Bitki hücre duvarı yapısı ve kimyası özellikleri, biyoyakıtlar ve biyo-malzemeler için ideal hammaddeleri belirlemek için değerlendirilir. Standart yöntemlerin büyük veri kümelerine uygulandığında sınırlamaları vardır. Bu yüksek verimli ön arıtma, enzim sakarifikasyonu ve piroliz-moleküler ışın kütle spektrometresi yöntemleri, çok sayıda biyokütle örneğini düşük deney süresi ve maliyeti ile karşılaştırır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Toplam Lignin, lignin Monomer ve enzimatik Şeker Yayın: Lignocellulosic Biyokütle rekalsitrantların Varyasyonları yüksek verimlilik Taraması
Bu makalede
Özet
Özet
Lignoselülozik biyokütlenin yakıtlara, kimyasallara ve diğer emtialara dönüştürülmesi, yenilenemeyen enerji kaynaklarının kullanımında azalmaya yönelik olası bir yol olarak araştırılmıştır. Farklı bir havuzdan hangi bitkilerin aşağı akış uygulamaları için istenen kimyasal özelliklere sahip olduğunu belirlemek için, selüloz ve lignin içeriği veya enzimatik bir sakrifikasyonu takiben monomerik şeker salınımı gibi özellikler karşılaştırılmalıdır. Standart analiz yöntemlerinin deneysel ve veri analizi protokolleri zaman alıcı olabilir, bu nedenle ölçülebilecek numune sayısını sınırlar. Yüksek verimli (HTP) yöntemler, standart yöntemlerin eksikliklerini hafifletir ve istenen özelliklere sahip olanları izole etmek için mevcut numunelerin hızlı bir şekilde taranmasına izin verir. Bu çalışma, Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı'nda kullanılan HTP şeker salınımı ve piroliz-moleküler ışın kütle spektrometresi boru hatlarını göstermektedir. Bu boru hatları, binlerce tesisin verimli bir şekilde değerlendirilmesini sağlarken, işçilik ve sarf malzemelerindeki azalmalar yoluyla deney süresini ve maliyetlerini azalttı.
Giriş
Olmayan yenilenebilir yakıtlar ve bunlarla ilgili ürünlerin düşüşler küresel kaynağı olarak, bilim adamları bitki kökenli kaynaklardan 1 benzer yakıtlar ve kimyasallar oluşturmak için meydan oylandı. Bu çalışmanın önemli bir yönü, bitki türleri biyoyakıt ve biyomalzeme 2,3 üretilmesi için uygun olabilecek belirlemektir. Tipik olarak, bu besleme stokları lignin, selüloz ve hemiselüloz içeriği için değerlendirilir; ile de veya sonradan enzim sakarifikasyon olmadan, termal, mekanik ve / veya kimyasal ön yoluyla yapısızlaştırma (rekalsitrantların) kendi duyarlılık olarak. Daha detaylı bir analizi gerekiyordu lignin ve yarı selüloz parçacığına spesif....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
Glikoz ve Ksiloz Verimi 1. Yüksek verim tayini enzimatik sakarifikasyon 9,29 takiben
- Numune Hazırlama (De-Tutkal, Taşlama, Ekstraksiyon, Ön İşlem)
- Wiley değirmen, bu parçacıklar, bir 20 ağ üzerinden geçmesi (850 um) elek kullanılarak her bir biyokütle, örneğin, en az 300 mg öğütün. Anti-statik fermuarlı üst torba transfer (tipik bar kodlu) ve barkod veritabanına kayıt örneği bilgileri.
- Dikkatle, çay-bag (mürekkep veya işaretleyici kullanmayın, kalemle) önlemek için biyokütle üzerinde uçlarını katlamak için emin olmak, Sallama çaylar sıvayıp bir numaralı yaklaşık 250 mg ya da anti-statik torbasından zemin biyokütle daha ekleyin....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Kimyasal ve termal ön ve daha sonra enzim sakarifikasyon birleşik etkisi, deney sonunda serbest glukoz ve ksiloz kütlesinin bir fonksiyonu olarak ölçülür. Sonuçlar biyokütle gramı başına serbest glukoz ve ksiloz miligram cinsinden rapor edilir. Bu genellikle, başlangıç malzemesinin kompozisyon analizi dayanan yüzde teorik verimin olarak rapor edilir laboratuvar ölçekli deneyler, bildirilen verilerin taban tabana zıttır. Henüz haftada örneklerin binlerce kompozisyon analizi yürütmek için pratik değildir, veri en kütle .......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Aşağıdaki gibi yüksek verimli tarama deneyleri yaparken doğru ve tekrarlanabilir verilerini elde etmek için temel örnek hazırlama adımları şunlardır:
Şeker Salma Deneyi:
Genel olarak numuneler, birkaç düzine bir kerede birkaç bin arasında değişen sayıda hazırlanır. Her önemli bir adım, tipik olarak örnekler arasında hazırlanmasında değişimleri en aza indirmek için ileri doğru hareket önce, bütün numuneler için gerçekleştirilmiştir. De-Tutkal başlangıçta protokolü.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Teşekkürler
Yazarlar, bu el yazmasında tartışılan her iki yüksek verimli boru hattı için biyokütle örneklerinin hazırlanmasına ilişkin olağanüstü bilgiler sağlayan stajyer Evelyn Von Neida'ya teşekkür eder. Bu çalışmanın ve el yazmasının geliştirilmesine destek Biyoenerji Bilim Merkezi tarafından sağlanmıştır. Biyoenerji Bilim Merkezi, DOE Bilim Ofisi'ndeki Biyolojik ve Çevresel Araştırma Ofisi tarafından desteklenen bir ABD Enerji Bakanlığı Biyoenerji Araştırma Merkezi'dir. Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL), Alliance for Sustainable Energy, LLC tarafından DOE için işletilen ABD DOE Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji Ofisi'nin ulusal bir laboratuvarıdır. Bu ....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Biomek FX Otomatik İş İstasyonu | Beckman Coulter | Biomek FX | Otomatik Sıvı İşleyici |
| Wiley değirmeni | Thomas Scientific | 3375E15 (Model 4) veya 3383L20 (Mini değirmen) | |
| anti-statik torbalar | Minigrip* | MGST4P02503 | 2.5x3", birden fazla tedarikçi mevcut |
| kalay kaplı bakır tel | McMaster-Carr | 8871K84 | 0.016" çap, bük ve kal tel |
| çay poşetleri | Herbco | press n' demleme çay poşetleri | 3.5x5 inç |
| gluko-amilaz | Novozymes | Spirizyme Yakıt | |
| alfa-amilaz | Novozymes | Liquozyme SC DS | |
| sodyum asetat trihidrat | herhangi bir kimyasal tedarikçisi | reaktif sınıfı | |
| asetik asit | herhangi bir kimyasal tedarikçisi | reaktif sınıfı | |
| 190 kanıt (%95) etanol | herhangi bir kimyasal tedarikçisi | reaktif sınıfı | |
| hazneler | Freeslate | ||
| 96- kuyu C-276 Hastelloy plakaları | Aspen İşleme (Lafayette, Colorado) | N / A (özel yapım) | |
| 1/8 "havya ucu | Sears | ||
| silikon yapışkan destekli Teflon bant | 3M | 5180 | 3" genişliğinde (36 yarda rulo) |
| enzim çözeltisi | Novozymes | Cellic CTec2 | |
| sitrik asit monohidrat | herhangi bir kimyasal tedarikçi | ||
| trisodyum sitrat dihidrat | herhangi bir kimyasal tedarikçi | ||
| tek kullanımlık, polistiren 96 oyuklu plakalar | Greiner Bio-One | 655101 | veya eşdeğeri; birden fazla tedarikçi mevcut |
| glikoz oksidaz / peroksidaz & nbsp; | Megazyme | K-Gluc | Megazyme D-glikoz test kiti |
| ksiloz dehidrojenaz | Megazyme | K-Ksiloz | Megazyme D-ksiloz test kiti |
| glikoz standart çözeltisi | Megazyme | K-Gluc | Megazyme D-glikoz test kiti |
| ksiloz standart çözeltisi | Megazyme | K-Ksiloz | Megazyme D-ksiloz tahlil kiti |
| paslanmaz çelik numune kapları | Sınır Laboratuvarları | PY1-EC80F | |
| cam elyaf levhalar | Pall | 66227 | 8x10" levhalar; Standart delgeç ile delinmiş daireler |
| Şeker kamışı küspesi Bütün Biyokütle Hammaddesi | NIST | 8491 | |
| Doğu Kavak Ağacı (kavak) Bütün Biyokütle Hammaddesi | NIST | 8492 | |
| Monterey Çamı Bütün Biyokütle Hammaddesi | NIST | 8493 | |
| Buğday Saman Bütün Biyokütle Hammaddesi | NIST | 8494 |
Kaynaklar
- 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.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
