米勒-尤里实验

米勒-尤里實驗（Miller-Urey experiment）或称米勒实验（Miller-Urey experiment）是一項模擬假設性早期地球環境的實驗，研究目的是測試化學演化的發生情況。尤其是針對亞歷山大·歐帕林與约翰·伯顿·桑驗，該學說認為早期地球環境使無機物合成有機化合物的反應較易發生。

米勒-尤里實驗是關於生命起源的經典實驗之一，由芝加哥大學的史丹利·米勒與哈羅德·尤里於1953年主導完成，其結果以《在可能的早期地球環境下之胺基酸生成》（A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions）為題發表。米勒实验对后来探索前生物分子的非生物合成具有相当大的启发性，至今依然是教科书中关于生命起源的经典实验。

實驗方式與結果

實驗圖解。右下燒瓶模擬海洋環境，左上燒瓶則模擬閃電。

在實驗中，研究者將水（H₂O）、甲烷（CH₄）、氨（NH₃）、氫氣（H₂）與一氧化碳（CO）密封於無菌狀態下的玻璃管於燒瓶內，並將其連結形成一個迴路。裝置中的一個燒瓶裝著半滿的液態水，另一個則含有一對電極。首先將液態水加熱促使其蒸發，進而產生水蒸氣；而另一燒瓶的電極通電後會產生火花，以模擬閃電。水蒸氣經過電極之後，又再度凝結並重回原先裝水的燒瓶中，使實驗得以循環進行。

於實驗開始一週後的觀察中發現，約有10%到15%的碳以有機化合物的形式存在。其中2%屬於胺基酸，以甘胺酸最多。而糖類、脂質與一些其他可構成核酸的原料也在實驗中形成；核酸本身，如DNA或RNA則未出現。在實驗中產生的各種化合物皆同時有左式與右式之鏡像異構物。（注：一般報導將「左式 L-form」「右式 D-form」誤译為「左旋」「右旋」，事實上幾乎所有生物化學的教材均說明生物胺基酸為「左式 L-form」，但卻大多為「右旋光性」）

除了上述实验之外，米勒还进行了其他相关的实验，但这些实验都没有发表，产物也没有进行分析。2008年，11名科学家重新分析了米勒-尤里实验留下的实验瓶样品，借助于高效液相色谱和质谱技术，他们发现该实验产生的有机化合物比原先报道的要多。有机物数量最多的是一个模拟火山爆发情景的实验：水蒸气推动着其他气体进入一个经过改造的烧瓶中，加入抽气装置，使气体流动的速度加快。在电火花的作用下，水分子在这种情况下可以均裂生成羟基自由基，再加之其他分子参与的反应，该实验一共得到了22种氨基酸，5种胺，以及很多羟基化的化合物。羰基硫可以帮助这些氨基酸缩合形成多肽。这些进一步的研究为化学演化的假说提供了证据，使生命起源的问题再次回归焦点。

米勒实验证明：由无机物合成小分子有机物是完全有可能的。

實驗反應式

實驗中首先形成醛（R-CHO）與氰化氫（HCN），而兩者可作為接下來化學反應的原料，經由下列等通式生成其他化合物：

式一:	R-CHO + HCN + H2O	→	H2N-CHR-COOH
	醛		胺基酸

式二:	R-CHO + HCN + 2 H2O	→	HO-CHR-COOH + NH3
	醛		羟基酸

含碳產物列表

由初始的59000微莫耳（μmol）的甲烷（CH₄）所形成的含碳產物：

產物	化學式	化合物莫耳數 (μmol)	每一分子的碳原子數	碳原子莫耳數 (μmol)
甲酸	$H-COOH$	2330	1	2330
甘氨酸*	$H_{2}N-CH_{2}-COOH$	630	2	1260
乙醇酸	$HO-CH_{2}-COOH$	560	2	1120
丙氨酸*	$H_{3}C-CH(NH_{2})-COOH$	340	3	1020
乳酸	$H_{3}C-CH(OH)-COOH$	310	3	930
β-丙氨酸	$H_{2}N-CH_{2}-CH_{2}-COOH$	150	3	450
乙酸	$H_{3}C-COOH$	150	2	300
丙酸	$H_{3}C-CH_{2}-COOH$	130	3	390
亞氨基二乙酸	$HOOC-CH_{2}-NH-CH_{2}-COOH$	55	4	220
肌氨酸	$H_{3}C-NH-CH_{2}-COOH$	50	3	150
α-氨基丁酸	$H_{3}C-CH_{2}-CH(NH_{2})-COOH$	50	4	200
α-羥基丁酸	$H_{3}C-CH_{2}-CH(OH)-COOH$	50	4	200
琥珀酸	$HOOC-CH_{2}-CH_{2}-COOH$	40	4	160
尿素	$H_{2}N-CO-NH_{2}$	20	1	20
N-甲基尿素	$H_{2}N-CO-NH-CH_{3}$	15	2	30
3-氮雜己二酸	$HOOC-CH_{2}-NH-CH_{2}-CH_{2}-COOH$	15	5	75
N-甲基丙氨酸	$H_{3}C-CH(NH-CH_{3})-COOH$	10	4	40
穀氨酸*	$HOOC-CH_{2}-CH_{2}-CH(NH_{2})-COOH$	6	5	30
天冬氨酸*	$HOOC-CH_{2}-CH(NH_{2})-COOH$	4	4	16
α-氨基異丁酸	$H_{3}C-C(CH_{3})(NH_{2})-COOH$	1	4	4
	總計	4916		8944

（*合成蛋白質的胺基酸)

外部連結

• A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions by Stanley L. Miller