Condurre esperimenti Miller-Urey

Riepilogo

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 analizzati per i mattoni chimica della vita.

Abstract

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'apparecchio, poi sottoposto questa miscela, a riflusso, ad una scarica elettrica per una settimana, mentre l'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'esperimento consiste nell'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.

Introduzione

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 "brodo primordiale" ^1,2, descrivendo gli oceani terrestri primitive contenenti composti organici che possono aver facilitato l'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 ....

Protocollo

1. Impostazione di un sistema collettore / vuoto

1. 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.
   1. 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 render....

Risultati

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'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 .......

Discussione

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, <5 ppb TOC) e poi avvolgendoli in carta stagnola, prima di pirolisi a 500 ° C in aria per almeno 3 .......

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
Glass Plugs for Manifold	Chemglass	CG-983-01	N/A
High Vacuum Grease	Apiezon	N/A	Type M/N
Silicon High Vacuum Grease	Dow Corning	1597418	N/A
Teflon PFA Tubing	McMaster-Carr	51805K54	N/A
Ultra-Torr Vacuum Fittings	Swagelok	SS-4-UT-6	N/A
Dry Scroll Vacuum Pump	Edwards	A72401905	N/A
U-Tube Manometer	Alta-Robbins	100SS	N/A
Tungsten Electrodes	Diamond Ground Products	TH2-1/16	2% thoriated
Methanol	Alfa Aesar	N/A	Ultrapure HPLC Grade
Teflon-Coated Magnetic Stir Bar	McMaster-Carr	5678K127	N/A
Gaseous NH3	Airgas	AMAHLB	99.99% purity
Gaseous CH4	Airgas	ME UHP300	99.99% purity
Gaseous N2	Airgas	NI UHP300	99.999% purity
Tesla Coil	Electro-Technic Products	15001	Model BD-50E
24 Hour Plug-In Basic Timer	General Electric Company	15119	N/A
Cleaning Detergent	Alconox	1104	N/A
Toluene	Thermo Fisher Scientific	N/A	Optima Grade
Luna Phenyl-Hexyl HPLC Column	Phenomenex	00G-4257-E0	Brand: Luna
Formic Acid	Sigma-Alrich	F0507	Used to make 50 mM ammonium formate