用于研究热泉池中前生物化学系统的模块化 3D 打印设计

膜状区室（原生细胞）的出现，其内部封装了遗传物质，是生命起源和演化的关键一步。生命起源的热泉假说认为原生细胞可能在热泉池中形成并封装有机物质。之前的研究主要关注在单个池内模拟湿-干（WD）循环，这排除了模拟许多热液野外条件的可能性，如不同矿物学、可变温度和 pH 以及多个热泉池之间的水流。在这里，我们提出了一种模块化的 3D 打印热液野外模拟器，通过控制一系列相互连接的池中的可变性来模拟热泉田的复杂性质，包括 WD 循环、温度、pH、矿物学和不同流体的混合。使用原型热泉野外设计获得的结果表明，能够在由癸酸:癸醇（4:1）或磷脂 POPC:POPG（1:1）组成的膜状区室中自发形成脂质囊泡，封装有机物质。我们观察到囊泡的明显形态差异，从厚壁多层、薄壁寡层到单层，以及在模拟器池中经过多次 WD 循环形成的巨型单层囊泡。货物封装在类细胞的巨型单层囊泡和小寡层囊泡中受到青睐。总体而言，热泉模拟器为研究其他热泉过程（如前生物化学反应、矿物表面催化和热液野外动力学的复杂性）提供了一个可定制的途径。