布鲁克纳米分析部
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应用分享丨平插能谱仪探索陨石中蕴藏的地球生命起源的秘密

2024-08-09316

前言


2021年2月28日夜,一颗陨石燃烧着划过天际最终坠落在英国格洛斯特郡温奇科姆镇上。因为工作人员的快速回收,陨石的组成在很大程度上未受地球环境污染。鉴于珍贵的不导电陨石样品不能进行镀层或者破坏,科研人员迅速使用布鲁克FlatQUAD平插式能谱仪对该陨石进行了元素分析确认其为CM2碳质球粒陨石。


科研人员基于布鲁克FlatQUAD平插式能谱仪强大功能,继续用其对该陨石进行全方位的元素表征。在6kV和不高于190pA的电镜条件下,布鲁克FlatQUAD平插式能谱仪仍能获得高达55kcps的计数率,帮助科研人员快速完成大面积拼接的元素面扫描(图1),结果显示陨石中存在大量层状硅酸盐、碳酸盐和橄榄石,证明其母小行星上发生了低温(<150°C)流体-岩石反应,从而说明该小行星在其历史中的某个时期含有液态水。


图1能谱结果显示该碎片包含三种不同的岩性(白线),其中主要相是层状硅酸盐(红色/绿色)、TCI(绿色)、碳酸盐(蓝色)和橄榄石(红色)。

 

科研人员进一步对新鲜未打磨的陨石碎片进行低电压SEM元素分析,平插式能谱从样品正上方收集信号的特点保证即使无打磨的粗糙样品表面也不会存在任何阴影效应。实验发现陨石中含有几个具有“球状”形态的含碳氮区域。辅助液相色谱-质谱法 (LC-MS) 分析可知陨石中所含为可溶性有机物,包括蛋白质氨基酸。

图2 温奇科姆陨石碎片富含层状硅酸盐的基质(蓝色)内含有 C 和 N 的球状富集(橙色)。实验条件:6 kV、158 pA、38 kcps、1360 × 960像素和49 nm步长。

 

温奇科姆陨石中水和蛋白质氨基酸的发现,为研究地球和生命的起源提供了新线索。


参考文献

King, A., Daly, L., Rowe, et.al. (2022). The Winchcombe meteorite, a unique and pristine witness from the outer solar system. Science Advances, 8(46). https://doi.org/10.1126/sciadv.abq3925


平插式能谱仪



布鲁克独家革命性的平插式能谱仪,采用环形四元设计,采集信号数十倍于常规斜插式能谱,具有SEM中最大的X射线探测效率和灵敏度,空间分辨率优于10 nm,是低电压分析纳米特征、低束流分析电子束敏感样品的利器。

平插式能谱对温奇科姆陨石的表征分析(上篇)

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