Высокая пропускная способность осахаривания Пробирной для лигноцеллюлозной материалы

Привет, я Кара Тед, я Лео. Иди ко мне. А я Саймон Маккуин Мейсон.

Усвояемость растительной биомассы является темой, представляющей большой интерес в настоящее время. Это связано с тем, что в полисахаридах клеточных стенок растений, составляющих биомассу, содержится много сахаров, и если мы сможем получить эти сахара в пригодной для использования форме, мы сможем ферментировать их для производства всевозможных продуктов, таких как топливо и химикаты. К сожалению, эти материалы чрезвычайно трудно переварить, и получение лучшего понимания того, что контролирует эту усвояемость, является вопросом срочности.

Таким образом, чтобы иметь возможность использовать растительный материал для производства группы обновления, мы должны иметь возможность измерить потенциал ификации в этих растениях. Поэтому здесь, в Йоркском университете, мы проводим скрининг больших популяций растительного материала, чтобы определить их потенциал фикации. Фикация — это процесс расщепления сложных углеводов на моносахаридные компоненты для получения ценных химических веществ с помощью различных промышленных процессов.

Чтобы измерить потенциал фикации, мы воспроизводим промышленные процессы на микроуровне, где мы подвергаем биомассу предварительной обработке и гидролизу ферментов для определения выделяемых сахаров. Это позволяет выявить интересные сорта в генотипах. Высокопроизводительная система работает в формате шестилуночных планшетов IG.

Мягкие условия гидролиза используются для выявления тонких различий между генотипами, и он также достаточно гибок для поддержки различных материалов субстрата, а также для оценки различных ферментов. Метод, который мы используем, предполагает форматирование растительного материала в виде порошка, который затем предварительно обрабатывается разбавленной кислотой или щелочью при температуре 90 градусов в течение 20 минут. Затем выполняется ферментное расщепление с использованием коммерческой целлюлазной смеси при температуре 50 градусов в течение восьми часов.

Наконец, метод MBTH используется для определения высвобождения редуцирующих сахаров. Растительный материал заготавливают в виде сухих стеблей, которые разрезают на четыре миллиметровых сегмента. Они помещаются в два миллилитровых флакона вместе с тремя пятимиллиметровыми металлическими шариками.

Флаконы имеют индивидуальную маркировку со штрих-кодами, которые сканируются для обеспечения прослеживаемости образцов. Образцы загружаются в шлифовальные и форматирующие роботы в роботах. Образцы автоматически измельчаются и смешиваются, чтобы обеспечить дозирование биомассы в 96-луночный планшет.

Флаконы прокалываются, затем флакон перемещается в роботизированную руку таким образом, чтобы он находился внутри воронки, которая вибрирует для дозирования порошка. Вибрация воронки регулируется балансом для достижения целевого количества по массе на выдаваемую скважину. Биомасса распределяется по 10 столбцам пластин, оставляя две колонки для стандартов.

Делая четыре повторения на образец, мы загружаем по 20 образцов на пластину. Гидролизат этой пластины будет трижды преобразован в ПЦР-планшеты, в результате чего получится три оптические пластины. Таким образом, у нас есть три определения редуцирующих сахаров на лунку биомассы.

После форматирования пластины запечатываются силиконовым ковриком во избежание испарения. Когда они готовы, их перемещают к роботу для работы с жидкостями. При работе с жидкостями предварительная обработка роботом, гидролиз ферментов и определение выделяемых сахаров выполняются автоматически.

Двухметровый стол имеет контейнеры для различных необходимых реагентов, а также место для хранения пластиковой посуды. Существуют инкубаторы для предварительной обработки и гидролиза, а также термоамплификаторы для определения сахара. Предварительная обработка производится в глубокой луночной пластине.

Путем добавления в порошок биомассы разбавленной кислоты или щелочных растворов. Пластины переносят в нагревательный блок и инкубируют при температуре 90 градусов в течение 20 минут. Когда эта инкубация закончена, предварительную обработку удаляют путем пятикратного промывания 500 микролитрами ацетатного буфера.

После того, как предварительная обработка промыта, добавляется коктейль ферментов. Это стандартная смесь. Он содержит целлюлозу, новозим 1, 8, 8 в соотношении четыре к одному в концентрации семь FPU на лунку.

Планшеты инкубируют в течение восьми часов при температуре 50 градусов при встряхивании. 75 микролитров полученного гидролизата переносят в ПЦР-планшет. В столбцы 11 и 12 ПЦР-планшетов добавляются стандарты глюкозы.

Далее во все лунки добавляется 25 микролитров одного моляра гидроксида натрия. Наконец, 50 микролитров реагента MBTH пипетируют в ПЦР-планшет. Пластина глубокого колодца хранится после завершения переноса гидролизата на третью ПЦР-пластину.

Тогда как планшеты для ПЦР перемещаются в термоамплификаторы для инкубации при 60 градусах в течение 15 минут. Заключительным этапом процесса является перенос реакционной смеси на оптические пластины для развития цвета. После инкубации ПЦР-планшеты извлекаются из термоамплификатора.

В передаваемую реакционную смесь добавляется сто микролитров окисляющего реагента. Чтобы облегчить развитие цвета, процесс обработки жидкости выполняется четыре раза в течение 24 часов, где предварительная обработка промывки с добавлением фермента занимает примерно два часа. Гидролиз фермента занимает восемь часов, а определение сахара – еще два часа.

Пока первая пластина инкубируется в течение восьми часов, процесс начинает следующая пластина. При таком распределении ресурсов робота достигается тройная проверка по 80 проб в день для определения количества выделяемых редуцирующих сахаров. Оптические пластины рассчитаны на 620 нанометров.

Полученные результаты анализируются для количественного определения высвобождающих сахаров в виде наномолей на миллиграмм в час реакции. Так что спасибо за просмотр, и я надеюсь, что это вдохновит вас на исследования в области биотоплива.