Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencia (CHE-1151492), el Noroeste avanzada Renovables Alianza (beca de J. Wilson-Peltier), ya través de una donación privada de los amigos de WHOI. Damos las gracias a Kevin R. Steidley y Kim Ascherl (USDA / ARS / NCAUR) por su excelente asistencia técnica.

1. biomasa de microalgas y Preparación Nota: La marina microalgas Isochrysis sp. &quot;T-iso&quot; utilizado en el presente estudio se puede comprar (ver Lista de Materiales). Cantidades de varios kilogramos de Isochrysis se pueden comprar como una pasta húmeda congelada (Iso -paste) que contiene aproximadamente 80% de agua y 20% de la biomasa, y es de color verde oscuro casi negro / color con un olor penetrante olor del mar. Isochrysis también puede se puede comprar como una seca (95% de materia seca) polvo de color amarillo-marrón (Iso -Polvo) con un olor similar. <ol><li> Con el fin de secar la pasta Isochrysis, abrir un paquete de 1 kg cortando un 1 - 2 pulgadas agujero en la esquina de los envases de plástico con unas tijeras. </li><li> Apriete aproximadamente 300 g de esta pasta a través de Isochrysis el agujero en un 150 mm x 75 mm cristalizar plato para crear una capa delgada (~ 20 mm). </li><li> Agregar la pasta se seque al aire a temperatura ambiente hasta que se vuelve seca y escamosa (por lo general, 48 -96 h). Nota: Los tiempos de secado reales pueden variar y dependen de la temperatura. Sin embargo, no hay diferencia se observó en los rendimientos o la calidad del producto con el tiempo de secado aún más largas (hasta dos semanas). El proceso de secado también se puede hacer más uniforme y / o acelerado por la colocación de la placa de cristalización en una placa caliente (30-40 ° C). </li><li> Raspar la biomasa seca de la placa de cristalización con una espátula y colecte en un dedal de extracción de celulosa (Longitud: 123 mm, 43 mm de diámetro). Anotar el peso de la biomasa seca Isochrysis. </li></ol> 2. Soxhlet Extracción de biomasa seca Isochrysis <ol><li> Cargar un Isochrysis -Con la extracción de celulosa dedal (típicamente 50 - 60 g de biomasa seca) en un aparato de extracción Soxhlet. </li><li> Llenar el matraz de Soxhlet con hexano (400 ml), encienda la fuente de agua del condensador y el calor, y permitir que el Soxhlet para desplazarse por 24 - 48 h (hasta que el color del disolvente ha pasado de verde oscuro a unaamarillo tenue). </li><li> Apagar el fuego y dejar que el aparato se enfríe a temperatura ambiente, a continuación, desconecte el matraz del extractor Soxhlet. </li><li> Quitar los hexanos usando un evaporador rotatorio y registrar el peso del material de hexanos-extraíbles ( &quot;aceite de algas hexano&quot; (h-AO)). </li></ol> 3. La saponificación del aceite de algas y separación de los ácidos grasos y lípidos neutros <ol><li> Se vuelve a disolver el h-AO en el mismo matraz de fondo redondo de la Etapa 2.4 anterior con metanol: diclorometano (2: 1, volumen = 10 x masa de aceite de alga). </li><li> Añadir una barra de agitación y adjuntar un condensador de reflujo (la bobina: 500 mm de longitud). </li><li> Añadir H 2 O (volumen = 2,67 x masa de aceite de algas) y KOH (50% w / w aceite de algas) y calentar el contenido con agitación a 60 ° C durante 3 hr. </li><li> Después de enfriar a temperatura ambiente, eliminar los disolventes orgánicos (metanol y diclorometano) en un evaporador rotatorio. </li><li> Transfiera la mezcla acuosa restante vertiendo en un 1embudo de separación -L. Añadir hexanos (equivalente en volumen a la solución acuosa), agitar el embudo de separación, y permitir que las capas se separen. </li><li> Escurrir la capa acuosa inferior en un matraz Erlenmeyer, y se vierte fuera de la fase orgánica superior en un Erlenmeyer separado. </li><li> Repetir los pasos 3.5 y 3.6 hasta que la capa orgánica es incoloro (típicamente 1-2 más veces). </li><li> Se concentran los extractos orgánicos combinados en un evaporador rotatorio para aislar los lípidos neutros como un sólido de color verdoso (pf ≈ 60 -. 70 ° C). </li><li> Se acidifica la fase acuosa con HCl (6 M, hasta pH ~ 2 como se indica por el papel de pH). </li><li> Extraer los ácidos grasos libres (AGL) de la fase acuosa se acidificó con hexanos (Equivolume a la fase acuosa), utilizando un embudo de separación 1 L como se describe en los pasos 3.5 y 3.6. </li><li> Quitar los hexanos en un evaporador rotatorio para obtener los ácidos grasos libres como un residuo de color verde oscuro casi negro oleoso (líquido a temperaturas&gt; 30 ° C). </li></ol> 4.La esterificación catalizada por ácido de los ácidos grasos libres y Producción de Biodiesel de un verde <ol><li> La transferencia de los ácidos grasos libres utilizando metanol: cloroformo (1: 1, 6 x volumen de aceite de algas) para disolver primero los ácidos grasos libres y después vertiendo en un matraz de reacción de alta presión de pared gruesa equipado con una barra de agitación. </li><li> Añadir H 2 SO 4 concentrado (20% w / w aceite de alga), sellar el frasco, y se calienta la mezcla a 90 ° C mientras se agita durante 1 hr. </li><li> Después de enfriar a temperatura ambiente, transferir la mezcla mediante el vertido en un embudo separador. </li><li> Añadir H2O (2 x volumen de aceite de algas), agite el embudo de separación, y dejar que las fases se separen. </li><li> Drenar la capa inferior en un matraz de fondo redondo previamente pesado y se concentra en un evaporador rotatorio. Se registra la masa del biodiesel resultante. </li><li> Analizar el perfil de ácidos grasos por cromatografía de gases con detector de ionización de llama (GC-FID) 28 (cromatógrafo de gases equipado con un conector DB-88 [(88% cyanopropyl) methylarylpolysiloxane] columna (30 mx 0,25 mm de espesor DI x 0,20 micras película). Nota: Los ésteres metílicos de ácidos grasos comunes son verificados por la retención de la comparación con muestras auténticas vez obtenidos comercialmente. Además, la espectrometría de cromatografía de masa de gas (GC-MS; cromatógrafo de gases acoplado a un detector selectivo de masas) se realiza en condiciones idénticas de programa de temperatura y la columna para analizar componentes tales como C18: 4 para los que no hay patrones auténticos están disponibles con los resultados aplican a GC cuantificación. </li></ol> 5. El biodiesel decoloración <ol><li> Calentar el biodiésel de color verde oscuro a 60 ° C en un matraz de fondo redondo equipado con una barra agitadora. </li><li> Añadir K 10 (MK10) polvo de montmorillonita (10-20% w / w de la biodiesel) y se agita durante 1 hr. </li><li> Retire la parte inferior redonda del fuego y deje que la solución se enfríe a temperatura ambiente. </li><li> Preparar un aparato de filtración que consiste en un matraz de fondo redondo y la diversión de filtronel contiene un papel de filtro de celulosa (Ash 0,007%). </li><li> Verter el biodiesel enfriado se decolora a través del embudo de filtración utilizando una cantidad mínima de hexanos para enjuagar el matraz de fondo redondo. </li><li> Desconecte el embudo de filtración desde el matraz de fondo redondo (esto ahora contiene una solución de hexanos del biodiesel se decolora) y retirar los hexanos con un evaporador rotatorio para dar un / biodiesel rojo anaranjado. </li><li> Conservar las muestras a 4 ° C durante este tiempo (~ 10% w / w) se producirá cierta sedimentación de material insoluble. </li><li> Eliminar el material insoluble por decantación o filtración como se describe en el paso 5.4 y 5.5 para producir un biodiesel clara y homogénea para el análisis. </li></ol> 6. Aislamiento y purificación de alquenonas de los lípidos neutros <ol><li> Disolver los lípidos neutros (del Paso 3.8) en una cantidad mínima de diclorometano (aproximadamente 50 ml por 10 g de lípidos neutros) y añadir la solución con una pipeta a la parte superior de una columna de cromatografía (O.D 60 mm, ID 55 mm, longitud de 18 &quot;) que contiene gel de sílice (malla 230-400, 100 g). </li><li> Eluir la solución a través de la sílice con la presión (~ 5 psi) usando diclorometano (aproximadamente 150 ml) como disolvente y se recoge el eluyente en un matraz de 250 ml de fondo redondo. </li><li> Eliminar el diclorometano con un evaporador rotatorio para dar un sólido de color naranja. </li><li> Se recristaliza el sólido utilizando hexanos mediante la adición de aproximadamente 100 ml de hexanos en ebullición, seguido por cantidades adicionales incrementales de hexanos en ebullición hasta que la solución es homogénea (volumen total ~ 150 ml). A continuación, enfriar lentamente la solución a temperatura ambiente para promover la cristalización. </li><li> Recoge los alquenonas cristalizado utilizando un aparato de filtración como se describe en el paso 5.4 utilizando una pequeña cantidad de (0 ° C) de hexanos fríos para enjuagar el matraz. </li></ol>

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Isochrysis es uno de sólo un selecto número de especies de algas cultivadas, cosechadas industrialmente como un componente principal de alimentación de mariscos, y por lo tanto representativo de la actividad necesaria para la producción de biocombustibles. La disponibilidad de las algas y utilizado métodos estándar empleados en este estudio, hacen que el protocolo presentado ampliamente accesible a otros grupos de más investigaciones. Los pasos críticos incluyen aire de secado de las algas (en oposición a la liofilización de 33), extracciones de disolventes, saponificación y esterificación. A través de estas operaciones se puede examinar el rendimiento de lípidos y otros coproductos procedentes de los distintos Isochrysis disponibles 30. Se prevé que estos pueden diferir como resultado de diferentes cepas y métodos de cultivo, 31 y también puede ser afectada por la naturaleza del producto y cualquier procesamiento adicional (por ejemplo, secado o congelación) utilizado por el proveedor. Como se demuestra aquí, el protocolo de desarrollared se puede aplicar con éxito a los diferentes tipos de productos de Isochrysis, que van desde una pasta húmeda a un polvo molido seco. Los rendimientos de biodiesel eran sin embargo inferior de la biomasa en polvo (7% w / w vs. biomasa seca 12% w / w de la pasta seca), que corresponde con menores cantidades de aceite de algas (h-AO) extraído. Esto puede sugerir que un protocolo de extracción alternativo 32 que no sea un aparato Soxhlet puede ser más adecuado para los productos de Isochrysis secos en polvo. El polvo Isochrysis utilizada en este estudio se anuncia como que contiene 23-25% de lípidos, que similar a lo que hemos obtenido experimentalmente a partir de pasta de Isochrysis seca. 33,34,26 A pesar de los diferentes colores de la biomasa seca de partida, el Iso-pasta-Hao y -Polvo Iso-Hao fueron esencialmente indistinguibles, ambos de color verde oscuro / negro cerca de los sólidos con puntos de fusión de aproximadamente 50 ° C. Curiosamente, la proporción de ácidos grasos libres a labio neutralids dentro de los dos extractos de hexano era diferente. Después de saponificación y separación de los lípidos neutros, se obtuvo un 60% (w / w) AGL y 40% (w / w) lípidos neutros desde el Iso--paste Hao. El Iso- polvo-HAO produce, en promedio, 46% (w / w) AGL y 54% (w / w) lípidos neutros. Los resultados sugieren que o bien la biomasa en polvo de partida pueden contener mayores cantidades de lípidos neutros relativos a derivados de FA de la pasta de Isochrysis, o que la extracción Soxhlet de polvo Isochrysis es algo selectivo para lípidos neutros. No sólo los rendimientos de los productos obtenidos a partir de los dos Isochrysis comercial biomasas diferente, sino también los perfiles de ácidos grasos de la biodiesel resultante. Esto es importante, ya que las propiedades de los combustibles de biodiesel dependen directamente de la naturaleza y el contenido de FAME individuales. 35 Para ser comercializado, todo el biodiésel debe ser conforme a las normas descritas en la norma ASTM documentosD6751 o EN 14214 en los EE.UU. o Europa, respectivamente. Las especificaciones incluyen rangos de lubricidad y viscosidad cinemática, y valores mínimos para el número de cetano y la estabilidad oxidativa. Otras recomendaciones importantes están relacionados con las propiedades de flujo en frío bajo la forma de un punto de enturbiamiento (CP) o el punto de obstrucción de filtros en frío (CFPP). Hemos informado anteriormente de los resultados de las pruebas de combustible integral de biodiesel preparado a partir de pasta de Iso. 36 Dado que el perfil FAME del biodiesel producido a partir de la -Polvo Iso en este estudio es similar a los ensayados anteriormente, podemos predecir ciertas propiedades del combustible a ser similares tanto para los combustibles de biodiesel. Por ejemplo, la cuenta de los ácidos grasos poliinsaturados (PuFAMEs, más de dos dobles enlaces) por aproximadamente 40% de ambas mezclas de FAME (35,2% y 39,9%, Tabla 2). Esto dará lugar a una pobre estabilidad oxidativa y de flujo frío favorable. 35 Hay, sin embargo, pequeñas diferencias en los perfiles de fama de los dos biodiesel combustibles. Biodiesel producido a partir del polvo Isochrysis contenía cantidades más altas de 14: 0 (19,4 mg / g vs. 16,4 mg / g), 18: 3 (13,5 mg / g vs. 8,5 mg / g), y 22: 6 (11,0 mg / g vs. 6,9 mg / g) FAMEs, sin embargo, cantidades menores de 18: 4 (10,4 mg / g vs. 19,8 mg / g). La magnitud del impacto de estas diferencias en las distintas propiedades de los combustibles contenidos en las normas ASTM queda por investigar. El biodiesel inicial obtenida a partir de tanto comerciales Isochrysis algas fueron igualmente de color verde oscuro que se puede explicar por la presencia de clorofilas. 36 clorofila y sus derivados se han reportado para tener un efecto negativo sobre la estabilidad de los aceites vegetales, y sus combustibles biodiesel correspondientes. 36,29 Basado en el método de Issariyakul y Dalai para decolorar el aceite de canola Greenseed en relación con la producción de biodiesel, 29 de agitar nuestra biodiesel verde sobre 10% (w / w) MK10 a 60 ° C durante 1 hora dio como resultado un dramáticoreducción en el contenido de pigmento mediante inspección visual (ref. la figura 2). recuperaciones de masa del proceso de decoloración fueron en promedio de 90%. Los rendimientos de alquenonas purificadas de Iso- pasta-Hao y lípidos neutros Aísle polvo-HAO fueron comparables al 40% y 46% w / w, respectivamente (Tabla 1). Dado que los lípidos neutros representan una mayor proporción de material contenido en el polvo de Iso-Hao (54% w / w vs. 40% w / w), alquenona rendimiento a partir del polvo de Iso-Hao supera el rendimiento alquenona pasta-Hao Iso en aproximadamente un 10% (25% w / w vs. 16% w / w). Sin embargo, teniendo en cuenta que los rendimientos de la misma Iso-Hao en polvo fueron inferiores a Iso-pasta-Hao (15% frente a 20% w / w), los rendimientos globales de alquenonas de ambas biomasas Isochrysis secos son más similares (0,2 x 0,4 x 0,4 = 3,2% w / w de la pasta de Isochrysis seca y 0,15 x 0,54 x 0,46 = 3,7% a partir de polvo Isochrysis).

Recientemente ha habido un gran resurgimiento del interés en los biocombustibles a partir de algas, en particular para la producción de combustibles líquidos como el biodiesel 1 y otros aceites derivados de la biomasa. 2 Los beneficios propuestos incluyen la evitación de ciertos alimentos vs. combustible controversias 3 y productividades más altas según los informes y las capacidades de mitigación de CO2 que los cultivos agrícolas tradicionales. 4 Esto sigue a la de casi 20 años del Departamento del Programa de especies acuáticas de Energía (ASP) Estados Unidos comenzó en 1978 con el propósito de investigar el transporte de combustible a partir de algas. Como se indica en el informe de Sheehan, 5 el programa terminó en 1996, principalmente debido a los costos proyectados no eran competitivos con el petróleo crudo en ese momento ($ 18,46 por barril (159 L)). Si bien el costo del petróleo ha aumentado dramáticamente desde entonces ($ 87,39 por barril en 2014) 6, que está conectado con el renacimiento en la investigación de biocombustibles de algas, algunas hAve argumentó que, no obstante, los biocombustibles de algas van a resultar demasiado costoso. 7 Como una estrategia para compensar los costos de producción de biocombustibles, la noción de co-productos de valor añadido ha surgido entre ambos críticos 7,8 y 9,10 proponentes y características como una de las principales razones de la búsqueda de biocombustibles de algas en los Estados Unidos Departamento de Energía (DOE) &quot;Nacional de algas biocombustibles Plan tecnológico». 11 Aquí se describe un método para la coproducción de dos corrientes de combustible separado a partir de microalgas comercial Isochrysis. Nos hemos centrado en Isochrysis, en parte, debido a que ya se produce industrialmente, se recogieron para los propósitos de la maricultura, y también porque Isochrysis es uno de sólo unas pocas especies de algas que, además de los lípidos tradicionales (es decir, ácidos grasos) biosintetizar una clase única de compuestos conocidos como alquenonas de cadena larga poliinsaturados. 12 estructuras alquenona se caracterizan por muy l<html> cadenas de hidrocarburos ong (36-40 carbonos), de dos a cuatro de metileno no interrumpidos bonos -double trans, y una cetona de metilo o etilo (Figura 1). Alquenona insaturación es sensible a la temperatura de crecimiento de algas, 13,14 de tal manera que la proporción de la alquenona de metilo C37 diinsaturado (el llamado &quot;índice de insaturación&quot;) se puede utilizar como sustituto de la últimos temperaturas superficiales del mar 15 -. 20 alquenonas son se cree que residen en los cuerpos de lípidos citoplasmáticos y pueden ser más abundantes que los triglicéridos (TAGs) 21,22. en nitrógeno o limitación de fósforo, hasta un 10-20% de carbono celular en la fase estacionaria se acumula como alquenonas 23,24. de una punto de vista evolutivo, alquenonas puede haber sido favorecida sobre TAGs porque su geometría doble enlace trans proporciona una forma más estable de almacenamiento de energía. 21 189fig1.jpg &quot;/&gt; Figura 1. Estructuras de alquenonas de cadena larga poliinsaturados alquenona común de metilo. 37: 3 aislada de Isochrysis ejemplificando longitudes de cadena larga de hidrocarburos (36 - 40 carbonos), trans no metileno dobles enlaces interrumpidos, y que termina en una cetona de metilo o etilo. La nomenclatura es similar a los ácidos grasos donde #: # se refiere al número de carbonos:. Número de dobles enlaces <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54189/54189fig1large.jpg" target="_blank">por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> Se argumenta que alquenonas representan una materia prima de carbono renovable prometedor de un alga común con una historia de cultivo industrial. 25 Biodiesel producido directamente a partir del extracto de lípidos total de Isochrysis contiene una cantidad significativa (10-15% w / w) de alquenonas y la contaminación por estos compuestos de alto punto de fusión da lugar a malas propiedades de flujo en frío del combustible. Sin embargo, el uso de tque las técnicas de saponificación / extracción descritos aquí, alquenonas se puede retirar y se recuperó lo que mejora la calidad del biodiesel mientras que produce una corriente de producto secundario. Recientemente hemos demostrado la conversión de alquenonas a un combustible líquido por metátesis cruzada con 2-buteno (butenolysis). 26 La reacción butenolysis emplea un rutenio comercial metátesis-iniciador, se produce rápidamente a baja temperatura, y limpiamente ofrece una mezcla predecible de combustible de avión hidrocarburos en el rango. Esta reacción se lleva a cabo en paralelo con la síntesis de biodiesel a partir de ácidos grasos, que representa los primeros pasos hacia un enfoque de &quot;bio-refinería&quot; 27 para la producción de biocombustibles comercialmente viable Isochrysis.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="608">
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Isochrysis</td>
			<td style="width:107px;">Reed Mariculture</td>
			<td style="width:119px;">Iso, Raw, Unprocessed, 20%dw</td>
			<td style="width:167px;">Live culture paste, 20% w/w biomass</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Isochrysis</td>
			<td style="width:107px;">Necton, S.A</td>
			<td style="width:119px;">AADISS004</td>
			<td>PhytoBloom Prof Isochrysis (Freeze-dried)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Hexanes</td>
			<td style="width:107px;">Fisher Chemical</td>
			<td style="width:119px;">H291-4</td>
			<td>ACS Certified</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Methanol</td>
			<td style="width:107px;">Fisher Chemical</td>
			<td style="width:119px;">A452-4</td>
			<td>HPLC Grade</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dichloromethane</td>
			<td style="width:107px;">Fisher Chemical</td>
			<td style="width:119px;">D37-4</td>
			<td>Certified/Stabilized</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Soxhlet Apparatus</td>
			<td style="width:107px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">64826</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Extraction Thimble</td>
			<td style="width:107px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">64842</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">B&#252;chner Funnel</td>
			<td style="width:107px;">Chemglass</td>
			<td style="width:119px;">CG-1406-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">High Pressure Reaction Vessel</td>
			<td style="width:107px;">Chemglass</td>
			<td style="width:119px;">CG-1880-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Whatman Filter Paper</td>
			<td style="width:107px;">GE Life Sciences</td>
			<td>1442-042</td>
			<td>Grade 42, Ash 0.007%, circle, 42.5 mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Biodiesel (B100)</td>
			<td style="width:107px;">Bellingham Shell</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>The biodiesel (B100) in Figure 3 was purchased at a local filling station: Bellingham Shell, Bellingham, WA 98226</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Isochrysis</td>
			<td style="width:107px;">&#160;Aquacave</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>&#160;In addition to Reed and Necton, Isochrysis can also be purchased from (Aquacave. (Gurnee, IL) at: www.aquacave.com (accessed September 30, 2015).</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Isochrysis</td>
			<td style="width:107px;">Brine Shrimp Direct</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Isochrysis can also be purchased from Brine Shrimp Direct (Ogden, UT) at: www.brineshrimpdirect.com (accessed September 30, 2015).</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experimental protocol for biodiesel production with isolation of alkenones as coproducts from commercial isochrysis algal biomass

La necesidad de sustituir a los combustibles derivados del petróleo con las alternativas de fuentes renovables y sostenibles con el medio ambiente es más de creciente importancia. biocombustibles derivados de la biomasa han ganado considerable atención en este sentido, sin embargo biocombustibles de primera generación de cultivos comestibles, como el etanol de maíz o biodiesel de soja han caído en desgracia en general. Por tanto, existe gran interés en el desarrollo de métodos para la producción de combustibles líquidos a partir de fuentes no comestibles domésticos y superior. Aquí se describe un procedimiento detallado para la producción de un biodiesel purificado a partir de la Isochrysis microalgas marinas. Además, un conjunto único de los lípidos conocidos como alquenonas de cadena larga poliinsaturados están aislados en paralelo como co-productos potencialmente valiosos para compensar el coste de la producción de biodiesel. Cantidades de varios kilogramos de Isochrysis se adquieren a partir de dos fuentes comerciales, uno en forma de pasta húmeda (agua 80%) que se seca antes de la primera transformación, y los otella un polvo molido seco (95% de materia seca). Los lípidos se extrajeron con hexanos en un aparato de Soxhlet para producir un aceite de algas ( &quot;aceite de algas hexano&quot;) que contiene tanto las grasas tradicionales (es decir, triglicéridos, 46-60% w / w) y alquenonas (16-25% w / w). La saponificación de los triglicéridos en el aceite de algas permite la separación de los ácidos grasos libres (AGL) resultantes de lípidos neutros que contiene alquenona. Ácidos grasos libres se convierten entonces en biodiesel (es decir, ésteres de metilo de ácidos grasos, FAMEs) mediante la esterificación catalizada por ácido, mientras que alquenonas se aíslan y purifican a partir de los lípidos neutros por cristalización. Se demuestra que el biodiésel de ambos biomasas comerciales Isochrysis tienen perfiles FAME similares pero no idénticos, que se caracteriza por el contenido de ácidos grasos poliinsaturados elevadas (aproximadamente 40% w / w). Los rendimientos de biodiésel fueron consistentemente más altas cuando se parte de la pasta húmeda Isochrysis (12% w / w vs. 7% w / w), que se puede remontar a bajar cantidades de algas oi hexanol obtenido a partir del producto Isochrysis en polvo.

<html> Antes del procesamiento, se secó primero la pasta de Isochrysis (pasta de Iso). Esto se realiza convenientemente en mayor escala mediante la adición de la -paste Iso a un gran plato de cristalización y permitiendo que el material se seque al aire a temperatura ambiente. Durante el secado, algunas formas de agua combinados (generalmente de color rojizo) que se puede quitar por decantación o pipeteo para acelerar el proceso de secado. Después de aproximadamente un 48 - 96 horas, el Isochrysis ahora seca podría ser raspada fuera del cristalizador y obtuvo en forma de un material en forma de escamas negro / verde con un olor parecido a algas (Figura 2). Los rendimientos de biomasa seca fueron generalmente 20% w / w de la pasta como se anuncia. Por el contrario, el producto Isochrysis en polvo (polvo Iso-) fue un color amarillo-marrón, finamente molido, en polvo seco (95% seco) que se utilizó directamente sin posterior procesamiento (Figura 2). gura 2 &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 54189 / 54189fig2.jpg &quot;/&gt; Figura 2. Comparación de la pasta de Isochrysis. Isochrysis comercial (80% de humedad) se extiende a lo largo de la parte inferior de un plato de cristalización y se dejó secar al aire a temperatura ambiente durante 48 a 96 horas antes del procesamiento. El Isochrysis seco resultante se obtiene como un material en forma de escamas de color oscuro (derecha) que es diferente en apariencia que el polvo seco comercial Isochrysis (izquierda). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54189/54189fig2large.jpg" target="_blank">Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> La extracción de cualquiera de los Iso polvo -paste o Iso-seca mediante Soxhlet con hexano dio, después de la eliminación de los hexanos, aceites de algas (h-AO) que eran similares en apariencia como de color verde oscuro / sólidos casi negro (pf. 50 ~ -60 ° C). Los rendimientos de h-AO cuando se parte de la pasta ( &quot;Iso-pasta-Hao&quot;) Eran por lo general 20% w / w de la biomasa seca Isochrysis, consistente con nuestros resultados anteriores, mientras que los rendimientos de 26 h-AO por extracción Soxhlet de la Isochrysis polvo comercial (&quot; Iso-Hao polvo &quot;) fueron 15% w / w (Tabla 1). <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> Producto (g) </td><td> -paste iso </td><td> Iso -Polvo-1 </td><td> Iso -Polvo-2 </td></tr><tr><td> La biomasa seca </td><td> 30 </td><td> 20 </td><td> 20 </td></tr><tr><td> Aceite de algas hexano </td><td> 5.86 </td><td> 2.87 </td><td> 3.11 </td></tr><tr><td> Los AGL </td><td> 3.52 </td><td> 1.34 </td><td> 1.38 </td></tr><tr><td> Los lípidos neutros </td><td> 2.34 </td><td> 1.38 </td><td> 1.61 </td></tr><tr><td> alquenonas </td><td> 0.94 </td><td> 0.63 </td><td> 0.74 </td></tr><tr><td colspan="4"> Notas: Iso-polvo-1 e Iso-polvo-2 representan los resultados de dos muestras de Isochrysis polvo que se procesaron en paralelo. Para otros informes con rendimientos de estos productos de pasta de Iso-véanse las referencias 26, 32 y 33. </td></tr></tbody></table> Los rendimientos del producto Tabla 1 a partir de biomasa. Isochrysis comercial. Acilgliceroles de la h-AO se convirtieron a las sales de carboxilato soluble en agua correspondientes (es decir, jabones) tras la adición de KOH acuoso en metanol / CH 2 Cl 2. Los lípidos neutros incluyendo alquenonas se extrajeron después de esta mezcla acuosa mediante la separación selectiva con hexanos. Después de la eliminación de los lípidos neutros, reacidificación de los jabones a continuación, produce los ácidos grasos libres (AGL) correspondientes que podrían ser extraídos de manera similar desde el aqfase ueous con hexanos. Las recuperaciones de masa total de los ácidos grasos libres y lípidos neutros combinados de ambos Iso-Hao pasta o Iso--Polvo Hao eran constantemente cerca cuantitativa. Sin embargo, la relación de los productos (es decir, lípidos neutros + AGL) era diferente. Desde el Iso- pasta-HAO se obtuvo 60% (w / w) AGL y 40% (w / w) lípidos neutros (Tabla 1). Por el contrario, Iso-Hao polvo resultó enriquecido en lípidos neutros (media = 54% de lípidos neutros + 46% AGL) que se detallan en la Tabla 1. La esterificación de los ácidos grasos libres con H 2 SO 4 y metanol y después se produce ésteres de ácidos grasos metílicos (FAME, es decir, el biodiesel) como un color verde oscuro cerca de líquido oleoso negro con un rendimiento mayor que 90% (Figura 3). La decoloración por calentamiento de más de montmorillonita K10 29 (MK10) de arcilla a continuación dio un producto de color amarillo / naranja, similar en apariencia a otra bi comercialodiesel combustibles (ver Lista de Materiales) (Figura 3). Los resultados del análisis FAME de combustibles biodiesel Isochrysis decolorados se muestran en la Tabla 2. <img alt="figura 3" src="/files/ftp_upload/54189/54189fig3.jpg" /> Figura 3. Comparación de Isochrysis y soja combustibles biodiesel. Verde Isochrysis biodiesel (en el medio) se produce por esterificación de ácidos grasos libres extraídos y purificados. Decoloración produce un producto (derecha) con propiedades similares a las de biodiesel comercial (izquierda). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54189/54189fig3large.jpg" target="_blank">Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> Un FAME </td><td> -paste iso </td><td> -Polvo iso </td></tr><tr><td> 14:00 </td><td> 16.4 </td&gt; <td> 19.4 </td></tr><tr><td> 14:01 </td><td> - </td><td> 0,3 </td></tr><tr><td> 15:00 </td><td> rastro </td><td> 0,3 </td></tr><tr><td> 16:00 </td><td> 10.1 </td><td> 8.8 </td></tr><tr><td> 16: 1 Δ9 </td><td> 7.6 </td><td> 5.5 </td></tr><tr><td> 16:02 </td><td> DAKOTA DEL NORTE </td><td> 0,3 </td></tr><tr><td> 16:03 </td><td> DAKOTA DEL NORTE </td><td> 0,5 </td></tr><tr><td> 18:00 </td><td> Rastro </td><td> 0,2 </td></tr><tr><td> 18: 1 B </td><td> 12.1 </td><td> 14.3 </td></tr><tr><td> 18:02 </td><td> 8.1 </td><td> 7.1 </td></tr><tr><td> 18: 3 C </td><td> 8.5 </td><td> 13.5 </td></tr><tr><td> 18:04 </td><td> 19.8 </td><td> 10.4 </td></tr><tr><td> 18:05 </td><td> DAKOTA DEL NORTE </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 20:05 </td><td> DAKOTA DEL NORTE </td><td> - </td></tr><tr><td> 22:05 </td><td> DAKOTA DEL NORTE </td><td> 2 </td></tr><tr><td> 22:06 </td><td> 6.9 </td&gt; <td> 11 </td></tr><tr><td> Σ D </td><td> 89.8 </td><td> 96.2 </td></tr><tr><td colspan="3"> Notas: Una nomenclatura de ácidos grasos es #carbons.: # Cis bonos -double B combinadas de 18: 1 Δ9 + 18:.. 1 Δ11 C combinada Δ6,9,12 y Δ9,12,15 isómeros D El material restante es más o menos 50 : otros 50 FAME y componentes no FAME (total ~ 95% FAME). ND = No detectado. </td></tr></tbody></table> Tabla 2. Composición FAME del biodiesel producido a partir de -pasado comercial Iso e Iso -Polvo biomasa Isochrysis. Los lípidos neutros se obtuvieron como una mezcla sólida de color verdoso a 40% w / w de la Iso -paste-Hao y el 54% (promedio.) A partir del polvo-Hao Iso (Tabla 1). Filtrado de los lípidos neutros disueltos a través de sílice usandoDCM dio después de la eliminación del disolvente, un sólido de color rojizo / naranja que se podría recristalizó con hexanos para dar alquenonas analíticamente puro como un sólido blanco. Este procedimiento dio lugar a un 16% (w / w) de rendimiento aislado alquenonas de Iso-pasta-Hao y un rendimiento del 25% a partir de Iso -Polvo-Hao (Tabla 1).

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Experimental Protocol for Biodiesel Production with Isolation of Alkenones as Coproducts from Commercial Isochrysis Algal Biomass

Métodos detallados se presentan para la producción de biodiesel junto con el co-aislamiento de alquenonas como coproductos valiosos a partir de microalgas comercial Isochrysis.

Protocolo experimental para la producción de biodiesel con Aislamiento de alquenonas como Coproductos de Comercial<em&gt; Isochrysis</em&gt; La biomasa de algas

The need to replace petroleum fuels with alternatives from renewable and more environmentally sustainable sources is of growing importance. ...

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Research

JoVE Journal

Environment

Experimental Protocol for Biodiesel Production with Isolation of Alkenones as Coproducts from Commercial Isochrysis Algal Biomass

20.6K vistas.  Western Washington University.  Métodos detallados se presentan para la producción de biodiesel junto con el co-aislamiento de alquenonas como coproductos valiosos a partir de microalgas comercial Isochrysis. 

Video: Experimental Protocol for Biodiesel Production with Isolation of Alkenones as Coproducts from Commercial Isochrysis Algal Biomass

Experimental Protocol for Manipulating Plant-induced Soil Heterogeneity

Coexistence theory has often treated environmental heterogeneity as being independent of the community composition; however biotic feedbacks such as plant-soil feedbacks (PSF) have large effects on plant performance, and create environmental heterogeneity that depends on the community composition. Understanding the importance of PSF for plant community assembly necessitates understanding of the role of heterogeneity in PSF, in addition to mean PSF effects. Here, we describe a protocol for manipulating plant-induced soil heterogeneity. Two example experiments are presented: (1) a field experiment with a 6-patch grid of soils to measure plant population responses and (2) a greenhouse experiment with 2-patch soils to measure individual plant responses. Soils can be collected from the zone of root influence (soils from the rhizosphere and directly adjacent to the rhizosphere) of plants in the field from conspecific and heterospecific plant species. Replicate collections are used to avoid pseudoreplicating soil samples. These soils are then placed into separate patches for heterogeneous treatments or mixed for a homogenized treatment. Care should be taken to ensure that heterogeneous and homogenized treatments experience the same degree of soil disturbance. Plants can then be placed in these soil treatments to determine the effect of plant-induced soil heterogeneity on plant performance. We demonstrate that plant-induced heterogeneity results in different outcomes than predicted by traditional coexistence models, perhaps because of the dynamic nature of these feedbacks. Theory that incorporates environmental heterogeneity influenced by the assembling community and additional empirical work is needed to determine when heterogeneity intrinsic to the assembling community will result in different assembly outcomes compared with heterogeneity extrinsic to the community composition.

Understanding the role of environmental heterogeneity in species coexistence has typically focused on types of heterogeneity that are extrinsic to the community&#8217;s species composition. We provide novel detailed methods for creating soil heterogeneity treatments using soils subject to plant-soil feedback conditioning, or heterogeneity intrinsic to the community composition.

Protocolo Experimental para la inducida por la planta Manipulación de la heterogeneidad del suelo

Coexistence theory has often treated environmental heterogeneity as being independent of the community composition; however biotic feedbacks such as ...

Investigación

Medio ambiente

Use of Chironomidae (Diptera) Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. Unfortunately, traditional benthic larval sampling methods, such as the dip-net, can be time-consuming and expensive. An alternative protocol involves collection of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Chironomidae is a species-rich family of flies (Diptera) whose immature stages typically occur in aquatic habitats. Adult chironomids emerge from the water, leaving their pupal skins, or exuviae, floating on the water&#8217;s surface. Exuviae often accumulate along banks or behind obstructions by action of the wind or water current, where they can be collected to assess chironomid diversity and richness. Chironomids can be used as important biological indicators, since some species are more tolerant to pollution than others. Therefore, the relative abundance and species composition of collected SFPE reflect changes in water quality. Here, methods associated with field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of chironomid SFPE are described in detail. Advantages of the SFPE method include minimal disturbance at a sampling area, efficient and economical sample collection and laboratory processing, ease of identification, applicability in nearly all aquatic environments, and a potentially more sensitive measure of ecosystem stress. Limitations include the inability to determine larval microhabitat use and inability to identify pupal exuviae to species if they have not been associated with adult males.

Use of Chironomidae Diptera Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrates are often used to monitor and assess water quality. An efficient protocol involves collections of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Here, techniques for field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of Chironomidae SFPE are described.

El uso de Chironomidae (Diptera) en superficie flotante pupal Exuviae como Protocolo Bioassessment rápida para las Masas de Agua

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. ...

Pretreatment of Lignocellulosic Biomass with Low-cost Ionic Liquids

A number of ionic liquids (ILs) with economically attractive production costs have recently received growing interest as media for the delignification of a variety of lignocellulosic feedstocks. Here we demonstrate the use of these low-cost protic ILs in the deconstruction of lignocellulosic biomass (Ionosolv pretreatment), yielding cellulose and a purified lignin. In the most generic process, the protic ionic liquid is synthesized by accurate combination of aqueous acid and amine base. The water content is adjusted subsequently. For the delignification, the biomass is placed into a vessel with IL solution at elevated temperatures to dissolve the lignin and hemicellulose, leaving a cellulose-rich pulp ready for saccharification (hydrolysis to fermentable sugars). The lignin is later precipitated from the IL by the addition of water and recovered as a solid. The removal of the added water regenerates the ionic liquid, which can be reused multiple times. This protocol is useful to investigate the significant potential of protic ILs for use in commercial biomass pretreatment/lignin fractionation for producing biofuels or renewable chemicals and materials.

The pretreatment of lignocellulosic biomass with protic low-cost ionic liquids is shown, resulting in a delignified cellulose-rich pulp and a purified lignin. The pulp gives rise to high glucose yields after enzymatic saccharification.

El pretratamiento de la biomasa lignocelulósica con bajo costo líquidos iónicos

A number of ionic liquids (ILs) with economically attractive production costs have recently received growing interest as media for the delignification of ...

Experimental Protocol for Detecting Cyanobacteria in Liquid and Solid Samples with an Antibody Microarray Chip

Global warming and eutrophication make some aquatic ecosystems behave as true bioreactors that trigger rapid and massive cyanobacterial growth; this has relevant health and economic consequences. Many cyanobacterial strains are toxin producers, and only a few cells are necessary to induce irreparable damage to the environment. Therefore, water-body authorities and administrations require rapid and efficient early-warning systems providing reliable data to support their preventive or curative decisions. This manuscript reports an experimental protocol for the in-field detection of toxin-producing cyanobacterial strains by using an antibody microarray chip with 17 antibodies (Abs) with taxonomic resolution (CYANOCHIP). Here, a multiplex fluorescent sandwich microarray immunoassay (FSMI) for the simultaneous monitoring of 17 cyanobacterial strains frequently found blooming in freshwater ecosystems, some of them toxin producers, is described. A microarray with multiple identical replicates (up to 24) of the CYANOCHIP was printed onto a single microscope slide to simultaneously test a similar number of samples. Liquid samples can be tested either by direct incubation with the antibodies (Abs) or after cell concentration by filtration through a 1- to 3-&#956;m filter. Solid samples, such as sediments and ground rocks, are first homogenized and dispersed by a hand-held ultrasonicator in an incubation buffer. They are then filtered (5 - 20 &#956;m) to remove the coarse material, and the filtrate is incubated with Abs. Immunoreactions are revealed by a final incubation with a mixture of the 17 fluorescence-labeled Abs and are read by a portable fluorescence detector. The whole process takes around 3 h, most of it corresponding to two 1-h periods of incubation. The output is an image, where bright spots correspond to the positive detection of cyanobacterial markers.

Experimental Protocol for Detecting Cyanobacteria in Liquid and Solid Samples with an Antibody Microarray Chip

The presence of cyanobacterial toxins in fresh water reservoirs for human consumption is a major concern for water management authorities. To evaluate the risk of water contamination, this article describes an protocol for the in-field detection of cyanobacterial strains in liquid and solid samples by using an antibody microarray chip.

Protocolo Experimental para la detección de<em&gt; Las cianobacterias</em&gt; En muestras líquidas y sólidas con un chip de microarray de anticuerpos

Global warming and eutrophication make some aquatic ecosystems behave as true bioreactors that trigger rapid and massive cyanobacterial growth; this has ...

Comparison of Scale in a Photosynthetic Reactor System for Algal Remediation of Wastewater

An experimental methodology is presented to compare the performance of two different sized reactors designed for wastewater treatment. In this study, ammonia removal, nitrogen removal and algal growth are compared over an 8-week period in paired sets of small (100 L) and large (1,000 L) reactors designed for algal remediation of landfill wastewater. Contents of the small and large scale reactors were mixed before the beginning of each weekly testing interval to maintain equivalent initial conditions across the two scales. System characteristics, including surface area to volume ratio, retention time, biomass density, and wastewater feed concentrations, can be adjusted to better equalize conditions occurring at both scales. During the short 8-week representative time period, starting ammonia and total nitrogen concentrations ranged from 3.1-14 mg NH3-N/L, and 8.1-20.1 mg N/L, respectively. The performance of the treatment system was evaluated based on its ability to remove ammonia and total nitrogen and to produce algal biomass. Mean &#177; standard deviation of ammonia removal, total nitrogen removal and biomass growth rates were 0.95&#177;0.3 mg NH3-N/L/day, 0.89&#177;0.3 mg N/L/day, and 0.02&#177;0.03 g biomass/L/day, respectively. All vessels showed a positive relationship between the initial ammonia concentration and ammonia removal rate (R2=0.76). Comparison of process efficiencies and production values measured in reactors of different scale may be useful in determining if lab-scale experimental data is appropriate for prediction of commercial-scale production values.

An experimental methodology is presented to compare the performance of small (100 L) and large (1,000 L) scale reactors designed for algae remediation of landfill wastewater. System characteristics, including surface area to volume ratio, retention time, biomass density, and wastewater feed concentrations, can be adjusted based on application.

La comparación de la escala en un sistema de reactor fotosintética de las algas Saneamiento de Aguas Residuales

An experimental methodology is presented to compare the performance of two different sized reactors designed for wastewater treatment. In this study, ...

Development of Metarhizium anisopliae as a Mycoinsecticide: From Isolation to Field Performance

A major concern when developing commercial mycoinsecticides is the kill speed compared to that of chemical insecticides. Therefore, isolation and screening for the selection of a fast-acting, highly virulent entomopathogenic fungus are important steps. Entomopathogenic fungi, such as Metarhizium, Beauveria, and Nomurea, which act by contact, are better suited than Bacillus thuringiensis or nucleopolyhedrosis virus (NPV), which must be ingested by the insect pest. In the present work, we isolated 68 Metarhizium strains from infected insects using a soil dilution and bait method. The isolates were identified by the amplification and sequencing of the ITS1-5.8S-ITS2 and 26S rDNA region. The most virulent strain of Metarhizium anisopliae was selected based on the median lethal concentration (LC50) and time (LT50) obtained in insect bioassays against III-instar larvae of Helicoverpa armigera. The mass production of spores by the selected strain was carried out with solid-state fermentation (SSF) using rice as a substrate for 14 days. Spores were extracted from the sporulated biomass using 0.1% tween-80, and different formulations of the spores were prepared. Field trials of the formulations for the control of an H. armigera infestation in pigeon peas were carried out by randomized block design. The infestation control levels obtained with oil and aqueous formulations (78.0% and 70.9%, respectively) were better than the 63.4% obtained with chemical pesticide.

Development of Metarhizium anisopliae as a Mycoinsecticide: From Isolation to Field Performance

Here, we report the different stages involved in the knowledge-based development of an effective mycoinsecticide, including the isolation, identification, screening, and selection of the "best-fit" entomopathogenic fungus, Metarhizium anisopliae, for the control of insect pests in agriculture.

Desarrollo de<em&gt; Metarhizium anisopliae</em&gt; Como Mycoinsecticide: Del aislamiento al funcionamiento del campo

A major concern when developing commercial mycoinsecticides is the kill speed compared to that of chemical insecticides. Therefore, isolation and ...

Experimental System of Solar Adsorption Refrigeration with Concentrated Collector

To improve the performance of solar adsorption refrigeration, an experimental system with a solar concentration collector was set up and investigated. The main components of the system were the adsorbent bed, the condenser, the evaporator, the cooling sub-system, and the solar collector. In the first step of the experiment, the vapor-saturated bed was heated by the solar radiation under closed conditions, which caused the bed temperature and pressure to increase. When the bed pressure became high enough, the bed was switched to connect to the condenser, thus water vapor flowed continually from the bed to the condenser to be liquefied. Next, the bed needed to cool down after the desorption. In the solar-shielded condition, achieved by aluminum foil, the circulating water loop was opened to the bed. With the water continually circulating in the bed, the stored heat in the bed was took out and the bed pressure decreased accordingly. When the bed pressure dropped below the saturation pressure at the evaporation temperature, the valve to the evaporator was opened. A mass of water vapor rushed into the bed and was adsorbed by the zeolite material. With the massive vaporization of the water in the evaporator, the refrigeration effect was generated finally. The experimental result has revealed that both the COP (coefficient of the performance of the system) and the SCP (specific cooling power of the system) of the SAPO-34 zeolite was greater than that of the ZSM-5 zeolite, no matter whether the adsorption time was longer or shorter. The system of the SAPO-34 zeolite generated a maximum COP of 0.169.

With solar energy as the driving force, a novel adsorption refrigeration system has been developed and experimentally investigated. Water vapor and zeolite formed the working pair of the adsorption system. This manuscript describes the setup of the experimental rig, the operation procedure, and the important results.

Sistema experimental de refrigeración de absorción Solar con colector de concentrado

To improve the performance of solar adsorption refrigeration, an experimental system with a solar concentration collector was set up and investigated. The ...

Experimental Protocol for Detecting Mitochondrial Function in Hepatocytes Exposed to Organochlorine Pesticides

This paper presents detailed methods on detecting hepatic mitochondrial function for a better understanding the cause of metabolic disorders caused by environmental organochlorine pesticides (OCPs) in hepatocytes. HepG2 cells were exposed to &#946;-hexachlorocyclohexane (&#946;-HCH) for 24 h at an equivalent dose of internal exposure in general population. Ultrastructure in hepatocytes was examined by transmission electron microscopy (TEM) to show the damage of mitochondria. Mitochondrial function was further evaluated by mitochondrial fluorescence intensity, adenosine 5'-triphosphate (ATP) levels, oxygen consumption rate (OCR) and mitochondrial membrane potential (MMP) in HepG2 cells incubated with &#946;-HCH. The mitochondria fluorescence intensity after stained by mitochondrial green fluorescent probe was observed with a fluorescence microscopy. The luciferin-luciferase reaction was used to determine ATP levels. The MMP was detected by the cationic dye JC-1 and analyzed under flow cytometry. OCR was measured with an extracellular flux analyzer. In summary, these protocols were used in detecting mitochondrial function in hepatocytes with to investigate mitochondria damages.

Understanding the influence of environmental organochlorine pesticides (OCPs) on mitochondrial function in hepatocytes is important in exploring the mechanism of OCPs causing metabolic disorders. This paper presents detailed methods on detecting hepatic mitochondrial function.

Protocolo experimental para detectar la función mitocondrial en hepatocitos expuestos a plaguicidas organoclorados

This paper presents detailed methods on detecting hepatic mitochondrial function for a better understanding the cause of metabolic disorders caused by ...

Experimental Methods of Dust Charging and Mobilization on Surfaces with Exposure to Ultraviolet Radiation or Plasmas

Electrostatic dust transport has been hypothesized to explain a number of observations of unusual planetary phenomena. Here, it is demonstrated using three recently developed experiments in which dust particles are exposed to thermal plasma with beam electrons, beam electrons only, or ultraviolet (UV) radiation only. The UV light source has a narrow bandwidth in wavelength centered at 172 nm. The beam electrons with the energy of 120 eV are created with a negatively biased hot filament. When the vacuum chamber is filled with the argon gas, a thermal plasma is created in addition to the electron beam. Insulating dust particles of a few tens of microns in diameter are used in the experiments. Dust particles are recorded to be lofted to a height up to a few centimeters with a launch speed up to 1 m/s. These experiments demonstrate that photo and/or secondary electron emission from a dusty surface changes the charging mechanism of dust particles. According to the recently developed &#34;patched charge model&#34;, the emitted electrons can be re-absorbed inside microcavities between neighboring dust particles below the surface, causing the accumulation of enhanced negative charges on the surrounding dust particles. The repulsive forces between these negatively charged particles may be large enough to mobilize and lift them off the surface. These experiments present the advanced understanding of dust charging and transport on dusty surfaces, and laid a foundation for future investigations of its role in the surface evolution of airless planetary bodies.

Dust charging and mobilization is demonstrated in three experiments with exposure to thermal plasma with beam electrons, beam electrons only, or ultraviolet (UV) radiation only. These experiments present the advanced understanding of electrostatic dust transport and its role in shaping the surfaces of airless planetary bodies.

Métodos experimentales de polvo de carga y la movilización en las superficies con la exposición a la radiación ultravioleta o Plasmas

Electrostatic dust transport has been hypothesized to explain a number of observations of unusual planetary phenomena. Here, it is demonstrated using ...

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current measures to combat such pathogens have proved too conservative and, thus, not sufficiently effective, and they can potentially pose environmental risks. Therefore, it is extremely necessary to identify host-resistance factors to assist in controlling plant diseases naturally through the identification of resistant germplasm, the isolation and characterization of resistance genes, and the molecular breeding of resistant cultivars. In this regard, there is need to establish an accurate, rapid, and large-scale inoculation method to breed and develop plant resistance genes. The rice blast fungal pathogen Magnaporthe grisea causes severe disease symptoms and yield losses. Recently, M. grisea has emerged as a model organism for studying the mechanisms of plant-fungal pathogen interactions. Hence, we report the development of a plant virulence test method that is specific for M. grisea. This method provides for both spray inoculation with a conidial suspension and wounding inoculation with mycelium cubes or droplets of conidial suspension. The key step of the wounding inoculation method for detached rice leaves is to make wounds on plant leaves, which avoids any interference caused by host penetration resistance. This spray/wounding protocol contributes to the rapid, accurate, and large-scale screening of the pathotypes of M. grisea isolates. This integrated and systematic plant infection method will serve as an excellent starting point for gaining a broad perspective of issues in plant pathology.

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

Here, we present a protocol to test plant virulence with the plant pathogen Magnaporthe grisea. This report will contribute to the large-scale screening of the pathotypes of fungi isolates and serve as an excellent starting point for understanding the resistant mechanisms of plants during molecular breeding.

La prueba de infección de planta: Spray y mediada por la herida la inoculación con el patógeno de planta Magnaporthe Grisea

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current ...

Protocolo experimental para la producción de biodiesel con Aislamiento de alquenonas como Coproductos de Comercial

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