Bu çalışma, ABD Enerji Bakanlığı DE-EE0006269 Bölgesel Alg Hammadde Test Yatağı projesi ile desteklenmiştir. Ayrıca Esteban Jimenez, Jessica Peebles, Francisco Acedo, Jose Cisneros, RAFT Ekibi, Mark Mansfield, UA enerji santrali personeli ve TEP enerji santrali personeline tüm yardımları için teşekkür ederiz.

1. Büyüme sistemi: açık açık yarış pisti gölet ayarları
<ol><li>Açık yuvarlanma yolu havuzlarını baca gazı kaynağına yakın bir yere kurun (%8-10 CO2 içerir). Gölet reaktörünün bulunduğu yerde su ve elektriğin mevcut olduğundan ve reaktörün günün çoğunda gölgede olmadığından emin olun (Şekil 1).</li>
	<li>Yanma sonrası işlem sırasında, baca gazı atmosfere boşaltılmak üzere yığına girmeden birkaç metre önce, 0,95 cm'lik bir yakıt hortumu kullanarak baca gazını yakalayın (Şekil 2).</li>
	<li>Baca gazından 20 L'lik bir su tutucu ve yığın ile kompresör arasında bir kondenser (bobin uzunluğu ~ 12 m) kullanarak suyu çıkarın (Şekil 2). NOT: Baca gazı tipik olarak yaklaşık% 9\u201213.8 su içerir28. Ek olarak, kondenser ve boru hattı baca gazını soğutur16.</li>
	<li>Alg büyümesini izlemek için aşağıdaki sensörleri bir dataloggera bağlayın: (1) iki dalga boyunda (650 ve 750 nm) absorbansı ölçen ve maksimum 1,05 g / L'lik bir alg hücresi konsantrasyonunu tespit edebilen gerçek zamanlı bir optik yoğunluk sensörü29; (2) bir DO sensörü; (3) hava ve gölet termokuplları; (4) bir pH sensörü; ve (5) bir EC sensörü. NOT: Ek olarak, pH ve EC sensörleri bir transmittere bağlanır. Veri kaydedici ünitesi yapılandırması Şekil 3'te gösterilmiştir.</li>
	<li>Alg büyüme sisteminin tüm bileşenlerinin aşılamadan önce kalibre edildiğinden ve düzgün çalıştığından emin olun.</li>
</ol>2. pH kontrol sistemi
<ol><li>Baca gazı enjeksiyonunu, Şekil 2 ve Şekil 3'te (Ek malzeme A) gösterildiği gibi bir kompresör, bir kontrol valfi sistemi ve datalogger programı kullanarak yönetin.</li>
	<li>Baca gazını kontrol valfinden yuvarlanma yolu havuzunun dibine bir taş difüzör aracılığıyla yönlendirmek için bir tüp kullanın.</li>
	<li>Baca gazını pH'a dayalı büyüme sistemine enjekte edin. pH değeri 8.05'ten büyük olduğunda, sistem baca gazı enjekte ederken, pH 8.00'den düşük olduğunda, sistem baca gazı enjeksiyonunu büyümediği dönemlerde durduracaktır. Akış hızı dakikada standart litre (SLPM) cinsinden ölçülür. NOT: Kontrol valfinde, giriş bacası gazı basıncı maksimum 50 psi ile sınırlıdır.</li>
</ol>3. Yosun seçimi ve gerinim bakımı (ışık ve sıcaklık)
NOT: Yeşil algler Chlorella sorokiniana DOE 1412, Juergen Polle (Brooklyn Koleji)30,31 tarafından izole edilmiş ve Ulusal İleri Biyoyakıtlar ve Biyoürünler İttifakı (NAABB) tarafından seçilmiştir; seçimi, Huesemann ve ark.32,33 tarafından yapılan önceki gerinim karakterizasyon çalışmalarına dayanmaktadır. Açık hava açık yuvarlanma yolu havuzlarını kullanırken Güneybatı bölgesinde alg taraması, biyokütle verimliliği ve iklim simülasyonlu kültürleme (örneğin, sıcaklık ve ışık) ile ilgili araştırmaları, bu projede kullanılan yöntemi bilgilendirdi.
<ol><li>12 saat/12 saat açık/karanlık döngüsü kullanarak kültürleri oda sıcaklığında (25 °C) tutun.</li>
	<li>Plakalarda ve küçük sıvı kültürlerde (50 mL ila 500 mL) yetiştirilen kültür bakımı için ışık yoğunluğunu 200 μM/m2/s'de tutun.</li>
	<li>400 μM/m2/s'de 50 mL ila 500 mL ve sıvı kültürlerde 600\u2012800 μM/m2/s'de 50 L ila 20 L sıvı kültürlerinde yetiştirilen ölçek büyütme için ışık yoğunluğunu koruyun.</li>
</ol>4. Ölçeği büyütme ve kalite kontrol
<ol><li>BG11 kültür ortamını deiyonize su ve makro besinler için aşağıdaki tuzları kullanarak g / L cinsinden hazırlayın: 1.5 NaNO3, 0.04 K 2 HPO 4, 0.075 MgSO 4 * H 2 O, 0.036 CaCl 2 * H 2 O, 0.006 (NH 4) 5Fe (C6H 4 O7)2, 0.006 Na 2 EDTA * 2H 2O, 0.02 Na2CO3; g/L'de aşağıdaki mikro besinleri içeren 1 mL/L eser element çözeltisi ekleyin: 2.86 H 3 BO 3, 1.81 MnCl 2*4H 2 O, 0.22 ZnSO 4*7H 2 O, 0.39 Na 2 MoO 4*2H 2 O, 0.079 CuSO4*5H 2 O, 0.0494 Co(NO 3)2*6H 2O. NOT: Plaka aşılama ve/veya uzun süreli depolama için, 7,5 g/L Bacto agar ekleyin; kültür aşılaması için agar ilavesine gerek yoktur. Otoklavdaki kültür ortamını 121 °C'de 21 dakika sterilize edin.</li>
	<li>BG11 ortamını agar ile steril laminer akış başlığı veya biyogüvenlik kabini içinde Petri kaplarına dökün. Plakalar sağlam ve serin olduğunda, yeniden askıya alınmış dondurulmuş alg stok kültüründen 500 μL pipet ve Ampisilin (100 μg / mL) ekleyin; alg plakalarını 1 ila 2 hafta boyunca bir çalkalayıcı tablada (120 rpm) inkübe edin.</li>
	<li>Bir kültür plakasından tek bir alg kolonisi seçmek için steril bir döngü kullanın ve temiz bir biyogüvenlik kabininde steril büyüme ortamı içeren 50 mL'lik bir tüpte aşılayın. Küçük sıvı kültürünü bir çalkalayıcı tablada (120 rpm) bir hafta boyunca büyütün.</li>
	<li>50 mL alg kültürünü (doğrusal büyüme fazı, OD750nm ≥ 1) 500 mL sıvı ortama sahip 1 L'lik bir şişeye aktarın. Havalandırma sağlamak için her şişeyi kauçuk bir tıpa ve paslanmaz çelik boru ile takın. 0,2 μm hava sterilizasyon filtreleri kullanarak havayı filtreleyin. Kültürün bir ila iki hafta boyunca büyümesine izin verin. Bir spektrofotometre (OD750nm) kullanarak hücre yoğunluğunu izleyin.</li>
	<li>500 mL sıvı kültürü, 8 L steril olmayan kültür ortamı içeren 10 L'lik bir damacana yerleştirin ve% 5 CO 2 ve%95'lik bir hava karışımı enjekte edin. Daha sonra, adım 4.4'te olduğu gibi aynı koşullar altında algleri yetiştirin.</li>
	<li>Stok plakasını ve sıvı kültürleri (4.2\u20124.5 adımlarında) haftada bir kez izleyin. Bir aliquot alın ve istenen suşun büyümesini sağlamak için mikroskop altında 10x ve 40x büyütmede gözlemleyin. Kültürleri tehlikeye atılana veya deneyler için kullanılana kadar korudu. Kirlenmiş kültürleri atın.</li>
</ol>5. Açık havuz yetiştiriciliği için konsantre orta hazırlık
<ol><li>İz element çözeltisi hazırlamak için 1 L'lik hacimsel bir şişeyi damıtılmış suyla (DW) kısmen doldurun. Manyetik bir karıştırma çubuğu yerleştirin ve Tablo 1'de gösterilen kimyasalları sırayla ekleyin. Her bileşenin bir sonraki bileşenin eklenmesinden önce çözündüğünden emin olun. Mıknatısı çıkarın ve şişeyi 1 L hacim işaretine doldurun.</li>
	<li>1 L'lik bir cam şişeyi DW ile kısmen doldurun ve manyetik karıştırma çubuğunu takın. Kabı manyetik bir karıştırıcı plakanın üstüne yerleştirin ve reaktörün son hacmi için kimyasalları ekleyin, sırayla ekleyerek her birinin tamamen çözünmesini sağlayın. Tablo 2 , 1 L ortam hazırlamak için kimyasalları listeler, bu nedenle tüm değerleri reaktörün son hacmi ile çarpın. Cam şişeyi 1 L'ye kadar doldurun.</li>
</ol>6. Açık açık yuvarlanma yolu gölet aşılama
<ol><li>Her aşılamadan önce ve hasattan sonra% 30 ağartıcı kullanarak reaktörü iyice temizleyin. Ağartıcının gece boyunca bırakılması önerilir. Tüm ağartıcıyı çıkarmak için reaktörü iyice durulayın.</li>
	<li>Yosun aşılamadan önce tüm sensörleri ilgili kalibrasyon prosedürlerine göre kalibre edin.</li>
	<li>Yuvarlanma yolu havuzunu %80'e kadar doldurarak su kaynağını kullanarak konsantre ortamı (adım 5'te) seyreltin.</li>
	<li>Reaktörü alglerle dolu 10 L'lik bir damacana (doğrusal büyüme fazı OD750nm > 2) kullanarak aşılayın ve son hacmine getirin.</li>
	<li>Yuvarlanma yolu göletini ~ 3 gün boyunca ahşap paletlerle kısmen gölgelendirerek mikroalgleri iklimlendirin (Şekil 4), üstel faz geçtikten sonra, fotoinhibisyonu önlemek için bir adaptasyon stratejisi olarak. NOT: Bu süre aynı zamanda mikroalglerin baca gazının doğrudan enjeksiyonunun neden olduğu strese uyum sağlaması için zaman sağlayacaktır.</li>
</ol>7. Üretim istasyonunda toplu büyüme deneyi
<ol><li>Su buharlaşması, kürek çarkı motoru, sensör işlevselliği ve sıra dışı herhangi bir şey dahil olmak üzere günlük değişimleri kontrol edin ve kaydedin.</li>
	<li>Baca gazı yüksek derecede aşındırıcı olduğundan korozyonu en aza indirmek amacıyla fazla suyu gidermek için kompresörü ve su tutucuyu her gün boşaltın ve kontrol edin34.</li>
	<li>Veri kaydediciyi, her sensör ölçümünü her 10 saniyede bir tarayacak ve ortalama verileri her 10 dakikada bir depolayacak şekilde yapılandırın. Bunlar arasında DO, pH, EC, gerçek zamanlı optik yoğunluğun yanı sıra hava ve reaktör sıcaklığı bulunur.</li>
</ol>8. Ayrık örnekleme ve izleme
<ol><li>Su seviyesinin reaktörün son hacminde sabit kaldığından emin olun, aksi takdirde optik yoğunluk ölçümü etkilenecektir.</li>
	<li>Reaktördeki suyu doldurduktan sonra, ultraviyole görünür spektrofotometre kullanarak optik yoğunluğa (540, 680 ve 750 nm) göre hücre kütlesi ölçümleri için 5 mL'lik bir numune alın. İşlemi günlük olarak tekrarlayın.</li>
	<li>Mikroskop gözlemleri ve külsüz kuru ağırlığa (AFDW) dayalı biyokütle konsantrasyonu için haftada üç kez 500 mL'lik bir numune alın.<ol>
<li>10x ve 40x objektif lenslerle mikroskop gözlemleri yapın. Ek olarak, bu mikroskop büyütmeleri, adım 4.6'da açıklanan alg kalite kontrolünün bir parçası olarak kullanılır.</li>
		<li>AFDW için adım 8.3'te numunenin 400 mL'sini kullanın<ol>
<li>Her 0,7 μm gözenek boyutundaki cam mikrofiber filtreyi bir alüminyum folyo tepsisine yerleştirin ve her alüminyum folyo tepsisini / filtresini 540 ° C'de 4 saat boyunca bir fırın kullanarak ön işlemden geçirin.</li>
			<li>Her alüminyum folyo tepsisini #2 kalem kullanarak etiketleyin, ağırlığını (A) kaydedin ve vakum filtresi aparatına yerleştirin.</li>
			<li>Filtrelenecek bir hacmi ölçmeden önce alg numunesini kuvvetlice karıştırın. 8 ila 16 mg arasında bir kül öncesi / sonrası ağırlık farkı vermek için yeterli alg örneğini filtreleyin. Deney boyunca kullanmak üzere bir ağırlık farkı seçin ve bu değeri sabit tutun.</li>
			<li>Yosun örneğini içeren her filtreyi folyo tepsisine 105 °C'de fırında en az 12 saat boyunca yerleştirin.</li>
			<li>Folyo tepsisini/filtreyi kurutma fırınından çıkarın ve su alımını önlemek için bir cam kurutucuya yerleştirin. Her folyo tepsisini/filtre ağırlığını (B) kaydedin.</li>
			<li>Folyo tepsisini/filtreyi 540 °C kalıp fırınına 4 saat boyunca yerleştirin.</li>
			<li>Kalıp fırınını kapatın, folyo tepsilerini/filtreleri soğutun, kurutucuya yerleştirin ve her folyo tepsisini/filtre ağırlığını (C) kaydedin.</li>
			<li>Gravimetrik analizi kullanarak AFDW'yi hesaplayın: % AFDW= C – A x 100 / B</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Solventler kullanarak mikrodalga destekli ekstraksiyon (MAE) lipit ekstraksiyon analizi için hasattan önce 2 L alg tutun.<ol>
<li>Alg numunesini 15 dakika boyunca 4.400 x g'lık bir nispi santrifüj kuvvetinde (RFC) santrifüj yapın. Yosun peletini alın ve en az 24 saat boyunca 80 ° C'de bir fırın kullanarak kurutun.</li>
		<li>Yosun numunesini öğütün ve alg tozunu tartın (önerilen biyokütle 0,3 g ila 0,5 g arasında değişir).</li>
		<li>Yosun tozunu (kuru alg biyokütlesi) mikrodalga hızlandırılmış reaksiyon sistemi (MARS) Xpress kaplarına ekleyin, kaputun altına 10 mL kloroform: metanol (2: 1, v / v) çözücü çözeltisi ekleyin, damarları kapatın ve gece boyunca bekletin.</li>
		<li>Solvent sensörünü kullanarak 70 °C ve 800 W güçte 60 dakika boyunca kapları MARS makinesine yerleştirin.</li>
		<li>Gemileri MARS'tan çıkarın ve kaputun altında soğumalarını sağlayın.</li>
		<li>Her sıvı numuneyi önceden tartılmış bir cam test tüpüne aktararak kloroform, metanol ve lipitler içeren sıvı kısmı ayırmak için bir huni ve cam yünü kullanın ve katıları (biyokütleyi lipitlerden arındırın) diğer analizler için saklayın.</li>
		<li>Lipitleri içeren test tüplerini azot evaporatörüne götürün, sıvı buharlaştırıldıktan sonra çıkarın ve ardından tam kuruluk sağlamak için tüpleri gece boyunca kaputun altında bırakın.</li>
		<li>Gravimetrik analiz kullanarak lipit içeriğini (ağırlıkça% %) hesaplayın: Lipid içeriği (ağırlıkça %) = Lipitlerin kuru biyokütlesi x 100/ Kuru Alg kütlesi</li>
	</ol>
</li>
</ol>9. Alg hasadı ve ürün rotasyonu
<ol><li>Kültür durağan faza ulaşmaya yakın olduğunda toplam alg kültürü hacminin% 75'ini hasat edin. Laboratuvarda biyokütle verimliliği analizleri yapmak için 2\u20125 L kültür alın. Alglerin geri kalanını işleyin ve istenen alg ürünlerine dönüştürün.</li>
	<li>İnokulum olarak kalan %25 algi kullanarak açık yuvarlanma yolu göletini yeniden büyütün. Toplam reaktörün hacminin% 80'ine kadar su ekleyin, konsantre ortamı ekleyin ve ardından gerekirse reaktörün son hacmine kadar doldurmayı bitirin.</li>
	<li>Sıcaklık ve ışık yoğunluğu koşullarına bağlı olarak mevsime göre uygun alg suşunu yetiştirin.</li>
</ol>10. Veri yönetimi
<ol><li>Verileri dataloggera kaydedin ve adım 7.3'te olduğu gibi analiz için toplayın.</li>
	<li>Ham ve analiz edilmiş verileri Bölgesel Alg Hammadde Test Yatağı (RAFT) hisse senedi sürücüsüne kaydetmeyi düşünün. RAFT proje ortakları, alg verimliliğini simüle etmek ve modellemek ve dış mekan ekimini doğrulamak için verilerine katkıda bulunur.</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.

Bu çalışmada, baca gazı karbon yakalama ve mikroalg yetiştiriciliğinin sinerjik olarak bağlanmasının sıcak yarı kurak bir iklimde mümkün olduğunu gösterdik. Yarı otomatik yuvarlanma yolu gölet sistemi için deneysel protokol, baca gazını karbon kaynağı olarak kullanırken alg büyümesiyle ilişkili ilgili parametreleri gerçek zamanlı olarak izlemek için en son teknolojiyi entegre eder. Önerilen protokol, yuvarlanma yolu havuzlarının ana dezavantajlarından biri olan alg yetiştiriciliğindeki ...

Küresel ısınma bugün dünyanın karşı karşıya olduğu en önemli çevre sorunlarından biridir1. Çalışmalar, ana nedenin, insan faaliyetleri nedeniyle atmosferdeki sera gazı (GHG) emisyonlarının, özellikle CO 2'nin,2,3,4,5,6,7 artışını göstermektedir. ABD'de, CO2 emisyonlarının en büyük yoğunluğu, esas olarak enerji sektöründeki fosil yakıt yanmasından, özellikle de elektrik enerjisi üretim tesislerinden 3,7,8,9'dan kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, karbon yakalama ve kullanma (CCU) teknolojileri, sera gazı emisyonlarını azaltmak için ana stratejilerden biri olarak ortaya çıkmıştır 2,7,10. Bunlar, CO2'yi ve suyu fotosentez yoluyla, besinlerin varlığında biyokütleye dönüştürmek için güneş ışığını kullanan biyolojik sistemleri içerir. Hızlı büyüme oranı, yüksek CO 2 fiksasyon kabiliyeti ve yüksek üretim kapasitesi nedeniylemikroalglerin kullanımı önerilmiştir. Ek olarak, mikroalgler geniş biyoenerji potansiyeline sahiptir, çünkü biyokütle fosil yakıtların yerini alabilecek biyoyakıtlar gibi ilgi çekici ürünlere dönüştürülebilir 7,9,10,11,12.
Mikroalgler, açık yuvarlanma yolu havuzları ve kapalı fotobiyoreaktörler 13,14,15,16,17,18,19 dahil olmak üzere çeşitli yetiştirme sistemlerinde veya reaktörlerde büyüyebilir ve biyolojik dönüşüm sağlayabilir. Araştırmacılar, iç veya dış mekan koşulları altında her iki yetiştirme sisteminde biyoprosesin başarısını belirleyen avantajları ve sınırlamaları incelemişlerdir 5,6,16,20,21,22,23,24,25 . Açık yuvarlanma yolu havuzları, baca gazının doğrudan yığından dağıtılabildiği durumlarda karbon yakalama ve kullanım için en yaygın yetiştirme sistemleridir. Bu tür bir yetiştirme sistemi nispeten ucuzdur, ölçeklendirilmesi kolaydır, düşük enerji maliyetlerine sahiptir ve karıştırma için düşük enerji gereksinimlerine sahiptir. Ek olarak, bu sistemler CCU prosesini daha verimli hale getirmek için enerji santrali ile kolayca birlikte yerleştirilebilir. Bununla birlikte, CO2 gaz / sıvı kütle transferindeki sınırlama gibi dikkate alınması gereken bazı dezavantajlar vardır. Sınırlamalar olmasına rağmen, açık yuvarlanma yolu havuzları dış mekan mikroalgal biyoyakıt üretimi için en uygun sistem olarak önerilmiştir 5,9,11,16,20.
Bu makalede, bir doğal gaz santralinin baca gazından karbon yakalamayı birleştiren açık yuvarlanma yolu havuzlarında mikroalg yetiştiriciliği için bir yöntemi detaylandırıyoruz. Yöntem, kültür pH'ına dayalı baca gazı enjeksiyonunu kontrol eden yarı otomatik bir sistemden oluşur; Sistem, optik yoğunluk, çözünmüş oksijen (DO), elektroiletkenlik (EC) ve hava ve havuz sıcaklık sensörlerini kullanarak Chlorella sorokiniana kültür durumunu gerçek zamanlı olarak izler ve kaydeder. Alg biyokütlesi ve baca gazı enjeksiyon verileri, Tucson Elektrik Enerjisi tesisinde her 10 dakikada bir veri kaydedici tarafından toplanır. Yosun suşu bakımı, ölçek büyütme, kalite kontrol ölçümleri ve biyokütle karakterizasyonu (örneğin, optik yoğunluk, g / L ve lipit içeriği arasındaki korelasyon) Arizona Üniversitesi'ndeki bir laboratuvar ortamında gerçekleştirilir. Önceki bir protokol, bilgisayar simülasyonu26 aracılığıyla fotobiyoreaktörlerde mikroalg büyümesini teşvik etmek için baca gazı ayarlarını optimize etmek için bir yöntem özetledi. Burada sunulan protokol, açık yuvarlanma yolu havuzlarını kullanması ve üretilen baca gazının doğrudan kullanılması için bir doğal gaz santralinde yerinde uygulanmak üzere tasarlanması bakımından benzersizdir. Ek olarak, gerçek zamanlı optik yoğunluk ölçümleri protokolün bir parçasıdır. Tarif edildiği gibi sistem, düşük yağış, yıldan yıla yağışlarda önemli değişkenlik, düşük bağıl nem, yüksek buharlaşma oranları, berrak gökyüzü ve yoğun güneş radyasyonu sergileyen sıcak yarı kurak bir iklim (Köppen BSh) için optimize edilmiştir27.

<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

Amerika Birleşik Devletleri'nde, toplam karbondioksit (CO2) emisyonlarının% 35'i, doğal gaz elektrik üretimini temsil eden elektrik enerjisi endüstrisinden gelmektedir. Mikroalgler, CO2'yi bitkilerden 10 ila 15 kat daha hızlı biyo-düzeltebilir ve alg biyokütlesini biyoyakıtlar gibi ilgi çekici ürünlere dönüştürebilir. Bu nedenle, bu çalışma, güneybatı Amerika Birleşik Devletleri'nde sıcak yarı kurak bir iklimde bulunan bir doğal gaz santrali ile mikroalg yetiştiriciliğinin potansiyel sinerjilerini gösteren bir protokol sunmaktadır. En son teknolojiler, biyoyakıta daha fazla işlenebilen yeşil alg türü Chlorella sorokiniana aracılığıyla karbon yakalama ve kullanımını geliştirmek için kullanılır. Yarı otomatik bir açık yuvarlanma yolu göletini içeren bir protokol açıklıyoruz ve Tucson, Arizona'daki Tucson Elektrik Santrali'nde test edildiğinde performansının sonuçlarını tartışıyoruz. Baca gazı, pH'ı kontrol etmek için ana karbon kaynağı olarak kullanıldı ve Chlorella sorokiniana yetiştirildi. Algleri büyütmek için optimize edilmiş bir ortam kullanıldı. Zamanın bir fonksiyonu olarak sisteme eklenen CO2 miktarı yakından izlendi. Ek olarak, alg büyüme hızını, biyokütle verimliliğini ve karbon fiksasyonunu etkileyen diğer fizikokimyasal faktörler, optik yoğunluk, çözünmüş oksijen (DO), elektroiletkenlik (EC) ve hava ve havuz sıcaklıkları dahil olmak üzere izlendi. Sonuçlar, 0.385 g / L külsüz kuru ağırlığa kadar bir mikroalg veriminin,% 24'lük bir lipit içeriği ile elde edilebileceğini göstermektedir. CO2 yayıcıları ve alg çiftçileri arasındaki sinerjik fırsatlardan yararlanmak, alg biyoyakıtlarının ve biyoürünlerinin sürdürülebilir üretimini desteklerken karbon yakalamayı artırmak için gereken kaynakları sağlayabilir.

Laboratuvarımızdan elde edilen önceki deneysel sonuçlar, yarı otomatik bir açık yuvarlanma yolu havuzu kullanılarak mikroalg yetiştiriciliğinin karbon yakalama işlemleriyle birleştirilebileceğini göstermektedir. Bu iki süreç arasındaki sinerjiyi daha iyi anlamak için (Şekil 2), bir protokol geliştirdik ve yeşil alg türleri Chlorella sorokiniana'yı sıcak yarı kurak bir iklimde dış mekan koşullarında yetiştirmek için uyarladık. Doğal gaz baca gazı, en...

Watch this Scientific Journal Video about Coupling Carbon Capture from a Power Plant with Semi-automated Open Raceway Ponds for Microalgae Cultivation at JoVE.com

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

Açık yuvarlanma yolu havuzlarında mikroalg yetiştirmek için doğal gaz santrali baca gazındaki karbondioksiti kullanmak için bir protokol tanımlanmıştır. Baca gazı enjeksiyonu bir pH sensörü ile kontrol edilir ve mikroalg büyümesi gerçek zamanlı optik yoğunluk ölçümleri ile izlenir.

Mikroalg Yetiştiriciliği için Yarı Otomatik Açık Yuvarlanma Yolu Göletleri ile Bir Enerji Santralinden Karbon Yakalama Birleştirme

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 Görüntüleme.  University of Arizona. Açık yuvarlanma yolu havuzlarında mikroalg yetiştirmek için doğal gaz santrali baca gazındaki karbondioksiti kullanmak için bir protokol tanımlanmıştır. Baca gazı enjeksiyonu bir pH sensörü ile kontrol edilir ve mikroalg büyümesi gerçek zamanlı optik yoğunluk ölçümleri ile izlenir.

Video: 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.

Mikroalglerden yağlı asit içeriği ve bileşimi analizi

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

Çevre

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.

Nodülasyona ve Baklagil Bitki Büyüme için tek-bitki, Steril Mikrokozmoslar<em&gt; Medicago truncatula</em&gt; Rhizobial Symbiont ile<em&gt; Sinorhizobium 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.

Kurgulama Bitki kaynaklı Toprak Heterojen Deneysel Protokol

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.

Modifikasyon ve Arthropodların Saha Örnekleme için bir Yaprak Blower-vac Uygulama

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.

Ham Petrol Reolojisinin CO İle Dengesinde Ölçümü<sub&gt; 2</sub&gt; Rezervuar Koşullarında

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.

Sürekli hidrolojik ve su kalitesi Vernal havuz izleme

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.

Bitki enfeksiyon Test: Sprey ve bitki patojeni Magnaporthe Grisea ile aşı yara-aracılı

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.

Kabarcık sütun Photobioreactors ve bir tahlil yeşil mikroalg ekimi için nötr lipitler

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.

Yüksek işlem hacmi Siderophore filtreleme dışında çevre örnekleri: bitki doku, toplu topraklar ve rizosferde topraklar

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.

A tek eksenli sıkıştırma deney ile CO2-rulman kömür kullanarak bir Visualized ve Constant-hacim gaz-katı kavrama test sistemi

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