يتم تقييم هيكل جدار الخلية النباتية وسمات الكيمياء لتحديد المواد الأولية المثالية للوقود الحيوي والمواد الحيوية. الطرق القياسية لها قيود عند تطبيقها على مجموعات البيانات الكبيرة. تقارن طرق المعالجة المسبقة عالية الإنتاجية ، وتكسير الإنزيم ، وقياس الطيف الكتلي للحزمة الجزيئية للانحلال الحراري أعدادا كبيرة من عينات الكتلة الحيوية مع انخفاض الوقت والتكلفة التجريبية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
الإنتاجية العالية فحص الاختلافات الإستعصاء في Lignocellulosic الكتلة الحيوية: إجمالي اللجنين، اللجنين مونمرات، والأنزيمية السكر الإصدار
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
تم استكشاف تحويل الكتلة الحيوية اللجنوسليلوزية إلى وقود ومواد كيميائية وسلع أخرى كأحد المسارات الممكنة نحو التخفيضات في استخدام مصادر الطاقة غير المتجددة. من أجل تحديد النباتات ، من بين مجموعة متنوعة ، لديها السمات الكيميائية المرغوبة للتطبيقات النهائية ، يجب مقارنة السمات ، مثل محتوى السليلوز واللجنين ، أو إطلاق السكر الأحادي بعد التكسير الأنزيمي. يمكن أن تستغرق بروتوكولات تحليل البيانات التجريبية لطرق التحليل القياسية وقتا طويلا ، وبالتالي تحد من عدد العينات التي يمكن قياسها. تخفف طرق الإنتاجية العالية (HTP) من أوجه القصور في الطرق القياسية ، وتسمح بالفحص السريع للعينات المتاحة لعزل أولئك الذين يمتلكون السمات المرغوبة. توضح هذه الدراسة إطلاق سكر HTP وخطوط أنابيب قياس الطيف الكتلي للحزمة الحرارية والحزمة الجزيئية المستخدمة في المختبر الوطني للطاقة المتجددة. مكنت خطوط الأنابيب هذه من التقييم الفعال لآلاف المصانع مع تقليل الوقت والتكاليف التجريبية من خلال تخفيضات العمالة والمواد الاستهلاكية.
المقدمة
كما المعروض العالمي من الوقود غير المتجددة والتي تراجع المنتجات المرتبطة بها، وقد تحدى العلماء لخلق الوقود مماثلة والمواد الكيميائية من مصادر المشتقة من النباتات 1. أحد الجوانب الرئيسية لهذا العمل هي تحديد أي نوع من النباتات قد تكون مناسبة لإنتاج الوقود الحيوي والمواد الحيوية 2،3. عادة، يتم تقييم هذه المواد الأولية لاللجنين، السليلوز، والمحتوى هيميسيلولوز. فضلا عن قابليتها للالتفكيكية (عناد) من خلال المعالجة الحرارية والميكانيكية، و / أو كيميائية مع أو بدون لاحقة انزيم التسكير. تستخدم تحليلات أكثر تفصيلا لتحديد التشكيل المحدد لاللجنين وهيميسيلولوز الكسور وكذلك الأنشطة الإنزيمية المثلى اللازمة. وقد وفرت الت....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. عالية الإنتاجية تحديد الجلوكوز وإكسيلوسي العائد فيما يلي الأنزيمية التسكير 9،29
- إعداد نموذج (طحن، دي اتنشى، استخراج، المعالجة)
- طحن لا يقل عن 300 ملغ من كل عينة الكتلة الحيوية باستخدام طاحونة وايلي، بحيث جزيئات تمر عبر شبكة 20 (850 ميكرون) الشاشة. نقل لمكافحة ساكنة الرمز البريدي أعلى أكياس (عادة شريط ترميز) والمعلومات عينة التسجيلة الى قاعدة بيانات الباركود.
- إضافة حوالي 250 ملغ أو أكثر من ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
يتم قياس التأثير المشترك للالمعالجة الحرارية واللاحق انزيم التسكير بوصفها وظيفة من كتلة الجلوكوز والفركتوز صدر في نهاية الفحص. يتم الإبلاغ عن النتائج من حيث ملليغرام من الجلوكوز والفركتوز صدر في كل غرام من الكتلة الحيوية. هذا هو في تناقض صارخ مع البيانات الواردة من المقايسات مقاعد البدلاء النطاق، التي عادة ما تكون كما ذكرت العائد النظري في المئة على أساس التحليل التركيبي للمواد البداية. كما أنه ليس من العملي لتنفيذ التحليل التركيبي على آلاف العينات في الأسبوع حتى الآن، هو أفضل أبل.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
خطوات تحضير العينة الرئيسية للحصول على بيانات دقيقة وقابلة للتكرار عند إجراء الإنتاجية العالية التجارب العرض كالتالي:
السكر الإصدار الفحص:
بشكل عام، يتم إعداد العينات في الكثير تتراوح بين بضع عشرات إلى عدة آلاف في وقت واحد. وعادة ما تتم كل خطوة كبرى بالنسبة لجميع العينات قبل المضي قدما من أجل تقليل الاختلافات في إعداد بين العينات. وكان دي اتنشى .......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
يود المؤلفون أن يشكروا المتدربة إيفلين فون نيدا التي قدمت رؤى قصوى فيما يتعلق بإعداد عينات الكتلة الحيوية لكل من خطوط الأنابيب عالية الإنتاجية التي تمت مناقشتها في هذه المخطوطة. تم تقديم الدعم لتطوير هذا العمل والمخطوطة من قبل مركز علوم الطاقة الحيوية. مركز علوم الطاقة الحيوية هو مركز أبحاث الطاقة الحيوية التابع لوزارة الطاقة الأمريكية بدعم من مكتب البحوث البيولوجية والبيئية في مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة. المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) هو مختبر وطني تابع لمكتب كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة التابع لوزارة الطاقة الأمريكية ، يتم تشغيله لصالح وزارة الطاقة من قبل التحالف من أجل الطاقة المستدامة ، LLC. تم دعم هذا العمل من قبل وزارة الطاقة الأمريكية بموجب الع....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| محطة العمل الآلية Biomek FX | Beckman Coulter | Biomek FX | Automated Liquid Handler |
| Wiley Mill | Thomas Scientific | 3375E15 (موديل 4) ، أو 3383L20 (مطحنة صغيرة) | |
| أكياس مضادة للكهرباء الساكنة | Minigrip * | MGST4P02503 | 2.5x3 "، العديد من الموردين المتاحين |
| الأسلاك النحاسية المطلية بالقصدير | McMaster-Carr | 8871K84 | 0.016 "القطر ، أكياس شاي سلكية ثني وتبقى أكياس |
| Herbco | Press n 'brew | أكياس شاي 3.5x5 بوصة | |
| جلوكو أميليز | Novozymes | Spirizyme Fuel | |
| ألفا أميليز | نوفوزيمز | ليكوزيم SC DS | |
| أسيتات الصوديوم ثلاثي الهيدرات | أي مورد | كاشف الصف | |
| حمض الأسيتيك | أي مورد | كاشف الصف | |
| 190 دليل (95٪) الإيثانول | أي مورد | كاشف الصف | |
| قواديس | Freeslate | ||
| 96- حسنا C-276 لوحات Hastelloy Aspen | Machining (لافاييت ، كولورادو) | N / A (مخصص البني) | |
| 1/8 "طرف | |||
| تفلون مدعوم بالسيليكون | اللاصق 3M | 5180 | 3 "عريض (لفات 36 ياردة) |
| محلول إنزيم | Novozymes | Cellic CTec2 | |
| حامض الستريك أحادي الهيدرات | أي مورد | ||
| الصوديوم سترات ثنائي هيدرات | أي مورد | ||
| يمكن التخلص منه ، ألواح البوليسترين 96 جيدا | Greiner Bio-One | 655101 | أو ما يعادلها ؛ العديد من الموردين المتاحة |
| لوكوز أوكسيديز / بيروكسيداز ؛ | Megazyme | K-Gluc | Megazyme D-glucose مجموعة فحص الجلوكوز |
| زيلوز نازعة هيدروجين زيلوز | ميجازيم | K-Xylose | مجموعة فحص D-xylose |
| الحل القياسي للجلوكوز | Megazyme | K-Gluc | Megazyme D-glucose مجموعة فحص الجلوكوز |
| القياسي xylose | Megazyme | K-Xylose | Megazyme D-xylose مجموعة |
| أكواب عينة من الفولاذ المقاوم | مختبرات فرونتير | PY1-EC80F | |
| صفائح Pall | 66227 | 8x10 بوصة ؛ دوائر مثقوبة بكمة ثقب قياسية | |
| قصب السكر تفل قصب السكر مواد أولية الكتلة الحيوية الكاملة | NIST | 8491 | |
| خشب القطن الشرقي (الحور) المواد الأولية للكتلة الحيوية | بالكامل NIST | 8492 | |
| مونتيري الصنوبر الكتلة الحيوية الكاملة المواد الأولية | NIST | 8493 | |
| القمح قش كامل الكتلة الحيوية المواد الأولية | NIST | 8494 |
المراجع
- U.S. Billion-Ton Update: Biomass Supply for a Bioenergy and Bioproducts Industry. Perlack, R. D., Stokes, B. J. , Oak Ridge National Laboratory. Oak Ridge, TN. (2011).
- Henry, R. Ch. 5. Plant Resources for Food, Fuel and Conservation. , Earthscan. 53-80 (2009).
- Henry, R. J.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
الوسوم
