وتسهل الزراعة الفائقة النطاق والاكينيه توصيف الطحالب الدقيقة وتحسين الانتاجيه قبل توسيع نطاق العملية اللاحقة. توفر الفعاليات الضوئية التحكم اللازم لتجارب الطحالب الدقيقة الموثوقه والقابلة للتكرار ويمكن تكييفها لزراعه الطحالب الدقيقة بأمان مع الغازات المسببة للتاكل (CO2، SO2، NO2) من انبعاثات الاحتراق المحلية أو الصناعية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
الطحالب الدقيقة زراعه والكتلة الحيوية الكمي في التمثيل الضوئي علي نطاق واسع مع غازات المداخن المسببة للتاكل
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
والفعاليات الضوئية هي نظم الزراعة المضيءه للتجارب علي الكائنات المجهرية الضوئية. توفر هذه الانظمه بيئة معقمه لزراعه الطحالب الدقيقة مع درجه الحرارة والحموضة وتكوين الغاز ومراقبه معدل التدفق. وعلي مستوي المقاعد ، تعتبر الفعاليات الضوئية مفيده للباحثين الذين يدرسون خصائص الطحالب الدقيقة ، والانتاجيه ، وتحسين النمو. في الموازين الصناعية ، يمكن الحفاظ علي نقاء المنتج وتحسين كفاءه الإنتاج. ويصف الفيديو اعداد واستخدام المواد البيولوجية الضوئية علي نطاق واسع لزراعه الطحالب الدقيقة ، بما في ذلك الاستخدام الأمن لمدخلات الغازات المسببة للتاكل ، وتفاصيل قياسات الكتلة الاحيائيه ذات الصلة وحسابات إنتاجيه الكتلة الاحيائيه. وعلي وجه التحديد ، يوضح الفيديو تخزين ثقافة الطحالب الدقيقة واعدادها للتلقيح ، وتجميع الصور البيولوجية الضوئية والتعقيم ، وقياسات تركيز الكتلة الاحيائيه ، ونموذج لوجستي لإنتاجيه الكتلة الاحيائيه للطحالب الدقيقة مع معدل حسابات بما في ذلك الإنتاج الأقصى والإجمالي للكتلة الاحيائيه. بالاضافه إلى ذلك ، لان هناك اهتماما متزايدا في التجارب لزراعه الطحالب المجهرية باستخدام محاكاة أو حقيقية انبعاثات غاز النفايات ، وسوف يغطي الفيديو التحويرات المعدات الضوئية اللازمة للعمل مع الغازات المسببة للتاكل ومناقشه أخذ العينات أمنه في مثل هذه السيناريوهات.
المقدمة
وتعتبر الفعاليات الضوئية مفيده للتجارب الخاضعة للرقابة وزراعه منتجات الطحالب الدقيقة الأنقى مما يمكن تحقيقه من خلال البرك المفتوحة. وتدعم زراعه الطحالب الدقيقة في العناصر البيولوجية الضوئية علي نطاق واسع تطوير المعارف الاساسيه التي يمكن استخدامها لتوسيع نطاق العملية. تغييرات طفيفه علي الظروف البيئية يمكن ان يغير بشكل كبير التجارب الميكروبيولوجية والعثور علي النتائج1. عمليه عقيمه مع درجه الحرارة ، والحموضة ، والغاز السيطرة علي النفط هو مفيد لدراسة خصائص الطحالب الدقيقة والأداء في ظل ظروف مختلفه. بالاضافه إلى ذلك ، يمكن للسيطرة علي تركيزات غاز الإدخال ، ودرجه الحرارة ، وقوه القص من الاختلاط ، والحموضة المتوسطة دعم الأنواع المتنوعة التي تشكل تحديا....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. الاستخدام الأمن وأخذ العينات من التمثيل الضوئي sparged مع الغازات المسببة للتاكل
ملاحظه: لا تصف هذه الطريقة الإجراءات المناسبة لأخذ عينات أمنه من ثقافات الطحالب الدقيقة التي تنتج أو تستهلك غازات شديده الاشتعال.
- أداره الغاز السام كخطر علي صحة الإنسان.
ملاحظه: في خطه النظافة الكيميائية في جامعه أيوا ، عمل المؤلفون مع منسق السلامة الحرائق في الجامعة والصحة البيئية الجامعة & السلامة الصناعية موظف النظافة لوضع بروتوكول السلامة للعمل مع الغازات السامة. - إنشاء نظام رصد الغاز السام مع أجهزه الاستشعار لكل من الغازات السامة المستخدمة. معايره أجهزه الاستشعار وفقا لتعليمات الشركة المصنعة. اختبار عثرة (الاختيار لأجهزه الاستشعار ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
تم تاسيس منحني معايره للطحالب الخضراء ، s. اوبليكوس، تحصد في المرحلة الاسيه ، مع OD750 وتركيزات الكتلة الحيوية المجففة (الشكل 2). الانحدار خطيه تلقي [ر]2 قيمه من 0.9996.
وقد بدات الثقافة s. اوبليكوس في قارورة 250 mL erlenmeyer من ثقافة المخزنة علي لوحه أجار المبردة. تم تطعيم ميكروطحلب في 3N-BBM مع 10 مم HEPES العازلة وsparged مع 2.2 ٪ CO2 في 2 لتر فوتوبيوريممثل مع 1.5 l حجم العمل (0.07 vvm) (ا.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
الدفعة ، التجارب الضوئية البيولوجية الصورية مع الرقم الهيدروجيني المنظم ، ودرجه الحرارة ، ومعدل تدفق الغاز ، وتركيز الغاز تعزيز نتائج ذات مغزى من خلال القضاء علي التلوث من قبل سلالات الطحالب غير المستهدفة والتغير في الظروف الثقافية. يمكن الحصول علي دقه حركيه النمو الثقافة النقية حتى في وجود الغازات المسببة للتاكل (CO2، SO2، NO2) ، والتي تعمل كمواد مغذيه ، وتحويل الغازات النفايات إلى منتج قيمه مثل علف الماشية.
قبل البدء في اي تجربه الطحالب الدقيقة ، ينبغي ان تؤخ.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
وليس لدي المؤلفين ما يفصحون عنه.
شكر وتقدير
وتستند هذه المواد علي العمل المدعوم من المؤسسة الوطنية للعلوم زمالة البحوث العليا في اطار المنحة رقم 1546595. وأي راي أو استنتاجات أو استنتاجات أو توصيات معرب عنها في هذه المادة هي اراء المؤلفين ولا تعكس بالضرورة اراء المؤسسة الوطنية للعلوم. وكان العمل مدعوما أيضا بمنحه بحثيه من جامعه أيوا للدراسات العليا والمهنية الطلابية الحكومية ، ومؤسسه جامعه أيوا ، وقف الن س. هنري. وأجريت البحوث في مختبر دبليو ام. ك. ويود أصحاب البلاغ ان يشكروا موظفي محطه الطاقة في جامعه أيوا ، ولا سيما مارك ماكسويل ، علي الخبرة والدعم المالي لغازات المداخن المقلدة. ويود أصحاب البلاغ أيضا ان يعترفوا بإميلي مور لمساعدتها في أخذ العينات والتحليل وإميلي غرين لمساعدتها ومشاركتها في شريط فيديو البروتو....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Biostat مفاعل حيوي | Sartorius Stedim | 2 لتر مفاعل حيوي للتخمير الميكروبي ؛ مصمم ليتم تعقيمه ؛ درجة الحموضة ودرجة الحرارة والتحكم في معدل تدفق الغاز | |
| اختبار النتوء NO2< / sub> غاز | Grainger | GAS34L-112-5 | معايرة للكشف عن الغاز MultiRAE |
| اختبار النتوء O2< / sub> ، CO ، غاز LEL | Grainger | GAS44ES-301A | غاز المعايرة ل كاشف غاز MultiRAE |
| اختبار نتوء SO2< / sub> غاز | Grainger | GAS34L-175-5 | غاز معايرة للكشف عن الغاز MultiRAE |
| أنابيب مقاومة للتآكل لغاز NO2< / sub> | Swagelok | SS-XT4TA4TA4-6 | PTFE Core Hose Smooth Bore X Series & [مدش] ؛ جديلة الألياف و 304 SS جديلة |
| الأنابيب المقاومة للتآكل ل SOsub2< / sub> | مراقبة الجودة | 120325 | أنابيب EVA الطبيعية المضفرة المقواة - 1/4 "معرف |
| cozIR 100٪ CO2< / sub> متر | حلول استشعار الغاز المحدودة. | CM-0121 عند CO2meter.com | مقياس ثاني أكسيد الكربون لتركيزات تصل إلى 100٪ |
| cozIR 20٪ CO2< / sub> meter | Gas Sensing Solutions Ltd. | CM-0123 عند CO2meter.com | مقياس CO2 لتركيزات تصل إلى 20٪ |
| غشاء Durapore ، 0.45 & م | ميليبور سيجما | HVLP04700 | ماء ، أبيض عادي ، قطر 47 مم ، 0.45 مو ؛ حجم المسام م ، مرشحات غشاء PVFD |
| منظمات أسطوانات الغاز | Praxair | PRS 40221331-660 | منظم من الفولاذ المقاوم للصدأ أحادي المرحلة تم تكوينه لصمام غشاء تجميع مخرج 0-15 رطل لكل بوصة مربعة مع خيوط MNPT 1/4 بوصة ، فولاذ مقاوم للصدأ لمقاومة التآكل من أسطوانات غاز أكاسيد النيتروجين وأكسبريت الكبريت |
| Praxair | Ulta-zero الهواء ، ثاني أكسيد الكربون عالي النقاء ، أو تكوين غاز مخصص | يعتمد على أهداف الدراسة | |
| نظام مراقبة الغاز والكشف عن التسرب | RAE من Honeywell | MAB3000235E020 | نموذج ضخ يكتشف برنامج O2 و SO2 و NO2 و CO و LEL |
| GasLab | GasLab | v2.0.8.14 | برنامج لقياسات مقياس CO2 وتسجيل البيانات |
| خرطوم شوكة | Grainger | العنصر # 3DTN3 | تستخدم لتكييف المنظمين مع الأنابيب ، الفولاذ المقاوم للصدأ لمقاومة التآكل من أكاسيد النيتروجين و SOx |
| K30 1٪ ثاني أكسيد الكربون متر | Senseair | CM-0024 عند CO2meter.com | مقياس CO2 لتركيزات أقل من 1٪ |
| لوحات نمو LED | Roleadro | HY-MD-D169-S | لوحات إضاءة LED باللونين الأحمر والأزرق |
| مسبار الأكسجين المذاب Memosens | Endress + Hauser | COS22D-19M6 / 0 | قابل للتعقيم (مع الاحتياطات) مسبار الأكسجين المذاب للمفاعل الحيوي |
| مسبار الأس الهيدروجيني | Memosens Endress + Hauser | CPS71D-7TB41 | مسبار الأس الهيدروجيني القابل للتعقيم (مع الاحتياطات) للمفاعل |
| الحيوي الفرن ، Isotemp 500 Series | Fisher Scientific | 13246516GAQ | فرن صغير للتجفيف |
| برنامج Prism GraphPad | الإصدار | 7.03 أو 8.0.1 | برنامج الرسوم البيانية لتنظيم البيانات وتحليل البيانات والرسوم البيانية بجودة النشر |
| تركيب الجذع إلى الخرطوم | Swagelok | SS-4-HC-A-6MTA | موصل خرطوم من الفولاذ المقاوم للصدأ ، محول أنبوب 6 مم ، 1/4 بوصة. أنابيب معرف الخرطوم |
| ، نقل الحمض / القاعدة المخففة | للإلكترونيات المتحالفة والأتمتة | 6678441 | أنابيب عملية TP السيليكونية ؛ حجم التجويف 1.6 مم ؛ 3000 مم طويل ؛ أنابيب الغذاء |
| الصف ، نقل الغاز | ، الإلكترونيات المتحالفة والأتمتة | 6678444 | أنابيب عملية TP السيليكونية ؛ حجم التجويف 3.2 مم ؛ 3000 مم طويل ؛ درجة الغذاء |
المراجع
- Obom, K. M., Magno, A., Cummings, P. J. Operation of a Benchtop Bioreactor. Journal of Visualized Experiments. (79), e50582(2013).
- Cheah, W. Y., Pau Loke, S., Chang, J. -S., Ling, T., Juan, J. C. Biosequestration of atmospheric CO2 and flue gas-containing CO2 by microalgae. Bioresou....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
