati scatenato per studentidy la resa di acido cianidrico, formaldeide, e amminoacidi in funzione dello stato di ossidazione di specie carbonio atmosferico 11. Oltre all&#39;esplorazione di disegni sperimentali alternativi nel corso degli anni, si sono verificati significativi progressi analitici dal classico esperimento di Miller, che ha recentemente aiutato indagini più di sondaggio di scarica elettrica campioni sperimentali archiviati da Miller, che sarebbe stato facilitato dalle tecniche Miller ha avuto accesso ad nel 1950. L&#39;esperimento di Miller vulcanica 12, prima riportato nel 1955 4, e del 1958 H 2 S-contenenti esperimento 13 hanno mostrato di avere formato una varietà più ampia e maggiori abbondanze, di numerosi amminoacidi e ammine rispetto al classico esperimento, compresi molti dei quali che non erano stati precedentemente identificato in esperimenti di scarico scintilla. L&#39;esperimento descritto in questo documento può essere condotta utilizzandouna varietà di miscele di gas. Tipicamente, per lo meno, tali esperimenti contenere un gas C-cuscinetto, un gas N-cuscinetto, e acqua. Con una pianificazione, quasi qualsiasi miscela di gas può essere esplorato, tuttavia, è importante considerare alcuni aspetti chimici del sistema. Ad esempio, il pH della fase acquosa può avere un impatto significativo sulla chimica che avviene lì 14. Il metodo qui descritto è stato adattato per istruire i ricercatori come condurre esperimenti di scarico scintilla che ricordano l&#39;esperimento di Miller-Urey usando un recipiente di reazione 3 L semplificata, come descritto di Miller 1972 pubblicazioni 9,10. Da questo esperimento comporta un arco elettrico ad alta tensione che agisce sul gas infiammabili, è fondamentale per rimuovere O 2 dal pallone di reazione per eliminare il rischio di esplosione, che può verificarsi nella combustione di ridotte gas contenente carbonio quali metano o monossido di carbonio, o la reazione of H 2 con ossigeno. Ci sono ulteriori dettagli che dovrebbero essere tenuti a mente quando si prepara a condurre l&#39;esperimento discusso qui. In primo luogo, quando si lavora con le linee di vuoto di vetro e gas sotto pressione, esiste il pericolo insito sia di implosione e sovra-pressioni. Pertanto, occhiali di sicurezza devono essere indossati in ogni momento. Secondo luogo, l&#39;esperimento è tipicamente effettuato a meno di pressione atmosferica. Ciò minimizza il rischio di sovra-pressione del collettore e pallone di reazione. Cristalleria può essere valutato pari o superiore alla pressione atmosferica, tuttavia, pressioni superiori a 1 atm non sono raccomandati. Pressioni possono aumentare in questi esperimenti come insolubile in acqua H 2 è liberato dai gas ridotte (come CH 4 e NH 3). Over-pressione può portare a perdite di tenuta, che può permettere O 2 atmosferico per entrare nel recipiente di reazione, rendendo possibile indurre combustione, con conseguente esplosione. In terzo luogo,occorre ricordare che la modifica di questo protocollo per condurre variazioni del esperimento richiede un&#39;attenta pianificazione per garantire condizioni sicure non vengono creati. In quarto luogo, si raccomanda vivamente che il futuro sperimentatore leggere attraverso l&#39;intero protocollo di cura più volte prima di tentare questo esperimento per essere sicuro che lui o lei ha familiarità con potenziali insidie ​​e che tutto l&#39;hardware necessario è disponibile e in atto. Infine, gli esperimenti che effettuano coinvolgono gas combustibili prevedono il rispetto di salute ambientale e sicurezza le linee guida dipartimentali dell&#39;istituzione ospitante dello sperimentatore. Osservare queste raccomandazioni prima di procedere con eventuali esperimenti. Tutti i passi descritti nel protocollo qui sono in conformità con le linee guida di accoglienza Salute ambientali e di sicurezza istituzionali degli autori.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="824">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Glass Plugs for Manifold</td>
			<td style="width:180px;">Chemglass</td>
			<td style="width:119px;">CG-983-01</td>
			<td style="width:283px;">N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">High Vacuum Grease</td>
			<td style="width:180px;">Apiezon</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Type M/N</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Silicon High Vacuum Grease</td>
			<td style="width:180px;">Dow Corning</td>
			<td>1597418</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Teflon PFA Tubing</td>
			<td style="width:180px;">McMaster-Carr</td>
			<td><a href="http://www.mcmaster.com/#51805K54" title="Add this product to your current order">51805K54</a></td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Ultra-Torr Vacuum Fittings</td>
			<td style="width:180px;">Swagelok</td>
			<td>SS-4-UT-6</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dry Scroll Vacuum Pump</td>
			<td>Edwards</td>
			<td>A72401905</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">U-Tube Manometer</td>
			<td>Alta-Robbins</td>
			<td>100SS</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Tungsten Electrodes</td>
			<td>Diamond Ground Products</td>
			<td>TH2-1/16</td>
			<td>2% thoriated</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Methanol</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Ultrapure HPLC Grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Teflon-Coated Magnetic Stir Bar</td>
			<td style="width:180px;">McMaster-Carr</td>
			<td><a href="http://www.mcmaster.com/#5678K127" title="Add this product to your current order">5678K127</a></td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Gaseous NH3</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>AMAHLB</td>
			<td>99.99% purity</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Gaseous CH4 </td>
			<td style="width:180px;">Airgas</td>
			<td style="width:119px;">ME UHP300</td>
			<td>99.99% purity</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Gaseous N2</td>
			<td style="width:180px;">Airgas</td>
			<td>NI UHP300</td>
			<td>99.999% purity</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Tesla Coil</td>
			<td>Electro-Technic Products</td>
			<td>15001</td>
			<td>Model BD-50E</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">24 Hour Plug-In Basic Timer</td>
			<td>General Electric Company</td>
			<td>15119</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Cleaning Detergent</td>
			<td style="width:180px;">Alconox</td>
			<td>1104</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Toluene</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Optima Grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Luna Phenyl-Hexyl HPLC Column</td>
			<td style="width:180px;">Phenomenex</td>
			<td>00G-4257-E0</td>
			<td>Brand: Luna</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:243px;">Formic Acid</td>
			<td style="width:180px;">Sigma-Alrich</td>
			<td style="width:119px;">F0507</td>
			<td>Used to make 50 mM ammonium formate</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

conducting miller-urey experiments

Nel 1953, Stanley Miller ha riferito la produzione di biomolecole da semplici materiali di partenza gassosi, utilizzando un apparato costruito per simulare il sistema atmosfera-oceano primordiale della Terra. Miller introdotto 200 ml di acqua, 100 mmHg di H 2, 200 mmHg di CH 4 e 200 mmHg di NH 3 nell&#39;apparecchio, poi sottoposto questa miscela, a riflusso, ad una scarica elettrica per una settimana, mentre l&#39;acqua era simultaneamente riscaldata. Lo scopo di questo manoscritto è di fornire al lettore un protocollo sperimentale generale che può essere utilizzato per condurre un esperimento scintilla di scarico tipo Miller-Urey, utilizzando un pallone di reazione 3 L semplificata. Poiché l&#39;esperimento consiste nell&#39;esporre gas infiammabili ad una scarica elettrica ad alta tensione, vale la pena evidenziare passi importanti che riducono il rischio di esplosione. Le procedure generali descritte in questo lavoro possono essere estrapolati per progettare e condurre una grande varietà di esperimento scarica elettricas simulando ambienti planetari primitivi.

I prodotti sintetizzati in esperimenti scarica elettrica possono essere complessi, e ci sono numerosi approcci analitici che possono essere utilizzati per studiare loro. Alcune delle tecniche più comunemente utilizzate in letteratura per l&#39;analisi di aminoacidi sono discussi qui. Metodi cromatografici e di spettrometria di massa sono tecniche altamente informativi per analizzare le miscele chimiche complesse prodotte dal tipo di Miller-Urey esperimenti di scarico scintilla. Amminoacido analisi può essere condotta ...

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Conducting Miller-Urey Experiments

L&#39;esperimento di Miller-Urey è stato uno studio pionieristico per quanto riguarda la sintesi abiotica di composti organici con possibile rilevanza alle origini della vita. Gas semplici sono stati introdotti in un apparecchio di vetro e sottoposti ad una scarica elettrica, simulando gli effetti del fulmine nel sistema atmosfera-oceano primordiale della Terra. L&#39;esperimento è stato condotto per una settimana, dopo di che, i campioni raccolti da esso sono stati analizzati per i mattoni chimica della vita.

Condurre esperimenti Miller-Urey

In 1953, Stanley Miller reported the production of biomolecules from simple gaseous starting materials, using an apparatus constructed to simulate the ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

68.2K Views.  Georgia Institute of Technology.  L'esperimento di Miller-Urey è stato uno studio pionieristico per quanto riguarda la sintesi abiotica di composti organici con possibile rilevanza alle origini della vita. Gas semplici sono stati introdotti in un apparecchio di vetro e sottoposti ad una scarica elettrica, simulando gli effetti del fulmine nel sistema atmosfera-oceano primordiale della Terra. L'esperimento è stato condotto per una settimana, dopo di che, i campioni raccolti da esso sono stati an...

Video: Conducting Miller-Urey Experiments

Photodynamic Therapy with Blended Conducting Polymer/Fullerene Nanoparticle Photosensitizers

In this article a method for the fabrication and reproducible in-vitro evaluation of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene as the next generation photosensitizers for Photodynamic Therapy (PDT) is reported. The nanoparticles are formed by hydrophobic interaction of the semiconducting polymer MEH-PPV (poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]) with the fullerene PCBM (phenyl-C61-butyric acid methyl ester) in the presence of a non-compatible solvent. MEH-PPV has a high extinction coefficient that leads to high rates of triplet formation, and efficient charge and energy transfer to the fullerene PCBM. The latter processes enhance the efficiency of the PDT system through fullerene assisted triplet and radical formation, and ultrafast deactivation of MEH-PPV excited stated. The results reported here show that this nanoparticle PDT sensitizing system is highly effective and shows unexpected specificity to cancer cell lines.

This protocol describes a method for the fabrication of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene. These nanoparticles were investigated for their potential use as a next generation photosensitizers for Photodynamic Therapy (PDT).

Terapia fotodinamica con Blended Condurre Polimero / Fullerene nanoparticelle fotosensibilizzanti

In this article a method for the fabrication and reproducible in-vitro evaluation of conducting polymer nanoparticles blended with fullerene as the next ...

Ricerca

Chimica

Measurements of Long-range Electronic Correlations During Femtosecond Diffraction Experiments Performed on Nanocrystals of Buckminsterfullerene

The precise details of the interaction of intense X-ray pulses with matter are a topic of intense interest to researchers attempting to interpret the results of femtosecond X-ray free electron laser (XFEL) experiments. An increasing number of experimental observations have shown that although nuclear motion can be negligible, given a short enough incident pulse duration, electronic motion cannot be ignored. The current and widely accepted models assume that although electrons undergo dynamics driven by interaction with the pulse, their motion could largely be considered &#39;random&#39;. This would then allow the supposedly incoherent contribution from the electronic motion to be treated as a continuous background signal and thus ignored. The original aim of our experiment was to precisely measure the change in intensity of individual Bragg peaks, due to X-ray induced electronic damage in a model system, crystalline C60. Contrary to this expectation, we observed that at the highest X-ray intensities, the electron dynamics in C60 were in fact highly correlated, and over sufficiently long distances that the positions of the Bragg reflections are significantly altered. This paper describes in detail the methods and protocols used for these experiments, which were conducted both at the Linac Coherent Light Source (LCLS) and the Australian Synchrotron (AS) as well as the crystallographic approaches used to analyse the data.

We describe an experiment designed to probe the electronic damage induced in nanocrystals of Buckminsterfullerene (C60) by intense, femtosecond pulses of X-rays. The experiment found that, surprisingly, rather than being stochastic, the X-ray induced electron dynamics in C60 are highly correlated, extending over hundreds of unit cells within the crystals1.

Misurazioni delle correlazioni a lungo raggio elettroniche durante gli esperimenti di diffrazione a femtosecondi eseguiti su nanocristalli di Buckminsterfullerene

The precise details of the interaction of intense X-ray pulses with matter are a topic of intense interest to researchers attempting to interpret the ...

Reliable Mechanochemistry: Protocols for Reproducible Outcomes of Neat and Liquid Assisted Ball-mill Grinding Experiments

The equilibrium outcomes of ball mill grinding can dramatically change as a function of even tiny variations in the experimental conditions such as the presence of very small amounts of added solvent. To reproducibly and accurately capture this sensitivity, the experimentalist needs to carefully consider every single factor that can affect the ball mill grinding reaction under investigation, from ensuring the grinding jars are clean and dry before use, to accurately adding the stoichiometry of the starting materials, to validating that the delivery of solvent volume is accurate, to ensuring that the interaction between the solvent and the powder is well understood and, if necessary, a specific soaking time is added to the procedure. Preliminary kinetic studies are essential to determine the necessary milling time to achieve equilibrium. Only then can exquisite phase composition curves be obtained as a function of the solvent concentration under ball mill liquid assisted grinding (LAG). By using strict and careful procedures analogous to the ones here presented, such milling equilibrium curves can be obtained for virtually all milling systems. The system we use to demonstrate these procedures is a disulfide exchange reaction starting from the equimolar mixture of two homodimers to obtain at equilibrium quantitative heterodimer. The latter is formed by ball mill grinding as two different polymorphs, Form A and Form B. The ratio R = [Form B] / ([Form A] + [Form B]) at milling equilibrium depends on the nature and concentration of the solvent in the milling jar.

We present detailed procedures to produce experimental equilibrium curves of the phase composition as a function of solvent concentration in a solid state system under milling conditions.

MECCANOCHIMICA affidabile: Protocolli per risultati riproducibili di Neat e liquido assistita esperimenti di macinazione mulini a palle

The equilibrium outcomes of ball mill grinding can dramatically change as a function of even tiny variations in the experimental conditions such as the ...

An Experimental Protocol for Femtosecond NIR/UV - XUV Pump-Probe Experiments with Free-Electron Lasers

This protocol describes key steps in performing and analyzing femtosecond pump-probe experiments that combine a femtosecond optical laser with a free-electron laser. This includes methods to establish the spatial and temporal overlap between the optical and free-electron laser pulses during the experiment, as well as important aspects of the data analysis, such as corrections for arrival time jitter, which are necessary to obtain high-quality pump-probe data sets with the best possible temporal resolution. These methods are demonstrated for an exemplary experiment performed at the FLASH (Free-electron LASer Hamburg) free-electron laser in order to study ultrafast photochemistry in gas-phase molecules by means of velocity map ion imaging. However, most of the strategies are also applicable to similar pump-probe experiments using other targets or other experimental techniques.

This protocol describes the key steps for performing and analyzing pump-probe experiments combining a femtosecond optical laser with a free-electron laser in order to study ultrafast photochemical reactions in gas-phase molecules.

Un protocollo sperimentale per Femtosecond NIR/UV - esperimenti di Pump-Probe XUV con laser a elettroni liberi

This protocol describes key steps in performing and analyzing femtosecond pump-probe experiments that combine a femtosecond optical laser with a ...

Using a Cyclic Ion Mobility Spectrometer for Tandem Ion Mobility Experiments

Accurate characterization of chemical structures is important to understand their underlying biological mechanisms and functional properties. Mass spectrometry (MS) is a popular tool but is not always sufficient to completely unveil all structural features. For example, although carbohydrates are biologically relevant, their characterization is complicated by numerous levels of isomerism. Ion mobility spectrometry (IMS) is an interesting complement because it is sensitive to ion conformations and, thus, to isomerism. 
Furthermore, recent advances have significantly improved the technique: the last generation of Cyclic IMS instruments offers additional capabilities compared to linear IMS instruments, such as an increased resolving power or the possibility to perform tandem ion mobility (IMS/IMS) experiments. During IMS/IMS, an ion is selected based on its ion mobility, fragmented, and reanalyzed to obtain ion mobility information about its fragments. Recent work showed that the mobility profiles of the fragments contained in such IMS/IMS data can act as a fingerprint of a particular glycan and can be used in a molecular networking strategy to organize glycomics datasets in a structurally relevant way. 
The goal of this protocol is thus to describe how to generate IMS/IMS data, from sample preparation to the final Collision Cross Section (CCS) calibration of the ion mobility dimension that yields reproducible spectra. Taking the example of one representative glycan, this protocol will show how to build an IMS/IMS control sequence on a Cyclic IMS instrument, how to account for this control sequence to translate IMS arrival time into drift time (i.e., the effective separation time applied to the ions), and how to extract the relevant mobility information from the raw data. This protocol is designed to clearly explain the critical points of an IMS/IMS experiment and thus help new Cyclic IMS users perform straightforward and reproducible acquisitions.

Ion mobility spectrometry (IMS) is an interesting complement to mass spectrometry for the characterization of biomolecules, notably because it is sensitive to isomerism. This protocol describes a tandem IMS (IMS/IMS) experiment, which allows the isolation of a molecule and the generation of the mobility profiles of its fragments.

Utilizzo di uno spettrometro ciclico per la mobilità ionica per esperimenti di mobilità ionica tandem

Accurate characterization of chemical structures is important to understand their underlying biological mechanisms and functional properties. Mass ...

A Workflow for Lipid Nanoparticle (LNP) Formulation Optimization using Designed Mixture-Process Experiments and Self-Validated Ensemble Models (SVEM)

We present a Quality by Design (QbD) styled approach for optimizing lipid nanoparticle (LNP) formulations, aiming to offer scientists an accessible workflow. The inherent restriction in these studies, where the molar ratios of ionizable, helper, and PEG lipids must add up to 100%, requires specialized design and analysis methods to accommodate this mixture constraint. Focusing on lipid and process factors that are commonly used in LNP design optimization, we provide steps that avoid many of the difficulties that traditionally arise in the design and analysis of mixture-process experiments by employing space-filling designs and utilizing the recently developed statistical framework of self-validated ensemble models (SVEM). In addition to producing candidate optimal formulations, the workflow also builds graphical summaries of the fitted statistical models that simplify the interpretation of the results. The newly identified candidate formulations are assessed with confirmation runs and optionally can be conducted in the context of a more comprehensive second-phase study.

A Workflow for Lipid Nanoparticle LNP Formulation Optimization using Designed Mixture-Process Experiments and Self-Validated Ensemble Models SVEM

This protocol provides an approach to formulation optimization over mixture, continuous, and categorical study factors that minimizes subjective choices in the experimental design construction. For the analysis phase, an effective and easy-to-use modeling fitting procedure is employed.

Un flusso di lavoro per l'ottimizzazione della formulazione di nanoparticelle lipidiche (LNP) utilizzando esperimenti di processo di miscela progettati e modelli di ensemble autoconvalidati (SVEM)

We present a Quality by Design (QbD) styled approach for optimizing lipid nanoparticle (LNP) formulations, aiming to offer scientists an accessible ...

Tecniche avanzate di risonanza magnetica mobile per l'analisi dell'interazione glicano-proteina

Disentangling Glycan-Protein Interactions: Nuclear Magnetic Resonance (NMR) to the Rescue

The interactions of glycans with proteins modulate many events related to health and disease. In fact, the establishment of these recognition events and their biological consequences are intimately related to the three-dimensional structures of both partners, as well as to their dynamic features and their presentation on the corresponding cell compartments. NMR techniques are unique to disentangle these characteristics and, indeed, diverse NMR-based methodologies have been developed and applied to monitor the binding events of glycans with their associate receptors. This protocol outlines the procedures to acquire, process and analyze two of the most powerful NMR methodologies employed in the NMR-glycobiology field, 1H-Saturation transfer difference (STD) and 1H,15N-Heteronuclear single quantum coherence (HSQC) titration experiments, which complementarily offer information from the glycan and protein perspective, respectively. Indeed, when combined they offer a powerful toolkit for elucidating both the structural and dynamic aspects of molecular recognition processes. This comprehensive approach enhances our understanding of glycan-protein interactions and contributes to advancing research in the chemical glycobiology field.

Autore in primo piano: Svelare gli aspetti strutturali e dinamici del riconoscimento molecolare dei glicani

Here, we present a protocol detailing the acquisition, processing, and analysis of a series of NMR experiments aimed at characterizing protein-glycan interactions in solution. Most common ligand-based and protein-based methodologies are outlined, which undoubtedly contribute to the fields of structural glycobiology and molecular recognition studies.

Districare le interazioni glicano-proteina: la risonanza magnetica nucleare (NMR) in soccorso

The interactions of glycans with proteins modulate many events related to health and disease. In fact, the establishment of these recognition events and ...

15N-Heteronuclear Single Quantum Coherence (HSQC) Titration Experiments to Monitor the Chemical Shifts of the 1H and 15N NMR Resonances