Este trabalho foi financiado conjuntamente pela NSF e do Programa de Astrobiologia da NASA, com o Centro de NSF para Evolução Química, CHE-1004570, e do Centro Goddard de Astrobiologia. ETP gostaria de reconhecer o financiamento adicional fornecido pelo Programa de Biologia Estágio NASA Planetário. Os autores também quero agradecer a Dr. Asiri Galhena ajuda inestimável na criação de instalações laboratoriais iniciais.

1. Configurando um Sistema Manifold / Vacuum <ol><li> Utilizar um tubo de distribuição de vidro para introduzir os gases no frasco de reacção. Este colector podem ser comprados ou construídos por uma unidade de sopragem de vidro, mas deve incluir portas estanque ao vácuo, que pode ser ligado a um sistema de vácuo, cilindros de gás, um medidor de vácuo, e o vaso de reacção. <ol><li> Utilize juntas de vidro e velas de vidro com válvulas no bloco. Assegurar que todos os O-rings nas tampas são capazes de fazer os selos necessários. Se utilizar juntas de vidro, uma quantidade suficiente de lubrificante pode ser aplicado vácuo para ajudar a fazer a vedação, se necessário. Graxa vácuo de silício pode ser utilizado para evitar a contaminação biológica potencial. </li><li> Use torneiras de vidro no colector. Aplique a quantidade mínima de gordura necessária vácuo para fazer um selo. </li><li> Meça o volume do bloco. Este volume será usado para os cálculos relacionados com a pressão de gás finais no balão de reacção 3 L e deve ser conhecido de forma tão precisa quanto possível. </li&gt; <li> A não ser que o distribuidor tem conexões suficientes para acomodar todos os cilindros de gás simultaneamente, conectar um cilindro de cada vez para o colector. Incluem a este respeito, uma torneira que permite o distribuidor ser isolado a partir da atmosfera ambiente. </li><li> Use adequado, limpo, inerte, e química e vazamento tubulação resistente e acessórios de vácuo ultratorr para ligar os cilindros de gás para o colector. Acessórios Ultratorr, quando utilizados, devem ser apertados dedos. </li><li> Conecte-se ao distribuidor, uma bomba de vácuo capaz de estabelecer um vácuo de &lt;1 mmHg. A exaustão da bomba de vácuo deve estar localizado dentro do exaustor de fumos, ou devidamente ventilado por outros meios. <ol><li> Para garantir a realização rápida de vácuo e para proteger a bomba, inserir uma armadilha entre o colector e a bomba de vácuo. Um azoto dedo-sifão é recomendada, uma vez que irá evitar voláteis, tais como NH 3, CO 2 e H 2 O de entrar na bomba. Cuidados devem ser tomados, como voláteis presos, após warming, pode sobrepressão no colector e resultar em ruptura de vidro. </li></ol></li><li> Conecte-se ao distribuidor, um manómetro ou outro indicador de vácuo capaz de uma resolução mmHg ou superior. Enquanto vários dispositivos podem ser usados, um manômetro de mercúrio, ou calibre MacLeod, é preferível que o mercúrio é bastante não reactivo. </li><li> Meça e registre a temperatura ambiente usando um termômetro adequado. </li></ol></li></ol> 2. Preparação do balão de reacção <ol><li> Aquecer todos os artigos de vidro a 500 ° C durante pelo menos 3 horas em ar antes da utilização, para remover os contaminantes orgânicos. <ol><li> Limpar os eléctrodos de tungsténio, lavando cuidadosamente com lenços de laboratório limpas e metanol, e secagem ao ar. </li></ol></li><li> Despeje a 200 ml de água ultrapura (18,2 mohms cm, &lt;5 ppb TOC) para o balão de reacção 3 L. <ol><li> Introduzir uma barra de agitação magnética previamente limpas e esterilizadas, o que irá garantir a rápida dissolução de gases solúveis e mistura de reagentes durante o experiment. </li></ol></li><li> Anexar os eléctrodos de tungsténio para o balão de reacção 3 L usando uma quantidade mínima de gorduras de vácuo, com pontas separadas por cerca de 1 cm para dentro do frasco. Prenda com grampos. </li><li> Inserir um adaptador com uma torneira embutida dentro do gargalo do balão de reacção 3 L e seguro, com um grampo. </li><li> Prenda o balão de reacção 3 L para o colector de gás através do adaptador. Use um clipe ou grampo para ajudar a proteger o frasco. <ol><li> Unte levemente todas as conexões para garantir uma boa vedação de vácuo. </li></ol></li><li> Abra todas as válvulas e torneiras no colector, com exceção da válvula 6 e torneira 1 (Figura 4), ​​e ligue a bomba de vácuo para evacuar o colector. Uma vez que uma leitura estável do vácuo &lt;1 mmHg foi atingido, perto da válvula 1 e permitir que o colector de sentar-se para ~ 15 min para verificar se há vazamentos de vácuo. Se nenhum for detectado, vá para o passo 2.8. De outro modo a solucionar as diversas ligações até as fugas podem ser identificados e fixa. </li><li> APPLY agitação magnética para o vaso de reacção. Abrir a válvula 1 e torneira 1 (Figura 4) para evacuar o espaço superior do frasco de reacção de 3 litros até a pressão atingir &lt;1 mmHg. </li><li> Fechar a válvula 1 (Figura 4), ​​e monitorizar a pressão no interior do balão de reacção 3 L. A pressão medida deve aumentar a pressão de vapor de água. Para garantir que não existem vazamentos, espere ~ 5 min nesta fase. Se a pressão (lida no manômetro) aumenta enquanto válvula 1 está fechada durante esta etapa, verificar se há vazamentos na torneira 1 e as várias conexões balão de reacção. Se nenhum vazamento for encontrado, prossiga para a próxima etapa. </li></ol> 3. Introdução de gases NH 3 <ol><li> Calcula-se a pressão necessária de NH3 gasoso para introduzir no tubo de distribuição de tal modo que 200 mmHg, de NH 3 irá ser introduzido no balão de reacção. Os detalhes sobre como fazer isso são fornecidos na seção Discussão. </li><li> Feche as válvulas de1 e 6, e de uma torneira (Figura 4) antes da introdução de qualquer gás para o colector. Deixe as outras válvulas e torneiras abertas. </li><li> Introduzir NH3 no colector até que uma pequena pressão (cerca de 10 mmHg) é atingido e, em seguida, retirar o tubo de distribuição a uma pressão de &lt;1 mm Hg através da abertura de válvula 1 (Figura 4). Repita 3x. </li><li> Introduzir NH3 no colector para atingir a pressão determinada no passo 3.1. </li><li> Abrir torneira 1 (Figura 4) para introduzir a 200 mmHg de NH3 para o balão de reacção de 3 litros. O NH3 irá dissolver-se na água no recipiente de reacção e a pressão cai lentamente. </li><li> Uma vez que a pressão pára quedas, perto torneira 1 (Figura 4) e registrar a pressão lida pelo manômetro. Este valor representa a pressão dentro do frasco, e será usada para calcular as pressões para outros gases que vão ser introduzidos no colector depois. </li><li&gt; Abrir a válvula 1 (Figura 4) para evacuar o colector para uma pressão de &lt;1 mm Hg. </li><li> Fechar a válvula de 2 (Figura 4) e desligue o cilindro de gás NH3 do colector. </li></ol> 4. Introdução de CH 4 <ol><li> Calcula-se a pressão necessária de CH4 a ser introduzida no tubo de distribuição de tal modo que 200 mmHg de CH 4 vai ser introduzido no balão de reacção 3 L. Exemplo cálculos são mostrados na seção Discussão. </li><li> Conecte o cilindro de gás CH4 para o colector. </li><li> Abra todas as válvulas e as válvulas de bloqueio, com exceção de válvula 6 e torneira 1 (Figura 4), ​​e retirar o tubo de distribuição a uma pressão de &lt;1 mm Hg. </li><li> Fechar a válvula 1 uma vez que o colector foi evacuado (Figura 4). </li><li> Introduzir CH 4 para o colector até que uma pequena pressão (cerca de 10 mmHg) é obtido. Isso limpa a linha de quaisquer gases contaminantes from etapas anteriores. Abrir a válvula 1 (Figura 4) para evacuar o colector e &lt;1 mmHg. Repita mais 2x. </li><li> Introduzir CH 4 para o colector até que a pressão calculada na etapa 4.1, é alcançado. </li><li> Abrir torneira 1 (Figura 4) para introduzir a 200 mmHg de CH 4 para o balão de reacção 3 L. </li><li> Fechar torneira 1 uma vez que a pressão a que se destina o CH 4 foi introduzido no balão de reacção 3 L (Figura 4) e registar a pressão medida pelo manómetro. </li><li> Abrir a válvula 1 (Figura 4) para evacuar o colector e &lt;1 mmHg. </li><li> Fechar a válvula de 2 (Figura 4) e desligue o CH 4 cilindros do colector. </li></ol> 5. Introdução de Mais Gases (eg N 2) <ol><li> Neste ponto, não é necessária a introdução de gases adicionais. No entanto, se desejado, é recomendável adicionar 100 mmHg de N2. Neste caso, calcula a necessária pressão de N2 para ser introduzida no tubo de distribuição de tal modo que 100 mmHg de N 2 vai ser introduzido no balão de reacção 3 L. Exemplo cálculos são mostrados na seção Discussão. </li><li> Conecte o cilindro de gás N 2 para o colector. </li><li> Abra todas as válvulas e as válvulas de bloqueio, com exceção de válvula 6 e torneira 1 (Figura 4), ​​e retirar o tubo de distribuição a uma pressão de &lt;1 mm Hg. </li><li> Fechar a válvula 1 uma vez que o colector foi evacuado (Figura 4). </li><li> Introduzir N 2 para o colector até que uma pequena pressão (cerca de 10 mmHg) é obtido. Abrir a válvula 1 (Figura 4) para evacuar o colector e &lt;1 mmHg. Repita mais 2x. </li><li> Introduzir N 2 para o colector até que a pressão no passo 5.1 calculada for atingido. </li><li> Abrir torneira 1 (Figura 4) para introduzir a 100 mmHg de N2 para dentro do frasco de reacção. </li><li> Fechar torneira 1 uma vez que a pressão pretendida de N 2 foi introduzido no balão de reacção, (Figura 4) e registar a pressão, utilizando o manómetro. </li><li> Abrir a válvula 1 (Figura 4) para evacuar o colector e &lt;1 mmHg. </li><li> Fechar a válvula de 2 (Figura 4) e desligue o N 2 cilindros do colector. </li></ol> 6. Começando o Experimento <ol><li> Separe o balão de reacção a partir do colector por uma torneira de fechamento e da válvula 1 (Figura 4), ​​uma vez que todos os gases tenham sido introduzidos no balão de reacção, de modo que o ar ambiente pode entrar no colector e trazer o colector para cima para a pressão ambiente. </li><li> Depois de desligar cuidadosamente no balão de reacção do colector, coloque o frasco em algum lugar que não será perturbado (por exemplo, dentro de uma coifa vazio). </li><li> Desligue a bomba de vácuo e retire cuidadosamente a câmara de frio e permitem a ventilação dentro de um totalmentecoifa operacional. </li><li> Fixar a bobina de Tesla ligado ao gerador de alta frequência de faísca. </li><li> Conecte o eletrodo de tungstênio oposto a um aterramento elétrico para permitir a passagem de corrente elétrica eficiente em toda a diferença entre os dois eletrodos. </li><li> Ajustar a tensão de saída do gerador de faísca de aproximadamente 30.000 V, como detalhado por documentos disponíveis a partir do fabricante. </li><li> Antes de se iniciar a ignição, fechar o caixilho coifa, para servir como uma blindagem de segurança entre o aparelho e o experimentador. Gire a bobina de Tesla para começar a experiência, e permitir que faíscas de continuar durante 2 semanas (ou outro período desejado) em 1 hora em ciclos / off. </li></ol> 7. Fim da Experiência <ol><li> Parar a experiência, desligando a bobina Tesla. </li><li> Abrir torneira 1 (Figura 4) para introduzir lentamente o ar ambiente para dentro do balão de reacção e facilitar a remoção do adaptador e os eléctrodos de tungsténio assim samples pode ser coletado. Se desejado, um vácuo pode ser usada para evacuar o balão de reacção dos gases de reacção nocivos. </li></ol> 8. Coleta de amostra de líquido <ol><li> Usando uma pipeta de vidro pirolisado, retirar amostras de líquido a partir do balão de reacção, tendo o cuidado de minimizar a exposição aos contaminantes, tais como aqueles que podem ser introduzidas por pipeta para o tocar da graxa de vácuo ou outras superfícies não esterilizadas. <ol><li> Transferir a amostra para um plástico estéril ou recipiente de vidro. Os recipientes plásticos são menos propensas a rachar ou romper após congelação, em comparação com os recipientes de vidro. </li></ol></li><li> Recipientes de amostra Seal e armazenar em um freezer capaz de atingir temperaturas de -20 ° C ou menos, como produtos insolúveis podem impedir a solução da amostra de congelar a 0 ° C. </li></ol> 9. Limpar o aparelho <ol><li> Use laboratório limpo limpa para remover cuidadosamente graxa de vácuo do pescoço do aparelho, a adaptar-seer e torneira, eo vidro em torno dos eletrodos de tungstênio. </li><li> Limpam-se as mesmas superfícies descritas no passo 9.1 com tolueno para remover completamente graxa de vácuo orgânica do vidro. Se usar graxa de silicone, a alta graxa de vácuo podem permanecer no vidro após a pirólise, criando problemas futuros, conforme detalhado na seção Discussão. </li><li> Limpe bem o frasco de reação com uma escova e os seguintes solventes em ordem: água ultrapura (18,2 mohms cm, &lt;5 ppb TOC), água ultrapura (18,2 mohms cm, &lt;5 ppb TOC) com 5% de detergente de limpeza, metanol, tolueno, metanol, água ultrapura (18,2 mohms cm, &lt;5 ppb TOC) com 5% de detergente de limpeza e água ultrapura, finalmente, (18,2 mohms cm, &lt;5 ppb TOC). </li><li> Cubra todos os orifícios abertos do balão de reacção com papel alumínio e embrulhe a placa e seus componentes em papel alumínio. </li><li> Uma vez que todo o material de vidro foi envolto em folha de alumínio, pirolizar por pelo menos 3 horas emar a 500 ° C. </li><li> Eletrodos Limpe suavemente com metanol e deixar secar naturalmente. </li></ol> 10. Análise da amostra Nota: Quando a preparação de amostras para análise, o uso de um protocolo de hidrólise de ácido, tal como tem sido descrito em detalhe noutro local 15, é útil para a obtenção de mais aminoácidos. A hidrólise de uma porção da amostra recuperada proporciona a oportunidade de analisar os aminoácidos livres, bem como os seus precursores de ácido-lábeis que são sintetizados em condições abióticas. <ol><li> Para a análise de aminoácidos, usar uma técnica adequada (tal como a cromatografia líquida e métodos baseados em espectrometria de massa, ou outros métodos adequados). Tais técnicas analíticas incluem cromatografia líquida de alta eficiência com detecção de fluorescência (HPLC-FD) de 14, e cromatografia líquida de desempenho ultra elevado com detecção de fluorescência em paralelo com a espectrometria de massa com ionização por electrospray positiva de tempo-de-voo (UHPLC-FD/ToF-MS) 12,13. Este manuscrito descreve a análise por espectrometria de massa utilizando as análises através de um espectrômetro de massa triplo quadrupolo (QQQ-MS) em conjunto com HPLC-FD. </li></ol>

<ol>
	<li>Oparin, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Origin of Life. , (1924).</li><li>Haldane, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+origin+of+life.">The origin of life.</a> Rationalist Annu. 148, 3-10 (1929).</li><li>Garrison, W. M., Morrison, D. C., Hamilton, J. G., Benson, A. A., Calvin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of+Carbon+Dioxide+in+Aqueous+Solutions+by+Ionizing+Radiation.">Reduction of Carbon Dioxide in Aqueous Solutions by Ionizing Radiation.</a> Science. 114, 416-418 (1951).</li><li>Miller, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+Some+Organic+Compounds+under+Possible+Primitive+Earth+Conditions.">Production of Some Organic Compounds under Possible Primitive Earth Conditions.</a> J. Am. Chem. Soc. 77, 2351-2361 (1955).</li><li>Miller, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Production+of+Amino+Acids+Under+Possible+Primitive+Earth+Conditions.">A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions.</a> Science. 117, 528-529 (1953).</li><li>Heyns, H. K., Walter, W., Meyer, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Model+experiments+on+the+formation+of+organic+compounds+in+the+atmosphere+of+simple+gases+by+electrical+discharges+(Translated+from+German).">Model experiments on the formation of organic compounds in the atmosphere of simple gases by electrical discharges (Translated from German).</a> Die Naturwissenschaften. 44, 385-389 (1957).</li><li>Ponnamperuma, C., Woeller, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#945;-Aminonitriles+formed+by+an+electric+discharge+through+a+mixture+of+anhydrous+methane+and+ammonia.">&#945;-Aminonitriles formed by an electric discharge through a mixture of anhydrous methane and ammonia.</a> Biosystems. 1, 156-158 (1967).</li><li>Or&#243;, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+Organic+Compounds+by+Electric+Discharges.">Synthesis of Organic Compounds by Electric Discharges.</a> Nature. 197, 862-867 (1963).</li><li>Ring, D., Wolman, Y., Friedmann, N., Miller, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prebiotic+Synthesis+of+Hydrophobic+and+Protein+Amino+Acids.">Prebiotic Synthesis of Hydrophobic and Protein Amino Acids.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 69, 765-768 (1972).</li><li>Wolman, Y., Haverland, W. J., Miller, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonprotein+Amino+Acids+from+Spark+Discharges+and+Their+Comparison+with+the+Murchison+Meteorite+Amino+Acids.">Nonprotein Amino Acids from Spark Discharges and Their Comparison with the Murchison Meteorite Amino Acids.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 69, 809-811 (1972).</li><li>Roscoe, S., Miller, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+Yields+for+Hydrogen+Cyanide+and+Formaldehyde+Syntheses:+The+HCN+and+Amino+Acid+Concentrations+in+the+Primitive+Ocean.">Energy Yields for Hydrogen Cyanide and Formaldehyde Syntheses: The HCN and Amino Acid Concentrations in the Primitive Ocean.</a> Orig. Life. 17, 261-273 (1987).</li><li>Johnson, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Miller+Volcanic+Spark+Discharge+Experiment.">The Miller Volcanic Spark Discharge Experiment.</a> Science. 322, 404 (2008).</li><li>Parker, E. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Primordial+synthesis+of+amines+and+amino+acids+in+a+1958+Miller+H2S-rich+spark+discharge+experiment.">Primordial synthesis of amines and amino acids in a 1958 Miller H2S-rich spark discharge experiment.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 5526-5531 (2011).</li><li>Cleaves, H. J., Chalmers, J. H., Lazcano, A., Miller, S. L., Bada, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+reassessment+of+prebiotic+organic+synthesis+in+neutral+planetary+atmospheres.">A reassessment of prebiotic organic synthesis in neutral planetary atmospheres.</a> Orig. Life Evol. Biosph. 38, 105-115 (2008).</li><li>Glavin, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amino+acid+analyses+of+Antarctic+CM2+meteorites+using+liquid+chromatography-time+of+flight-mass+spectrometry.">Amino acid analyses of Antarctic CM2 meteorites using liquid chromatography-time of flight-mass spectrometry.</a> Meteorit. Planet. Sci. 41, 889-902 (2006).</li><li>Zhao, M., Bada, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+&#945;-dialkylamino+acids+and+their+enantiomers+in+geologic+samples+by+high-performance+liquid+chromatography+after+a+derivatization+with+a+chiral+adduct+of+o-phthaldialdehyde.">Determination of &#945;-dialkylamino acids and their enantiomers in geologic samples by high-performance liquid chromatography after a derivatization with a chiral adduct of o-phthaldialdehyde.</a> J. Chromatogr. A. 690, 55-63 (1995).</li><li>Strecker, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=About+the+artificial+formation+of+lactic+acid+and+a+new+Glycocoll+the+homologous+body+Justus+Liebigs+Annalen+der+Chemie.">About the artificial formation of lactic acid and a new Glycocoll the homologous body Justus Liebigs Annalen der Chemie.</a> 75, 27-45 (1850).</li><li>Miyakawa, S., Yamanashi, H., Kobayashi, K., Cleaves, H. J., Miller, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prebiotic+synthesis+from+CO+atmospheres:+implications+for+the+origins+of+life.">Prebiotic synthesis from CO atmospheres: implications for the origins of life.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99, 14628-14631 (2002).</li><li>Kobayashi, K., Kaneko, T., Saito, T., Oshima, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amino+Acid+Formation+in+Gas+Mixtures+by+Particle+Irradiation.">Amino Acid Formation in Gas Mixtures by Particle Irradiation.</a> Orig. Life Evol. Biosph. 28, 155-165 (1998).</li><li>Sagan, C., Khare, B. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-Wavelength+Ultraviolet+Photoproduction+of+Amino+Acids+on+the+Primitive+Earth.">Long-Wavelength Ultraviolet Photoproduction of Amino Acids on the Primitive Earth.</a> Science. 173, 417-420 (1971).</li><li>Harada, K., Fox, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+Synthesis+of+Natural+Amino-Acids+from+a+Postulated+Primitive+Terrestrial+Atmosphere.">Thermal Synthesis of Natural Amino-Acids from a Postulated Primitive Terrestrial Atmosphere.</a> Nature. 201, 335-336 (1964).</li><li>Ponnamperuma, C., Lemmon, R. M., Mariner, R., Calvin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+Adenine+by+Electron+Irradiation+of+Methane+Ammonia,+and+Water.">Formation of Adenine by Electron Irradiation of Methane Ammonia, and Water.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 49, 737-740 (1963).</li><li>Bar-Nun, A., Bar-Nun, N., Bauer, S. H., Sagan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shock+Synthesis+of+Amino+Acids+in+Simulated+Primitive+Environments.">Shock Synthesis of Amino Acids in Simulated Primitive Environments.</a> Science. 168, 470-473 (1970).</li></ol>

Os autores declaram não haver interesses financeiros concorrentes.

Várias etapas do protocolo descrito aqui são fundamentais para a realização de experiências de tipo de Miller-Urey forma segura e correta. Em primeiro lugar, todas as ferramentas de manipulação de amostras de vidro e que vai entrar em contacto com o balão de reacção ou de amostra devem ser esterilizados. A esterilização é conseguido através de uma profunda enxaguamento dos artigos em questão com água ultrapura (18,2 mohms cm, &lt;5 ppb COT) e, em seguida, embrulhando-os em folha de alumínio, antes de pi...

A natureza das origens da vida na Terra permanece uma das questões científicas mais inescrutáveis. Na década de 1920 o biólogo russo Alexander Oparin e britânicos evolutiva biólogo e geneticista John Haldane propôs o conceito de uma &quot;sopa primordial&quot; 1,2, descrevendo os oceanos terrestres primitivos que contêm compostos orgânicos que podem ter facilitado a evolução química. No entanto, não foi até a década de 1950, quando os químicos começaram a realizar estudos de laboratório deliberados que visam compreender como as moléculas orgânicas poderiam ter sido sintetizados a partir de matérias-primas simples na Terra primitiva. Um dos primeiro relatórios para esta finalidade a síntese de ácido fórmico a partir de a irradiação de soluções aquosas de 2 CO 3 em 1951. Em 1952, Stanley Miller, então um estudante de pós-graduação na Universidade de Chicago, Harold Urey abordado sobre fazer um experimento para avaliar a possibilidade de que os compostos orgânicosimportante para a origem da vida podem ter sido formados abiologically na Terra primitiva. O experimento foi realizado utilizando um aparelho de vidro feito por encomenda (Figura 1A), concebido para simular a Terra primitiva. O experimento de Miller imitou relâmpago pela ação de uma descarga elétrica em uma mistura de gases que representam a atmosfera primitiva, na presença de um reservatório de água líquida, o que representa os primeiros oceanos. O aparelho também simulado evaporação e precipitação, através da utilização de uma manta de aquecimento e um condensador, respectivamente. Detalhes específicos sobre o aparelho Miller usou pode ser encontrada em outro lugar 4. Depois de uma semana de produção de faíscas, o conteúdo do balão foi visivelmente transformada. A água voltou, uma cor avermelhada turva 5 e material de amarelo-marrom acumulado nos eletrodos 4. Este trabalho inovador é considerada para ser a primeira síntese deliberada, eficiente de biomoléculas sob condições simuladas Terra primitivas. </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. A comparação entre os dois tipos de aparelhos discutidos neste documento. Clássico O aparelho utilizado para o original experimento de Miller-Urey (A) e do aparelho simplificada utilizada no protocolo descrito aqui (B). <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/51039/51039fig1highres.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver a imagem ampliada</a> . Após a publicação dos resultados do experimento clássico de Miller, inúmeras variações do experimento descarga de ignição, por exemplo, usando outras misturas de gases, foram realizados para explorar a plausibilidade de produzir compostos orgânicos importantes para a vida sob uma variedade de possíveis condições iniciais da Terra 1953. Por exemplo, um CH4 </sub&gt; / H 2 O / NH 3 / H 2 S mistura de gás foi testado quanto à sua capacidade para produzir os ácidos α-amino-contendo enxofre codificadas, embora estes não foram detectados 6. Cromatografia gasosa-espectrometria de massa (GC-MS), a análise de um CH 4 / NH3 mistura foi submetida a uma descarga eléctrica mostraram a síntese de α-aminonitrilos, que são precursores de ácido aminado 7. Em 1972, utilizando um aparelho simples, introduzido pela primeira vez por Oró 8 (Figura 1B), Miller e colegas demonstraram a síntese de todos os aminoácidos codificados α-9 e aminoácidos não proteicos 10 que tinham sido identificadas no meteoritos Murchison à data, sujeitando CH 4, N 2, e pequenas quantidades de NH 3 a uma descarga eléctrica. Mais tarde, utilizando este mesmo modelo experimental simplificado, as misturas de gases contendo H 2 O, N 2, e CH 4, CO 2, CO ou foram provocou a study o rendimento de cianeto de hidrogénio, formaldeído, e aminoácidos como uma função do estado de oxidação das espécies de carbono na atmosfera 11. Além da exploração de projetos experimentais alternativos ao longo dos anos, os avanços analíticos significativos ocorreram desde experimento clássico de Miller, que recentemente ajudou investigações mais de sondagem de descarga elétrica amostras experimentais arquivados por Miller, que teria sido facilitado pelas técnicas Miller teve acesso a na década de 1950. O experimento de Miller vulcânica 12, relatada pela primeira vez em 1955 4, e um 1958 H 2 S-contendo experimento 13 foram mostrados para ter formado uma maior variedade e maiores abundâncias, de vários aminoácidos e aminas que a experiência clássica, incluindo muitos dos quais que não tinha sido identificado previamente em experiências de descarga de faísca. O experimento descrito neste trabalho pode ser realizado utilizandouma variedade de misturas de gases. Tipicamente, pelo menos, estas experiências irão conter um gás de suporte de C, com um gás de suporte de N, e água. Com algum planeamento, quase qualquer mistura de gases pode ser explorada, no entanto, é importante ter em conta alguns aspectos químicos do sistema. Por exemplo, o pH da fase aquosa pode ter um impacto significativo sobre a química que ocorre ali 14. O método descrito aqui foi adaptado para instruir os pesquisadores como para conduzir experimentos de descarga centelha que lembram o experimento de Miller-Urey usando um vaso de 3 L reação simplificada, conforme descrito em Miller 1972 publicações 9,10. Uma vez que este ensaio envolve um arco eléctrico de alta tensão sob gases inflamáveis, é crucial para remover O2 a partir do balão de reacção para eliminar o risco de explosão, o que pode ocorrer após a combustão de gases reduzidas portadores de carbono, como o metano ou o monóxido de carbono, ou reação of H 2 com o oxigênio. Há detalhes adicionais que devem ser mantidos em mente quando se prepara para conduzir o experimento discutido aqui. Em primeiro lugar, sempre que trabalhar com linhas de vácuo de vidro e gases pressurizados, existe o perigo inerente de ambos implosão e excesso de pressionar. Portanto, óculos de segurança deve ser usado em todos os momentos. Em segundo lugar, a experiência é geralmente realizado em menos de pressão atmosférica. Isso minimiza o risco de excesso de pressão sobre o distribuidor e balão de reacção. Artigos de vidro pode ser avaliado em ou acima da pressão atmosférica, no entanto, pressões acima de 1 atm não são recomendados. Pressões pode aumentar nestas experiências como insolúveis em água H 2 é libertado a partir de gases reduzidas (tais como CH4 e NH3). O excesso de pressionar pode levar a fugas de vedação, o que pode permitir que ó 2 atmosférico para entrar no balão de reacção, o que torna possível induzir a combustão, resultando numa explosão. Em terceiro lugar,deve-se ter em mente que a modificação deste protocolo para realizar variações do experimento requer um planejamento cuidadoso para assegurar condições inseguras não são criadas. Em quarto lugar, é altamente recomendável que o experimentador prospectivo ler todo o protocolo com cuidado várias vezes antes de tentar esta experiência para ter certeza de que ele ou ela está familiarizado com potenciais armadilhas e que todo o hardware necessário está disponível e no lugar. Por último, a realização de experimentos envolvendo gases combustíveis exigir o cumprimento de Saúde e Segurança Ambiental diretrizes departamentais da instituição de acolhimento do experimentador. Cumpra estas recomendações antes de prosseguir com qualquer experimento. Todos os passos descritos no protocolo aqui estão em conformidade com as diretrizes de acolhimento de Saúde e Segurança Ambiental institucionais dos autores.

<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

Em 1953, Stanley Miller relatou a produção de biomoléculas de simples matérias-primas gasosos, usando um aparelho construído para simular o sistema oceano-atmosfera primordial da Terra. Miller introduzidos 200 ml de água, 100 mmHg de H 2, 200 mmHg de CH4, e 200 mmHg, de NH 3 para dentro do aparelho, em seguida, submetida a mistura, sob refluxo, a uma descarga eléctrica durante uma semana, enquanto a água era simultaneamente aquecido. A finalidade deste artigo é a fornecer ao leitor um protocolo experimental geral que pode ser utilizado para efectuar um ensaio de ignição de descarga tipo de Miller-Urey, utilizando um balão de reacção 3 L simplificada. Uma vez que o experimento envolve a exposição de gases inflamáveis ​​a uma descarga elétrica de alta tensão, vale destacar passos importantes que reduzem o risco de explosão. Os procedimentos gerais descritos no presente trabalho pode ser extrapolada para conceber e realizar uma grande variedade de experimento descarga eléctricaé simular ambientes planetários primitivos.

Os produtos sintetizados nas experiências de descarga eléctrica pode ser bastante complexo, e existem vários métodos de análise que podem ser usados ​​para estudar a eles. Algumas das técnicas mais vulgarmente utilizadas na literatura para a análise de aminoácidos são discutidos aqui. Os métodos de espectrometria de massa e cromatografia são técnicas altamente informativos para analisar as misturas químicas complexas produzidas por tipo de Miller-Urey experimentos de descarga de faísca. As análises de...

Watch this Scientific Journal Video about Conducting Miller-Urey Experiments at JoVE.com

Conducting Miller-Urey Experiments

O experimento de Miller-Urey era um estudo pioneiro sobre a síntese abiótica de compostos orgânicos com possível relevância para as origens da vida. Gases simples foram introduzidos em um aparelho de vidro e submetido a uma descarga elétrica, simulando os efeitos de um raio no sistema oceano-atmosfera primordial da Terra. O experimento foi realizado durante uma semana, após o qual, as amostras coletadas a partir dele foram analisadas para os blocos de construção químicos da vida.

Realização de experimentos de 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 visualizações.  Georgia Institute of Technology.  O experimento de Miller-Urey era um estudo pioneiro sobre a síntese abiótica de compostos orgânicos com possível relevância para as origens da vida. Gases simples foram introduzidos em um aparelho de vidro e submetido a uma descarga elétrica, simulando os efeitos de um raio no sistema oceano-atmosfera primordial da Terra. O experimento foi realizado durante uma semana, após o qual, as amostras coletadas a partir dele foram analisadas para os blocos de construção...

Vídeo: 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 Fotodinâmica com Blended polímero condutor / Fullerene Nanoparticle Fotossensibilizadores

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

Química

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.

Medições de correlações eletrônicas de longo alcance durante experimentos de difração de femtossegundo realizados em nanocristais de Buckminsterfulereno

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.

Mecanoquímica confiável: Protocolos para resultados reprodutíveis de puro e líquido assistida experimentos de moagem moinho de esfera

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.

Um protocolo Experimental para Femtosecond NIR/UV - XUV bomba-sonda experimentos com Lasers de elétrons livres

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.

Usando um espectrômetro de mobilidade de íons cíclicos para experimentos de mobilidade de íons 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.

Um fluxo de trabalho para otimização de formulação de nanopartículas lipídicas (LNP) usando experimentos de processo de mistura projetados e modelos de conjunto autovalidados (SVEM)

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

Técnicas avançadas de RMN para análise de interação glicano-proteína

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.

Autor em destaque: Revelando os aspectos estruturais e dinâmicos do reconhecimento molecular de glicanos

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.

Desembaraçando as interações glicano-proteína: ressonância magnética nuclear (RMN) para o resgate

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