Dieses Protokoll ermöglicht replizierte Mikroalgenexperimente mit wenig Benutzereingaben. Es wurde für Forscher entwickelt, die von manuell überwachten auf Tischkolben aufrüsten möchten, ohne technische und teure kommerzielle Photo-Bioreaktoren zu kaufen. Dieser Photo-Bioreaktor ermöglicht Lichtverhältnis und Flexibilität, kontinuierliche Wachstumsüberwachung und dreifache Replikation.
Öffnen Sie zunächst die Datenerfassungssoftware. Füllen Sie die Konfigurationsseite aus und weisen Sie den entsprechenden Sensoren Kalibrierungsdateien zu. Wählen Sie unter dem Namen der Verzeichnisdatei den entsprechenden Ordner für die Portnummer des digitalen Eingangsmoduls aus.
Klicken Sie auf den aktuellen Ordner und wiederholen Sie diesen Vorgang für alle Ports. Klicken Sie dann auf OK, um zur Protokollierungsseite zu gelangen. Als nächstes füllen Sie die Glasflaschen mit dem Kultivierungsmedium auf das gewünschte Volumen und zentrifugieren Sie die Stammkultur in drei ausgewogenen 50-Milliliter-Röhrchen, um drei Pellets zu erhalten.
Fügen Sie jeder Flasche ein Pellet mit einer serologischen Pipette und einem frischen Medium hinzu. Geben Sie dann einen 25 mal acht Millimeter großen Magnetrührer in jede Flasche, bevor Sie die Flaschenöffnung mit einem Gummistopfen und einem Schraubverschluss mit Gewindeöffnung verschließen. Wenn optionale Probenahmeanschlüsse installiert sind, schließen Sie die Ventile.
Nachdem Sie das Ende jeder Gasleitung im PVC-Rohr gefunden haben, befestigen Sie eine Nadel am Postköderanschluss des Ventils. Verbinden Sie jede Flasche mit ihrem Gassensor, indem Sie jeden Gummistopfen mit der entsprechenden Nadel durchstechen. Starten Sie dann jeden Gassensor einzeln, indem Sie das Kontrollkästchen auf der linken Seite des Bildschirms aktivieren, auf Start klicken und einen Dateinamen eingeben.
Klicken Sie auf OK und wiederholen Sie den Vorgang für alle Sensoren. Schalten Sie anschließend den Photo-Bioreaktor ein und stellen Sie sicher, dass die digitale Multiplex-Lichtsteuerung an eine Stromversorgung angeschlossen ist. Wechseln Sie mit der Taste am digitalen Multiplex-Controller zwischen der Hilfsszene und der benutzerdefinierten Lichtszene, um sicherzustellen, dass das Gerät ordnungsgemäß funktioniert.
Für die Flaschenprobenahme bereiten Sie weitere 500 Milliliter des frischen Mediums vor, bevor Sie mit dem Versuch beginnen. Um die Probe zu entnehmen, schließen Sie das Ventil an der Gasleitung und schließen Sie eine 10-Milliliter-Spritze an das Probenahmeventil an. Öffnen Sie nach dem Anschließen der Spritze das Probenahmeventil und entnehmen Sie acht Milliliter Kultur.
Schließen Sie dann das Probenahmeventil und trennen Sie die Spritze. Als nächstes schließen Sie eine Spritze mit acht Milliliter frischem Medium an das Probenahmeventil an. Öffnen Sie dann das Ventil und spritzen Sie das frische Medium ein.
Schließen Sie abschließend das Probenahmeventil und trennen Sie die Spritze. Um die Daten zu exportieren, wählen Sie Datei- und Offlinedaten aus. Nachdem Sie alle relevanten Protokolldateien ausgewählt haben, exportieren Sie die Daten in eine Tabellenkalkulationssoftware und speichern Sie.
Ein erfolgreiches Experiment zeichnet sich durch ein eng repliziertes Tagesmuster der Sauerstoffproduktion aus. Die Sauerstoffdurchflussrate fungiert als Proxy für die Wachstumsrate einer Kultur. Während der beleuchteten Stunden steigt die Gasproduktion stetig an und während der nicht beleuchteten Stunden stoppt die Gasproduktion.
Das Gesamtvolumen des an vier Tagen produzierten Sauerstoffs reichte von 316 Milliliter bei Behandlung A bis 902 Milliliter bei der Behandlung C.In dem Lichtregime von 300 Mikromol pro Quadratmeter pro Sekunde stieg die Temperatur tagsüber um maximal 1,4 Grad Celsius. Die Kulturtemperaturen kehrten über Nacht auf den Ausgangswert zurück. Trotz unterschiedlicher anfänglicher Biomassekonzentrationen erzeugten die Behandlungen B und C die gleiche Menge an Gesamtbiomasse, was zu identischen Verschiebungen des mittleren pH-Werts führte.
Die Online-Sauerstoffflussdaten zeigten, dass jede Behandlung unterschiedliche tägliche Wachstumsraten aufwies, was sich auch in den zweimal täglichen pH-Messungen widerspiegelte. Am ersten Tag war die Wachstumsrate von Behandlung B niedriger als die von Behandlung C.Während am dritten Tag die Wachstumsraten von Behandlung B die der Behandlung C übertrafen.Die Daten zur Sauerstoffflussrate zeigten, dass das höchste Wachstum am dritten Tag in Behandlung B auftrat.Wachstumsschätzungen auf der Grundlage des gesamten gemessenen Sauerstoffs sollten das Biomassewachstum leicht unterschätzen, was für fünf von sieben Beispielen gültig war. Zwei Beispiele überschätzten das Wachstum.
Dies könnte durch Experimente beeinflusst worden sein, die am Ende der Nacht ermittelt wurden. Eine starke nächtliche Atmung erhöht den Sauerstoffverbrauch, erzeugt ein Flaschenkopfraumvakuum und saugt eine Packung mit Flüssigkeit aus Gassensoren an. Wenn die Atmung hoch sein kann, öffnen wir den Kopfraum über Nacht.
