Name: cultivation of green microalgae in bubble column photobioreactors and an assay for neutral lipids
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Cultivation of Green Microalgae in Bubble Column Photobioreactors and an Assay for Neutral Lipids at JoVE.com

이 연구에 대 한 지원은 미국 농 무부 식품 및 농업 해치 프로젝트 ALA0HIGGINS는 학장, 연구를 위한 부사장 그리고는 사무엘 Ginn 대학의 공학의 고동색 대학 사무실에 의해 제공 되었다. 지원 또한 NSF에서 제공한 CBET 1438211를 부여.

1입니다. 거품 열 Photobioreactors의 설치
<ol><li>1 리터 유리병과 교 잡 튜브 (회로도 및 사진 그림 1 참조)와 함께 제공 된 플라스틱 뚜껑에서 환풍구 뚜껑의 집합을 생성 합니다. 가습기, 트랩, 각 공기 리프트 photobioreactor와 각 병 원자로 뚜껑을 생성 합니다.<ol>
<li>¼"뚜껑에 구멍을 드릴: 2 구멍에 필요한 생물 반응 기 및 가습기 뚜껑; 3 구멍 혼합 함정에 필요 합니다.</li>
		<li>슬?...

<ol>
	<li>Prandini, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+nutrient+removal+from+swine+wastewater+digestate+coupled+to+biogas+purification+by+microalgae+Scenedesmus+spp.">Enhancement of nutrient removal from swine wastewater digestate coupled to biogas purification by microalgae Scenedesmus spp.</a> Bioresource Technology. , 67-75 (2016).</li><li>Liu, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phycoremediation+of+dairy+and+winery+wastewater+using+Diplosphaera+sp.+MM1.">Phycoremediation of dairy and winery wastewater using Diplosphaera sp. MM1.</a> Journal of Applied Phycology. 28 (6), 3331-3341 (2016).</li><li>Passero, M., Cragin, B., Coats, E. R., McDonald, A. 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T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+thiamine+metabolites+and+spent+medium+from+Chlorella+sorokiniana+on+metabolism+in+the+green+algae+Auxenochlorella+prototheciodes.">Impact of thiamine metabolites and spent medium from Chlorella sorokiniana on metabolism in the green algae Auxenochlorella prototheciodes.</a> Algal Research. 33, 197-208 (2018).</li><li>L&#233;pinay, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+insight+on+interactions+between+bacteria+and+the+marine+diatom+Haslea+ostrearia:+Algal+growth+and+metabolomic+fingerprinting.">First insight on interactions between bacteria and the marine diatom Haslea ostrearia: Algal growth and metabolomic fingerprinting.</a> Algal Research. 31, 395-405 (2018).</li><li>Franchino, M., Comino, E., Bona, F., Riggio, V. 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M., VanderGheynst, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microplate+assay+for+quantitation+of+neutral+lipids+in+extracts+from+microalgae.">Microplate assay for quantitation of neutral lipids in extracts from microalgae.</a> Analytical Biochemistry. 465, 81-89 (2014).</li><li>Tanadul, O. U., Vandergheynst, J. S., Beckles, D. M., Powell, A. L., Labavitch, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+elevated+CO2+concentration+on+the+quality+of+algal+starch+as+a+potential+biofuel+feedstock.">The impact of elevated CO2 concentration on the quality of algal starch as a potential biofuel feedstock.</a> Biotechnology and Bioengineering. 111 (7), 1323-1331 (2014).</li><li>Folch, J., Lees, M., Sloane Stanley, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+for+the+isolation+and+purification+of+total+lipides+from+animal+tissues.">A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues.</a> Journal of Biological Chemistry. 226 (1), 497-509 (1957).</li><li>Higgins, B. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Informatics+for+improved+algal+taxonomic+classification+and+research:+A+case+study+of+UTEX+2341.">Informatics for improved algal taxonomic classification and research: A case study of UTEX 2341.</a> Algal Research. 12, 545-549 (2015).</li><li>Garrett, R. H., Grisham, C. 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조류를 배양 할 때 가장 중요 한 고려 사항은 유기 체 또는 생물의 그룹의 특정 요구에 대 한 이해입니다. 여기에 설명 된 재배 시스템 문화 조류 하지만 특정 비 생물 적인 요인 (온도, 미디어, pH, 빛의 강도, CO2 수준, 통 기 통풍 속도)의 넓은 범위를 사용할 수 있는 조류 생물의 필요에 조정 될 필요가 있다. Note 여기에서 설명 하는 매개 변수 클로렐라 와 Auxenochlorella의 재배를 ...

미세 공학 및 생명 공학에서의 응용 프로그램은 최근 몇 년 동안에 큰 관심을 모으고 있다. Microalgae 폐수 처리1,2,3,4, 바이오 연료 생산5,6,7,8, 사용을 위해 공부 되 고 있다 그리고 영양 보충 식품 및 다른 높은 가치 제품9,10의 생산. 조류는 또한 유전자 수정 중인 큰 속도로 특정 엔지니어링 응용 프로그램11,12에 대 한 그들의 적합성을 향상 하기 위해 따라서, 제어 설정에서 산업으로 관련 유기 체를 가진 실험에 큰 관심이입니다. 이 방법의 목적은 문화 미세 제어 실험실 환경에서 효과적인 접근을 의사 소통을 하 고 측정할 성장과 그 조류의 중립 지질 내용. 성장을 향상 속도 중립 지질 콘텐츠 미세 조류 바이오 연료13의 상용화를 향해 두 주요 병목 확인 되었습니다.
다양 한 접근 문화 조류 실험적인 목적을 위해 사용 되었습니다. 일반적으로 이러한 방법은 대규모 야외 재배 및 소규모 실내 재배 사이 나눌 수 있습니다. Photobioreactors와 오픈 연못에 야외 재배 실험 실험실 규모 (예를 들어, 조류의 새로운 하이-지질 긴장의 스케일-업 테스트)에서 이미 입증 된 프로세스를 확장 하기 위한 위해 적합 하다14. 그러나, 실내 소규모 재배 적합 한 새로운 또는 향상 된 조류 종자를 개발 하는 경우 또는 생물 학적 메커니즘을 이해 하기 위한 실험을 수행. 이 후자의 경우에서 실험 제어의 높은 학위 생물 학적 행동에 미묘한 변화 애타게 필요 합니다. 이 위해, axenic 문화 종종 필연적으로 대규모 야외 시스템에서 성장 하는 다른 생물 (예: 박테리아, 다른 조류)와 관련 된 복잡 한 생물 요소를 최소화 하기 위해 필요 합니다. 조류와 다른 유기 체 사이 상호 작용을 공부 하는 경우에 우리 생물15,,1617간의 분자 교류를 조사할 때 높은 제어 실험 조건의 사용 유용 하는 것이 나타났습니다.
소규모 실내 조류 재배의 범주 내에서 다양 한 접근은 사용 되었다. 아마도 가장 일반적인 방법은 빛 은행18,19아래 통 테이블에 삼각 플라스 크에 조류를 성장 하는 것입니다. 산소와 CO2 의 교환 플라스 크의 상단에 있는 거품 플러그를 통해 수동 확산에 의해 일어난다. 일부 연구 자들은이 설정 플라스 크20의 활성 폭 기를 통해 향상 되었습니다. 다른 방법은 병, 저 어 바와 활성 폭 기 혼합에 조류를 배양 하는 것입니다. 그들의 단순에도 불구 하 고 우리는 플라스 크 및 병의 사용 수시로 이끌어 생물 복제 간의 일관성 없는 결과 것으로 나타났습니다. 아마도 이것은 위치 효과-다른 위치로 받을 또한 반응 기 내부 온도 영향을 미치는 다른 양의 빛. 새로운 위치로 원자로의 매일 회전 수 있지만 있기 때문에 문제를 완화 하지 않습니다 조류 성장의 특정 단계 (예를 들어, 초기 지 수) 다른 사람 (예를 들어, 로그 단계) 보다 위치 효과에 더 민감한.
기술적 정교의 스펙트럼의 반대 측에 완벽 하 게 통제 상업 photobioreactors가 있습니다. 이러한 시스템은 지속적으로 모니터링 하 고 조정 조류 성장을 최적화 하는 원자로. 그들은 실시간 온도 제어, 프로그래밍 가능한 조명과 pH 제어 했습니다. 불행히도, 그들은 비싼 그리고 일반적으로 반응 기 당 몇 천 달러를 비용. 가장 과학적이 고 공학 저널 생물 복제의 결과, 여러 bioreactors의 구매 필요로 필요 합니다. 우리는 현재 여기 거품 열 원자로 시스템 연구소 규모 조류 재배에 대 한 접근 (플라스 크) 간단 하 고 정교한 완전 제어 (bioreactor) 사이 분할을 다리. 거품 열 가스 거품 상승 가스 교류를 촉진 하 여 원자로 혼합 사용 합니다. 이 이렇게 어느 정도의 조명 및 온도 제어를 제공 하지만 비용 효과적인 방법으로 이렇게 한다. 또한, 우리 생물 복제 플라스 크 또는 병 접근에 비해 통계적으로 유의 한 결과 얻기 위해 필요한 필요한 수를 줄여이 시스템 생물학 복제 중 매우 일관 된 결과 얻을 수를 발견 했다. 우리는 또한 성공적으로 조류와 박테리아21의 혼합물을 육성 하기 위해이 시스템을 사용. 조류 재배 뿐만 아니라 우리 경작된 해 조류에 중성 지질 함량을 측정 하는 절차를 개설 한다. 후자의 방법은 되었습니다22, 다른 곳에서 출판 하지만 우리가 성공적으로 그것을 사용 하는 방법에 대 한 단계별 지침을 제공 하기 위해 여기 절차를 포함.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Supplies for airlift photobioreactor setup</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 L Pyrex bottles</td>
			<td>Corning</td>
			<td>16157-191</td>
			<td>For bottle reactors, humidifiers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/2&#34; hose clamp</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>UC953A</td>
			<td>or equivalent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/4&#34; female luer to barb</td>
			<td>Nordson biomedical</td>
			<td>Nordson FTLL360-6005</td>
			<td>1/4&#34; ID, PP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/4&#34; ID, 3/8&#34; OD autoclaveable PVC tubing</td>
			<td>Thermo-Nalgene</td>
			<td>63013-244</td>
			<td>50&#39;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/4&#34; in O-rings</td>
			<td>Grainger</td>
			<td>1REC5</td>
			<td>#010 Medium Hard Silicone O-Ring, 0.239&#34; I.D., 0.379&#34;O.D.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/8&#34; Female luer to barb</td>
			<td>Nordson biomedical</td>
			<td>FTLL230-6005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/8&#34; ID, 1/4&#34; OD autoclaveable PVC tubing</td>
			<td>Thermo-Nalgene</td>
			<td>63013-608</td>
			<td>250&#39;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/8&#34; male spinning luer to barb</td>
			<td>Nordson biomedical</td>
			<td>MLRL013-6005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/8&#34; multiport barb</td>
			<td>Nordson biomedical</td>
			<td>4PLL230-6005</td>
			<td>1/8&#34; multiport barb</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/8&#34; NPT to barb</td>
			<td>Nordson biomedical</td>
			<td>18230-6005</td>
			<td>1/8&#34; 200 series barb</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/8&#34; panel mount luer</td>
			<td>Nordson biomedical</td>
			<td>Nordson MLRLB230-6005</td>
			<td>1/8&#34;, PP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 gallon fish tank</td>
			<td>Walmart</td>
			<td>802262</td>
			<td>Can hold up to 8 bioreactors depending on layout</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100-1000 ccm flow meter</td>
			<td>Dwyer</td>
			<td>RMA-13-SSV</td>
			<td>For bottle reactors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 ft fluorescent light bank</td>
			<td>Agrobrite</td>
			<td>FLT24 T5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200-2500 ccm flow meter</td>
			<td>Dwyer</td>
			<td>RMA-14-SSV</td>
			<td>For air regulation upstream of humidifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>250 mL Pyrex bottles</td>
			<td>Corning</td>
			<td>16157-136</td>
			<td>For gas mixing after humidifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50-500 ccm flow meter</td>
			<td>Dwyer</td>
			<td>RMA-12-SSV</td>
			<td>For hybridization tube reactors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-50 ccm flow meter</td>
			<td>Dwyer</td>
			<td>RMA-151-SSV</td>
			<td>For CO2 flow rate control</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Air filters 0.2 &#181;m</td>
			<td>Whatman/ Fisher</td>
			<td>09-745-1A</td>
			<td>Polyvent, 28 mm, 0.2 &#181;m, PTFE, 50 pack</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Check valves</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89094-714</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning lids for pyrex bottles</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89000-233</td>
			<td>10 GL45 lids</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Female luer endcap</td>
			<td>Nordson biomedical</td>
			<td>Nordson FTLLP-6005</td>
			<td>Female stable PP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hybridization tubes</td>
			<td>Corning</td>
			<td>32645-030</td>
			<td>35x300 mm, pack of 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light timer</td>
			<td>Walmart</td>
			<td>556393626</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Locknuts</td>
			<td>Nordson biomedical</td>
			<td>Nordson LNS-3</td>
			<td>1/4&#34;, red nylon</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low profile magnetic stirrer</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10153-690</td>
			<td>Low profile magnetic stirrer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Male luer endcap</td>
			<td>Nordson biomedical</td>
			<td>Nordson LP4-6005</td>
			<td>Male plug PP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spinning luer lock ring</td>
			<td>Nordson biomedical</td>
			<td>Nordson FSLLR-6005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stir bars - long</td>
			<td>VWR</td>
			<td>58949-040</td>
			<td>38.1 mm, for bottle reactors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stir bars - medium</td>
			<td>VWR</td>
			<td>58949-034</td>
			<td>25 mm, for hyridization tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Supplies and reagents for culturing algae</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.2 &#181;m filters</td>
			<td>VWR</td>
			<td>28145-491</td>
			<td>13 mm, PTFE, for filtering spent media from daily culture sampling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 mL syringes</td>
			<td>Air-tite</td>
			<td>89215-216</td>
			<td>For filtering spent media from daily culture sampling</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5 mL tubes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>87003-294</td>
			<td>Sterile (or equivalent)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 mL Serological pipettes</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>82050-482</td>
			<td>Sterile (or equivalent)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 mm plates</td>
			<td>VWR</td>
			<td>25384-342</td>
			<td>100x15 mm stackable petri dishes, sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL tubes</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>82050-276</td>
			<td>Sterile (or equivalent), polypropylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 mL Serological pipette tips</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>82051-584</td>
			<td>Sterile (or equivalent)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 mL tubes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>87003-298</td>
			<td>Sterile (or equivalent)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL tubes</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>82050-348</td>
			<td>Sterile (or equivalent), polypropylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96 well microplate</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>89089-578</td>
			<td>Polystyrene with lid, flat bottom</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inocculating loops</td>
			<td>VWR</td>
			<td>80094-478</td>
			<td>Sterile (or equivalent)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid carbon dioxide tank and regulator</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>CD-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Supplies and reagents for lipid extraction and neutral lipid assay</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 mL bead tubes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10158-556</td>
			<td>Polypropylene tube w/ lid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96 well microplates</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>82050-774</td>
			<td>Polypropylene, flat bottom</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bleach</td>
			<td>Walmart</td>
			<td>550646751</td>
			<td>Only use regular bleach, not cleaning bleach</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>BDH</td>
			<td>BDH1109-4LG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl sulfoxide</td>
			<td>BDH</td>
			<td>BDH1115-1LP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl alcohol</td>
			<td>BDH</td>
			<td>BDH1133-1LP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>BDH</td>
			<td>BDH20864.400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nile red</td>
			<td>VWR</td>
			<td>TCN0659-5G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur pipette tips</td>
			<td>VWR</td>
			<td>14673-010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>BDH</td>
			<td>BDH9286-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vegetable oil</td>
			<td>Walmart</td>
			<td>9276383</td>
			<td>Any vegetable oil should work as long as it is fresh</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zirconia/ silica beads (0.5 mm diameter)</td>
			<td>Biospec products</td>
			<td>11079105z</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analytical balance</td>
			<td>Mettler-Toledo</td>
			<td>XS205DU</td>
			<td>Capable of at least 4 decimal accuracy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bead homogenizer</td>
			<td>Omni</td>
			<td>19-040E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benchtop micro centrifuge</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>Heraeus Fresco 21 with 24x2</td>
			<td>Including rotor capable of handling 1.5 and 2 mL tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dry block heater</td>
			<td>VWR</td>
			<td>75838-282</td>
			<td>Including dry block for a microplate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freeze dryer</td>
			<td>Labconco</td>
			<td>7670520</td>
			<td>2.5L freeze drying system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large benchtop centrifuge</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>Heraeus Megafuge 16R Tissue</td>
			<td>Including rotors capable of handling 400 mL bottles, 50 mL tubes, and 15 mL tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate reader</td>
			<td>Molecular Devices</td>
			<td>SpectraMax M2</td>
			<td>Capable of reading absorbance and fluorescence</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex mixer</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10153-838</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cultivation of green microalgae in bubble column photobioreactors and an assay for neutral lipids

Microalgae 바이오 연료, 고부가가치 제품의 생산 등 엔지니어링 응용 프로그램에 대 한 및 폐기물의 처리를 위해의 연구에 상당한 관심이 있다. 대부분 새로운 연구 노력 실험실 규모에서 시작, 재현 방식에서 microalgae 재배에 대 한 비용 효과적인 방법에 대 한 필요가 있다. 여기, 우리 교통 문화 microalgae 실험실 규모 photobioreactors, 그리고 그 조류의 성장 내용과 중립 지질을 측정 하는 효과적인 접근 한다. 지침은 photobioreactor 시스템을 설정 하는 방법에 포함 됩니다. 예제에서는 생물 클로렐라 와 Auxenochlorella의 종 있지만,이 시스템 미세, 비 조류 종의 조류의 공동 문화를 포함 한 넓은 범위를 육성 하기 위해 적응 수 있다. 재고 문화 처음 inoculum photobioreactor 시스템을 생산 하는 병에서 성장 된다. 조류 inoculum 집중 이며 일괄 처리 모드에서 재배에 대 한 photobioreactors로 전송 합니다. 샘플은 광학 밀도 판독을 매일 수집 됩니다. 배치 문화의 끝에, 셀, 원심 분리기에 의해 수확 하 고 동결 건조는 최종 건조 중량 농도를. 최종 건조 중량 농도 광학 밀도 건조 중량 농도 사이의 상관 관계를 생성 하는 데 사용 됩니다. 수정된 Folch 메서드는 이후에 동결된 바이오 매스에서 총 지질을 추출 하 고 추출 microplate 분석 결과 사용 하 여 중립 지질 내용 분석. 이 분석 결과 이전에 게시 되었습니다 하지만 프로토콜 단계 오류가 자주 발생 하는 절차의 중요 한 단계를 강조 하기 위해 여기 포함 됐다. 여기에 설명 된 생물 반응 기 시스템 간단한 플라스 크 및 상업 bioreactors 완벽 하 게 제어 사이의 틈새 시장을 채웁니다. 치료 당도 3-4 생물 복제, 우리의 접근 방식 조류 배양 성장 및 지질 분석 실험에 꽉 표준 편차를 리드.

이 절차는 세 550 nm (그림 4A)에서 조류 광학 밀도 데이터의 시간 과정을 생성합니다. 광학 밀도 건조 중량 농도 데이터 수 상관 (그림 4B). 이것은 동결 단계 후 최종 건조 중량 조류 농도 계산 하 여 수행 됩니다. 다음, 문화 연속 희석 (샘플링의 마지막 날에 수행)과 실제 건조 중량 농도의 광학 밀도 상관 될 수 있다. 낮은 셀 농도 ...

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

여기, 우리 실험실 규모 거품 열 photobioreactors를 생성 하 고 문화 microalgae를 그들을 사용 하 여 프로토콜을 제시. 그것은 또한 문화 성장 율 및 중립 지질 내용에 대 한 메서드를 제공합니다.

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 ...

이 프로토콜은 미세 조류를 성장하기 위해 버블 컬럼 광생물 반응기 시스템의 건설 및 사용에 대한 지침을 제공하고, 알겔 바이오 연료, 폐수 처리 또는 알겔 생물학을 공부하는 사람에게 관심을 가져야한다. 우리는 매우 평판 좋은 결과를 생산하기 위해 첨탑 원자로 시스템을 발견했다. 원자로 시스템은 또한 조류의 넓은 울렸다에 사용자 정의 할 수 있으며 많은 상업 제품보다 훨씬 적은 비용.절차를 시연하는 것은 내 실험실에서 대학원생 인 Qichen Wang이 될 것입니다. 버블 컬럼 광생물반응기의 설치를 시작하려면 텍스트 프로토콜에 설명된 바와 같이 1리터 유리 병및 혼성화 튜브의 플라스틱 뚜껑에서 통풍구 세트를 구성합니다. 1/8 인치 패널 마운트 루어 피팅의 트레드 위에 1/4 인치 O 링을 미끄러, 뚜껑에 드릴 1/4 인치 구멍으로 이것을 밀어.뚜껑이 두 O 링 사이에 끼어 있도록 스레드 위에 두 번째 1/4 인치를 미끄러. 그런 다음 잠금 너트를 스레드에 넣고 조여 패널 마운트 미끼를 제자리에 고정시하십시오. 이제 뚜껑에서 투사, 노출 된 남성 미끼에 반지를 잠글 스냅.뚜껑의 각 구멍에 대해 이 절차를 반복합니다. 버블 컬럼과 병 반응기에서 사용할 뚜껑의 경우 1/8 인치 여성 미끼를 1/8 인치 ID PVC 튜브의 1 1/2 인치 조각에 바브 피팅에 부착하십시오. 뚜껑에 노출된 각 남성 미끼 피팅에 부착합니다.체크 밸브를 1/8인치 조각 중 하나의 프리 엔드에 연결합니다. 그런 다음 뚜껑에서 투사하는 1/8 인치 튜브의 두 번째 조각에 바브 피팅에 남성 미끼를 연결합니다. 회전 잠금 링을 제자리에 클릭하고 0.2 미크론 공기 필터를 고정합니다.공기의 컴플리트 조립은 텍스트 프로토콜을 비난으로 시스템, 어수조, 교반 플레이트, 조명을 전달합니다. 진공 펌프를 사용하여 수퍼네티드를 제거하여 정착된 미세조류 재고를 농축한다. 각 병에 100 밀리리터 미만의 매체를 두지만 정착된 조류를 제거하지 마십시오.축조류 슬러리를 일시 중단하고 50 밀리리터 원심분리기 튜브를 멸균하도록 이송합니다. 원심분리기 1, 000회 G5분간 5분간 조류를 더 집중시한다. 생물 안전 캐비닛에서 12개의 광생물 반응기용 약 80밀리리터의 조류 농축물의 총 부피를 달성하기에 충분한 수퍼나텐트를 제거합니다.펠릿을 진공 청소기로 청소하지 마십시오. 해조류 농축액을 멸균 용기로 옮기다. 이제 멸균 된 10 밀리리터 세로지피펫으로 각 광생물 반응기에 6 밀리리터의 조류 슬러리를 추가하십시오.바이오 반응기를 소용돌이치면 조류를 배지에 섞습니다. 세로지학적 파이펫을 사용하여 각 생물 반응기에서 2밀리리터 샘플을 끌어서 2밀리리터 튜브로 옮습니다. 배양 진행 상황을 모니터링하기 위해 24시간마다 2밀리리터 샘플을 수집합니다.테스트 스트립을 사용하여 ph용 샘플을 확인하고 필요에 따라 반응기를 조정합니다. 생물 반응기 뚜껑을 조이고 모든 생물 반응기를 수조 수조에 넣습니다. 식기, 이산화탄소 및 조명을 종에 적합한 수준으로 조정합니다.샘플링 후 매일 생물 반응기 위치를 회전합니다. 96 개의 잘 마이크로 플레이트의 우물에 삼중 판에 각 배양 샘플의 200 마이크로 리터를 적용합니다. 그런 다음 550 나노미터 및 680 나노미터에서 광학 밀도를 측정합니다.각 생물 반응기에서 각 생물 반응기에서 조류 배양의 고정 된 볼륨을 측정 하 고 원심 분리 병에서 전송. 원심분리기 문화 4, 696회 G 5분간. 조심스럽게 진공 청소기로 슈퍼네이트를 버리십시오.50 밀리리터 튜브에 펠릿을 전송합니다. 원심분리기 병을 증류수로 헹구고 내용물을 50밀리리터 튜브로 옮기습니다. 총 볼륨이 45 밀리리터를 초과하지 않는지 확인합니다.텍스트 프로토콜에 설명된 바와 같이 조류 펠릿을 세척한 후, 슈퍼네티드를 폐기한다. 그런 다음 각 50 밀리리터 튜브에 증류수 7.5 밀리리터를 추가합니다. 지금, 50 밀리 리터 튜브를 소용돌이 하 고 사전 무게 15 밀리 리터 튜브에 조류 슬러리를 전송.50밀리리터 튜브를 추가 증류수로 헹구고 액체를 15밀리리터 튜브로 이송하여 해당 튜브의 총 부피를 12밀리리터 미만으로 유지합니다. 15 밀리리터 튜브를 원심 분리하고 이전과 같이 수퍼나텐트를 폐기한 후 동결 건조를 준비하기 위해 최소 30분 동안 펠릿이 있는 튜브를 영하 80도에서 동결하십시오. 동결 건조 조류 20 밀리그램을 포함하는 각 2 밀리리터 튜브에 1.5 밀리리터의 모브용매를 넣습니다.액체 수준이 2 밀리리터에 도달할 때까지 각 튜브에 지르코니아 실리카 구슬약 0.5 밀리리터를 붓습니다. 초당 6.5m의 속도로 20초 동안 비드 밀에서 조류 샘플을 균질화합니다. 튜브를 얼음으로 30초 동안 옮겨 샘플을 식힙니다.그런 다음 5번 더 반복하여 지질을 완전히 추출합니다. 스테인레스 스틸 와이어 메쉬 디스크가 들어있는 5 밀리리터 주사기를 통해 동형어를 걸러 구슬을 변형시키고 15 밀리리터 튜브에서 여과물을 수집합니다. 구슬을 1.5 밀리리터의 모낭 용매로 씻고 필요에 따라 주사기를 통해 액체를 밀어 내보도록 하십시오.이 세척을 2회 더 반복하고 15 밀리리터 튜브에 모든 여과물을 수집하여 약 6밀리리터의 최종 부피를 산출합니다. 15 밀리리터 튜브의 모름 추출물에 염화 나트륨 용액 0.9%의 1.2 밀리리터를 넣고 소용돌이가 잘 섞어주냅니다. 원심 분리기 15 밀리 리터 튜브 6, 000 회 G5 분 동안.15 밀리리터 튜브의 측면에 라인을 사용하여 가장 가까운 0.1 밀리리터에 바닥 클로로폼 상 부피를 기록합니다. 그런 다음 유리 목초지 파이펫을 사용하여 하단 단계를 유리 사악한 것으로 옮기합니다. 중성 지질 분석기를 수행하려면 지질 추출물과 식물성 오일 표준을 메탄올로 3배 희석합니다.각 희석에 대해, 샘플은 4배 에 있는 96개의 잘 폴리프로필렌 마이크로 플레이트에 80마이크로리터를 추가합니다. 용매 블랭크의 경우, 4배 의 모독 용매 80 마이크로리터를 적용하십시오. 표준의 경우 희석된 식물성 오일 표준의 10, 30, 60, 90 및 120 마이크로리터를 4배로 추가합니다.모든 용매가 증발 할 때까지 20 ~ 30 분 동안 55섭씨 55도의 예열 된 드라이 블록 히터에 연기 후드에 마이크로 플레이트를 놓습니다. 가열 블록에서 마이크로 플레이트를 제거하고 실온으로 식힙니다. 그런 다음 각 웰에 30 마이크로 리터의 이소 프로필 알코올을 추가하고 위아래로 파이프팅하여 혼합합니다.모든 파이펫 채널이 용액을 혼합하고 지질을 재연하여 균일한 녹색 액체를 생성하도록 보장합니다. 이제 밀리리터당 1마이크로그램의 마이크로리터 200마이크로리터를 각 웰에 나일 레드 용액을 추가하고 10번 위아래로 파이프하여 혼합합니다. 실온에서 5분 간 인큐베이션을 한 후, 각 웰에 50%의 표백제 용액의 20마이크로리터를 넣고 5회 위아래로 파이프하여 잘 섞습니다.상온에서 30분 동안 플래트에서 배양하세요. 30분 후, 530나노미터 의 발산, 575나노미터 방출시 5~10분마다 시료의 플로레시전을 읽고, 조류 샘플의 신호가 안정될 때까지 자동 차단을 570나노미터로 설정한다. 이 절차는 OD 550 나노미터에서 알겔 광학 밀도 데이터의 시간 과정을 산출합니다.제어 배양은 신선한 anate NH4 매체에서 성장했다. 치료 1은, 신선한 내래 NH4 배지에서 자란 보조 auxenochlorella 프로토테코이드 및 아조스피릴룸 브라질리엔스입니다. 치료 2, 완전히 조류 성장을 억제 밀리리터 IAA 당 50 밀리그램으로 보충 타고난 NH4 매체에 자란 아지닉 A.Protothecoides입니다.치료 3, A.Brasilienes에서 소비 된 매체에서 성장 아지닉 A.Protothecoides입니다. 성장 곡선은 auxenochlorella 프로토테코이드의 배양이 120 시간으로 늦은 로그와스믹 성장에 진입한다는 것을 보여줍니다. 여기에 도시된 광학 밀도 550 나노미터와 최종 건조 중량 농도 사이의 상호 관계 곡선이 있으며, 2차 다항체 적합성을 이용하여.마지막으로, 착색은 시간 과정 광학 밀도 데이터에 적용하여 건식 중량 성장 곡선을 얻을 수 있다. 클로렐라 소로키니아나 대신 auxenochlorella 프로토테코이드 대신 배양된다는 점을 제외하면 동일한 치료법이 여기에 사용됩니다. 중성 지질 분석에서 얻은 퍼센트 건조 중량 중성 지질은 해당 얇은 층 크로마토그래피 플레이트의 트리오 글리세롤 함량과 잘 관련이 있습니다.A.Protothecoides와는 달리, IAA 처리는 C.Sorkiniana 성장을 억제하지 않았습니다. 조류의 지질 추출 에 이어, 나머지 세포 팔레트는 전분 및 세포 벽 함량에 대해 분석 할 수 있으며 세포 내의 에너지 저장 제품의 보다 상세한 그림을 제공합니다. 여기에 설명 된 방법은 알겔 바이오 연료 및 폐수 처리 분야에서 새로운 발견을 가능하게했다.특히, 이 시스템은 박테리아가 알겔 성장에 미치는 영향을 더 잘 이해하는 데 사용되었습니다.

Research

JoVE Journal

Environment

Analysis of Fatty Acid Content and Composition in Microalgae

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

Optimize Flue Gas Settings to Promote Microalgae Growth in Photobioreactors via Computer Simulations

컴퓨터 시뮬레이션을 통해 광 바이오 반응기에서 미세 조류의 성장을 촉진하기 위해 연소 가스 설정을 최적화

Flue gas from power plants can promote algal cultivation and reduce greenhouse gas emissions1. Microalgae not only capture solar energy more efficiently ...

Transcript and Metabolite Profiling for the Evaluation of Tobacco Tree and Poplar as Feedstock for the Bio-based Industry

바이오 기반 산업을위한 원료로 담배 나무와 포플러의 평가에 대한 성적 증명서 및 대사 산물 프로파일

The global demand for food, feed, energy, and water poses extraordinary challenges for future generations. It is evident that robust platforms for the ...

Quantification of Heavy Metals and Other Inorganic Contaminants on the Productivity of Microalgae

중금속과 미세 조류의 생산성에 다른 무기 오염 물질의 정량화

Increasing demand for renewable fuels has researchers investigating the feasibility of alternative feedstocks, such as microalgae. Inherent advantages ...

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

측정 및 토양 침식과 토양 탄산 농도 농업 관리에 관련 된 증 착 패턴 매핑

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

Collection and Extraction of Occupational Air Samples for Analysis of Fungal DNA

Traditional methods of identifying fungal exposures in occupational environments, such as culture and microscopy-based approaches, have several ...

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

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

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 ...

An Anaerobic Biosensor Assay for the Detection of Mercury and Cadmium

수은 카드뮴의 검출에 대 한 혐 기성 바이오 센서 분석 결과

Mercury (Hg) bioavailability to microbes is a key step to toxic Hg biomagnification in food webs. Cadmium (Cd) transformations and bioavailability to ...

Detection of Tilapia Lake Virus Using Conventional RT-PCR and SYBR Green RT-qPCR

Tilapia 호수 바이러스를 사용 하 여 기존의 RT-PCR 및 SYBR의 탐지 RT 정량 그린

The aim of this method is to facilitate the fast, sensitive and specific detection of Tilapia Lake Virus (TiLV) in tilapia tissues. This protocol can be ...

Chemical Isolation, Quantification, and Separation of Skin Lipids from Reptiles

화학, 정량화, 고립과 파충류의 피부 지질 분리

Reptiles signal to conspecifics using lipids in their skin, primarily to enable mate tracking and assessment. The isolation of these lipids has utility in ...