이 작업은 지역 조류 공급 원료 테스트베드 프로젝트, 미국 에너지부 DE-EE0006269를 통해 지원되었습니다. 또한 Esteban Jimenez, Jessica Peebles, Francisco Acedo, Jose Cisneros, RAFT Team, Mark Mansfield, UA 발전소 직원 및 TEP 발전소 직원에게 모든 도움을 주신 것에 감사드립니다.

1. 성장 체계: 옥외 열린 경마장 연못 조정
<ol><li>연도 가스 공급원 (8-10 %CO2 포함)에 가까운 열린 경마장 연못을 설치하십시오. 연못 원자로 위치에서 물과 전기를 사용할 수 있고 원자로가 하루 종일 그늘에 있지 않은지 확인하십시오 (그림 1).</li>
	<li>연도 가스가 스택으로 유입되어 대기로 배출되기 몇 미터 전에 0.95cm 연료 호스를 사용하여 연소 후 공정 중에 연도 가스를 포집합니다(그림 2).</li>
	<li>스택과 압축기 사이에 20L 워터 트랩과 응축기(코일 길이 ~ 12m)를 사용하여 연도 가스에서 물을 제거합니다(그림 2). 참고: 연도 가스에는 일반적으로 약 9\u201213.8%의 물(28)이 포함되어 있습니다. 또한, 응축기 및 파이프라인은 연도 가스(16)를 냉각시킨다.</li>
	<li>다음 센서를 데이터로거에 연결하여 조류 성장을 모니터링합니다: (1) 650 및 750nm의 두 파장에서 흡광도를 측정하고 1.05g/L의 최대 조류 세포 농도를 감지할 수 있는 실시간 광학 밀도 센서(29); (2) DO 센서; (3) 공기 및 연못 열전대; (4) pH 센서; 및 (5) EC 센서. 참고: 또한 pH 및 EC 센서는 송신기에 연결됩니다. 데이터 로거 장치 구성은 그림 3에 나와 있습니다.</li>
	<li>조류 성장 시스템의 모든 구성 요소가 예방 접종 전에 교정되고 제대로 작동하는지 확인하십시오.</li>
</ol>2. pH 제어 시스템
<ol><li>도 2 및 도 3 (보충 재료 A)에 도시된 바와 같이 압축기, 제어 밸브 시스템 및 데이터 로거 프로그램을 사용하여 연도 가스 주입을 관리한다.</li>
	<li>튜브를 사용하여 연도 가스를 제어 밸브에서 돌 디퓨저를 통해 경마장 연못의 바닥으로 향하게하십시오.</li>
	<li>연도 가스를 pH를 기준으로 성장 시스템에 주입하십시오. pH 값이 8.05보다 크면 시스템은 연도 가스를 주입하는 반면, pH가 8.00 미만인 경우 시스템은 성장이없는 기간 동안 연도 가스 주입을 중단합니다. 유량은 분당 표준 리터 (SLPM)로 측정됩니다. 참고: 제어 밸브에서 입구 연도 가스 압력은 최대 50psi로 제한됩니다.</li>
</ol>3. 조류 선택 및 변형 유지 보수 (빛과 온도)
참고: 녹조류 클로렐라 소로키니아나 DOE 1412는 Juergen Polle (Brooklyn College)30,31에 의해 분리되었고 NAABB(National Alliance for Advanced Biofuels and Bioproducts)에 의해 선택되었다. 그것의 선택은 Huesemann et al.32,33에 의해 수행된 이전의 균주 특성화 연구에 기초하였다. 야외 오픈 레이스웨이 연못을 사용할 때 남서부 지역의 조류 스크리닝, 바이오 매스 생산성 및 기후 시뮬레이션 배양 (예 : 온도 및 빛)에 관한 연구는이 프로젝트에 사용 된 방법을 알렸다.
<ol><li>배양물을 12 h/12 h 빛/어두운 사이클을 사용하여 실온 (25°C)에서 유지한다.</li>
	<li>플레이트 및 작은 액체 배양물(50 mL ~ 500 mL)에서 성장한 배양 유지를 위해 광도를 200 μM/m2/s로 유지하십시오.</li>
	<li>액체 배양물 50 mL 내지 500 mL에서 400 μM/m2/s, 액체 배양물 5 L 내지 20 L에서 600\u2012800 μM/m2/s로 스케일업을 위해 광도를 유지하십시오.</li>
</ol>4. 스케일 업 및 품질 관리
<ol><li>다량 영양소에 대해 탈이온수와 다음 염을 사용하여 BG11 배양액을 g/L로 준비한다: 1.5 NaNO3, 0.04 K2HPO4, 0.075 MgSO4*H2O, 0.036CaCl2*H2O, 0.006 (NH4)5Fe(C6H4O7)2, 0.006Na2EDTA*2H2O, 0.02Na2CO3; g/L에 다음과 같은 미량 영양소가 들어있는 미량 원소 용액 1mL/L를 첨가하십시오: 2.86H3BO3, 1.81MnCl2*4H2O, 0.22 ZnSO4*7H2O, 0.39Na2MoO 4*2H2O, 0.079 CuSO 4*5H2O, 0.0494Co(NO3)2*6H2O. 참고 : 플레이트 접종 및 / 또는 장기간 보관의 경우 Bacto 한천 7.5g / L를 추가하십시오. 문화 접종을 위해 한천을 첨가 할 필요가 없습니다. 배양액을 오토클레이브에서 121°C에서 21분 동안 멸균한다.</li>
	<li>한천이 있는 BG11 배지를 멸균 층류 후드 또는 생물안전 캐비닛의 페트리 접시에 붓습니다. 일단 플레이트가 단단하고 시원해지면, 재현탁된 냉동 조류 스톡 배양물로부터 피펫 500 μL를 첨가하고 암피실린(100 μg/mL); 조류 플레이트를 진탕기 테이블(120 rpm)에서 1 내지 2주 동안 인큐베이션한다.</li>
	<li>멸균 루프를 사용하여 배양 플레이트에서 단일 조류 콜로니를 선택하고 깨끗한 생물 안전 캐비닛의 멸균 성장 배지가 들어있는 50 mL 튜브에 접종하십시오. 작은 액체 배양물을 일주일 동안 진탕기 테이블 (120 rpm) 상에서 성장시킨다.</li>
	<li>조류 배양액 50 mL(선형 성장 단계, OD750nm ≥ 1)를 500 mL 액체 배지로 1 L 플라스크에 옮긴다. 각 플라스크에 고무 마개와 스테인리스 스틸 튜브를 장착하여 폭기를 제공합니다. 0.2 μm 공기 살균 필터를 사용하여 공기를 여과하십시오. 문화가 일주일에서 두 주 동안 성장하게하십시오. 분광광도계(OD750nm)를 사용하여 셀 밀도를 모니터링합니다.</li>
	<li>액체 배양액 500 mL를 8 L의 비멸균 배지를 함유하는 10 L 카보리에 넣고 5%CO2 및 95% 공기의 혼합물을 주입한다. 이어서, 단계 4.4에서와 동일한 조건하에서 조류를 재배한다.</li>
	<li>일주일에 한 번 스톡 플레이트 및 액체 배양물(단계 4.2\u20124.5)을 모니터링합니다. 분취량을 취하여 원하는 균주의 성장을 보장하기 위해 10x 및 40x 배율로 현미경으로 관찰하십시오. 문화가 손상되거나 실험에 사용될 때까지 보관하십시오. 오염된 문화는 버리십시오.</li>
</ol>5. 열린 연못 재배를위한 집중 된 중간 준비
<ol><li>미량 원소 용액을 제조하기 위해 부분적으로 1 L 용적 플라스크를 증류수 (DW)로 채운다. 마그네틱 교반 바를 삽입하고 표 1 에 나타낸 화학물질을 순차적으로 첨가한다. 다음 성분을 첨가하기 전에 각 성분이 용해되는지 확인하십시오. 자석을 제거하고 플라스크를 1 L 부피 마크로 채운다.</li>
	<li>1L 유리 병을 DW로 부분적으로 채우고 마그네틱 교반 막대를 삽입하십시오. 용기를 자기 교반기 플레이트 상단에 놓고 반응기의 최종 부피에 대한 화학 물질을 추가하고 순차적으로 추가하여 각각이 완전히 용해되도록하십시오. 표 2는 1 L의 배지를 준비하기 위한 화학물질을 열거하므로, 모든 값에 반응기의 최종 부피를 곱한다. 유리 병을 1L로 채 웁니다.</li>
</ol>6. 옥외 열린 경마장 연못 접종
<ol><li>각 접종 전과 수확 후 30% 표백제를 사용하여 반응기를 철저히 청소한다. 표백제를 밤새 두는 것이 좋습니다. 반응기를 잘 헹구어 모든 표백제를 제거하십시오.</li>
	<li>조류 접종 전 모든 센서를 해당 교정 절차에 따라 교정하십시오.</li>
	<li>농축된 배지를 희석하고(단계 5에서) 수원을 사용하여 경마장 연못을 최대 80%까지 채운다.</li>
	<li>조류로 채워진 10 L 카보이 (선형 성장 단계 OD750nm > 2)를 사용하여 반응기를 접종하고 이를 최종 부피로 가져온다.</li>
	<li>미세조류는 ~3일 동안 나무 팔레트로 경마장 연못을 부분적으로 음영 처리하여(그림 4), 지수 단계가 지나면 광억제를 피하기 위한 적응 전략으로 적응시킨다. 참고 :이 기간은 또한 미세 조류가 연도 가스의 직접 주입으로 인한 스트레스에 적응할 수있는 시간을 제공 할 것입니다.</li>
</ol>7. 생성 스테이션에서의 배치 성장 실험
<ol><li>물 증발, 패들휠 모터, 센서 기능 및 평범하지 않은 모든 것을 포함한 일상적인 변화를 검사하고 기록합니다.</li>
	<li>압축기와 워터 트랩을 매일 배수하고 검사하여 연도 가스가 부식성이 높기 때문에 부식을 최소화하기 위해 과도한 물을 제거합니다34.</li>
	<li>10초마다 각 센서 측정값을 스캔하고 10분마다 평균 데이터를 저장하도록 데이터 로거를 구성합니다. 여기에는 DO, pH, EC, 실시간 광학 밀도뿐만 아니라 공기 및 반응기 온도가 포함됩니다.</li>
</ol>8. 개별 샘플링 및 모니터링
<ol><li>수위가 반응기의 최종 부피에서 일정하게 유지되는지 확인하십시오 그렇지 않으면 광학 밀도 측정이 영향을받습니다.</li>
	<li>반응기에서 물을 보충한 후, 자외선 가시 분광 광도계를 사용하여 광학 밀도(540, 680 및 750 nm)로 세포 질량 측정을 위해 5 mL 샘플을 취한다. 이 과정을 매일 반복하십시오.</li>
	<li>현미경 관찰을 위해 일주일에 세 번 500mL 샘플을 채취하고 무회분 건조 중량(AFDW)을 기준으로 바이오매스 농도를 측정합니다.<ol>
<li>10x 및 40x 대물 렌즈로 현미경 관찰을 수행합니다. 추가적으로, 이들 현미경 배율은 단계 4.6에서 설명된 조류 품질 관리의 일부로서 사용된다.</li>
		<li>AFDW를 위해 단계 8.3에서 샘플 400 mL를 사용하십시오.<ol>
<li>각 0.7 μm 기공 크기 유리 마이크로 파이버 필터를 알루미늄 호일 트레이에 설정하고 540 °C에서 4 시간 동안 퍼니스를 사용하여 각 알루미늄 호일 트레이 / 필터를 전처리하십시오.</li>
			<li>#2 연필을 사용하여 각 알루미늄 호일 트레이에 라벨을 붙이고 무게 (A)를 기록한 다음 진공 필터 장치에 놓습니다.</li>
			<li>여과할 부피를 측정하기 전에 조류 샘플을 격렬하게 저어준다. 충분한 조류 샘플을 필터링하여 8 ~ 16mg의 전후 회분 중량 차이를 제공합니다. 실험 과정 전반에 걸쳐 사용할 가중치 차이를 선택하고 이 값을 일정하게 유지합니다.</li>
			<li>조류 샘플을 포함하는 각 필터를 그의 호일 트레이에 넣고 적어도 12시간 동안 105°C의 오븐에 놓는다.</li>
			<li>건조 오븐에서 호일 트레이 / 필터를 제거하고 유리 데시케이터에 넣어 물 섭취를 방지하십시오. 각 호일 트레이/필터 무게(B)를 기록합니다.</li>
			<li>호일 트레이/필터를 540°C 머플 퍼니스에 4시간 동안 놓습니다.</li>
			<li>머플 퍼니스를 끄고 호일 트레이/필터를 식히고 데시케이터에 넣고 각 호일 트레이/필터 무게(C)를 기록합니다.</li>
			<li>중량 분석을 사용하여 AFDW를 계산합니다. % AFDW = C - A x 100 / B</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>용매를 이용한 마이크로파 보조 추출(MAE) 지질 추출 분석을 위해 수확하기 전에 조류 2L를 잡으십시오.<ol>
<li>조류 샘플을 4,400 x g 의 상대 원심력(RFC)에서 15분 동안 원심분리한다. 조류 펠렛을 취하여 적어도 24시간 동안 80°C의 오븐을 사용하여 건조시킨다.</li>
		<li>조류 샘플을 갈아서 조류 분말을 칭량하십시오 (권장 바이오 매스 범위는 0.3g에서 0.5g까지).</li>
		<li>미세조류 분말(건조 조류 바이오매스)을 마이크로파 가속 반응 시스템(MARS) 프레스 용기에 넣고 후드 아래에 클로로포름:메탄올(2:1, v/v) 용매 용액 10mL를 넣고 용기를 닫고 밤새 방치합니다.</li>
		<li>용기를 용매 센서를 사용하여 70°C 및 800W의 전력에서 60분 동안 MARS 기계에 넣습니다.</li>
		<li>MARS에서 선박을 꺼내 후드 아래에서 식히십시오.</li>
		<li>깔때기와 유리 울을 사용하여 각 액체 샘플을 미리 칭량된 유리 시험관으로 옮겨 클로로포름, 메탄올 및 지질을 포함하는 액체 부분을 분리하고 다른 분석을 위해 고형물(바이오매스에 지질이 없음)을 유지합니다.</li>
		<li>지질이 들어있는 시험관을 질소 증발기로 가져 가서 액체가 증발되면 제거한 다음 튜브를 후드 아래에 밤새 두어 완전히 건조되도록하십시오.</li>
		<li>중량 분석을 사용하여 지질 함량 (중량 %)을 계산하십시오. 지질 함량 (중량%) = 지질의 건조 바이오매스 x 100/건조 조류 질량</li>
	</ol>
</li>
</ol>9. 조류 수확 및 작물 회전
<ol><li>전체 조류 배양 부피의 75%를 수확하여 배양물이 정지기에 근접할 때 수확한다. 실험실에서 바이오 매스 생산성 분석을 수행하기 위해 2 \ u20125 L의 배양물을 섭취하십시오. 나머지 조류를 가공하고 원하는 조류 생성물로 변환하십시오.</li>
	<li>접종물로 남아있는 25 % 조류를 사용하여 열린 경마장 연못을 다시 성장시킵니다. 전체 원자로 부피의 80%까지 물을 첨가하고, 농축된 매체를 추가한 다음, 필요한 경우 반응기의 최종 부피까지 채우기를 마칩니다.</li>
	<li>온도 및 광도 조건에 따라 계절에 따라 적절한 조류 균주를 배양하십시오.</li>
</ol>10. 데이터 관리
<ol><li>데이터 로거에 데이터를 기록하고 7.3단계와 같이 분석을 위해 수집합니다.</li>
	<li>원시 및 분석 된 데이터를 Regional Algal Feedstock Testbed (RAFT) 공유 드라이브에 저장하는 것을 고려하십시오. RAFT 프로젝트 공동 작업자는 데이터를 제공하여 조류 생산성을 시뮬레이션 및 모델링하고 야외 재배를 검증합니다.</li>
</ol>

저자는 공개 할 것이 없습니다.

이 연구에서, 우리는 더운 반 건조 기후에서 연도 가스 탄소 포집과 미세 조류 재배가 시너지 효과를 발휘하여 가능하다는 것을 입증합니다. 반자동 경마장 연못 시스템을 위한 실험 프로토콜은 최첨단 기술을 통합하여 연도 가스를 탄소원으로 사용할 때 조류 성장과 관련된 관련 파라미터를 실시간으로 모니터링합니다. 제안 된 프로토콜은 경주로 연못 20,21,36<s...

지구 온난화는 오늘날 세계가 직면하고있는 가장 중요한 환경 문제 중 하나입니다1. 연구에 따르면 주요 원인은 인간 활동 2,3,4,5,6,7로 인해 대기 중 온실 가스 (GHG) 배출량의 증가, 주로CO2입니다. 미국에서CO2 배출량의 가장 큰 밀도는 주로 에너지 부문, 특히 전력 발전소 3,7,8,9의 화석 연료 연소에서 비롯됩니다. 따라서 탄소 포집 및 활용 (CCU) 기술은 온실 가스 배출량 2,7,10을 줄이기위한 주요 전략 중 하나로 부상했습니다. 여기에는 햇빛을 활용하여 광합성을 통해CO2와 물을 영양소가있는 상태에서 바이오 매스로 변환하는 생물학적 시스템이 포함됩니다. 미세조류의 사용은 빠른 성장 속도, 높은CO2 고정능력 및 높은 생산 능력으로 인해 제안되었다. 추가적으로, 미세조류는 바이오매스가 화석 연료 7,9,10,11,12를 대체할 수 있는 바이오 연료와 같은 관심 있는 제품으로 전환될 수 있기 때문에 광범위한 바이오에너지 잠재력을 갖는다.
미세조류는 개방된 경마장 연못 및 폐쇄된 광생물반응기(13,14,15,16,17,18,19)를 포함하는 다양한 재배 시스템 또는 반응기에서 성장하고 생물학적 전환을 달성할 수 있다. 연구자들은 실내 또는 실외 조건 하에서 두 재배 시스템 모두에서 생물 공정의 성공을 결정하는 장점과 한계를 연구했습니다 5,6,16,20,21,22,23,24,25 . 개방 경마장 연못은 연도 가스가 스택에서 직접 분배 될 수있는 상황에서 탄소 포집 및 활용을위한 가장 일반적인 재배 시스템입니다. 이러한 유형의 재배 시스템은 상대적으로 저렴하고 확장이 쉽고 에너지 비용이 저렴하며 혼합에 대한 에너지 요구 사항이 낮습니다. 또한 이러한 시스템을 발전소와 쉽게 공동 배치하여 CCU 프로세스를 보다 효율적으로 만들 수 있습니다. 그러나,CO2 가스/액체 질량 전달의 한계와 같이 고려될 필요가 있는 몇 가지 결점이 있다. 한계가 있지만, 개방 경마장 연못은 옥외 미세조류 바이오 연료 생산 5,9,11,16,20에 가장 적합한 시스템으로 제안되었습니다.
이 기사에서는 천연 가스 발전소의 연도 가스에서 탄소 포획을 결합한 열린 경마장 연못에서 미세조류 재배 방법을 자세히 설명합니다. 이 방법은 배양 pH에 기초하여 연도 가스 주입을 제어하는 반자동 시스템으로 구성된다; 이 시스템은 광학 밀도, 용존 산소(DO), 전기전도도(EC), 공기 및 연못 온도 센서를 사용하여 클로렐라 소로키니아나 배양 상태를 실시간으로 모니터링하고 기록합니다. 조류 바이오매스와 연도 가스 주입 데이터는 Tucson Electric Power 시설에서 10분마다 데이터 로거에 의해 수집됩니다. 조류 균주 유지 보수, 스케일 업, 품질 관리 측정 및 바이오 매스 특성화 (예 : 광학 밀도, g / L 및 지질 함량 간의 상관 관계)는 애리조나 대학의 실험실 환경에서 수행됩니다. 이전의 프로토콜은 컴퓨터 시뮬레이션(26)을 통해 광생물반응기에서 미세조류 성장을 촉진하기 위해 연도 가스 설정을 최적화하는 방법을 개략적으로 설명했다. 여기에 제시된 프로토콜은 개방 된 경마장 연못을 활용하고 생산 된 연도 가스를 직접 사용하기 위해 천연 가스 발전소에서 현장에서 구현되도록 설계되었다는 점에서 독특합니다. 또한 실시간 광학 밀도 측정은 프로토콜의 일부입니다. 설명된 바와 같은 시스템은 낮은 강수량, 해마다 강수량의 상당한 변동성, 낮은 상대 습도, 높은 증발 속도, 맑은 하늘 및 강렬한 태양 복사(27)를 나타내는 뜨거운 반건조 기후(Köppen BSh)에 최적화되어 있다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1767px;" width="1766">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Adjustable speed motor (paddle wheel system)</td>
			<td style="width:204px;">Leeson</td>
			<td style="width:161px;">174307</td>
			<td style="width:1116px;">Lesson 174307.00, type: SCR Voltage; Amps:10</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Aluminum weight boats</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:161px;">08-732-102</td>
			<td>Fisherbrand Aluminum Weighing Dishes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ammonium Iron (III) (NH&#8324;)&#8325;[Fe(C&#8326;H&#8324;O&#8327;)&#8322;]</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>1185 - 57 - 5</td>
			<td>Medium preparation. Ammonium iron(III) citrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Ammonium Phosphate</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>7722-76-1</td>
			<td>This chemical is used for the optimized medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Ampicillin sodium salt</td>
			<td style="width:204px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>A9518-5G</td>
			<td>This chemical is used for avoiding algae contamination</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Autoclave</td>
			<td>Amerex Instrument Inc</td>
			<td></td>
			<td>Hirayama HA300MII</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bacto agar</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td>BP1423500</td>
			<td>Fisher BioReagents Granulated Agar</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Bleach</td>
			<td style="width:204px;">Clorox</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>Germicidal Bleach, concentrated clorox</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Boric Acid (H3BO3)</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td>10043-35-3</td>
			<td>Trace Elelements: Boric acid</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:285px;">Calcium chloride dihydrate (CaCl2*2H2O)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>10035-04-8</td>
			<td>Medium preparation. Calcium chloride dihydrate</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:285px;">Carboys (20 L)</td>
			<td style="width:204px;">Nalgene - Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>2250-0050PK</td>
			<td>Polypropylene Carboy w/Handles</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Centrifuge</td>
			<td style="width:204px;">Beckman Coulter, Inc</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>J2-21</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Chloroform</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>67-66-3</td>
			<td>This chemical is used for lipid extraction</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Citraplex 20% Iron</td>
			<td style="width:204px;">Loveland Products</td>
			<td>SDS No. 1000595582 -17-LPI</td>
			<td>https://www.fbn.com/direct/product/Citraplex-20-Iron#product_info</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:285px;">Cobalt (II) nitrate hexahydrate (Co(NO3)2*6H2O)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:161px;">10026-22-9</td>
			<td>Trace Elements: Cobalt (II) nitrate hexahydrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Compressor</td>
			<td style="width:204px;">Makita</td>
			<td>MAC700</td>
			<td>This equipment is used for the injection CO2 system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Control Valve</td>
			<td style="width:204px;">Sierra Instruments</td>
			<td style="width:161px;">SmartTrak 100</td>
			<td>This item needs to be customized for your application. In our case, it was used a 5% CO2 and 95% air mixture.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:285px;">Copper (II) Sulfate Pentahydrate (CuSO4*5H2O)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:161px;">7758-99-8</td>
			<td>Trace Elements: Copper (II) Sulfate Pentahydrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Data Logger: Campbell unit CR3000</td>
			<td style="width:204px;">Scientific Campbell</td>
			<td style="width:161px;">CR3000</td>
			<td>This equipment is used for controlling all the system, motoring and recording data</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Dissolvde Oxygen Solution</td>
			<td style="width:204px;">Campbell Scientific</td>
			<td style="width:161px;">14055</td>
			<td>Dissolved oxygen electrolyte solution DO6002 - Lot No. 211085</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:285px;">Dissolved Oxygen probe</td>
			<td style="width:204px;">Sensorex</td>
			<td>&#65279;</td>
			<td>DO6400/T Dissolved Oxygen Sensor with Digital Communication</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Electroconductivity calibration solution</td>
			<td style="width:204px;">Ricca Chemical Company</td>
			<td style="width:161px;">2245 - 32 ( R2245000-1A )</td>
			<td>Conductivity Standard, 5000 uS/cm at 25C (2620 ppm TDS as NaCl)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Electroconductivity probe sensor</td>
			<td style="width:204px;">Hanna Instruments</td>
			<td>HI3003/D</td>
			<td>Flow-thru Conductivity Probe - NTC Sensor, DIN Connector, 3m Cable</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:285px;">Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate (Na2EDTA*2H2O)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>6381-92-6</td>
			<td>Medium Preparation: Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Filters</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td>09-874-48</td>
			<td>Whatman Binder-Free Glass Microfiber Filters</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Flasks</td>
			<td style="width:204px;">Fisher scientific</td>
			<td>09-552-40</td>
			<td>Pyrex Fernbach Flasks</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Furnace</td>
			<td style="width:204px;">Hogentogler</td>
			<td style="width:161px;">Model: F6020C-80</td>
			<td>Thermo Sicentific Thermolyne F6020C - 80 Muffle Furnace</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Glass dessicator</td>
			<td style="width:204px;">VWR International LLC</td>
			<td style="width:161px;">75871-430</td>
			<td>Type 150, 140 mm of diameter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Glass funnel</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:161px;">FB6005865</td>
			<td>Fisherbrand Reusable Glass Long-Stem Funnels</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Laminar flow hood</td>
			<td>Fisher Hamilton Safeair</td>
			<td></td>
			<td>Fisher Hamilton Stainless Safeair hume hood</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:285px;">Magnesium sulfate heptahydrate (MgSO4*7H2O)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>10034 - 99 - 8</td>
			<td>Medium Preparation: Magnesium sulfate heptahydrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Methanol</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>67-56-1</td>
			<td>Lipid extraction solvent</td>
		</tr>
		<tr height="28">
			<td height="28" style="height:28px;width:285px;">Micro bubble Diffuser</td>
			<td style="width:204px;">Pentair Aquatic Eco-Systems</td>
			<td>1PMBD075</td>
			<td>This equipment is used for the injection CO2 system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Microalgae: Chlorella Sorokiniana</td>
			<td style="width:204px;">NAABB</td>
			<td style="width:161px;">DOE 1412</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microoscope</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Carl Zeiss 4291097</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Microwave assistant extraction</td>
			<td style="width:204px;">MARS, CEM Corportation</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>CEM Mars 5 Xtraction 230/60 Microwave Accelerated Reaction System. Model: 907601</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">MnCl2*4H2O</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>13446-34-9</td>
			<td>Manganese(II) chloride tetrahydrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Mortars</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td>FB961B</td>
			<td>Fisherbrand porcelein mortars</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Nitrogen evaporator</td>
			<td style="width:204px;">Organomation</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>N-EVAP 112 Nitrogen Evaporatpr (OA-SYS Heating System)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Oven</td>
			<td style="width:204px;">VWR International LLC</td>
			<td style="width:161px;">89511-410</td>
			<td>Forced Air Oven</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Paddle Wheel</td>
			<td style="width:204px;"></td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>8-blade horizontal axis propeller. This usually comes as part of the paddlewheel reactor.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Paddle wheel motor</td>
			<td>Leeson</td>
			<td>M1135042.00</td>
			<td>Leeson, Model: CM34025Nz10C; 1/4 HP; Volts 90; FR 34; 62 RPM.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Pestles</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td>FB961M</td>
			<td>Fisherbrand porcelein pestles</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">pH and EC Transmitter</td>
			<td style="width:204px;">Hanna Instruments</td>
			<td>HI98143</td>
			<td>Hanna Instruments HI98143-04 pH and EC Transmitter with Galvanic isolated 0-4V.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">pH calibration solutions</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:161px;">13-643-003</td>
			<td>Thermo Scientific Orion pH Buffer Bottles</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">pH probe sensor</td>
			<td style="width:204px;">Hanna Instruments</td>
			<td>HI1006-2005</td>
			<td>Hanna Instruments HI1006-2005 Teflon pH Electrode with matching pin 5m.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pippete tips</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>1111-2821</td>
			<td>1000 ul TipOne graduated blue tip in racks</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pippetter</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-690-032</td>
			<td>Eppendorf Reserch plus Variable Adjustable Volume Pipettes: Single-channel</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Plastic cuvettes</td>
			<td style="width:204px;">Fisher scientific</td>
			<td>14377017</td>
			<td>BrandTech BRAND Plastic Cuvettes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Plates</td>
			<td style="width:204px;">Fisher scientific</td>
			<td style="width:161px;">08-757-100D</td>
			<td>Corning Falcon Bacteriological Petri Dishes with Lid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Potash</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>This chemical is used for the optimazed medium preparation. It was bought in a fertilizer local company</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Potassium phosphate dibasic (K2HPO4)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>7758 -11 - 4</td>
			<td>Medium Preparation: Potassium phosphate dibasic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Pyrex reusable Media Storage Bottles</td>
			<td style="width:204px;">Fisher scientific</td>
			<td>06-414-2A</td>
			<td>1 L and 2 L bottels - PYREX GL45 Screw Caps with Plug Seals</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Raceway Pond</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Similar equipment can be bought at https://microbioengineering.com/products</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Real Time Optical Density Sensor</td>
			<td>University of Arizona</td>
			<td></td>
			<td>This equipment was design and build by a member of the group</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">RS232 Cable</td>
			<td style="width:204px;">Sabrent</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>Sabrent USB 2.0 to Serial (9-Pin) DB-9 RS-232 Converter Cable, Prolific Chipset, Hexnuts, [Windows 10/8.1/8/7/VISTA/XP, Mac OS X 10.6 and Above] 2.5 Feet (CB-DB9P)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Shaker Table</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Algae agitation 150 rpm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Sodium Carbonate (Na2CO3)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:161px;">497-19-8</td>
			<td>Sodium carbonate</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:285px;">Sodium molybdate dihydrate (Na2MoO4*2H2O)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:161px;">10102-40-6</td>
			<td>Medium Preparation: Sodium molybdate dihydrate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Sodium nitrate (NaNO3)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>7631-99-4</td>
			<td>Medium Preparation: Sodium nitrate</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:285px;">Spectophotometer</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific Company</td>
			<td style="width:161px;">14-385-400</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific - 10S UV-Vis GENESTYS Spectrophotometer cylindrical Longpath cell holder; internal reference dectector, Xenon flash lamp; dual silicon photodiode; 240V, 50 to 60Hz selected automatically.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Test tubes</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:161px;">14-961-27</td>
			<td>Fisherbrand Disposable Borosilicate Glass Tubes with Plain End (10 ml)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Thermocouples type K</td>
			<td style="width:204px;">Omega</td>
			<td>KMQXL-125G-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Urea</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:161px;">2067-80-3</td>
			<td>Urea</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Vacuum filtration system</td>
			<td style="width:204px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:161px;">XX1514700</td>
			<td>MilliporeSigma Glass Vacuum Filter Holder, 47 mm. The system includes: Ground glass flask attachment, coarse-frit glass filter support, and flask</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Vacuum pump</td>
			<td style="width:204px;">Grainger</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>Marathon Electric AC Motor Thermally protected G588DX - MOD 5KH36KNA510X. HP 1/4. RPM 1725/1425</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:285px;">Zinc sulfate heptahydrate (ZnSO4*7H2O)</td>
			<td style="width:204px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:161px;">7446-20-0</td>
			<td>Zinc sulfate heptahydrate</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

coupling carbon capture from a power plant with semi-automated open raceway ponds for microalgae cultivation

미국에서는 총 이산화탄소 (CO2) 배출량의 35 %가 전력 산업에서 발생하며 그 중 30 %는 천연 가스 전기 생산을 나타냅니다. 미세조류는 식물보다CO2를 10 내지 15배 빠르게 바이오픽싱하고 조류 바이오매스를 바이오연료와 같은 관심있는 제품으로 전환시킬 수 있다. 따라서이 연구는 뜨거운 반 건조한 기후에서 미국 남서부에 위치한 천연 가스 발전소와의 미세 조류 재배의 잠재적 인 시너지 효과를 보여주는 프로토콜을 제시합니다. 최첨단 기술은 녹색 조류 종 클로렐라 소로키니아나를 통해 탄소 포집 및 활용을 향상시키는 데 사용되며, 이는 바이오 연료로 추가 처리 될 수 있습니다. 우리는 반자동 개방형 경마장 연못과 관련된 프로토콜을 설명하고 애리조나 주 투손에있는 Tucson Electric Power 발전소에서 테스트 할 때의 성능 결과에 대해 논의합니다. 연도 가스는 pH를 조절하기 위한 주요 탄소원으로 사용되었고, 클로렐라 소로키니아나는 재배되었다. 조류를 성장시키기 위해 최적화된 배지를 사용하였다. 시간의 함수로서 시스템에 첨가된CO2의 양을 면밀히 모니터링하였다. 또한 조류 성장 속도, 바이오 매스 생산성 및 탄소 고정에 영향을 미치는 다른 물리 화학적 요인을 모니터링하여 광학 밀도, 용존 산소 (DO), 전기 전도도 (EC) 및 공기 및 연못 온도를 모니터링했습니다. 결과는 최대 0.385 g/L 무회분 건조 중량의 미세조류 수율이 달성가능하며, 지질 함량은 24%임을 나타냅니다. CO2 배출국과 조류 농가 간의 시너지 효과를 활용하면 조류 바이오 연료 및 바이오 제품의 지속 가능한 생산을 지원하면서 탄소 포획을 증가시키는 데 필요한 자원을 제공 할 수 있습니다.

우리 실험실의 이전 실험 결과는 반자동 개방 경마장 연못을 사용하는 미세 조류 재배가 탄소 포집 과정과 결합 될 수 있음을 나타냅니다. 이 두 공정 사이의 시너지 효과를 더 잘 이해하기 위해 (그림 2), 우리는 프로토콜을 개발하고 뜨거운 반 건조 기후의 옥외 조건에서 녹색 조류 종 클로렐라 소로키 니아나를 재배하기 위해 조정했습니다. 천연가스 연도가스는 산?...

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Coupling Carbon Capture from a Power Plant with Semi-automated Open Raceway Ponds for Microalgae Cultivation

천연 가스 발전소 연도 가스의 이산화탄소를 활용하여 열린 경마장 연못에서 미세 조류를 재배하는 프로토콜이 설명되어 있습니다. 연도 가스 주입은 pH 센서로 제어되며, 미세조류 성장은 광학 밀도의 실시간 측정으로 모니터링됩니다.

발전소의 탄소 포집과 미세조류 재배를 위한 반자동 개방형 경마장 연못 결합

In the United States, 35% of the total carbon dioxide (CO2) emissions come from the electrical power industry, of which 30% represent natural gas ...

coupling-carbon-capture-from-power-plant-with-semi-automated-open

Research

JoVE Journal

Environment

4.9K 조회수.  University of Arizona. 천연 가스 발전소 연도 가스의 이산화탄소를 활용하여 열린 경마장 연못에서 미세 조류를 재배하는 프로토콜이 설명되어 있습니다. 연도 가스 주입은 pH 센서로 제어되며, 미세조류 성장은 광학 밀도의 실시간 측정으로 모니터링됩니다.

비디오: Coupling Carbon Capture from a Power Plant with Semi-automated Open Raceway Ponds for Microalgae Cultivation

Analysis of Fatty Acid Content and Composition in Microalgae

A method to determine the content and composition of total fatty acids present in microalgae is described. Fatty acids are a major constituent of microalgal biomass. These fatty acids can be present in different acyl-lipid classes. Especially the fatty acids present in triacylglycerol (TAG) are of commercial interest, because they can be used for production of transportation fuels, bulk chemicals, nutraceuticals (&omega;-3 fatty acids), and food commodities. To develop commercial applications, reliable analytical methods for quantification of fatty acid content and composition are needed. Microalgae are single cells surrounded by a rigid cell wall. A fatty acid analysis method should provide sufficient cell disruption to liberate all acyl lipids and the extraction procedure used should be able to extract all acyl lipid classes.
With the method presented here all fatty acids present in microalgae can be accurately and reproducibly identified and quantified using small amounts of sample (5 mg) independent of their chain length, degree of unsaturation, or the lipid class they are part of.
This method does not provide information about the relative abundance of different lipid classes, but can be extended to separate lipid classes from each other.
The method is based on a sequence of mechanical cell disruption, solvent based lipid extraction, transesterification of fatty acids to fatty acid methyl esters (FAMEs), and quantification and identification of FAMEs using gas chromatography (GC-FID). A TAG internal standard (tripentadecanoin) is added prior to the analytical procedure to correct for losses during extraction and incomplete transesterification.

A method for the determination of fatty acid content and composition in microalgae based on mechanical cell disruption, solvent based lipid extraction, transesterification, and quantification and identification of fatty acids using gas chromatography is described. A tripentadecanoin internal standard is used to compensate for the possible losses during extraction and incomplete transesterification.

미세 조류의 지방산 콘텐츠 및 조성 분석

A method to determine the content and composition of total fatty acids present in microalgae is described. Fatty acids are a major constituent of ...

연구

환경과학

Single-plant, Sterile Microcosms for Nodulation and Growth of the Legume Plant Medicago truncatula with the Rhizobial Symbiont Sinorhizobium meliloti

Rhizobial bacteria form symbiotic, nitrogen-fixing nodules on the roots of compatible host legume plants. One of the most well-developed model systems for studying these interactions is the plant Medicago truncatula cv. Jemalong A17 and the rhizobial bacterium Sinorhizobium meliloti 1021. Repeated imaging of plant roots and scoring of symbiotic phenotypes requires methods that are non-destructive to either plants or bacteria. The symbiotic phenotypes of some plant and bacterial mutants become apparent after relatively short periods of growth, and do not require long-term observation of the host/symbiont interaction. However, subtle differences in symbiotic efficiency and nodule senescence phenotypes that are not apparent in the early stages of the nodulation process require relatively long growth periods before they can be scored. Several methods have been developed for long-term growth and observation of this host/symbiont pair. However, many of these methods require repeated watering, which increases the possibility of contamination by other microbes. Other methods require a relatively large space for growth of large numbers of plants. The method described here, symbiotic growth of M. truncatula/S. meliloti in sterile, single-plant microcosms, has several advantages. Plants in these microcosms have sufficient moisture and nutrients to ensure that watering is not required for up to 9 weeks, preventing cross-contamination during watering. This allows phenotypes to be quantified that might be missed in short-term growth systems, such as subtle delays in nodule development and early nodule senescence. Also, the roots and nodules in the microcosm are easily viewed through the plate lid, so up-rooting of the plants for observation is not required.

Single-plant, Sterile Microcosms for Nodulation and Growth of the Legume Plant Medicago truncatula with the Rhizobial Symbiont Sinorhizobium meliloti

Growth of Medicago truncatula plants in symbiosis with the nitrogen-fixing bacteria Sinorhizobium meliloti in individual, sterile microcosms made from standard laboratory plates permits frequent examination of root systems and nodules without compromising sterility. Plants can be maintained in these growth chambers for up to 9 weeks.

유괴와 콩과 식물의 성장을위한 단일 공장, 무균 소우주<em&gt; 개자리 truncatula</em&gt; Rhizobi​​al 공생과<em&gt; Sinorhizobi​​um meliloti</em

Rhizobial  bacteria form symbiotic, nitrogen-fixing nodules on the roots of compatible host  legume plants.  One  of the most well-developed model systems ...

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.

조작 식물에 의한 토양의 이질성에 대한 실험 프로토콜

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

Modification and Application of a Leaf Blower-vac for Field Sampling of Arthropods

Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the modification and application of a leaf blower-vac for suction sampling of arthropod populations in rice. When used in combination with an enclosure, application of this sampling device provides absolute estimates of the populations of arthropods as numbers per standardized sampling area. The sampling efficiency depends critically on the sampling duration. In a mature rice crop, a two-minute sampling in an enclosure of 0.13 m2 yields more than 90% of the arthropod population. The device also allows sampling of arthropods dwelling on the water surface or the soil in rice paddies, but it is not suitable for sampling fast flying insects, such as predatory Odonata or larger hymenopterous parasitoids. The modified blower-vac is simple to construct, and cheaper and easier to handle than traditional suction sampling devices, such as D-vac. The low cost makes the modified blower-vac also accessible to researchers in developing countries.

Assessment of arthropod abundance in crops is critical for investigating population dynamics and species interactions. Here we describe the modification and application of a leaf blower-vac for suction sampling of arthropods in rice.

수정 및 절지 동물의 필드 샘플링을위한 잎 송풍기 - 진공 청소기의 적용

Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the ...

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

A rheometer system to measure the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide (CO2) at high temperatures and pressures is described. The system comprises a high-pressure rheometer which is connected to a circulation loop. The rheometer has a rotational flow-through measurement cell with two alternative geometries: coaxial cylinder and double gap. The circulation loop contains a mixer, to bring the crude oil sample into equilibrium with CO2, and a gear pump that transports the mixture from the mixer to the rheometer and recycles it back to the mixer. The CO2 and crude oil are brought to equilibrium by stirring and circulation and the rheology of the saturated mixture is measured by the rheometer. The system is used to measure the rheological properties of Zuata crude oil (and its toluene dilution) in equilibrium with CO2 at elevated pressures up to 220 bar and a temperature of 50 &#176;C. The results show that CO2 addition changes the oil rheology significantly, initially reducing the viscosity as the CO2 pressure is increased and then increasing the viscosity above a threshold pressure. The non-Newtonian response of the crude is also seen to change with the addition of CO2.

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

A method for measuring the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide at reservoir conditions is presented.

CO와 평형 상태에있는 원유의 레올로 지의 측정<sub&gt; 2</sub&gt; 저수지 조건

A rheometer system to measure the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide (CO2) at high temperatures and pressures is described. The ...

Continuous Hydrologic and Water Quality Monitoring of Vernal Ponds

Vernal ponds, also referred to as vernal pools, provide critical ecosystem services and habitat for a variety of threatened and endangered species. However, they are vulnerable parts of the landscapes that are often poorly understood and understudied. Land use and management practices, as well as climate change are thought to be a contribution to the global amphibian decline. However, more research is needed to understand the extent of these impacts. Here, we present methodology for characterizing a vernal pond's morphology and detail a monitoring station that can be used to collect water quantity and quality data over the duration of a vernal pond's hydroperiod. We provide methodology for how to conduct field surveys to characterize the morphology and develop stage-storage curves for a vernal pond. Additionally, we provide methodology for monitoring the water level, temperature, pH, oxidation-reduction potential, dissolved oxygen, and electrical conductivity of water in a vernal pond, as well as monitoring rainfall data. This information can be used to better quantify the ecosystem services that vernal ponds provide and the impacts of anthropogenic activities on their ability to provide these services.

Understanding the ecosystem services and processes provided by vernal ponds and the impacts of anthropogenic activities on their ability to provide these services requires intensive hydrologic monitoring. This sampling protocol using in-situ monitoring equipment was developed to understand the impact of anthropogenic activities on water levels and quality.

지속적인 문학적 품질 모니터링 Vernal 연못의 물

Vernal ponds, also referred to as vernal pools, provide critical ecosystem services and habitat for a variety of threatened and endangered species. ...

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.

식물 감염 테스트: 스프레이 식물 병원 체 Magnaporthe Grisea 와 상처-중재 접종

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

Cultivation of Green Microalgae in Bubble Column Photobioreactors and an Assay for Neutral Lipids

There is significant interest in the study of microalgae for engineering applications such as the production of biofuels, high value products, and for the treatment of wastes. As most new research efforts begin at laboratory scale, there is a need for cost-effective methods for culturing microalgae in a reproducible manner. Here, we communicate an effective approach to culture microalgae in laboratory-scale photobioreactors, and to measure the growth and neutral lipid content of that algae. Instructions are also included on how to set up the photobioreactor system. Although the example organisms are species of Chlorella and Auxenochlorella, this system can be adapted to cultivate a wide range of microalgae, including co-cultures of algae with non-algae species. Stock cultures are first grown in bottles to produce inoculum for the photobioreactor system. Algae inoculum is concentrated and transferred to photobioreactors for cultivation in batch mode. Samples are collected daily for the optical density readings. At the end of the batch culture, cells are harvested by centrifuge, washed, and freeze dried to obtain a final dry weight concentration. The final dry weight concentration is used to create a correlation between the optical density and the dry weight concentration. A modified Folch method is subsequently used to extract total lipids from the freeze-dried biomass and the extract is assayed for its neutral lipid content using a microplate assay. This assay has been published previously but protocol steps were included here to highlight critical steps in the procedure where errors frequently occur. The bioreactor system described here fills a niche between simple flask cultivation and fully-controlled commercial bioreactors. Even with only 3-4 biological replicates per treatment, our approach to culturing algae leads to tight standard deviations in the growth and lipid assays.

Here, we present a protocol to construct lab-scale bubble column photobioreactors and use them to culture microalgae. It also provides a method for the determination of the culture growth rate and neutral lipid content.

중립 지질에 대 한 녹색 미세 거품 열 Photobioreactors에 시험 재배

There is significant interest in the study of microalgae for engineering applications such as the production of biofuels, high value products, and for the ...

High-throughput Siderophore Screening from Environmental Samples: Plant Tissues, Bulk Soils, and Rhizosphere Soils

Siderophores (low-molecular weight metal chelating compounds) are important in various ecological phenomenon ranging from iron (Fe) biogeochemical cycling in soils, to pathogen competition, plant growth promotion, and cross-kingdom signaling. Furthermore, siderophores are also of commercial interest in bioleaching and bioweathering of metal-bearing minerals and ores. A rapid, cost effective, and robust means of quantitatively assessing siderophore production in complex samples is key to identifying important aspects of the ecological ramifications of siderophore activity, including, novel siderophore producing microbes. The method presented here was developed to assess siderophore activity of in-tact microbiome communities, in environmental samples, such as soil or plant tissues. The samples were homogenized and diluted in a modified M9 medium (without Fe), and enrichment cultures were incubated for 3 days. Siderophore production was assessed in samples at 24, 48, and 72 hours (h) using a novel 96-well microplate CAS (Chrome azurol sulphonate)-Fe agar assay, an adaptation of the traditionally tedious and time-consuming colorimetric method of assessing siderophore activity, performed on individual cultivated microbial isolates. We applied our method to 4 different genotypes/Lines of wheat (Triticum aestivum L.), including Lewjain, Madsen, and PI561725, and PI561727 commonly grown in the inland Pacific Northwest. Siderophore production was clearly impacted by the genotype of wheat, and in the specific types of plant tissues observed. We successfully used our method to rapidly screen for the influence of plant genotype on siderophore production, a key function in terrestrial and aquatic ecosystems. We produced many technical replicates, yielding very reliable statistical differences in soils and within plant tissues. Importantly, the results show the proposed method can be used to rapidly examine siderophore production in complex samples with a high degree of reliability, in a manner that allows communities to be preserved for later work to identify taxa and functional genes.

We present a protocol for rapid screening of environmental samples for siderophore potential contributing to micronutrient bioavailability and turnover in terrestrial systems.

환경 샘플에서 높은 처리량 Siderophore 심사: 식물 조직, 대량 토양, 및 Rhizosphere 토양

Siderophores (low-molecular weight metal chelating compounds) are important in various ecological phenomenon ranging from iron (Fe) biogeochemical cycling ...

A Uniaxial Compression Experiment with CO2-Bearing Coal Using a Visualized and Constant-Volume Gas-Solid Coupling Test System

Injecting carbon dioxide (CO2) into a deep coal seam is of great significance for reducing the concentration of greenhouse gases in the atmosphere and increasing the recovery of coalbed methane. A visualized and constant-volume gas-solid coupling system is introduced here to investigate the influence of CO2 sorption on the physical and mechanical properties of coal. Being able to keep a constant volume and monitor the sample using a camera, this system offers the potential to improve instrument accuracy and analyze fracture evolution with a fractal geometry method. This paper provides all steps to perform a uniaxial compression experiment with a briquette sample in different CO2 pressures with the gas-solid coupling test system. A briquette, cold-pressed by raw coal and sodium humate cement, is loaded in high-pressure CO2, and its surface is monitored in real-time using a camera. However, the similarity between the briquette and the raw coal still needs improvement, and a flammable gas such as methane (CH4) cannot be injected for the test. The results show that CO2 sorption leads to peak strength and elastic modulus reduction of the briquette, and the fracture evolution of the briquette in a failure state indicates fractal characteristics. The strength, elastic modulus, and fractal dimension are all correlated with CO2 pressure but not with a linear correlation. The visualized and constant-volume gas-solid coupling test system can serve as a platform for experimental research about rock mechanics considering the multifield coupling effect.

A Uniaxial Compression Experiment with CO2-Bearing Coal Using a Visualized and Constant-Volume Gas-Solid Coupling Test System

This protocol demonstrates how to prepare a briquette sample and conduct a uniaxial compression experiment with a briquette in different CO2 pressures using a visualized and constant-volume gas-solid coupling test system. It also aims to investigate changes in terms of coal&#8217;s physical and mechanical properties induced by CO2 adsorption.

시각화되고 일정한 부피의가스 고체 커플링 테스트 시스템을 사용하여 CO 2-베어링 석탄을 사용한 축축한 압축 실험

Injecting carbon dioxide (CO2) into a deep coal seam is of great significance for reducing the concentration of greenhouse gases in the atmosphere and ...