이 작품은 PNNL의 NREL에서 계약 DE-AC36-08 - GO28308에서 미국 에너지 부 (DOE)와 계약 DE-AC05-76RL01830에 의해 지원되었다. 저자는 기꺼이 DOE의 바이오 에너지 기술 사무소의 지원을 인정합니다.

<ol>
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C., Wang, H., French, R., Deutch, S., Iisa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrocarbon+liquid+production+from+biomass+via+hot-vapor-filtered+fast+pyrolysis+and+catalytic+hydroprocessing+of+the+bio-oil.">Hydrocarbon liquid production from biomass via hot-vapor-filtered fast pyrolysis and catalytic hydroprocessing of the bio-oil.</a> Energy Fuels. 28 (9), 5909-5917 (2014).</li><li>Howe, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field-to-Fuel+Performance+Testing+of+Lignocellulosic+Feedstocks:+An+Integrated+Study+of+the+Fast+Pyrolysis/Hydrotreating+Pathway.">Field-to-Fuel Performance Testing of Lignocellulosic Feedstocks: An Integrated Study of the Fast Pyrolysis/Hydrotreating Pathway.</a> Energy Fuels. 29 (5), 3188-3197 (2015).</li><li>Wang, H., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+Deactivated+Bio-oil+Hydrotreating+Catalysts.">Characterization of Deactivated Bio-oil Hydrotreating Catalysts.</a> Topics in Catalysis. 59, 65-72 (2015).</li></ol>

저자는 더 경쟁 재정적 이해 관계가 없음을 선언합니다.

본 논문에서는 빠른 열분해 및 촉매 수소화를 통해 연료 범위의 탄화수소 리그 노 셀룰로오스 바이오 매스를 변환하는 자세한 절차를 설명했다. 5 cm, 내경 유동층 반응기 및 1.3 cm의 내경 고정층 촉매 반응기 및 그 동작 방법과 PNNL 수소 처리 시스템과 NREL 열분해 반응기 시스템이 상세히 설명된다. 이 반응기 시스템은 효율적이고 안전한 방식으로 수소화 열분해 테스트를 수행하는데 사용될 수있다. 우리는 열분해 반응기 시스템에서 액체 바이오 오일을 생산하는 대표적인 초본 원료를 사용하고, 상기 바이오 오일은 두 단계 촉매 베드의 Ru / C 및 코모 / 알루미늄 2 O 3 등을 황화 포함한 수소 처리 시스템에서 처리 된 촉매는 연료 범위 액체 탄화수소를 생성한다. 이 과정은 또한 목재, 잔디, 옥수수 여물 포함한 바이오 매스 원료의 광범위한 적용 열분해 된 후 생성 된 업그레이드바이오 오일은 바이오 연료를 생산합니다. 또한 바이오 매스 목재, 조류와 같은 액화 석유 (바이오 원유)과 같은 다른 바이오 매스에서 생성 된 중간체를 업그레이드에 사용될 수 16 수소 처리 및 수소 처리. 열분해시 바이오 오일 수율을 극대화 바이오 매스의 최대 휘발을 달성하기에 충분한 온도로 빠르게 바이오 매스를 가열이 필요합니다. 대부분의 미생물, 이는 500-600 ℃의 온도를 의미한다. 유동층은 높은 가열 속도를 제공하고, 바이오 매스를 모래로부터 빠른 열 전달을 제공한다. 작은 입자의 사용은 높은 가열 속도를 제공한다. 일반적으로 몇 % 더 높은 바이오 오일 수율은 &lt;2mm 바이오 매스 지상보다 0.5 mm &lt;바이오 매스 지상으로 달성된다. 극대화 수율은 낮은 온도 (1 ~ 2 초)의 체류 시간을 유지하여 증기의 열 균열을 최소화하는 것을 의미한다. 열분해 증기 끓는 점의 넓은 범위의 화합물이 포함되어 있습니다. 따라서, H오티 배관은 액체, repolymerized 증기 및 문자로 오염 될 경향이있다. 이러한 상황을 피하기 위해, 100 ° C 이하 오거 온도 및 오염을 방지하기 위해 400 ℃ 이상의 반응기 축합 열차 사이의 모든 표면을 유지하지만, 500 ° C 이하 열분해를 최소화. 열 테이프 철저한 커버리지 냉점을 방지하고 균일 한 온도를 제공 할 필요가있다. 그들에 폐쇄와 수 놓은 절연 패드는 일반적으로하여보다 균일 한 온도의 결과로,보다 균일 한 커버리지를 제공한다. 이는 온도가 응축기 입구 막힘을 초래할 수있는 고비 점 물질의 repolymerization 기회를 최소화하기위한 제 1 콘덴서 급격히 강하하는 것이 중요하다. 또한, 액체 회수를 최대화하고 가스 측정 및 분석 기기의 손상을 방지하기 위해 2 응축기에서 드라이 아이스를 사용하는 것이 필요하다. 일부 고급 기능은 기본 빠른 열분해 과정에서 언급되지 않았다. 나는t는 반응기 입구 근처 압력계 송신기가 유용하다. 또한, 반응기 사이클론에 걸쳐 압력 차를 측정하고 건조한 시험 미터의 최종 압력 및 온도 (정확한 부피 계산을 사용하는)을 측정하는 것이 유용하다. 또한 침대가 균일하게 충분히 균일 한 온도를 제공하기 위해 유동화되어 있는지 확인하는 열분해 침대에서 추가 열전대를하는 것이 도움이된다. 일반적으로, &lt;5 ° C의 확산은 베드를 통해 수직으로 볼 수있다. 또한 반응기에 중첩 루프 온도 제어를하는 것이 유용하다. 오일 다량 필요하면 다시 느슨하게 장착 된 항아리와 하단에 밸브를 갖는다 아래 보조 숯 수신기 숯 수신기의 저면에 밸브를 설치하여 실장하는 것이 도움이된다. 이것은 연속 운전이 장시간 동안 유지 될 수 있도록하는 것이 가능 항아리에 마침내 보조 수신기로 숯 수신기를 비우고 할 수있다. 진동 도움이됩니다작동에 FUL. 파이프 수동 타격 사용할 수 있지만, 자동 진동자는보다 안정 교반을 제공한다. 이들은 공급기 원활한 공급 흐름을 유지하도록 로크 호퍼 오거 포트에서 연속적으로 작동 될 수있다. 또한, 문자 배수 동안 보조 문자 수신기에 자동 진동기를 사용하면 해당 작업이 훨씬 더 신뢰할 수 있습니다. 뜨거운 증기 여과 균열 및 위와 같이 바이오 오일 수율을 감소 향상시킵니다. 여전히 낮은 응축 온도 (&gt; 400 °의 C) 상기 필터의 온도를 유지하는 균열 최소화한다. 필터에 불활성 표면은 균열을 감소시킬 수있다. 필터 면적은 압력 강하를 감소시키는 클 필요가있다. 빠른 열분해 공정의 주요 제한은 제조 된 바이오 오일은 직접적인 이용을 제한하고 지속 몇 가지 문제가 발생 고점도, 부식성 불량 휘발성 ​​저 발열량 화학적 불안정성과 같은 몇 가지 큰 문제가 특성을 가지고 있다는자신의 업그레이드를 보내고. -6,7,8,9- 빠른 열분해는 H 2와 같은 반응성 가스의 존재 하에서 수행 항 빠른 열분해 촉매 열분해 빠르고 신속 열분해 열분해 기상 업그레이드하는 촉매 공정에 통합되고, 그리고 수소 첨가 열분해의 변형 더 높은 품질의 바이오 오일로 이어질하지만 높은 운영의 복잡성과 낮은 제품 수율을 고통을 수 있습니다. 4,8 두 단계 촉매 적 수소화 처리는 탄화수소 범위의 연료로 바이오 오일 변환하는 양호한 처리 결과를 보였다. 바이오 오일은 탄소 재료 및 이에 따른 촉매 비활성화를 형성하고 심지어 플러깅 대한 높은 경향을 초래하기 때문에 이러한 저온 repolymerization 축합을 겪을 수 보닐 페놀 화합물 등의 활성 종의 존재 화학적으로 불안정한 것으로 알려져 촉매층. 따라서, 제 1 단계 수소 첨가 단계는 프로세스에 대한 중요한이고, 이중 안정 하였다적당한 수소화 촉매를 사용하여 비교적 낮은 온도에서 카르 보닐 및 페놀의 수소화 O 오일. 수소화 촉매의 성능은 프로세스의 장기적 안정성 및 동 작성의 핵심이다. 수소화 탈산 소화에 의해 산소를 제거하여 황화물 계 수소화 촉매에 의해 제 2 단계에서 발생 하였다. 생산 수율 및 최종 오일 생성물의 특성은 두 번째 단계에서 사용 된 촉매 및 조건에 의존한다. 액체 연료의 최종 수율을 최대화하는 것은, 반응 온도, 압력, 및 공간 속도를 포함하여 이러한 알킬화 함수 CC 결합을 발생시킬 수있는 촉매 및 반응에 최적화 된 파라미터를 사용하여 달성 될 수있다. 수소화 공정의 주요 제한 때문에 화학적 불안정성 및 오염 물질 (17)의 존재하에, 수소화 촉매의 수명, 특히 첫번째 단계 수소화 촉매로서 바이오 오일의 일부 문제 성질 여전히 제한되어 있다는전체 공정 비용이 많이 드는하게 에디션. 보다 강력한 촉매를 사용함으로써 달성 될 수있는 사용 된 촉매의 수명을 최대화; 반응 온도, 압력 및 공간 속도를 포함하여 최적의 반응 매개 변수; 또는 전처리 바이오 오일 피드의 활성 종 또는 오염 물질의 함유량을 저하한다. 수소 처리가 포함 된 가연성 가스와 액체와 높은 압력과 반응기 온도에서 작동했다. 따라서, 안전 규칙과 절차를 엄격하게 따라야한다.

우리 사회는 화석 연료 (예를 들어, 석유, 천연 가스, 석탄 등)에 크게 의존한다. 이러한 리소스는 없습니다 지속 가능한 에너지 원이며, 화석 연료 자원, CO 2 배출의 환경 영향, 경제적 문제를 점차 감소에 대한 우려로 이어지는, 빠르게 증가하는 속도로 고갈되고있다. 대안과 지속 가능한 에너지 원에 대한 수요 증가가 1,2,3,4입니다. 바이오 매스는 현재 에너지 생산 및 변환 시스템의 화석 연료를 대체하는 액체 연료 (바이오) 및 탄소 계 화학 물질의 생산을위한 전용 재생 가능한 탄소 중립 리소스이다. 3,4 현재 가장 풍부하고 가장 저렴한 바이오 소스 인 목질 바이오 매스 (예, 목재, 잔디, 에너지 작물, 농업 폐기물 등), 각종 열 화학적 및 생물학적 경로를 통해 바이오 연료를 생산하는 방법으로 가장 주목 받고있다. <s최대&gt; 3,4 세 가지 기본 노선들은 최근 연구의 초점이었다 : 바이오 연료에 수성 상 촉매 및 생화학 적 처리에 의해 다음 설탕 1) 생화학 적 또는 화학적 변환; 바이오 연료 또는 알코올로 촉매 전환이어서 합성 가스 2) 가스화; 3) 바이오 연료에 촉매 업그레이드 한 다음 액체 바이오 오일을 열분해 또는 액화. 3,4 첫 번째 경로는 리그 노 셀룰로오스 바이오 매스의 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 부분을 활용할 수 있습니다. 업그레이드와 통합 열분해는 바이오 연료의 직접 생산을위한 단기 실행 가능한 기술로 간주됩니다. 열분해는 산소의 부재하에 400 내지 550 ° C 사이의 온도에서 리그 노 셀룰로오스 바이오 매스의 열분해된다. 4,5,6, 예컨대 탈 중합, 탈수, 및 C-C 결합 등의 절단 반응들을 열분해시 발생 복잡한 혼합물 O의 형성으로 이어질F 200 개 이상의 산소 화합물을들 수있다. 4,5,6 바이오 오일 (건조 사료의 75 중량 %까지) 높은 수율을 유지 바이오 매스 원료에 저장된 에너지의 최대 70 %로 제조 할 수있다. 4,5 그러나, 표준 장비의 수송 연료로 생성 된 열분해 바이오 오일을 직접 사용하기 때문에 높은 점도, 부식성, 가난한 변동성, 저와 같은 다른 물리적, 화학적 특성으로 이어질 높은 산소와 수분 함량,의 문제가 발열량 및 불량한 안정성. 따라서, 광범위한 산소 제거는 탄화수소 범위의 연료로 바이오 오일을 업그레이드하는 데 필요한 -6,7,8,9-. 수소 고체 촉매를 사용하여 촉매 수소화는 수소화 탈산 소화 및 수소 첨가 반응을 통해 산소를 제거하여 바이오 오일을 업그레이드하는 가장 일반적인 경로이다. 6,7,8,9 현재 하이드로이어서 열분해위한 주요 문제점 중 하나는 특히 대한 장기적인 안정 동작을 달성하는 것바이오 오일 바이오 오일 무기 황 잔기의 열적 불안정성 중요한 촉매 불 활성화를 야기하는 수소 제조 방법. 바이오 오일 10,11 열 불안정성 바이오 오일의 활성 종을 안정화시키는 저온 수소화에 의해 해결되었다. 바이오 오일 분획의 repolymerization을 촉진하고 증착에 의해 수소화 촉매를 비활성화 할 수있는 무기 잔류 물을 제거하여 바이오 오일 (11, 12) 정리, 도움이 될 수 있습니다. 뜨거운 증기 여과 효과적으로 열분해 동안 숯 입자를 제거하여 바이오 오일 중의 무기 함량을 감소시키는 기술이다. 13,14,15 뜨거운 증기 여과 증기의 응결 전에 고온에서 열분해 가스 / 증기 스트림으로부터 숯 미립자를 분리하는 열분해 반응기의 하류에 사용된다. 13,14,15 우리는 여기에 바이오 매스 빠른 pyrol 국립 재생 에너지 연구소 (NREL)에서 사용되는 프로토콜을보고이 Analysis와 뜨거운 증기 여과없이 모두 연속 유출 충전 층 촉매 반응기 바이오 연료 생산 바이오 오일 수소화 처리를위한 유동층 반응기 퍼시픽 노스 웨스트 국립 연구소 (PNNL)에서를 사용하는 바이오 오일을 생성한다. 반응기 시스템, 운영 방법, 처리 및 원료 바이오 오일 및 바이오 분석의 구성을 상세히 설명한다. 또는 뜨거운 증기 필터링 및 생성 된 바이오 오일의 수소 처리하지 않고 대표적인 바이오 매스 공급 원료의 열분해 처리의 결과는 또한 뜨거운 증기 여과의 영향에 대한 평가와 함께 제공됩니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="2360">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Pyrolysis system</td>
			<td style="width:241px;"></td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td style="width:1553px;"></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Feedstock</td>
			<td style="width:241px;"></td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td>Mill to pass 2 mm screen</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Sand for bed material</td>
			<td style="width:241px;">Black Rock</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td>Screen to 300-500 microns</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Furnace</td>
			<td style="width:241px;">Thermcraft</td>
			<td style="width:159px;">TSP-3.75-0-24-3C-J13667/1A</td>
			<td>Split tube furnace 3.75 ID X 24 L</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Pyrolysis reactor</td>
			<td style="width:241px;">Custom-built at NREL</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td>2&#34; diameter, height 17&#34;, dual staggered plate distributor, 316SS, Auger port is 2.5 cm above distributor and is cooled with air or water, there is a coiled 1/4&#34; 304 SS tube below the distributor to pre-heat the gas</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Cyclone</td>
			<td style="width:241px;">Custom-built at NREL</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td>1&#34; diameter</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Cyclone receiver</td>
			<td style="width:241px;">Custom-built at NREL</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td>1 L capacity</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Cyclone secondary receiver</td>
			<td style="width:241px;">Custom-built at NREL</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td>1 L capacity</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Hot vapor filter</td>
			<td style="width:241px;">Serv-A-Pure</td>
			<td style="width:159px;">SC2-0P10B34-X</td>
			<td>316SS, 10 inches long, 2.0 MICRON</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">2-neck round-bottomed flasks</td>
			<td style="width:241px;"></td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td>500 mL</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Electrostatic precipitator</td>
			<td style="width:241px;">Allen Scientific Glassware, NREL-built electrodes</td>
			<td style="width:159px;">Custom built</td>
			<td>2&#34; diameter 10&#34; long ground electrode, glass enclosed, stop-cock on bottom</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">High-voltage power supply</td>
			<td style="width:241px;">Spellman High Voltage</td>
			<td style="width:159px;">Bertan 803C-300P</td>
			<td>30 kV max, 0.5mA</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Cold-finger condenser</td>
			<td style="width:241px;">Aldrich</td>
			<td style="width:159px;">Z164038</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Coalescing filter</td>
			<td style="width:241px;">Finite</td>
			<td style="width:159px;">10C15-060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Dry test meter</td>
			<td style="width:241px;">American Meter</td>
			<td style="width:159px;">DTM-200A</td>
			<td>with IMAC counter</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Gas chromatograph</td>
			<td style="width:241px;">Varian</td>
			<td style="width:159px;">CP-4900</td>
			<td>MS5A, PBQ, CP-Sil columns</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Hydrogen detector</td>
			<td style="width:241px;">Gerhard Wagner</td>
			<td style="width:159px;">TCM-4</td>
			<td>thermal conductivity detector</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Non-Dispersive Infrared Spectrometer</td>
			<td style="width:241px;">California Analytical</td>
			<td style="width:159px;">Model 300</td>
			<td>Carbon monoxide 0-5%, 0-25%, carbon dioxide 0-5%, 0-20%, methane 0-5000 ppmv, 0-3%</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Mass flow controller</td>
			<td style="width:241px;">Celerity (now Tylan)</td>
			<td style="width:159px;">Unit 7301</td>
			<td>0-20 SLM reactor bottom, 0-10 SLM auger, 0-2 slm purges, 0-5 slm air</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:407px;">Auger</td>
			<td style="width:241px;">Auger Manufacturing Specialists</td>
			<td style="width:159px;">110520</td>
			<td style="width:1553px;">3/8&#34; Dia SS RH Auger 18&#34;</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Motor for Auger</td>
			<td style="width:241px;">Leeson</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td>Gearmotor-Parallel Shaft, 94RPM, 1/15 HP, TEFC, 115VAC</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Feeding system: Motor for hopper</td>
			<td style="width:241px;">Lenze</td>
			<td style="width:159px;">VDE0530</td>
			<td>7KB4-7-100H Motor Ac Helical Gearbox 3PH 0.25 kW 1.4/0.82A</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Feeding system: Hopper and Loss in weight feeder</td>
			<td style="width:241px;">K-TRON Soder</td>
			<td style="width:159px;">KCL24T20</td>
			<td>with K10S controller</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Feeding system: Valves</td>
			<td style="width:241px;">Swagelok</td>
			<td style="width:159px;">SS-65TS16</td>
			<td>151 bar at 37&#176;C and 6.8 bar at 232&#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Control system</td>
			<td style="width:241px;">Opto22</td>
			<td style="width:159px;">SNAP-PAC parts</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Heat cables</td>
			<td style="width:241px;">McMaster-Carr</td>
			<td style="width:159px;">4550T152 and similar</td>
			<td>Extreme-Temperature (1400&#176;F), heavy insulation for use on metal</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Ball Vibrator</td>
			<td style="width:241px;">Vibtec</td>
			<td style="width:159px;">K 8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">U-tube</td>
			<td style="width:241px;">Custom-built at NREL</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td>1/4&#34; PFA and stainless steel tubing, 1.4 m tall</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Hydrotreating system</td>
			<td style="width:241px;"></td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Ru on carbon catalyst</td>
			<td style="width:241px;">Fabricated at PNNL</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td>7.6 wt% Ru on carbon</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">3% Co and 9% Mo on Al2O3 catalyst</td>
			<td style="width:241px;">Alfa-Aesar</td>
			<td style="width:159px;">45579</td>
			<td>Cobalt oxide, typically 3.4-4.5%, Molybdenum oxide typically 11.5-14.5% on alumina</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Feeding pumps</td>
			<td style="width:241px;">ISCO</td>
			<td style="width:159px;">500D</td>
			<td>Syringe pump, 500 ml cylinder capacity</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Mass flow controller</td>
			<td style="width:241px;">Brooks</td>
			<td style="width:159px;">SLA5850S1BAF4B1A1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Temperatrue controller</td>
			<td style="width:241px;">Cole-Parmer</td>
			<td>WU-89000-10</td>
			<td>Digi-Sense Advanced Temperature Controller, 115V</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Thermocouples</td>
			<td style="width:241px;">Omega</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td>K-type thermocouples</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Pressure transducer</td>
			<td style="width:241px;">Omega</td>
			<td style="width:159px;">PX309-3KG5V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Heat tapes</td>
			<td style="width:241px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:159px;">EW-03106-27</td>
			<td>Dual element heating tape, 1/2in x 12ft, 936 watts, 120VAC w/ 2-prong plug</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Digital pressure gauge</td>
			<td style="width:241px;">Omega</td>
			<td style="width:159px;">DPG4000-3K</td>
			<td>High Accuracy Digital Pressure Gauge, with Data Logging Capability</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Back pressure regulator</td>
			<td style="width:241px;">Mity-Mite</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Gas flow meter</td>
			<td style="width:241px;">Mesa Labs</td>
			<td style="width:159px;">200-220L</td>
			<td>Dry Cal, Definer 220 Low Flow&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:407px;">Hydrotreating reactor, cross, tee, fittings</td>
			<td style="width:241px;">Parker, Autoclave</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Combustible gas sensor</td>
			<td style="width:241px;">SMC</td>
			<td style="width:159px;">5100-02-IT-S1-01-00-0-0</td>
			<td>COMBUSTIBLE GAS DETECTION SENSOR, 24 VDC POWER, ANANLOG 4-20 MADC OUTPUR WITH MODBUS, NO RELAYS</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">H2S sensor</td>
			<td style="width:241px;">SMC</td>
			<td style="width:159px;">5100-05-IT-S1-01-00-0-0</td>
			<td>H2S TOXIC GAS SENSOR MODULE, 24VDC POWER, ANALOG 4-20 MADC OUTPUT WITH MODBUS, NO RELAYS</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Ventilation sensor</td>
			<td style="width:241px;">TSI</td>
			<td style="width:159px;">FHM10</td>
			<td>Fume Hood Monitor FHM10</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:407px;">Micro-Gas chromatograph</td>
			<td style="width:241px;">Inficon</td>
			<td style="width:159px;">Inficon 3000</td>
			<td>Four-channel micro-GC with molecular sieve, Plot U, Alumina, and Stabilwax columns</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:407px;">Lab-view based monitering and controlling system</td>
			<td style="width:241px;">Custom-built at PNNL</td>
			<td style="width:159px;"></td>
			<td>Using National Instruments parts and Labview software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

biomass conversion to produce hydrocarbon liquid fuel via hot-vapor filtered fast pyrolysis and catalytic hydrotreating

Lignocellulosic biomass conversion to produce biofuels has received significant attention because of the quest for a replacement for fossil fuels. Among the various thermochemical and biochemical routes, fast pyrolysis followed by catalytic hydrotreating is considered to be a promising near-term opportunity. This paper reports on experimental methods used 1) at the National Renewable Energy Laboratory (NREL) for fast pyrolysis of lignocellulosic biomass to produce bio-oils in a fluidized-bed reactor and 2) at Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) for catalytic hydrotreating of bio-oils in a two-stage, fixed-bed, continuous-flow catalytic reactor. The configurations of the reactor systems, the operating procedures, and the processing and analysis of feedstocks, bio-oils, and biofuels are described in detail in this paper. We also demonstrate hot-vapor filtration during fast pyrolysis to remove fine char particles and inorganic contaminants from bio-oil. Representative results showed successful conversion of biomass feedstocks to fuel-range hydrocarbon biofuels and, specifically, the effect of hot-vapor filtration on bio-oil production and upgrading. The protocols provided in this report could help to generate rigorous and reliable data for biomass pyrolysis and bio-oil hydrotreating research.

대표적인 초본 미생물의 빠른 열분해는 스위치 그래스, 또는 뜨거운 증기 여과 생성물 바이오 오일의 수소화 처리 촉매없이 여기에보고 된 과정에 대한 일례로서 사용된다. 이 실험의 자세한 내용은 우리의 최근의 책에서 자세히 확인할 수 있습니다. (15) 뜨거운 증기 필터링 빠른 열분해 표 1은 바이오 오일, 문자와 함께 전형적인 초본 원료에 대한 뜨거운 증기 필터없이 생성 가스 수율을 보여줍니다. 뜨거운 증기를 여과없이 대조 실험의 경우, 증기는 필터 하우징 비록 통과하지만, 상기 필터가 설치되지 않았다. 이 두 실험에서 동일한 체류 시간을 유지하므로 차이는 필터에만 기인한다. 바이오 오일 수율은 액체 인터로 바이오 매스의 주요 부분의 성공적인 전환을 나타내는, 56 %로 52 %였다테 오일. 대표적인 바이오 오일 샘플의 사진을도 4에 나타낸다. 질량 균형 폐쇄 90 %로 86 %였다. 제대로 응축 기차에서 수집되지 않은 빛 증기 질량 손실의 하나의 소스이었다. 열분해 오일을 응축하기 어려운 등 hydroxyacetaldehyde (비점 20.2 ℃)와 같은 여러 저비점 화합물을 함유. 두 번째 드라이 아이스 트랩을 추가하면 빛을 응축 화합물의 회복이 향상됩니다. 이전 응축 증기 농도를 증가시켜 빛 증기의 회복을 향상 여기에보고보다 높은 바이오 매스 공급 속도로 실험을 수행. 광 응축 화합물의 탈출 출구 가스의 가스 크로마토 그래피 - 질량 분광 분석에 의해 확인 될 수있다. 질량 균형 때문에 상대적으로 많은 양의 지팽이에서 생산 된 탈출 광 문자,의 가능성, 초본 원료 상대적으로 낮았다. 크래킹 반응에 따라서 필터에서 발생뜨거운 증기 필터의 clusion는 석유 생산량 감소 및 가스 생산량을 증가했다. 표 2 및도 5 및도 6은 초본 원료의 분석 결과 및 생성 된 바이오 오일을 나타낸다. 뜨거운 증기 필터링은 검출 한계 이하로 1.45 %에서 바이오 오일 애쉬 잔류 물을 감소시켰다. 알루미늄, 칼슘, 철, 칼륨, 마그네슘, 나트륨, 인, 규소 등의 각종 이물질은 바이오 오일에서 관찰되었으며, 이들은 주로 바이오 매스 원료에서 유래. 뜨거운 증기 필터링 상당히 뜨거운 증기 필터링 효과적으로 CHAR 화산재 입자를 제거하여 바이오 오일의 미량 원소 함량을 감소시키기위한 강력한 프로토콜임을 나타내는 바이오 오일 무기 내용을 감소시켰다. 뜨거운 증기 필터링은 또한 탄소 함량을 감소 바이오 오일의 산소 농도는 증가 하였다. 우디의 공급 원료에 비해 낮은 회분 함량이초본 원료 및 바이오 오일 애쉬 낮은 감소 무기 내용이 관찰된다. (15) 바이오 오일의 촉매 수소화 제조 된 바이오 오일의 분석 결과는 공정으로부터 제조 된 바이오 오일이 내연 기관에 직접 사용하기에 충분한 품질이 아닌 사실과 일치했다. 따라서, 바이오 - 오일의 업그레이드가 필요합니다. 두 바이오 오일 샘플을 상술 한 조건 하에서 수소 처리 시스템의 수소 처리 촉매로 업그레이드되었다. 바이오 오일은 촉매층에 축적 문자 또는 바이오 - 오일의 활성 종의 중합 제품과 수소 원자로를 연결하는 것으로 알려져있다. 따라서, 수소 시험 중에 촉매 상을 가로 지르는 압력 강하는 문자 또는 중합 제품을 축적하는 중요한 지표이다. 뜨거운 증기 여과 나IO-오일은 수소 시험에서 60시간 TOS에 대해 거의 완벽하게 수행했다. 그러나, 비 여과 바이오 오일 펌프에서 분리하고, 처리되지 않은 ~ 5 중량 %의 불용 고형분을 가졌다. 비록 이러한 치료 고형분으로 충전 촉매층을 밀봉 TOS 아마 때문에 비 여과 바이오 오일의 잔류 고형물의 50 시간 후 압력 강하 축적 여전히 있었다. 표 3 및 4, 5 및 7에서 서로 다른 토스에서 바이오 오일 수소화 처리 용 제품의 수율을 도시한다. CH 4, C 2 H 6, C 3 H (8)를 포함하는 업그레이드 오일 상과 수성 상 및 기체 생성물을 포함한 액상 제품, 위상 - 분리, C (4) H (10), CO 및 CO 2를 제작했다. 도 4는 수복 업그레이드 오일 샘플의 사진을 보여준다. 표 5업그레이드 된 오일의 분석 결과를 나타내고,도 5는 바이오 오일 및 업그레이드 된 오일의 원소 분석 결과를 비교한다. 수소화 처리는 산소, 황 및 질소를 감소시키고 생체 송유 크게 수소 첨가에 아주 효과적이었다. 업그레이드 된 오일의 산소 함량은 바이오 오일 공급 산소의 40 중량 %보다 훨씬 낮은 35이었다 ~2.0 중량 %이었다. 업그레이드 된 오일의 수소 대 탄소 비율은 바이오 오일 피드 ~1.3 비교 ~1.7이었다. 0.81에서 0.83로 증가 업그레이드 된 오일의 밀도의 추세 g / 시험 기간 동안, 60 시간 이상 TOS 온화한 촉매 불 활성화를 제안 용액. 도 7에 도시 된 바와 같이, 필터링 된 고온 증기를 필터링되지 않은 바이오 오일 사이의 수소 처리 제품의 비교는 뜨거운 증기 여과 바이오 오일 consi이다 약간 높은 물을 업그레이드 오일 비율로 이끄는 것으로 나타났다뜨거운 증기 여과 바이오 오일 피드의 높은 산소 함량 스텐트. 두 바이오 오일 업그레이드 된 기름의 특성은 매우 유사 하였다. 뜨거운 증기를 필터링 및 필터링되지 않은 바이오 오일의 수소화 처리 사이의 큰 차이는 고온 증기 여과 바이오 오일의 사용 촉매층 비 여과에 사용되는 촉매 상에 비해 이물질의 덜 증착 하였다이었다 바이오 오일. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/54088/54088fig1.jpg" /> 5 cm 유동층 열분해 시스템도 1 회로도. 뜨거운 증기 필터, 축합 시스템, 및 가스 - 측정 시스템이있다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/54088/54088fig2.jpg" /><b<html> R /&gt; 그림 미니 원자로 수소 처리 시스템 2. 회로도. (MFC : 질량 유량 제어기, RD : 파열 디스크, PT : 압력 변환기; PI : 압력 지표 (게이지), BPR : 백 압력 조절기, PR : 압력 조절기) <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/54088/54088fig3.jpg" /> 미니 수소 처리 반응기에서 베드 촉매의 그림 3. 도식. 촉매층의 온도 프로필은 좌측에 도시되어 있고, 각 스테이지의 촉매의 위치는 우측에 나타나있다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> S / ftp_upload / 54088 / 54088fig4.jpg &quot;/&gt; 대표적인 바이오 오일 샘플 (왼쪽)와 대표 업그레이드 오일 샘플 (오른쪽) 4. 사진을 그림. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/54088/54088fig5.jpg" /> 도 초본 원료 (지팽이), 고온 증기를 여과하여 생성 된 바이오 오일 및 오일의 업그레이드 원소 분석 결과 5. 비교. 탄소, 수소 및 산소 함량은 바이오 매스의 빠른 열분해 후 많이 변화하지 않았다 그러나, 산소 함량은 현저하게 감소하고, 수소 함량은 바이오 오일 수소화 처리 후 증가 하였다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> &lt;유지-together.within 페이지 = &quot;1&quot;&gt; : FO P 클래스 = &quot;jove_content&quot; <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/54088/54088fig6.jpg" /> 6. 오일 수율, 탄소 효율의 비교, 여과 뜨거운 증기 및 비 여과 열분해에서 바이오 오일의 일부 속성을 그림. 이 축합 전에 열분해 증기의 고온 가스를 여과의 영향을 보여준다. 고온 가스를 여과 무기 잔류 물을 제거하지만, 또한 열분해 오일 수율 [3- LM] 및 오일, 산소 농도 등의 오일 특성에 영향을 미친다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 7" src="/files/ftp_upload/54088/54088fig7.jpg" /> 여과 뜨거운 증기 및 필터링되지 않은 열분해로부터 바이오 오일의 수소화 처리 결과의 비교를도 7. 뜨거운 증기 여과 바이오 오일 약간 높은 물 대 리드<html> 공연비 두 바이오 오일 업그레이드 연료의 특성은 매우 비슷하다. 두 열분해 오일의 수소 사이의 큰 차이는 뜨거운 증기 필터링 바이오 오일의 침대 촉매가 미네랄 훨씬 덜 증착을 보였다는 것이다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54088/54088fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="1 번 테이블" src="/files/ftp_upload/54088/54088table1.jpg" /> 표와 뜨거운 증기 여과없이 주요 열분해 제품 (바이오 오일, 숯, 가스)와 초본 원료 (지팽이)의 열분해에 대한 물질 수지 폐쇄 1. 산출한다. <img alt="표 2" src="/files/ftp_upload/54088/54088table2.jpg" /> 로 뜨거운 증기 여과없이 생성되는 대표적인 초본 원료 (지팽이), 바이오 - 오일의 표 2. 분석. 088table3.jpg &quot;/&gt; 표 여과 뜨거운 증기 및 비 여과 대표 바이오 오일의 다른 토스에서 주요 수소 제품의 3. 수율. <img alt="표 4" src="/files/ftp_upload/54088/54088table4.jpg" /> 표 4는 대표적인 바이오 오일의 수소화 처리 중에 가스 조성물을 만들었다. <img alt="표 5" src="/files/ftp_upload/54088/54088table5.jpg" /> 대표적인 바이오 오일의 수소에서 업그레이드 된 석유 제품의 표 5. 분석.

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Biomass Conversion to Produce Hydrocarbon Liquid Fuel Via Hot-vapor Filtered Fast Pyrolysis and Catalytic Hydrotreating

바이오 오일을 생산하는 목질 계 바이오 매스의 빠른 열분해 용 연료 등급 탄화수소를 생산하는 바이오 오일의 촉매 수소화를위한 실험 방법이 제시된다. 바이오 - 오일에서 미세 문자 입자 및 무기 오염 물질을 제거하는 빠른 열분해 동안 뜨거운 증기 여과도 평가 하였다.

바이오 매스 변환 빠른 열분해 및 촉매 수소 처리 필터링 탄화수소 액체 연료 통해 뜨거운 증기를 생산하는

Lignocellulosic biomass conversion to produce biofuels has received significant attention because of the quest for a replacement for fossil fuels. Among ...

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26.3K 조회수.  Pacific Northwest National Laboratory (PNNL).  바이오 오일을 생산하는 목질 계 바이오 매스의 빠른 열분해 용 연료 등급 탄화수소를 생산하는 바이오 오일의 촉매 수소화를위한 실험 방법이 제시된다. 바이오 - 오일에서 미세 문자 입자 및 무기 오염 물질을 제거하는 빠른 열분해 동안 뜨거운 증기 여과도 평가 하였다. 

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Modifying Baculovirus Expression Vectors to Produce Secreted Plant Proteins in Insect Cells

It has been a challenge for scientists to express recombinant secretory eukaryotic proteins for structural and biochemical studies. The baculovirus-mediated insect cell expression system is one of the systems used to express recombinant eukaryotic secretory proteins with some post-translational modifications. The secretory proteins need to be routed through the secretory pathways for protein glycosylation, disulfide bonds formation, and other post-translational modifications. To improve the existing insect cell expression of secretory plant proteins, a baculovirus expression vector is modified by the addition of either a GP67 or a hemolin signal peptide sequence between the promoter and multiple-cloning sites. This newly designed modified vector system successfully produced a high yield of soluble recombinant secreted plant receptor proteins of Arabidopsis thaliana. Two of the expressed plant proteins, the extracellular domains of Arabidopsis TDR and PRK3 plasma membrane receptors, were crystallized for X-ray crystallographic studies. The modified vector system is an improved tool that can potentially be used for the expression of recombinant secretory proteins in the animal kingdom as well.

Here, we present the protocols for utilizing the insect cell and baculovirus protein expression system to produce large quantities of plant secreted proteins for protein crystallization. A baculovirus expression vector has been modified with either GP67 or insect hemolin signal peptide for plant protein secretion expression in insect cells.

식물 단백질 곤충 세포에서 분 비 생산 잠재 식 벡터를 수정

It has been a challenge for scientists to express recombinant secretory eukaryotic proteins for structural and biochemical studies. The ...

연구

생화학

Untargeted Liquid Chromatography-Mass Spectrometry-Based Metabolomics Analysis of Wheat Grain

Understanding the interactions between genes, the environment and management in agricultural practice could allow more accurate prediction and management of product yield and quality. Metabolomics data provides a read-out of these interactions at a given moment in time and is informative of an organism&#39;s biochemical status. Further, individual metabolites or panels of metabolites can be used as precise biomarkers for yield and quality prediction and management. The plant metabolome is predicted to contain thousands of small molecules with varied physicochemical properties that provide an opportunity for a biochemical insight into physiological traits and biomarker discovery. To exploit this, a key aim for metabolomics researchers is to capture as much of the physicochemical diversity as possible within a single analysis. Here we present a liquid chromatography-mass spectrometry-based untargeted metabolomics method for the analysis of field-grown wheat grain. The method uses the liquid chromatograph quaternary solvent manager to introduce a third mobile phase and combines a traditional reversed-phase gradient with a lipid-amenable gradient. Grain preparation, metabolite extraction, instrumental analysis and data processing workflows are described in detail. Good mass accuracy and signal reproducibility were observed, and the method yielded approximately 500 biologically relevant features per ionization mode. Further, significantly different metabolite and lipid feature signals between wheat varieties were determined.

A method for the untargeted analysis of wheat grain metabolites and lipids is presented. The protocol includes an acetonitrile metabolite extraction method and reversed phase liquid chromatography-mass spectrometry methodology, with acquisition in positive and negative electrospray ionization modes.

밀 곡물의 비표적 액체 크로마토그래피 질량 분광계 기반 대사체학 분석

Understanding the interactions between genes, the environment and management in agricultural practice could allow more accurate prediction and management ...

Characterizing Cellular Proteins with In-cell Fast Photochemical Oxidation of Proteins

Fast photochemical oxidation of proteins (FPOP) is a hydroxyl radical protein footprinting method used to characterize protein structure and interactions. FPOP uses a 248 nm excimer laser to photolyze hydrogen peroxide producing hydroxyl radicals. These radicals oxidatively modify solvent exposed side chains of 19 of the 20 amino acids. Recently, this method has been used in live cells (IC-FPOP) to study protein interactions in their native environment. The study of proteins in cells accounts for intermolecular crowding and various protein interactions that are disrupted for in vitro studies. A custom single cell flow system was designed to reduce cell aggregation and clogging during IC-FPOP. This flow system focuses the cells past the excimer laser individually, thus ensuring consistent irradiation. By comparing the extent of oxidation produced from FPOP to the protein&#39;s solvent accessibility calculated from a crystal structure, IC-FPOP can accurately probe the solvent accessible side chains of proteins.

Here, we characterize protein structure and interaction sites in living cells using a protein footprinting technique termed in-cell fast photochemical oxidation of proteins (IC-FPOP).

세포 내 빠른 광화학적 단백질 산화로 세포 단백질 특성화

Fast photochemical oxidation of proteins (FPOP) is a hydroxyl radical protein footprinting method used to characterize protein structure and interactions. ...

Analysis of SEC-SAXS data via EFA deconvolution and Scatter

BioSAXS is a popular technique used in molecular and structural biology to determine the solution structure, particle size and shape, surface-to-volume ratio and conformational changes of macromolecules and macromolecular complexes. A high quality SAXS dataset for structural modeling must be from monodisperse, homogeneous samples and this is often only reached by a combination of inline chromatography and immediate SAXS measurement. Most commonly, size-exclusion chromatography is used to separate samples and exclude contaminants and aggregations from the particle of interest allowing SAXS measurements to be made from a well-resolved chromatographic peak of a single protein species. Still, in some cases, even inline purification is not a guarantee of monodisperse samples, either because multiple components are too close to each other in size or changes in shape induced through binding alter perceived elution time. In these cases, it may be possible to deconvolute the SAXS data of a mixture to obtain the idealized SAXS curves of individual components. Here, we show how this is achieved and the practical analysis of SEC-SAXS data is performed on ideal and difficult samples. Specifically, we show the SEC-SAXS analysis of the vaccinia E9 DNA polymerase exonuclease minus mutant.

SEC-BioSAXS measurements of biological macromolecules are a standard approach for determining solution structure of macromolecules and their complexes. Here, we analyze SEC-BioSAXS data from two types of commonly encountered SEC traces&#8212;chromatograms with fully resolved and partially resolved peaks. We demonstrate the analysis and deconvolution using scatter and BioXTAS RAW.

EFA 감소 및 분산을 통한 SEC-SAXS 데이터 분석

BioSAXS is a popular technique used in molecular and structural biology to determine the solution structure, particle size and shape, surface-to-volume ...

Semi-Quantitative Analysis of Peptidoglycan by Liquid Chromatography Mass Spectrometry and Bioinformatics

Peptidoglycan is an important component of bacterial cell walls and a common cellular target for antimicrobials. Although aspects of peptidoglycan structure are fairly conserved across all bacteria, there is also considerable variation between Gram-positives/negatives and between species. In addition, there are numerous known variations, modifications, or adaptations to the peptidoglycan that can occur within a bacterial species in response to growth phase and/or environmental stimuli. These variations produce a highly dynamic structure that is known to participate in many cellular functions, including growth/division, antibiotic resistance, and host defense avoidance. To understand the variation within peptidoglycan, the overall structure must be broken down into its constitutive parts (known as muropeptides) and assessed for overall cellular composition. Peptidoglycomics uses advanced mass spectrometry combined with high-powered bioinformatic data analysis to examine peptidoglycan composition in fine detail. The following protocol describes the purification of peptidoglycan from bacterial cultures, the acquisition of muropeptide intensity data through a liquid chromatograph&#8212;mass spectrometer, and the differential analysis of peptidoglycan composition using bioinformatics.

This protocol covers a detailed analysis of peptidoglycan composition using liquid chromatography mass spectrometry coupled with advanced feature extraction and bioinformatic analysis software.

액체 크로마토그래피, 질량 분석법 및 생물정보학에 의한 펩티도글리칸의 반정량 분석

Peptidoglycan is an important component of bacterial cell walls and a common cellular target for antimicrobials. Although aspects of peptidoglycan ...

PCR Mutagenesis, Cloning, Expression, Fast Protein Purification Protocols and Crystallization of the Wild Type and Mutant Forms of Tryptophan Synthase

Structural studies with tryptophan synthase (TS) bienzyme complex (&#945;2&#946;2 TS) from Salmonella typhimurium have been performed to better understand its catalytic mechanism, allosteric behavior, and details of the enzymatic transformation of substrate to product in PLP-dependent enzymes. In this work, a novel expression system to produce the isolated &#945;- and isolated &#946;-subunit allowed the purification of high amounts of pure subunits and &#945;2&#946;2 StTS complex from the isolated subunits within 2 days. Purification was carried out by affinity chromatography followed by cleavage of the affinity tag, ammonium sulfate precipitation, and size exclusion chromatography (SEC). To better understand the role of key residues at the enzyme &#946;-site, site-direct mutagenesis was performed in prior structural studies. Another protocol was created to purify the wild type and mutant &#945;2&#946;2 StTS complexes. A simple, fast and efficient protocol using ammonium sulfate fractionation and SEC allowed purification of &#945;2&#946;2 StTS complex in a single day. Both purification protocols described in this work have considerable advantages when compared with previous protocols to purify the same complex using PEG 8000 and spermine to crystalize the &#945;2&#946;2 StTS complex along the purification protocol. Crystallization of wild type and some mutant forms occurs under slightly different conditions, impairing the purification of some mutants using PEG 8000 and spermine. To prepare crystals suitable for x-ray crystallographic studies several efforts were made to optimize crystallization, crystal quality and cryoprotection. The methods presented here should be generally applicable for purification of tryptophan synthase subunits and wild type and mutant &#945;2&#946;2 StTS complexes.

This article presents a series of consecutive methods for the expression and purification of Salmonella typhimurium tryptophan synthase comp this protocol a rapid system to purify the protein complex in a day. Covered methods are site-directed mutagenesis, protein expression in Escherichia coli, affinity chromatography, gel filtration chromatography, and crystallization.

PCR 돌연변이 발생, 복제, 발현, 빠른 단백질 정화 프로토콜 및 트립토판 신타제의 야생 유형 및 돌연변이 형태의 결정화

Structural studies with tryptophan synthase (TS) bienzyme complex (&#945;2&#946;2 TS) from Salmonella typhimurium have been performed to better understand ...

Estimation of Plant Biomass Lignin Content using Thioglycolic Acid (TGA)

Lignin is a natural polymer that is the second most abundant polymer on Earth after cellulose. Lignin is mainly deposited in plant secondary cell walls and is an aromatic heteropolymer primarily composed of three monolignols with significant industrial importance. Lignin plays an important role in plant growth and development, protects&#160;from biotic and abiotic stresses, and in the quality of animal fodder, the wood, and industrial lignin products. Accurate estimation of lignin content is essential for both fundamental understanding of the lignin biosynthesis and industrial applications of biomass. The thioglycolic acid (TGA) method is a highly reliable method of estimating the total lignin content in the plant biomass. This method estimates the lignin content by forming thioethers with the benzyl alcohol groups of lignin, which are soluble in alkaline conditions and insoluble in acidic conditions. The total lignin content is estimated using a standard curve generated from commercial bamboo lignin.

Estimation of Plant Biomass Lignin Content using Thioglycolic Acid TGA

Here, we present a modified TGA method for estimation of lignin content in herbaceous plant biomass. This method estimates the lignin content by forming specific thioether bonds with lignin and presents an advantage over the Klason method, as it requires a relatively small sample for lignin content estimation.

티오글리콜산(TGA)을 이용한 식물바이오매스 리그닌 함량 추정

Lignin is a natural polymer that is the second most abundant polymer on Earth after cellulose. Lignin is mainly deposited in plant secondary cell walls ...

Platform Incubator with Movable XY Stage: A New Platform for Implementing In-Cell Fast Photochemical Oxidation of Proteins

Fast Photochemical Oxidation of proteins (FPOP) coupled with mass spectrometry (MS) has become an invaluable tool in structural proteomics to interrogate protein interactions, structure, and protein conformational dynamics as a function of solvent accessibility. In recent years, the scope of FPOP, a hydroxyl radical protein foot printing (HRPF) technique, has been expanded to protein labeling in live cell cultures, providing the means to study protein interactions in the convoluted cellular environment. In-cell protein modifications can provide insight into ligand induced structural changes or conformational changes accompanying protein complex formation, all within the cellular context. Protein footprinting has been accomplished employing a customary flow-based system and a 248 nm KrF excimer laser to yield hydroxyl radicals via photolysis of hydrogen peroxide, requiring 20 minutes of analysis for one cell sample.To facilitate time-resolved FPOP experiments, the use of a new 6-well plate-based IC-FPOP platform was pioneered. In the current system, a single laser pulse irradiates one entire well, which truncates the FPOP experimental time frame resulting in 20 seconds of analysis time, a 60-fold decrease. This greatly reduced analysis time makes it possible to research cellular mechanisms such as biochemical signaling cascades, protein folding, and differential experiments (i.e., drug-free vs. drug bound) in a time-dependent manner. This new instrumentation, entitled Platform Incubator with Movable XY Stage (PIXY), allows the user to perform cell culture and IC-FPOP directly on the optical bench using a platform incubator with temperature, CO2 and humidity control. The platform also includes a positioning stage, peristaltic pumps, and mirror optics for laser beam guidance. IC-FPOP conditions such as optics configuration, flow rates, transient transfections, and H2O2 concentration in PIXY have been optimized and peer-reviewed. Automation of all components of the system will reduce human manipulation and increase throughput.

A new static platform is used to characterize protein structure and interaction sites in the native cell environment utilizing a protein footprinting technique called in-cell fast photochemical oxidation of proteins (IC-FPOP).

이동식 XY 단계가 있는 플랫폼 인큐베이터: 단백질의 세포 내 빠른 광화학 산화 를 구현하기위한 새로운 플랫폼

Fast Photochemical Oxidation of proteins (FPOP) coupled with mass spectrometry (MS) has become an invaluable tool in structural proteomics to interrogate ...

Fast Grid Preparation for Time-Resolved Cryo-Electron Microscopy

The field of cryo-electron microscopy (cryo-EM) is rapidly developing with new hardware and processing algorithms, producing higher resolution structures and information on more challenging systems. Sample preparation for cryo-EM is undergoing a similar revolution with new approaches being developed to supersede the traditional blotting systems. These include the use of piezo-electric dispensers, pin printing and direct spraying. As a result of these developments, the speed of grid preparation is going from seconds to milliseconds, providing new opportunities, especially in the field of time-resolved cryo-EM where proteins and substrates can be rapidly mixed before plunge freezing, trapping short lived intermediate states. Here we describe, in detail, a standard protocol for making grids on our in-house time-resolved EM device both for standard fast grid preparation and also for time-resolved experiments. The protocol requires a minimum of about 50 &#181;L sample at concentrations of &#8805; 2 mg/mL for the preparation of 4 grids. The delay between sample application and freezing can be as low as 10 ms. One limitation is increased ice thickness at faster speeds and compared to the blotting method. We hope this protocol will aid others in designing their own grid making devices and those interested in designing time-resolved experiments.

Here, we provide a detailed protocol for the use of a rapid grid making device for both fast grid-making and for rapid mixing and freezing to conduct time-resolved experiments.

시간 해결 된 극저온 전자 현미경 검사법을 위한 빠른 그리드 준비

The field of cryo-electron microscopy (cryo-EM) is rapidly developing with new hardware and processing algorithms, producing higher resolution structures ...

Ultrasonic-Assisted Extraction of Cannabidiolic Acid from Cannabis Biomass

Industrial hemp (Cannabis spp.) has many compounds of interest with potential medical benefits. Of these compounds, cannabinoids have come to the center of attention, specifically acidic cannabinoids. The focus is turning toward acidic cannabinoids due to their lack of psychotropic activity. Cannabis plants produce acidic cannabinoids with hemp plants producing low levels of psychotropic cannabinoids. As such, utilization of hemp for acidic cannabinoid extraction would eliminate the need for decarboxylation prior to extraction as a source for the cannabinoids. The use of solvent-based extraction is ideal for obtaining acidic cannabinoids as their solubility in solvents such as supercritical CO2 is limited due to the high pressure and temperature required to reach their solubility constants. An alternative method designed to increase solubility is ultrasonic-assisted extraction. In this protocol, the impact of solvent polarity (acetonitrile 0.46, ethanol 0.65, methanol 0.76, and water 1.00) and concentration (20%, 50%, 70%, 90%, and 100%) on ultrasonic-assisted extraction efficiency has been examined. Results show that water was the least effective and acetonitrile was the most effective solvent examined. Ethanol was further examined since it has the lowest toxicity and is generally regarded as safe (GRAS). Surprisingly, 50% ethanol in water is the most effective ethanol concentration for extracting the highest amount of cannabinoids from hemp. The increase in cannabidiolic acid concentration was 28% when compared to 100% ethanol, and 23% when compared to 100% acetonitrile. While it was determined that 50% ethanol is the most effective concentration for our application, the method has also been demonstrated to be effective with alternative solvents. Consequently, the proposed method is deemed effective and rapid for extracting acidic cannabinoids.