陨石，小行星的残余物，对于了解我们太阳系的历史至关重要，就像保存原始物质的时间胶囊。研究人员在温奇库姆陨石中取得了突破性的发现，使用一种新型探测器设计，在没有化学处理的情况下，识别出了关键的氮化合物，包括氨基酸和碳氢化合物。这一发现对研究地球上的生命起源具有重要意义，是由超级stem实验室的高分辨率电子显微镜促成的。这项技术不仅提高了我们对陨石的了解，而且还具有分析太空任务中外星标本的潜力。

　　陨石是小行星的碎片，它们以流星的形式到达地球。这些宇宙沉积物冻结了我们太阳系形成的原始汤——就像一个时间胶囊一样保存着它。这些岩石帮助研究人员深入了解地球上物质和生命的起源。与英国同事合作，来自德国梅纳斯特大学矿物学研究所的克里斯蒂安·沃尔默博士对其中一个时间胶囊进行了研究，这是一个非常特殊的时间胶囊——温奇库姆陨石。

　　这组研究人员现在首次以高精度证明，在这块陨石中存在一些重要的含氨基酸和杂环烃的氮化合物，而无需进行任何化学处理，并且使用了一种新型的探测器设计。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

　　温奇库姆陨石

　　温奇库姆陨石是在2021年2月由英国的一个摄像机网络观测到的，它在几天内就被收集了起来。“通常，陨石是在地球上寒冷和炎热的沙漠中找到的，那里干燥的气候意味着它们不会很快风化，但它们确实会因湿度而变化，”克里斯蒂安·沃尔默说。“如果在事件发生后不久就观测到陨石坠落，并迅速收集陨石，就像温奇库姆的情况一样，它们对我们来说是太阳系诞生的重要‘证人’——这使得它们对研究目的特别有趣。”

　　使用纳米操纵器和超细离子束，从陨石上切下一个微小的薄片，大小约为5 × 10微米，厚度仅为100纳米，并连接到样品棒上。然后，科学家们可以在电子显微镜下分析片层中的有机颗粒(右图)。来源:英国达斯伯里SuperSTEM实验室

　　生命的起源和先进的研究技术

　　我们这个星球上生命的起源仍然笼罩在神秘之中，一些研究人员认为，第一个与生物相关的物质是在40多亿年前通过陨石运到地球的。这种物质包括例如复杂的有机化合物，如氨基酸或碳氢化合物。然而，这些分子的浓度非常低，专家们通常必须用溶剂或酸将它们从陨石中分离出来，然后富集它们以供分析。

　　克里斯蒂安·沃尔默(Christian Vollmer)的团队现在是第一个能够证明温奇库姆陨石中存在这些与生物相关的氮化合物而不首先对它们进行化学处理的团队——尽管这些物质的浓度也很低。

　　在他们的工作中，研究人员使用了一种现代的高分辨率电子显微镜，这种显微镜在世界上只有少数几个地方可以找到。这台位于英国达斯伯里的超级stem实验室的“超级显微镜”不仅能以原子分辨率描绘高碳化合物，还能通过一种新型探测器对样品进行化学分析。

　　Vollmer说:“在未经处理的陨石中证明这些生物相关有机化合物的存在是一项重大的研究成果。”“这表明，即使没有化学提取，这些生命的组成部分也可以在这些宇宙沉积物中得到表征。”这一发展也非常重要，因为化学处理包含了这些易碎物质被改变的风险。

　　这就是为什么这里应用于固体物质的分析方法对于研究从太空任务中带回地球的小型外星标本也有潜在的价值——比如最近由日本航天局(隼鸟2号)和美国宇航局(OSIRIS-REx)带回的小行星尘埃颗粒。

　　参考文献:“观测到的英国陨星Winchcombe陨星中氮化合物的高空间分辨率功能化学”，作者:Christian Vollmer, Demie Kepaptsoglou, Jan Leitner, Aleksander B. Mosberg, Khalil El Hajraoui, Ashley J. King, Charlotte L. Bays, Paul F. Schofield, Tohru Araki和Quentin M. Ramasse, 2024年1月26日，Nature Communications。DOI: 10.1038 / s41467 - 024 - 45064 - x