进行米勒-尤里实验

以下实验的总体目标是进行米勒-尤里火花放电实验。首先，将水加入反应烧瓶中以模拟早期地球的海洋。第二步，向反应烧瓶中引入一组气体，以模拟原始大气条件。

接下来，在反应瓶内施加电火花放电。为了模拟原始地球上的闪电环境，实验结果表明，通过荧光检测高效液相色谱法和电火花放电样品的氨基酸分析，可以检测到对生命具有重要意义的分子。米勒-尤里实验有助于回答生命起源领域的一些关键问题，例如，哪些类型的前生命条件可能促进了特定有机化合物的合成，而这些化合物被认为对生命至关重要。开始该实验步骤时，按照文本方案中所述设置多通管路和真空系统。

将200毫升超纯水倒入三升反应瓶中。加入一个预先清洗并灭菌的磁力搅拌子，以确保可溶性气体迅速溶解并充分混合反应物。搅拌进行实验。

使用少量真空润滑脂将钨电极固定在三升反应瓶上，电极尖端间距约为一厘米。在瓶内用夹子固定。将带有内置旋塞的接头插入三升反应瓶的瓶口，并用夹子固定。

通过适配器将三升反应瓶连接到气体分配管线上。使用夹子或夹具固定反应瓶。打开气体分配管线上的所有阀门，但第六号阀门和二号活塞阀除外。

关闭连接至反应瓶的所有旋塞。开启真空泵以抽真空。当真空度稳定在低于1毫米汞柱时，关闭阀门一，使真空系统静置约15分钟，以检查是否存在漏气。

15 分钟后，对反应容器施加磁力搅拌。打开阀门一和旋塞一，抽空三升反应瓶的顶空，直至压力降至低于 1 毫米汞柱。

根据文本方案中的描述，计算需通入歧管的气态氨所需的压力。确保第六号阀门关闭，并关闭第一号阀门及连接至反应烧瓶的所有旋塞，同时保持第二号旋塞处于打开状态。

在向 manifold 中引入任何气体之前，先将氨气引入 manifold 以达到预定压力，打开旋塞一，向三升反应瓶中通入 200 毫米汞柱的氨气。氨气会溶解在反应瓶的水中，压力将缓慢下降。当压力停止下降后，关闭旋塞一，并记录压力计读取的压力值。

该数值表示烧瓶内的压力，将用于计算后续引入歧管的其他气体的压力。打开阀门一，将歧管抽真空至压力低于一毫米汞柱。关闭阀门二，并将氨气钢瓶与歧管断开。

根据文本方案中所述，计算出需通入集气管的甲烷压力后，关闭阀门六以及连接反应瓶的所有旋塞，同时保持其他所有阀门及旋塞二处于打开状态，将集气管抽真空至压力低于1毫米汞柱，然后关闭阀门一。集气管抽真空完成后，将甲烷通入集气管，直至达到计算所得压力。随后打开旋塞一，向三升反应瓶中通入200毫米汞柱的甲烷。

关闭旋塞一。当甲烷达到所需压力并通入三升反应瓶后，记录压力计测得的压力，然后打开阀门一，将歧管抽真空至低于一毫米汞柱。

最后，关闭阀门二，并将甲烷气瓶从歧管上断开。确保阀门六和所有旋塞处于关闭状态。在保持其他所有阀门和旋塞二打开的同时，确保反应烧瓶已连接并关闭。

将多通管路抽真空至压力低于一毫米汞柱，关闭阀门一。待多通管路抽真空后，向其中通入氮气，直至达到计算所需的压力。此时，打开旋塞一，向反应烧瓶中通入100毫米汞柱的氮气。

关闭旋塞一。当氮气达到反应瓶中所需压力后，打开压力计阀门记录压力，并将歧管抽真空至低于一毫米汞柱。

关闭阀门二，断开氮气钢瓶与歧管的连接。通过关闭旋塞一和阀门一，将反应瓶从歧管上拆下。待所有气体均已通入反应瓶后，打开阀门六，使环境空气进入歧管，从而使歧管恢复至环境压力。

固定连接高频火花发生器的特斯拉线圈。将另一端的钨电极连接至电气接地，以确保电流能够有效通过两个电极之间的间隙。在启动火花前，根据制造商提供的技术文档，将火花发生器的输出电压设置为约 30,000 伏。

关闭通风橱的窗板，以在装置与实验人员之间形成安全屏障。开启特斯拉线圈以启动实验，并持续放电两周，采用每小时开启一次、每次一小时的循环模式。通过关闭特斯拉线圈停止实验，打开旋塞一，缓慢将环境空气引入反应烧瓶，以便取下适配器和钨电极，从而可按需采集样品。

可使用真空装置通过校准过的玻璃移液管将反应烧瓶中的有害反应气体排出。从反应烧瓶中移取液体样品时，应小心操作，尽量减少接触污染物，例如避免移液管接触真空油脂或其他非无菌表面而引入污染物。将样品转移至无菌的塑料或玻璃容器中，密封样品容器，并储存在能够达到零下20摄氏度或更低温度的冰箱中，因为不溶性产物可能导致样品溶液在0摄氏度时无法冻结。

使用洁净的实验室擦拭纸清除仪器接口处的真空脂。清除接头、活塞以及钨电极周围玻璃上的真空脂。用甲苯彻底清洗这些相同的表面，以完全去除玻璃器皿上的有机真空脂。

若使用硅脂，高温真空脂可能在热解后残留在玻璃器皿上，从而引发后续问题，具体详见文本方案。随后，需按照文本方案中列出的顺序，使用毛刷和所列溶剂彻底清洗反应瓶。用铝箔覆盖反应瓶所有开口处，并用铝箔包裹接头及其组件。待所有玻璃器皿均用铝箔包裹后，在空气中于500摄氏度下热解至少三小时。

最后，用甲醇轻轻清洗电极，并使其自然风干，然后按照本文所示实验方案分析样品。此处显示的是通过高效液相色谱联用荧光检测和三重四极杆质谱法获得的醛类标准品（Aldi 醛、乙酰-L-半胱氨酸或 O-P-A-N-A-C 衍生化氨基酸）的色谱图。该标准品所含氨基酸通常在米勒-尤里型火花放电实验中生成。图中还展示了典型样品与分析空白对照的代表性荧光图谱，体现了米勒-尤里型电火花放电样品的分子复杂性。

该样品色谱图是通过火花放电实验得到的，起始条件为300毫米汞柱的甲烷、250毫米汞柱的氨气和250毫米汞柱的水。观看本视频后，您应能充分掌握如何开展厌氧火花放电实验。