從浩瀚無垠的星際空間到原子的微小領域：研究人員利用先進的顯微鏡，揭示了最近發現的”溫奇科姆”隕石內部的早期太陽系的化學和分子指紋。隕石是太陽系的組成部分，它提供了有關行星（包括我們自己的行星）形成成分的重要資訊。包括利茲大學在內的合作機構所進行的研究已經實現了這一目標。

一類罕見的隕石被稱為”碳質隕石”，富含碳和氮等化學物質，很可能在向早期地球輸送水和有機分子的過程中發揮了關鍵作用。

溫奇科姆是一塊碳質隕石，據廣泛觀測，它於2021 年2 月墜落在英國，在著陸約12 小時後才採集到第一批樣本。因此，它為科學家提供了一個研究早期太陽係有機物成分的機會，而不會出現通常會影響隕石研究的嚴重陸地蝕變效應。

奈米級分析與發現

由利茲大學、曼徹斯特大學和約克大學的科學家組成的多學科研究小組與倫敦自然歷史博物館、鑽石光源、美因茨馬克斯-普朗克化學研究所的同事合作，並由德國明斯特大學牽頭，首次在奈米尺度上對溫奇科姆隕石中的有機物進行了深入分析。

他們利用位於柴郡達爾斯伯里的超級電子顯微鏡設施（SuperSTEM Facility）中世界上功能最強大的電子顯微鏡之一，將同步輻射數據與有關有機物中存在的功能化學基團性質的超高分辨率光譜資訊進行了獨特的關聯。

這張圖示意性地展示瞭如何非常精確地提取隕石的極薄片，以便在X 射線光束下（在鑽石光源）或在電子顯微鏡下（在SuperSTEM）對富含碳化學物質的興趣區域進行進一步檢查。資料來源：DM Kepaptsoglou，SuperSTEM

這樣就可以對含氮的生物相關分子（包括胺基酸和核鹼基）進行引人注目的原位檢測，而胺基酸和核鹼基是生物學中使用的大型複雜蛋白質的基本組成部分。

研究表明，溫奇科姆仍然含有原始的地外有機分子，這些分子可能對早期地球生命的出現至關重要。

研究結果發表在《自然通訊》期刊。

利茲大學化學與加工工程學院高級電子顯微鏡學教授昆廷-拉馬斯（Quentin Ramasse）是SuperSTEM實驗室電子顯微鏡小組的負責人，他介紹說：”這項工作表明，最近電子顯微鏡儀器的進步，包括單色高能分辨率電子源和高靈敏度的新型探測器設計，使我們能夠以前所未有的分辨率和效率分析地外有機物。這為今後利用緊湊型、易於獲得的電子顯微鏡儀器以及同步輻射研究這些材料開闢了新的途徑”。

前沿技術和未來影響

領導這項研究的明斯特大學高級研究員克里斯蒂安-沃爾默（Christian Vollmer）說：”無需使用任何化學提取方法就能在溫奇科姆鑑定出氨基酸和核鹼基等生物相關分子，這令人非常興奮，尤其是我們能夠在奈米尺度上突出這些分子局部濃度的空間變化。這表明，我們的方法使得繪製隕石中的功能化學圖譜成為可能，即使有機域的尺寸非常小，化合物的豐度非常低”。

研究人員使用了超級電子顯微鏡實驗室（SuperSTEM Laboratory），這是英國國家先進電子顯微鏡研究設施，由英國工程與物理研究理事會（EPSRC）支援。該設施擁有世界上研究物質原子結構最先進的設備，由利茲大學領導的學術聯盟（還包括參與該計畫的曼徹斯特大學和約克大學，以及牛津大學、格拉斯哥大學和利物浦大學）支持營運。

在X 射線光束下（鑽石光源）或在電子顯微鏡下（SuperSTEM），可以非常精確地提取隕石的極薄片，以富含含碳化學物質的興趣區域為目標，進行進一步檢查。

收藏溫奇科姆隕石的自然歷史博物館研究員阿什利-金博士說：”我們的觀測結果表明，溫奇科姆是碳質隕石收藏中的重要一員，其原始的成分使我們對早期太陽系有機分子的認識有了新的突破”。

編譯自: ScitechDaily