从浩瀚无垠的星际空间到原子的微小领域：研究人员利用先进的显微镜，揭示了最近发现的"温奇科姆"陨石内部的早期太阳系的化学和分子指纹。陨石是太阳系的组成部分，它提供了有关行星（包括我们自己的行星）形成成分的重要信息。包括利兹大学在内的合作机构所开展的研究已经实现了这一目标。
一类罕见的陨石被称为"碳质陨石"，富含碳和氮等化学物质，很可能在向早期地球输送水和有机分子的过程中发挥了关键作用。
温奇科姆是一块碳质陨石，据广泛观测，它于 2021 年 2 月坠落在英国，在着陆约 12 小时后才采集到第一批样本。因此，它为科学家们提供了一个研究早期太阳系有机物成分的机会，而不会出现通常会影响陨石研究的严重陆地蚀变效应。
纳米级分析与发现
由利兹大学、曼彻斯特大学和约克大学的科学家组成的多学科研究小组与伦敦自然历史博物馆、钻石光源、美因茨马克斯-普朗克化学研究所的同事合作，并由德国明斯特大学牵头，首次在纳米尺度上对温奇科姆陨石中的有机物进行了深入分析。
他们利用位于柴郡达尔斯伯里的超级电子显微镜设施（SuperSTEM Facility）中世界上功能最强大的电子显微镜之一，将同步辐射数据与有关有机物中存在的功能化学基团性质的超高分辨率光谱信息进行了独特的关联。
这幅图示意性地展示了如何非常精确地提取陨石的极薄片，以便在 X 射线光束下（在钻石光源）或在电子显微镜下（在 SuperSTEM）对富含碳化学物质的感兴趣区域进行进一步检查。资料来源：D.M. Kepaptsoglou，SuperSTEM
这样就可以对含氮的生物相关分子（包括氨基酸和核碱基）进行引人注目的原位检测，而氨基酸和核碱基是生物学中使用的大型复杂蛋白质的基本组成部分。
研究表明，温奇科姆仍然含有原始的地外有机分子，这些分子可能对早期地球生命的出现至关重要。
研究结果发表在《自然通讯》杂志上。
利兹大学化学与加工工程学院高级电子显微镜学教授昆廷-拉马斯（Quentin Ramasse）是SuperSTEM实验室电子显微镜小组的负责人，他介绍说："这项工作表明，最近电子显微镜仪器的进步，包括单色高能分辨率电子源和高灵敏度的新型探测器设计，使我们能够以前所未有的分辨率和效率分析地外有机物。这为今后利用紧凑型、易于获得的电子显微镜仪器以及同步辐射研究这些材料开辟了新的途径"。
前沿技术和未来影响
领导这项研究的明斯特大学高级研究员克里斯蒂安-沃尔默（Christian Vollmer）说："无需使用任何化学提取方法就能在温奇科姆鉴定出氨基酸和核碱基等生物相关分子，这令人非常兴奋，尤其是我们能够在纳米尺度上突出这些分子局部浓度的空间变化。这表明，我们的方法使得绘制陨石中的功能化学图谱成为可能，即使有机域的尺寸非常小，化合物的丰度非常低"。
研究人员使用了超级电子显微镜实验室（SuperSTEM Laboratory），这是英国国家先进电子显微镜研究设施，由英国工程与物理研究理事会（EPSRC）支持。该设施拥有世界上研究物质原子结构最先进的设备，由利兹大学牵头的学术联盟（还包括参与该项目的曼彻斯特大学和约克大学，以及牛津大学、格拉斯哥大学和利物浦大学）支持运营。
在 X 射线光束下（钻石光源）或在电子显微镜下（SuperSTEM），可以非常精确地提取陨石的极薄片，以富含含碳化学物质的感兴趣区域为目标，进行进一步检查。
收藏温奇科姆陨石的自然历史博物馆研究员阿什利-金博士说："我们的观测结果表明，温奇科姆是碳质陨石收藏中的重要一员，其原始的成分使我们对早期太阳系有机分子的认识有了新的突破"。
编译自:ScitechDaily