წყალმცენარეები იზრდება ლაბორატორია – ულტრაბგერითი ალგას ექსტრაქცია

წყალმცენარეები

წყალმცენარეების ლაბორატორიამ შეიმუშავა წყალმცენარეების და ბალახის photobioreactors სერია წყალმცენარეების გაშენებისათვის, აგრეთვე უჯრედის ულტრაბგერითი განადგურების პროცესის საფუძველზე, რომელიც ეფუძნება Hielscher ულტრაბგერითი პროცესორების ნაკადს.
წარმოდგენილია პროცესის ზოგადი ნაკადის დიაგრამა ქვემოთ.

ნაკადის სქემა აჩვენებს პროცესი წყალმცენარეების გაშენების და algal ნავთობის წარმოების გამოყენებით ultrasonication. © წყალმცენარეები იზრდება ლაბორატორია

ქვემოთ წარმოდგენილია წყალმცენარეები ლაბორატორიის photobioreactors მაგალითები.
სპექტრითის PAR ნაწილში LED პანელების შუქის გამოყენება საშუალებას იძლევა გაზარდოს წყალმცენარეების მაქსიმალური ტემპი.
მაგალითად, Chlorella Vulgaris- ის ინოცირების შემდეგ 0.146 g / L- ის საწყისი სიმკვრივით 7-დან 7 საათში სიმჭიდროვე მივაღწიეთ 7 დღის განმავლობაში.

წყალმცენარეების განადგურება Ultrasonification- ის მიერ

წყალმცენარე ზრდის სტადიონის შემდეგ, წყალმცენარეები ნავთობის მოპოვებისთვის მწიფეა. როგორც საკანში შინაარსი გამოყოფილია გარემოდან, შედგება უჯრედის მემბრანის სტრუქტურაში, უჯრედის დარღვევის მეთოდი მნიშვნელოვანია სრული უჯრედული მასალის გათავისუფლებასთან დაკავშირებით. საკანში გარსის უზრუნველყოფს მექანიკური ძალა საკანში და შეინარჩუნოს მთლიანობას. უჯრედის მემბრანის ელასტიური თვისებები უჯრედებს საშუალებას აძლევს, აუჩქარებელ ზეგავლენებში სწრაფი ცვლილებები გაუწიონ მათ გარე გარემოში.
ორივე ულტრაბგერითი და მიკროტალღოვანი მეთოდები, რომლებიც აღწერილია ქვემოთ, აღინიშნება მიკროალღევის მოპოვების გაუმჯობესება, უფრო მაღალი ეფექტურობა, შემცირებული მოპოვების დრო და გაზრდილი შემოსავალი, ასევე დაბალი და საშუალო ზომები და უმნიშვნელო დამატებული ტოქსიკურობა.
ძალიან ხშირად ალგასგან დამზადებული პროდუქტების მოპოვება უფრო ეფექტურია, თუ წყალმცენარეები განადგურებამდე გაანადგურეს. მაგრამ ზოგჯერ, უჯრედის განადგურება თავად გულისხმობს მიზანი პროდუქტის გათავისუფლებას, და მხოლოდ გამოყოფის პროცესია საჭირო იმისათვის, რომ მიიღოთ იგი (მაგალითად, ლიპიდების მოპოვება წყალმცენარეებისგან ბიოლოგიური საწარმოებისათვის).
წყალმცენარეები იზრდება ლაბორატორიული აერთიანებს ულტრაბგერითი სისტემის უჯრედის დარღვევას და მოპოვების მათი წყობა, რათა უზრუნველყოს უაღრესად ეფექტური პროცესი მისაღწევად სრული გათავისუფლების intracellular შინაარსი და ამით უმაღლესი შემოსავალი მოკლე დროში. ულტრაბგერითი რეაქტორით, ულტრაბგერითი ტალღები ქმნიან caviatation თხევად მედიაში, რომელიც შეიცავს წყალმცენარეების უჯრედებს. კვერცხების ბუშტები იზრდება ულტრაბგერითი ტალღის ალტერნატიულ იშვიათი ფაზების დროს, სანამ არ მიიღებენ გარკვეულ ზომებს, როდესაც შემდგომი ენერგია არ არის შემორჩენილი. ამ მაქსიმალური წერტილი bubble ზრდის, voids კოლაფსი დროს შეკუმშვის ფაზაში. ბუშტის კოლაფსი ქმნის ზეწოლისა და ტემპერატურის დიფერენციალებს, აგრეთვე შოკის ტალღებს და ძლიერი თხევადი გამანადგურებლებს. ეს უკიდურესი ძალები არა მარტო გაანადგურებს უჯრედებს, არამედ ეფექტურად დაიბანეთ მათი შინაარსი თხევად მედიაში (მაგ. წყალი ან გამხსნელი).
ულტრაბგერითი განადგურების ეფექტურობა მკაცრად დამოკიდებულია უჯრედის კედლების გამძლეობაზე და ელასტიურობას, რაც მნიშვნელოვნად განსხვავდება ინდივიდუალური წყალმცენარეების შტამებში. ეს არის მიზეზი იმისა, რომ უჯრედების განადგურების ეფექტურობა ძალზე გავლენას ახდენს შაინიზაციის პროცესის პარამეტრებით: ყველაზე მნიშვნელოვანი პარამეტრია ამპლიტუდა, ზეწოლა, კონცენტრაცია & სიბლანტე და ტემპერატურა. ეს პარამეტრი უნდა იყოს ოპტიმიზირებული ყველა წყალმცენარეობისათვის, რათა უზრუნველყოს ოპტიმალური გადამუშავების ეფექტურობა.
ქვემოთ ჩამოთვლილ სტატიებში შეიძლება შეიცავდეს უჯრედების დარღვევის ზოგიერთი მაგალითი და სხვადასხვა წყალმცენარეების დაშლა.

• დუნალეელა სალინა და ნანოკლოროპოფსის ოკულატა: მეფე პრემიერი, ნოვოართარსკი კ .; ჯოისი, EM; მეისონი, TJ (2012): წყალმცენარეების უჯრედების ულტრაბგერითი დარღვევა. AIP კონფერენციის პროცესი; 5/24/2012, ტ. 1433 გამოცემა 1, გვ. 237.
• ნანოკლოროპუსული ოკულატა: ჯონათან რ. მაკმიანი, იენ ა. ვატსონი, მეჰუმუდ ალი, ვააამ ჯაფარი (2013): ალგალური უჯრედის დარღვევის მეთოდების შეფასება და შედარება: მიკროტალღოვანი, წყალგაუმტარი, ბლენდერი, ულტრაბგერითი და ლაზერული მკურნალობა. გამოყენებითი ენერგია, მარტი 2013, Vol. 103, გვერდები 128-134.
• Nanochloropsis salina: Sebastian Schwede, ალექსანდრა Kowalczyk, Mandy გერბერი, როლანდ Span (2011): გავლენა სხვადასხვა საკანში დარღვევის ტექნიკის mono მონელების on algal ბიომასის. მსოფლიო განახლებადი ენერგიის კონგრესი 2011, ბიოენერგია ტექნოლოგიები, 8-12 მაისი 2011, შვედეთი.
• შისკოციტის ლიმფური და ქლამიოდონების რეინჰარდიტი: ხოსე გერდე, მელიასას მონტალბო-ლომბაი მ, ლინქსინგი იაო, დევიდ გრეველი, ტონ ვანგი (2012): მიკროალღვის უჯრედების დარღვევის შეფასება ულტრაბგერითი მკურნალობით. ბიოორესის ტექნოლოგია 2012, მოცულობა. 125, გვ .175-81.
• კრიპტოკოდინიუმი კონია: პოლ მერცერი და რობერტო ე. არმენტა (2011): ზეთის მოპოვების ზრდა მიკროკალასიდან. ევროპის ჯორი ლიპიდ მეცნიერების ტექნოლოგია, 2011.
• სტოტიელოპსის terrestris: ს. სტარკი, დოქტორი ნ. ჰემპელი, ლ. დუმბროვსკი, პროფესორი ო. პულზი: Scotiellopsis terrestris- ის უჯრედის დარღვევის გაუმჯობესება ულტრაბგერითი და პექტინის დამონტაჟებული ფერმენტის საშუალებით. ნატურშოფჩეჩემი.

პროცესი

მას შემდეგ, რაც გაშენება, წყალმცენარეები ბიომასის ნაკადი იკვებება კონცენტრაციის მოწყობილობის გამოყოფა ბიომასის თხევადი მედია. კონცენტრატი დაგროვილია შენახვის სატანკოში. გამოყოფის შემდეგ საკნები უნდა ჩაიშალოს ნავთობისა და სხვა უჯრედების გათავისუფლებისთვის. აქედან გამომდინარე, კონცენტრირებული ბიომასის არის pumped მეშვეობით Hielscher ულტრაბგერითი მოწყობილობა. ულტრაბგერითი რეცირკულაციის კონფიგურაცია უზრუნველყოფს უჯრედების კონცენტრატის რეცირკულაციას მოცემული ზეწოლის ქვეშ Hielscher ნაკადის საკანში უკან დაგროვების სატანკო. რეცირკულაცია გრძელდება საკნების განადგურების დროს. როდესაც განადგურების პროცესი დასრულებულია, ბიომასის განადგურებული უჯრედები სატუმბი ხდება პროდუქციის გამყოფი მოწყობილობისთვის, სადაც დარჩენილი ნამსხვრევების პროდუქციის საბოლოო გამოყოფა ხდება.

ალგას უჯრედის განადგურების ერთეული ბიომასის კონცენტრაცია / გამოყოფის მოწყობილობა და Hielscher- ის 1.5 კვტ ულტრაბგერითი პროცესორი UIP1500hd. © წყალმცენარეები იზრდება ლაბორატორია

განადგურებული უჯრედების პროცენტული მაჩვენებელი

წყალმცენარეების დაზიანების ეფექტურობის შეფასების მიზნით, ALGe Grow Lab- მა ორი განსხვავებული მეთოდოლოგია გამოიყენა განადგურებული უჯრედების პროცენტული მაჩვენებლის შესაფასებლად:

1. პირველი ანალიზის მეთოდი ეფუძნება ქლოროფილის A, B და A + B ფლუორესცენციის გაზომვას.
   დროს ნელი spin centrifugation, algal საკნები და ნამსხვრევები იქნება pellet ბოლოში მიმღები, მაგრამ დასვენების თავისუფალი მცურავი ქლოროფილი კვლავ რჩება supernatant. უჯრედისა და ქლოროფილების ამ ფიზიკური მახასიათებლების გამოყენება შესაძლებელია გატეხილი უჯრედების პროცენტული მაჩვენებელი. ეს ხორციელდება ნიმუშის მთლიანი ქლოროფილის ფლუორესცენტზე. შემდეგ, ნიმუში არის ცენტრიფუგირებული. ამის შემდეგ, საზომის ქლოროფილის ფლუორესცენცია იზომება. მთლიანი ნიმუშის ქლოროფილის ფლუორესცენციასთან დაკავშირებული ქლორფოლის ფლუორესცენციის პროცენტული მაჩვენებლების მიღებისას, შესაძლებელია გატეხილი უჯრედების პროცენტული მაჩვენებელი. გაზომვის ეს ფორმა საკმაოდ ზუსტია, მაგრამ ვარაუდს იძლევა, რომ ქლოროფელის რაოდენობა ერთგვაროვანია. სულ ქრონოფილის ექსტრაქტები შესრულდა მეთანოლით.
2. მეორე ანალიზის მეთოდისთვის კლასიკური ჰემოციტომეტრია გამოყენებული იქნა საკვებით სიმკვრივის აღსადგენად მოსავლის წყალმცენარეების ნიმუშში. პროცედურა ხორციელდება 2 საფეხურით:

• პირველ რიგში, მოყვანილია ალერგიის დამუშავების დაწყებამდე მოყვანილი წყალმცენარეების სიმკვრივე.
• მეორეც, იმავე ნიმუშის სინაციის შემდეგ განადგურებული (დარჩენილი) უჯრედების რაოდენობა იზომება.
  ამ ორი გაზომვის შედეგების საფუძველზე განადგურებული უჯრედების პროცენტული მაჩვენებელი გამოითვლება.

Pic.1: წყალმცენარეები სანამ განადგურება © წყალმცენარეები იზრდება ლაბორატორია

პლიუს 2: წყალმცენარეების დარღვევა: 60% -იანი უჯრედების დარღვევა. sonication. © წყალმცენარეები იზრდება ლაბორატორია

პალმ 3: წყალმცენარეების დარღვევა: 100% უჯრედის დარღვევა 120 წთ. sonication. © წყალმცენარეები იზრდება ლაბორატორია