Wysokoprzepustowy test scukrzania dla materiałów lignocelulozowych

Cześć, jestem Kara Ted, jestem Leo. Idź do mnie. A ja nazywam się Simon McQueen Mason.

Strawność biomasy roślinnej jest obecnie tematem budzącym duże zainteresowanie. Dzieje się tak, ponieważ w polisacharydach ścian komórkowych roślin, które tworzą tę biomasę, jest dużo cukrów, a jeśli uda nam się wydobyć te cukry w użytecznej formie, możemy je sfermentować do produkcji wszelkiego rodzaju produktów, takich jak paliwa i chemikalia. Niestety, materiały te są niezwykle trudne do strawienia, a lepsze zrozumienie, co kontroluje tę strawność, jest sprawą pilną.

Tak więc, aby móc wykorzystać materiał roślinny do produkcji grupy odnowy, musimy być w stanie zmierzyć potencjał ifikacyjny w tych roślinach. Na Uniwersytecie w Yorku przeprowadzamy badania przesiewowe dużych populacji materiału roślinnego, aby określić ich potencjał fikacyjny. Fikacja to proces rozkładania węglowodanów złożonych na składniki monosacharydowe w celu wytworzenia cennych substancji chemicznych w różnych procesach przemysłowych.

Aby zmierzyć potencjał fikacyjny, odtwarzamy procesy przemysłowe na poziomie mikroskali, w których poddajemy biomasę obróbce wstępnej i hydrolizie enzymatycznej w celu określenia uwolnionych cukrów. Identyfikuje to interesujące odmiany w genotypach. System o wysokiej przepustowości działa w formacie sześciodołkowej płytki IG.

Łagodne warunki hydrolizy są wykorzystywane do ujawnienia subtelnych różnic między genotypami, a także są wystarczająco elastyczne, aby wspierać różne materiały substratów, a także oceniać różne enzymy. Stosowana przez nas metoda polega na formatowaniu materiału roślinnego w postaci proszku, który jest następnie wstępnie traktowany rozcieńczonym kwasem lub zasadą w temperaturze 90 stopni przez 20 minut. Następnie przeprowadza się trawienie enzymatyczne przy użyciu dostępnej w handlu mieszanki celulazy w temperaturze 50 stopni przez osiem godzin.

Na koniec stosuje się metodę MBTH w celu określenia uwalniania cukrów redukujących. Materiał roślinny zbiera się w postaci suchych łodyg, które są cięte na czteromilimetrowe segmenty. Są one umieszczane w dwóch mililitrowych fiolkach wraz z trzema pięciomilimetrowymi metalowymi kulkami.

Fiolki są indywidualnie oznakowane kodami kreskowymi, które są skanowane w celu zapewnienia identyfikowalności próbek. Próbki są ładowane do robotów mielących i formatujących w robotach. Próbki są automatycznie mielone i mieszane, aby umożliwić dozowanie biomasy do płytki 96-dołkowej.

Fiolki są przekłuwane, a następnie fiolka jest umieszczana w ramieniu robota tak, aby znajdowała się w lejku, który wibruje, aby dozować proszek. Wibracje lejka są regulowane przez wagę, aby osiągnąć docelową ilość masy na dozowany odwiert. Biomasa jest dozowana do 10 kolumn płyt, pozostawiając dwie kolumny na wzorce.

Wykonując cztery powtórzenia na próbkę, ładujemy 20 próbek na płytkę. Hydrolizat tej płytki zostanie potrojony na płytki PCR, w wyniku czego powstaną trzy płytki optyczne. W ten sposób mamy trzy oznaczenia cukrów redukujących na studzienkę biomasy.

Po sformatowaniu płytki są uszczelniane matą silikonową, aby uniknąć parowania. Gdy są gotowe, są przenoszone do robota do obsługi cieczy. W przypadku obsługi cieczy, obróbka wstępna robota, hydroliza enzymatyczna i oznaczanie uwolnionych cukrów odbywają się automatycznie.

Na dwumetrowym stole znajdują się pojemniki na różne potrzebne odczynniki, a także miejsce do przechowywania wyrobów z tworzyw sztucznych. Dostępne są inkubatory do obróbki wstępnej i hydrolizy, a także termocyklery do oznaczania cukru. Obróbka wstępna odbywa się w płycie studzienki głębinowej.

Dodając rozcieńczone roztwory kwasowe lub zasadowe do proszku biomasy. Płytki przenosi się do bloku grzewczego i inkubuje w temperaturze 90 stopni przez 20 minut. Po zakończeniu inkubacji obróbka wstępna jest usuwana przez pięciokrotne płukanie buforem octanowym o pojemności 500 mikrolitrów.

Po spłukaniu obróbki wstępnej dodaje się koktajl enzymatyczny. To standardowa mieszanka. Zawiera celulozę, novozym 1, 8 8 w stosunku cztery do jednego w stężeniu siedmiu FPU na studzienkę.

Płytki inkubuje się przez osiem godzin w temperaturze 50 stopni, wstrząsając. 75 mikrolitrów powstałego hydrolizatu przenosi się na płytkę PCR. W kolumnach 11 i 12 płytek PCR dodaje się wzorce glukozy.

Następnie do wszystkich studzienek dodaje się 25 mikrolitrów jednego mola wodorotlenku sodu. Na koniec 50 mikrolitrów odczynnika MBTH pipetuje się do płytki PCR. Płytka studzienki głębinowej jest przechowywana po zakończeniu przenoszenia hydrolizatu na trzecią płytkę PCR.

Natomiast płytki PCR są przenoszone do termocyklerów w celu inkubacji w temperaturze 60 stopni przez 15 minut. Ostatnim etapem procesu jest przeniesienie mieszaniny reakcyjnej na płytki optyczne w celu opracowania koloru. Po inkubacji płytki PCR wyjmuje się z termocyklera.

Do przeniesionej mieszaniny reakcyjnej dodaje się sto mikrolitrów odczynnika utleniającego. Aby ułatwić rozwój koloru, proces obchodzenia się z cieczą jest uruchamiany cztery razy w ciągu 24 godzin, gdzie płukanie przed obróbką, dodanie enzymu trwa około dwóch godzin. Hydroliza enzymu trwa osiem godzin, a oznaczanie cukru trwa kolejne dwie godziny.

Podczas gdy pierwsza płytka inkubuje przez osiem godzin, następna płytka rozpoczyna proces. Dzięki takiemu podziałowi zasobów robota uzyskuje się trzy warstwy 80 próbek dziennie w celu określenia ilości uwalnianych cukrów redukujących. Płytki optyczne są oceniane na 620 nanometrów.

Uzyskane wyniki są analizowane w celu ilościowego określenia uwalniania cukrów w postaci nanomoli na miligram na godzinę reakcji. Więc dziękuję za oglądanie, i mam nadzieję, że to zainspiruje twoje badania nad biopaliwami.