Dankon pro vizito de Nature.com.Vi uzas retumilon kun limigita CSS-subteno.Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu Kongruo-Reĝimon en Internet Explorer).Krome, por certigi daŭran subtenon, ni montras la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
Montras karuselon de tri diapozitivoj samtempe.Uzu la butonojn Antaŭa kaj Sekva por moviĝi tra tri diapozitivoj samtempe, aŭ uzu la glitilbutonojn ĉe la fino por moviĝi tra tri diapozitivoj samtempe.
Karbonkaptado kaj stokado estas esencaj por atingi la celojn de la Pariza Interkonsento.Fotosintezo estas la teknologio de naturo por kapti karbonon.Desegnante inspiron el likenoj, ni evoluigis 3D cianobakterian fotosintezan biokunmetaĵon (t.e. imitante likenon) uzante akrilan lateksopolimero aplikitan al lufa spongo.La indico de CO2 absorbado de la biokunmetaĵo estis 1.57 ± 0.08 g CO2 g-1 de biomaso d-1.La konsumado estas bazita sur seka biomaso komence de la eksperimento kaj inkludas CO2 uzitan por kreskigi novan biomason same kiel CO2 enhavitan en stokadkunmetaĵoj kiel ekzemple karbonhidratoj.Tiuj konsumoprocentoj estis 14-20 fojojn pli altaj ol suspensiaĵokontroliniciatoj kaj eble povus esti pligrandigitaj por kapti 570 t CO2 t-1 biomason jare-1, ekvivalenta al 5,5-8,17 × 106 hektaroj da kultivado, forigante 8-12 GtCO2. CO2 jare.Kontraste, arbara bioenergio kun karbonkaptado kaj stokado estas 0,4–1,2 × 109 ha.La biokunmetaĵo restis funkcia dum 12 semajnoj sen pliaj nutraĵoj aŭ akvo, post kio la eksperimento estis ĉesigita.Ene de la multfaceta teknologia sinteno de la homaro por kontraŭbatali klimatan ŝanĝon, inĝenieritaj kaj optimumigitaj cianobakteriaj biokunmetaĵoj havas la potencialon por daŭrigebla kaj skalebla deplojo por pliigi CO2 forigon dum reduktado de akvo, nutraĵo kaj teruzoperdoj.
Klimata ŝanĝo estas vera minaco al tutmonda biodiverseco, ekosistemstabileco kaj homoj.Por mildigi ĝiajn plej malbonajn efikojn, necesas kunordigitaj kaj grandskalaj malkarburigaj programoj, kaj, kompreneble, necesas ia formo de rekta forigo de forcej-efikaj gasoj el la atmosfero.Malgraŭ pozitiva senkarboniĝo de elektroproduktado2,3, nuntempe ne ekzistas ekonomie daŭrigeblaj teknologiaj solvoj por redukti la atmosferan karbondioksidon (CO2)4, kvankam la kapto de fumgaso progresas5.Anstataŭ skaleblaj kaj praktikaj inĝenieraj solvoj, homoj devas turni sin al naturaj inĝenieroj por karbona kaptado - fotosintezaj organismoj (fototrofaj organismoj).Fotosintezo estas la karbona sekvestra teknologio de naturo, sed ĝia kapablo inversigi antropogenan karbonriĉigon sur signifaj temposkaloj estas kritikinda, enzimoj estas malefikaj, kaj ĝia kapablo deploji je konvenaj skaloj estas kritikinda.Ebla vojo por fototrofio estas arbarigado, kiu tranĉas arbojn por bioenergio kun karbonkaptado kaj stokado (BECCS) kiel negativa-emisio teknologio kiu povas helpi redukti netajn CO21-emisiojn.Tamen, por atingi la temperaturan celon de la Pariza Interkonsento de 1,5 °C uzante BECCS kiel la ĉefan metodon postulus 0,4 ĝis 1,2 × 109 ha, ekvivalente al 25–75% de la nuna tutmonda plugtero6.Krome, la necerteco asociita kun la tutmondaj efikoj de CO2-fekundigo pridubas la eblan totalan efikecon de arbaraj plantejoj7.Se ni volas atingi la temperaturcelojn fiksitajn de la Pariza Interkonsento, 100 sekundoj da GtCO2 de forcej-efikaj gasoj (GGR) devas esti forigitaj el la atmosfero ĉiujare.La UK Sekcio de Esplorado kaj Novigado lastatempe anoncis financadon por kvin GGR8-projektoj inkluzive de torfadministrado, plibonigita rokveteraĝado, arboplantado, biokarbo kaj plurjaraj kultivaĵoj por nutri la BECCS-procezon.La kostoj de forigo de pli ol 130 MtCO2 el la atmosfero jare estas 10-100 US$/tCO2, 0,2-8,1 MtCO2 jare por torfregiona restarigo, 52-480 US$/tCO2 kaj 12-27 MtCO2 jare por veteraĝado de rokoj. , 0,4-30 USD/jaro.tCO2, 3.6 MtCO2/jaro, 1% pliiĝo en arbara areo, 0.4-30 US$/tCO2, 6-41 MtCO2/jaro, biokarbono, 140-270 US$/tCO2, 20 –70 Mt CO2 jare por konstantaj kultivaĵoj uzante BECCS9.
Kombinaĵo de tiuj aliroj eble povus atingi la 130 Mt CO2 jare celon, sed la kostoj de rokveteraĝado kaj BECCS estas altaj, kaj biokarbo, kvankam relative malmultekosta kaj ne-teruzo rilata, postulas krudmaterialon por la biochar produktadprocezo.ofertas ĉi tiun evoluon kaj nombron por deploji aliajn GGR-teknologiojn.
Anstataŭ serĉi solvojn surtere, serĉu akvon, precipe unuĉelaj fototrofoj kiel mikroalgoj kaj cianobakterioj10.Algoj (inkluzive de cianobakterioj) kaptas proksimume 50% de la monda karbondioksido, kvankam ili okupas nur 1% de la monda biomaso11.Cianobakterioj estas la originaj biogeoinĝenieroj de naturo, metante la fundamenton por spira metabolo kaj la evoluo de multĉela vivo per oksigena fotosintezo12.La ideo uzi cianobakteriojn por kapti karbonon ne estas nova, sed novigaj metodoj de fizika lokigo malfermas novajn horizontojn por ĉi tiuj antikvaj organismoj.
Malfermaj lagetoj kaj fotobioreaktoroj estas defaŭltaj aktivaĵoj dum uzado de mikroalgoj kaj cianobakterioj por industriaj celoj.Tiuj ĉi kultursistemoj uzas suspendan kulturon, en kiu ĉeloj flosas libere en kreskmedio14;tamen, lagetoj kaj fotobioreaktoroj havas multajn malavantaĝojn kiel malbona CO2-mastransigo, intensa uzo de tero kaj akvo, malsaniĝemeco al biomalpuriĝo, kaj altaj konstrukostoj kaj operaciaj kostoj15,16.Biofilm-bioreaktoroj kiuj ne uzas pendkulturojn estas pli ekonomiaj laŭ akvo kaj spaco, sed estas sub risko de elsekiĝodamaĝo, inklinaj al biofilmmalligo (kaj tial perdo de aktiva biomaso), kaj estas same emaj al biomalpurigo17.
Novaj aliroj estas necesaj por pliigi la indicon de CO2-asimilado kaj trakti la problemojn, kiuj limigas suspensiaĵon kaj biofilmajn reaktorojn.Unu tia aliro estas fotosintezaj biokunmetaĵoj inspiritaj per likenoj.Likenoj estas komplekso de fungoj kaj fotobiontoj (mikroalgoj kaj/aŭ cianobakterioj) kiuj kovras proksimume 12% de la terregiono18.La fungoj disponigas fizikan subtenon, protekton, kaj ankron de la fotobiota substrato, kiuj en victurno provizas la fungojn per karbono (kiel troaj fotosintezaj produktoj).La proponita biokunmetaĵo estas "likeno mimetiko", en kiu densa populacio de cianobakterioj estas senmovigita en la formo de maldika biotegaĵo sur portanta substrato.Aldone al ĉeloj, la biotegaĵo enhavas polimeran matricon kiu povas anstataŭigi la fungon.Akvobazaj polimeremulsioj aŭ "lateksoj" estas preferataj ĉar ili estas biokongruaj, daŭraj, malmultekostaj, facile manipuleblaj kaj komerce haveblaj19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26.
La fiksado de ĉeloj kun lateksopolimeroj estas tre influita de la konsisto de la latekso kaj la procezo de filmformado.Emulsionpolimerigo estas heterogena procezo uzata por produkti sintezan kaŭĉukon, gluajn tegaĵojn, sigelaĵojn, betonajn aldonaĵojn, paperajn kaj tekstilajn tegaĵojn kaj lateksajn farbojn27.Ĝi havas kelkajn avantaĝojn super aliaj polimerigaj metodoj, kiel alta reakcia rapideco kaj monomera konverta efikeco, same kiel facileco de produktokontrolo27,28.La elekto de monomeroj dependas de la dezirataj trajtoj de la rezulta polimerfilmo, kaj por miksitaj monomersistemoj (t.e., kopolimerigoj), la trajtoj de la polimero povas esti ŝanĝitaj elektante malsamajn rilatumojn de monomeroj kiuj formas la rezultan polimermaterialon.Butilakrilato kaj stireno estas inter la plej oftaj akrilaj lateksomonomeroj kaj estas uzitaj ĉi tie.Krome, kunfluaj agentoj (ekz. Texanol) kutimas ofte antaŭenigi unuforman filmformadon kie ili povas ŝanĝi la trajtojn de la polimerlatekso por produkti fortan kaj "kontinuan" (kunfluan) tegaĵon.En nia komenca pruvo-de-koncepta studo, alta surfacareo, alta poreco 3D biokunmetaĵo estis fabrikita uzante komercan lateksofarbo aplikita al lufa spongo.Post longaj kaj kontinuaj manipuladoj (ok semajnoj), la biokunmetaĵo montris limigitan kapablon reteni cianobakteriojn sur la lufa eŝafodo ĉar ĉelkresko malfortigis la strukturan integrecon de la latekso.En la nuna studo, ni celis evoluigi serion de akrilaj lateksaj polimeroj de konata kemio por kontinua uzo en karbonaj kaptado-aplikoj sen oferi polimeran degradadon.Farante tion, ni pruvis la kapablon krei liken-similajn polimerajn matricajn elementojn, kiuj provizas plibonigitan biologian agadon kaj signife pliigitan mekanikan elastecon kompare kun pruvitaj biokunmetaĵoj.Plia optimumigo akcelos la asimiladon de biokunmetaĵoj por karbonkaptado, precipe kiam kombinite kun cianobakterioj metabole modifitaj por plifortigi CO2-sekvadon.
Naŭ lateksoj kun tri polimeraj formuliĝoj (H = "malmola", N = "normala", S = "mola") kaj tri specoj de Texanol (0, 4, 12% v/v) estis testitaj pri tokseco kaj trostreĉkorelacio.Adhesivo.de du cianobakterioj.Lateksoospeco signife influis S. elongatus PCC 7942 (Shirer-Ray-Hare-testo, latekso: DF=2, H=23.157, P=<0.001) kaj CCAP 1479/1A (dudirekta ANOVA, latekso: DF=2, F = 103.93, P = < 0.001) (Fig. 1a).La koncentriĝo de texanol ne grave influis la kreskon de S. elongatus PCC 7942, nur N-latekso estis ne-toksa (Fig. 1a), kaj 0 N kaj 4 N konservis kreskon de 26% kaj 35%, respektive (Mann- Whitney U, 0 N kontraŭ 4 N: W = 13.50, P = 0.245; 0 N kontraŭ kontrolo: W = 25.0, P = 0.061; 4 N kontraŭ kontrolo: W = 25.0, P = 0.061) kaj 12 N konservis kreskon komparebla al biologia kontrolo (Mann-Whitney University, 12 N kontraŭ kontrolo: W = 17.0, P = 0.885).Por S. elongatus CCAP 1479/1A, kaj lateksmiksaĵo kaj teksanolkoncentriĝo estis gravaj faktoroj, kaj signifa interagado estis observita inter la du (dudirekta ANOVA, latekso: DF=2, F=103.93, P=<0.001, Texanol). : DF=2, F=5,96, P=0,01, Latekso*Teksanolo: DF=4, F=3,41, P=0,03).0 N kaj ĉiuj "molaj" lateksoj antaŭenigis kreskon (Fig. 1a).Estas tendenco plibonigi kreskon kun malkreskanta konsisto de stireno.
Tokseco kaj adherotestado de cianobakterioj (Synechococcus elongatus PCC 7942 kaj CCAP 1479/1A) al lateksaj formuliĝoj, rilato kun vitrotransirtemperaturo (Tg) kaj decida matrico bazita sur tokseco kaj adherodatenoj.(a) Toksectestado estis farita uzante apartajn intrigojn de procenta kresko de cianobakterioj normaligitaj por kontroli suspendajn kulturojn.Traktado markitaj per * estas signife malsamaj de kontroloj.(b) Datenoj pri kresko de Cianobakteriaj kontraŭ Tg-latekso (meznombro ± SD; n = 3).(c) La akumula nombro da cianobakterioj liberigitaj de la biokompona adhertesto.(d) Adheraj datumoj kontraŭ Tg de la latekso (meznombro ± StDev; n = 3).e Decida matrico bazita sur tokseco kaj adhero datumoj.La proporcio de stireno al butilakrilato estas 1:3 por "malmola" (H) latekso, 1:1 por "normala" (N) kaj 3:1 por "mola" (S).La antaŭaj nombroj en la lateksokodo respondas al la enhavo de Texanol.
Plejofte, ĉela daŭrigebleco malpliiĝis kun kreskanta texanol-koncentriĝo, sed ekzistis neniu signifa korelacio por iu el la trostreĉoj (CCAP 1479/1A: DF = 25, r = -0.208, P = 0.299; PCC 7942: DF = 25, r). = – 0,127, P = 0,527).Sur fig.1b montras la rilaton inter ĉelkresko kaj vitrotransira temperaturo (Tg).Estas forta negativa korelacio inter texanol-koncentriĝo kaj Tg-valoroj (H-latekso: DF=7, r=-0.989, P=<0.001; N-latekso: DF=7, r=-0.964, P=<0.001). ; S- latekso: DF=7, r=-0,946, P=<0,001).La datumoj montris, ke la optimuma Tg por kresko de S. elongatus PCC 7942 estis ĉirkaŭ 17 °C (Figuro 1b), dum S. elongatus CCAP 1479/1A preferis Tg sub 0 °C (Figuro 1b).Nur S. elongatus CCAP 1479/1A havis fortan negativan korelacion inter Tg kaj toksecdatenoj (DF=25, r=-0.857, P=<0.001).
Ĉiuj lateksoj havis bonan adheran afinecon, kaj neniu el ili liberigis pli ol 1% de ĉeloj post 72 h (Fig. 1c).Ne estis signifa diferenco inter la lateksoj de la du trostreĉoj de S. elongatus (PCC 7942: Scheirer-Ray-Hara testo, Latex*Texanol, DF=4, H=0.903; P=0.924; CCAP 1479/1A: Scheirer- Radiotesto).– Testo de leporo, latekso*teksanolo, DF=4, H=3,277, P=0,513).Ĉar la koncentriĝo de Texanol pliiĝas, pli da ĉeloj liberiĝas (Figuro 1c).kompare kun S. elongatus PCC 7942 (DF=25, r=-0.660, P=<0.001) (Figuro 1d).Krome, ne estis statistika rilato inter Tg kaj ĉela adhero de la du streĉoj (PCC 7942: DF=25, r=0.301, P=0.127; CCAP 1479/1A: DF=25, r=0.287, P=0.147).
Por ambaŭ trostreĉoj, "malmolaj" lateksopolimeroj estis neefikaj.En kontrasto, 4N kaj 12N rezultis plej bone kontraŭ S. elongatus PCC 7942, dum 4S kaj 12S rezultis plej bone kontraŭ CCAP 1479/1A (Fig. 1e), kvankam estas klare loko por plia optimumigo de la polimera matrico.Ĉi tiuj polimeroj estis uzataj en duonaktaj retaj testoj pri konsumado de CO2.
Fotofiziologio estis monitorita dum 7 tagoj uzante ĉelojn suspenditajn en akva lateksokonsisto.Ĝenerale, kaj la ŝajna fotosintezofteco (PS) kaj la maksimuma PSII-kvantuma rendimento (Fv/Fm) malpliiĝas kun la tempo, sed tiu malkresko estas neegala kaj kelkaj PS-datumseroj montras dufazan respondon, sugestante partan respondon, kvankam realtempa reakiro. pli mallonga PS-agado (Fig. 2a kaj 3b).La dufaza Fv/Fm-respondo estis malpli prononcita (Figuroj 2b kaj 3b).
(a) Ŝajna fotosintezofteco (PS) kaj (b) maksimuma PSII-kvantuma rendimento (Fv/Fm) de Synechococcus elongatus PCC 7942 en respondo al lateksaj formuliĝoj kompare kun kontrolaj suspendkulturoj.La proporcio de stireno al butilakrilato estas 1:3 por "malmola" (H) latekso, 1:1 por "normala" (N) kaj 3:1 por "mola" (S).La antaŭaj nombroj en la lateksokodo respondas al la enhavo de Texanol.(meznombro ± norma devio; n = 3).
(a) Ŝajna fotosintezofteco (PS) kaj (b) maksimuma PSII-kvantuma rendimento (Fv/Fm) de Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A en respondo al lateksoformuliĝoj komparite kun kontrolaj suspendkulturoj.La proporcio de stireno al butilakrilato estas 1:3 por "malmola" (H) latekso, 1:1 por "normala" (N) kaj 3:1 por "mola" (S).La antaŭaj nombroj en la lateksokodo respondas al la enhavo de Texanol.(meznombro ± norma devio; n = 3).
Por S. elongatus PCC 7942, lateksokonsisto kaj Texanol-koncentriĝo ne influis PS dum tempo (GLM, Latex*Texanol*Time, DF = 28, F = 1.49, P = 0.07), kvankam kunmetaĵo estis grava faktoro (GLM)., latekso*tempo, DF = 14, F = 3.14, P = <0.001) (Fig. 2a).Ne estis signifa efiko de Texanol-koncentriĝo laŭlonge de la tempo (GLM, Texanol*time, DF=14, F=1.63, P=0.078).Estis grava interago influanta Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=4.54, P=<0.001).La interago inter lateksa formuliĝo kaj Texanol-koncentriĝo havis signifan efikon al Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol, DF=4, F=180.42, P=<0.001).Ĉiu parametro ankaŭ influas Fv/Fm laŭlonge de la tempo (GLM, Latex*Time, DF=14, F=9.91, P=<0.001 kaj Texanol*Time, DF=14, F=10.71, P=<0.001).Latekso 12H konservis la plej malaltajn averaĝajn PS kaj Fv/Fm-valorojn (Fig. 2b), indikante, ke ĉi tiu polimero estas pli toksa.
PS de S. elongatus CCAP 1479/1A estis signife malsama (GLM, latekso * Texanol * tempo, DF = 28, F = 2.75, P = <0.001), kun lateksookonsisto prefere ol Texanol-koncentriĝo (GLM, Latex*time, DF). =14, F=6.38, P=<0.001, GLM, Texanol*time, DF=14, F=1.26, P=0.239)."Molaj" polimeroj 0S kaj 4S konservis iomete pli altajn nivelojn de PS-agado ol kontrolpendadoj (Mann-Whitney U, 0S kontraŭ kontroloj, W = 686.0, P = 0.044, 4S kontraŭ kontroloj, W = 713, P = 0.01) kaj konservis plibonigita Fv./Fm (Fig. 3a) montras pli efikan transporton al Photosystem II.Por Fv/Fm-valoroj de CCAP 1479/1A-ĉeloj, estis signifa lateksa diferenco laŭlonge de la tempo (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=6.00, P=<0.001) (Figuro 3b).).
Sur fig.4 montras la mezan PS kaj Fv/Fm dum 7-taga periodo kiel funkcio de ĉelkresko por ĉiu trostreĉiĝo.S. elongatus PCC 7942 ne havis klaran ŝablonon (Fig. 4a kaj b), tamen, CCAP 1479/1A montris parabolan rilaton inter PS (Fig. 4c) kaj Fv/Fm (Fig. 4d) valoroj kiel la proporcioj de stireno kaj butilakrilato kreskas kun ŝanĝo.
Rilato inter kresko kaj fotofiziologio de Synechococcus longum sur lateksaj preparoj.(a) Toksecdatenoj intrigitaj kontraŭ ŝajna fotosinteza indico (PS), (b) maksimuma PSII-kvantuma rendimento (Fv/Fm) de PCC 7942. c Toksecdatenoj intrigitaj kontraŭ PS kaj d Fv/Fm CCAP 1479/1A.La proporcio de stireno al butilakrilato estas 1:3 por "malmola" (H) latekso, 1:1 por "normala" (N) kaj 3:1 por "mola" (S).La antaŭaj nombroj en la lateksokodo respondas al la enhavo de Texanol.(meznombro ± norma devio; n = 3).
La biokomponita PCC 7942 havis limigitan efikon al ĉela reteno kun signifa ĉela lesivado dum la unuaj kvar semajnoj (Figuro 5).Post la komenca fazo de CO2-asimilado, ĉeloj fiksitaj kun 12 N-latekso komencis liberigi CO2, kaj ĉi tiu ŝablono daŭris inter la tagoj 4 kaj 14 (Fig. 5b).Ĉi tiuj datumoj estas kongruaj kun observoj de pigmentokoloro.Reta CO2-asimilado komenciĝis denove de la tago 18. Malgraŭ ĉela liberigo (Fig. 5a), la PCC 7942 12 N-biokomponaĵo ankoraŭ akumulis pli da CO2 ol la kontrola suspendo dum 28 tagoj, kvankam iomete (Mann-Whitney U-testo, W = 2275.5; P = 0,066).La rapideco de sorbado de CO2 per latekso 12 N kaj 4 N estas 0,51 ± 0,34 kaj 1,18 ± 0,29 g CO2 g-1 de biomaso d-1.Estis statistike signifa diferenco inter traktado kaj temponiveloj (testo Chairer-Ray-Hare, traktado: DF=2, H=70.62, P=<0.001 tempo: DF=13, H=23.63, P=0.034), sed ĝi ne estis.estis grava rilato inter traktado kaj tempo (testo de Chairer-Ray-Har, tempo*traktado: DF=26, H=8.70, P=0.999).
Duonbataj CO2-asimiladotestoj sur Synechococcus elongatus PCC 7942 biokunmetaĵoj uzante 4N kaj 12N latekso.(a) Bildoj montras ĉelan liberigon kaj pigmentan malkoloron, same kiel SEM-bildojn de la biokomponaĵo antaŭ kaj post testado.Blankaj punktlinioj indikas la lokojn de ĉeldemetaĵo sur la biokunmetaĵo.(b) Akumula neta konsumo de CO2 dum kvarsemajna periodo."Normala" (N) latekso havas rilatumon de stireno al butilakrilato de 1:1.La antaŭaj nombroj en la lateksokodo respondas al la enhavo de Texanol.(meznombro ± norma devio; n = 3).
Ĉela reteno estis signife plibonigita por streĉo CCAP 1479/1A kun 4S kaj 12S, kvankam la pigmento malrapide ŝanĝis koloron laŭlonge de la tempo (Fig. 6a).Biokomponita CCAP 1479/1A sorbas CO2 dum plenaj 84 tagoj (12 semajnoj) sen pliaj nutraj suplementoj.SEM-analizo (Fig. 6a) konfirmis la vidan observon de malgranda ĉela malligo.Komence, la ĉeloj estis enfermitaj en lateksookovraĵo kiu konservis sian integrecon malgraŭ ĉelkresko.La konsumado de CO2 estis signife pli alta ol la kontrolgrupo (Scheirer-Ray-Har-testo, traktado: DF=2; H=240.59; P=<0.001, tempo: DF=42; H=112; P=<0.001) ( Fig. 6b).La 12S biokunmetaĵo atingis la plej altan CO2-sorbadon (1.57 ± 0.08 g CO2 g-1 biomason je tago), dum la 4S latekso estis 1.13 ± 0.41 g CO2 g-1 biomaso je tago, sed ili ne diferencis signife (Mann-Whitney U .testo, W = 1507.50; P = 0.07) kaj neniu grava interago inter traktado kaj tempo (Shirer-Rey-Hara testo, tempo * traktado: DF = 82; H = 10.37; P = 1.000).
Duonlota CO2-asimilado-testado uzante Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A biokunmetaĵojn kun 4N kaj 12N latekso.(a) Bildoj montras ĉelan liberigon kaj pigmentan malkoloron, same kiel SEM-bildojn de la biokomponaĵo antaŭ kaj post testado.Blankaj punktlinioj indikas la lokojn de ĉeldemetaĵo sur la biokunmetaĵo.(b) Akumula neta konsumo de CO2 dum la dekdu-semajna periodo."Molda" (S) latekso havas rilatumon de stireno al butilakrilato de 1:1.La antaŭaj nombroj en la lateksokodo respondas al la enhavo de Texanol.(meznombro ± norma devio; n = 3).
S. elongatus PCC 7942 (Shirer-Ray-Har-testo, tempo*traktado: DF=4, H=3.243, P=0.518) aŭ biokunmetaĵo S. elongatus CCAP 1479/1A (du-ANOVA, tempo*traktado: DF=8 , F = 1,79, P = 0,119) (Fig. S4).Biokomponita PCC 7942 havis la plej altan karbonhidratan enhavon je semajno 2 (4 N = 59.4 ± 22.5 pez%, 12 N = 67.9 ± 3.3 pez%), dum la kontrolsuspendo havis plej altan karbonhidratenhavon ĉe semajno 4 kiam (kontrolo = 59.6 ± 2.84% w/w).La totala karbonhidrata enhavo de la biokomponaĵo CCAP 1479/1A estis komparebla al la kontrola suspendo krom ĉe la komenco de la provo, kun iuj ŝanĝoj en la 12S-latekso je la semajno 4. La plej altaj valoroj por la biokomponaĵo estis 51.9 ± 9.6 pez% por 4S kaj 77,1 ± 17,0 pez% por 12S.
Ni intencis pruvi projektajn eblecojn por plibonigi la strukturan integrecon de maldikaj filmaj lateksaj polimeraj tegaĵoj kiel gravan komponanton de la likena imita biokomponita koncepto sen oferi biokongruecon aŭ rendimenton.Efektive, se la strukturaj defioj asociitaj kun ĉelkresko estas venkitaj, ni atendas signifajn rendimentajn plibonigojn super niaj eksperimentaj biokunmetaĵoj, kiuj jam estas kompareblaj al aliaj cianobakterioj kaj mikroalgaj karbonkaptaj sistemoj.
Tegaĵoj devas esti ne-toksaj, daŭremaj, subtenas longperspektivan ĉelan adheron, kaj devas esti poraj por antaŭenigi efikan CO2-mastransigo kaj O2-degasado.Latekso-specaj akrilaj polimeroj estas facile prepareblaj kaj estas vaste uzataj en la farbo, tekstila, kaj gluaj industrioj30.Ni kombinis cianobakteriojn kun akvobazita akrila lateksa polimeremulsio polimerigita kun specifa proporcio de stirenaj/butilakrilataj partikloj kaj diversaj koncentriĝoj de Texanol.Stireno kaj butilakrilato estis elektitaj por povi kontroli la fizikajn trajtojn, precipe la elastecon kaj kunfluefikecon de la tegaĵo (kritika por forta kaj tre adhesiva tegaĵo), permesante la sintezon de "malmolaj" kaj "molaj" partiklaj agregaĵoj.Toksecdatenoj indikas ke "malmola" latekso kun alta stirenenhavo ne estas favora al la supervivo de cianobakterioj.Male al butilakrilato, stireno estas konsiderita toksa al algoj32,33.Cianobakteriotrostreĉoj reagis sufiĉe alimaniere al latekso, kaj la optimuma vitrotransirtemperaturo (Tg) estis determinita por S. elongatus PCC 7942, dum S. elongatus CCAP 1479/1A montris negativan linearan rilaton kun Tg.
La sekiga temperaturo influas la kapablon formi kontinuan unuforman lateksan filmon.Se la sekiga temperaturo estas sub la Minimuma Filmo-Formada Temperaturo (MFFT), la polimeraj lateksopartikloj ne plene kunfluos, rezultigante adheron nur ĉe la partikla interfaco.La rezultaj filmoj havas malbonan adheron kaj mekanikan forton kaj eĉ povas esti en pulvora formo29.MFFT estas proksime rilatita al Tg, kiu povas esti kontrolita per monomerkonsisto kaj la aldono de kunfluantoj kiel ekzemple Texanol.Tg determinas multajn el la fizikaj trajtoj de la rezulta tegaĵo, kiu povas esti en kaŭĉuka aŭ vitreca stato34.Laŭ la ekvacio de Flory-Fox35, Tg dependas de la speco de monomero kaj de la relativa procenta konsisto.La aldono de kunflua povas malaltigi la MFFT per intermita subpremado de la Tg de la lateksopartikloj, kiu permesas filmformadon ĉe pli malaltaj temperaturoj, sed ankoraŭ formas malmolan kaj fortan tegaĵon ĉar la kunflua malrapide vaporiĝas dum tempo aŭ estis eltirita 36 .
Pliigi la koncentriĝon de Texanol antaŭenigas filmformadon moligante la polimerpartiklojn (reduktante Tg) pro sorbado de la partikloj dum sekiĝo, tiel pliigante la forton de la kohezia filmo kaj ĉela adhero.Ĉar la biokunmetaĵo estas sekigita ĉe ĉirkaŭa temperaturo (~18-20 °C), la Tg (30 ĝis 55 °C) de la "malmola" latekso estas pli alta ol la sekiga temperaturo, signifante ke partiklokunfluo eble ne estas optimuma, rezultigante en. B-filmoj, kiuj restas vitraj, malbonaj mekanikaj kaj gluaj propraĵoj, limigita elasteco kaj disvastigo30 finfine kondukas al pli granda ĉelperdo.Filmformado de "normalaj" kaj "molaj" polimeroj okazas ĉe aŭ sub la Tg de la polimerfilmo, kaj filmformado estas plibonigita per plibonigita kunfluo, rezultigante kontinuajn polimerfilmojn kun plibonigitaj mekanikaj, koheziaj, kaj gluaj trajtoj.La rezulta filmo restos kaŭĉuka dum CO2-kaptado-eksperimentoj pro ĝia Tg proksima al ("normala" miksaĵo: 12 ĝis 20 °C) aŭ multe pli malalta ("mola" miksaĵo: -21 ĝis -13 °C) al ĉirkaŭa temperaturo 30 ."Malmola" latekso (3,4 ĝis 2,9 kgf mm-1) estas trioble pli malmola ol "normala" latekso (1,0 ĝis 0,9 kgf mm-1).La malmoleco de "molaj" lateksoj ne povas esti mezurita per mikromalmoleco pro ilia troa kaŭĉuko kaj glueco ĉe ĉambra temperaturo.Surfaca ŝargo ankaŭ povas influi adheran afinecon, sed pli da datenoj estas necesaj por provizi signifajn informojn.Tamen, ĉiuj lateksoj efike retenis la ĉelojn, liberigante malpli ol 1%.
La produktiveco de fotosintezo malpliiĝas kun la tempo.Eksponiĝo al polistireno kondukas al membraninterrompo kaj oksidativa streso38,39,40,41.La valoroj de Fv/Fm de S. elongatus CCAP 1479/1A eksponita al 0S kaj 4S estis preskaŭ duoble pli altaj kompare kun la suspenda kontrolo, kio kongruas kun la konsumado de CO2 de la biokomponaĵo 4S, same kiel kun pli malaltaj mezvaloroj de PS.valoroj.Pli altaj Fv/Fm-valoroj indikas, ke elektrona transporto al PSII povas liveri pli da fotonoj42, kio povas rezultigi pli altajn fiksajn indicojn de CO2.Tamen, devas notiĝi ke fotofiziologiaj datenoj estis akiritaj de ĉeloj suspenditaj en akvaj lateksosolvoj kaj eble ne nepre estas rekte kompareblaj al maturaj biokunmetaĵoj.
Se latekso kreas baron al lumo kaj/aŭ gasinterŝanĝo rezultigante lumon kaj CO2-limigon, ĝi povas kaŭzi ĉelan streson kaj malpliigi rendimenton, kaj se ĝi influas O2-liberigon, fotospiradon39.La lumtranssendo de la resanigitaj tegaĵoj estis taksita: "malmola" latekso montris etan malkreskon en lumtranssendo inter 440 kaj 480 nm (plibonigita delvis per pliigo de la koncentriĝo de Texanol pro plibonigita filmkunfluo), dum "mola" kaj "regula". ” latekso montris etan malkreskon en lumtransdono.montras neniun rimarkindan perdon de perdo.La analizoj, same kiel ĉiuj kovadoj, estis faritaj kun malalta lumintenso (30.5 µmol m-2 s-1), do ĉiu fotosinteze aktiva radiado pro la polimermatrico estos kompensita kaj eĉ povas esti utila por malhelpi fotoinhibicion.ĉe damaĝaj lumintensoj.
Biokomponita CCAP 1479/1A funkciis dum la 84 tagoj da testado, sen nutra spezo aŭ signifa perdo de biomaso, kio estas ŝlosila celo de la studo.Ĉeldepigmentado povas esti asociita kun procezo de klorozo en respondo al nitrogenmalsato por atingi longperspektivan supervivon (ripozan staton), kiu povas helpi ĉelojn rekomenci kreskon post kiam sufiĉa nitrogenamasiĝo estis atingita.La SEM-bildoj konfirmis, ke la ĉeloj restis ene de la tegaĵo malgraŭ ĉela divido, montrante la elastecon de la "mola" latekso kaj tiel montrante klaran avantaĝon super la eksperimenta versio."Molda" latekso enhavas ĉirkaŭ 70% butilakrilaton (laŭ pezo), kiu estas multe pli alta ol la deklarita koncentriĝo por fleksebla tegaĵo post sekiĝo44.
La neta konsumo de CO2 estis signife pli alta ol tiu de la kontrola suspendo (14-20 kaj 3-8 fojojn pli alta por S. elongatus CCAP 1479/1A kaj PCC 7942, respektive).Antaŭe, ni uzis modelon de amastransigo de CO2 por montri, ke la ĉefa ŝoforo de alta konsumado de CO2 estas akra CO2-koncentriĝogradiento ĉe la surfaco de la biokomponaĵo31 kaj ke biokompona rendimento povas esti limigita per rezisto al amastranslokigo.Ĉi tiu problemo povas esti venkita enkorpigante ne-toksajn, ne-film-formajn ingrediencojn en la latekso por pliigi la porecon kaj permeablon de la tegaĵo26, sed ĉela reteno povas esti endanĝerigita ĉar tiu strategio neeviteble rezultos en pli malforta filmo20.La kemia konsisto povas esti ŝanĝita dum polimerigo por pliigi porecon, kio estas la plej bona elekto, precipe laŭ industria produktado kaj skaleblo45.
La agado de la nova biokunmetaĵo kompare kun lastatempaj studoj uzantaj biokunmetaĵojn de mikroalgoj kaj cianobakterioj montris avantaĝojn en alĝustigo de la ĉela ŝarĝofteco (Tablo 1)21,46 kaj kun pli longaj analiztempoj (84 tagoj kontraŭ 15 horoj46 kaj 3 semajnoj21).
La volumetra enhavo de karbonhidratoj en ĉeloj komparas favore kun aliaj studoj47,48,49,50 uzante cianobakteriojn kaj estas utiligita kiel ebla kriterio por karbonkaptado kaj utiligo/reakiro-aplikoj, kiel ekzemple por BECCS fermentadprocezoj49,51 aŭ por la produktado de biodiserigeblaj. bioplastoj52 .Kiel parto de la raciaĵo de ĉi tiu studo, ni supozas, ke arbarigado, eĉ konsiderata en la koncepto de negativaj emisioj de BECCS, ne estas panaceo por klimata ŝanĝiĝo kaj konsumas alarman parton de la kultivebla tero de la mondo6.Kiel pensa eksperimento, estis taksite ke inter 640 kaj 950 GtCO2 devus esti forigitaj de la atmosfero antaŭ 2100 por limigi tutmondan temperaturaltiĝon al 1.5 °C53 (ĉirkaŭ 8 ĝis 12 GtCO2 jare).Atingi tion kun pli bone rezultanta biokomponaĵo (574,08 ± 30,19 t CO2 t-1 biomaso jare-1) postulus volumenan vastiĝon de 5,5 × 1010 ĝis 8,2 × 1010 m3 (kun komparebla fotosinteza efikeco), enhavante de 196 ĝis 2,92 miliardoj da litroj. polimero.Supozante, ke 1 m3 da biokunmetaĵoj okupas 1 m2 da terareo, la areo bezonata por sorbi la celon jaran totalan CO2 estos inter 5,5 kaj 8,17 milionoj da hektaroj, kio egalas al 0,18-0,27% de taŭga por la vivo de la teroj en la tropikoj, kaj redukti la terareon.bezono de BECCS je 98-99%.Oni devas rimarki, ke la teoria kapta proporcio baziĝas sur la CO2-sorbado registrita en malalta lumo.Tuj kiam la biokunmetaĵo estas eksponita al pli intensa natura lumo, la indico de CO2 konsumado pliiĝas, plu reduktante terpostulojn kaj renversante la skvamojn plu direkte al la biokunmetaĵkoncepto.Tamen, la efektivigo devas esti ĉe la ekvatoro por konstanta kontraŭluma intenseco kaj tempodaŭro.
La tutmonda efiko de CO2-fekundigo, do la pliiĝo de vegetaĵara produktiveco kaŭzita de pliigita CO2 havebleco, malpliiĝis sur la plej multaj terregionoj, verŝajne pro ŝanĝoj en ŝlosilaj grundaj nutraĵoj (N kaj P) kaj akvoresursoj7.Ĉi tio signifas, ke tera fotosintezo eble ne kondukas al pliigo de CO2-asimilado, malgraŭ altigitaj CO2-koncentriĝoj en la aero.En ĉi tiu kunteksto, terbazitaj klimatŝanĝaj mildigaj strategioj kiel ekzemple BECCS eĉ malpli sukcesos supozeble.Se ĉi tiu tutmonda fenomeno estas konfirmita, nia liken-inspira biokomponaĵo povus esti ŝlosila valoraĵo, transformante unuĉelajn akvajn fotosintezajn mikrobojn en "grundajn agentojn".La plej multaj surteraj plantoj fiksas CO2 tra C3-fotosintezo, dum C4-plantoj estas pli favoraj al pli varmaj, pli sekaj vivejoj kaj estas pli efikaj ĉe pli altaj CO254 partaj premoj.Cianobakterioj ofertas alternativon kiu povus kompensi la alarmajn antaŭdirojn de reduktita karbondioksida ekspozicio en C3-plantoj.Cianobakterioj venkis fotospirajn limigojn evoluigante efikan karbonriĉigan mekanismon en kiu pli altaj partaj premoj de CO2 estas prezentitaj kaj konservitaj per ribulose-1,5-bisfosfat karboksilazo/oksigenazo (RuBisCo) ene de karboksizomoj ĉirkaŭe.Se la produktado de cianobakteriaj biokunmetaĵoj povas esti pliigita, tio povus fariĝi grava armilo por la homaro en la batalo kontraŭ klimata ŝanĝo.
Biokunmetaĵoj (likeno-imitaĵoj) ofertas klarajn avantaĝojn super konvenciaj mikroalgoj kaj cianobakteriaj suspendaj kulturoj, disponigante pli altajn CO2-absorbajn indicojn, minimumigante poluajn riskojn kaj promesante konkurencivan CO2 evitadon.Kostoj signife reduktas la uzon de tero, akvo kaj nutraĵoj56.Ĉi tiu studo montras la fareblecon de evoluigado kaj fabrikado de alt-efikeca biokongrua latekso kiu, kiam kombinite kun lufa spongo kiel kandidatsubstrato, povas disponigi efikan kaj efikan CO2-asimiladon dum monatoj da kirurgio konservante ĉelperdon al minimumo.Biokunmetaĵoj povus teorie kapti ĉirkaŭ 570 t CO2 t-1 da biomaso jare kaj povas pruvi esti pli gravaj ol BECCS-arbarigaj strategioj en nia respondo al klimata ŝanĝo.Kun plia optimumigo de la polimerkonsisto, testado ĉe pli altaj lumintensoj, kaj kombinita kun kompleksa metabola inĝenierado, la originaj biogeoinĝenieroj de la naturo denove povas veni al la savo.
Akrilaj lateksopolimeroj estis preparitaj uzante miksaĵon de stirenaj monomeroj, butilakrilato kaj akrila acido, kaj la pH estis alĝustigita al 7 kun 0,1 M natria hidroksido (tabelo 2).Stireno kaj butila akrilato konsistigas la plejparton de la polimeraj ĉenoj, dum akrila acido helpas konservi la lateksajn partiklojn en suspendo57.La strukturaj propraĵoj de latekso estas determinitaj de la vitra transira temperaturo (Tg), kiu estas kontrolita per ŝanĝado de la proporcio de stireno kaj butila akrilato, kiuj disponigas "malmolajn" kaj "molajn" trajtojn, respektive58.Tipa akrila lateksopolimero estas 50:50 stireno:butilakrilato 30, do en ĉi tiu studo latekso kun tiu rilatumo estis referita kiel "normala" latekso, kaj latekso kun pli alta stirenenhavo estis referita kiel latekso kun pli malalta stirenenhavo. .nomata "mola" kiel "malmola".
Primara emulsio estis preparita uzante distilita akvo (174 g), natria bikarbonato (0.5 g) kaj Rhodapex Ab/20 surfaktant (30.92 g) (Solvay) por stabiligi la 30 monomergutetojn.Uzante vitran injektilon (Science Glass Engineering) per injektpumpilo, sekundara alikvoto enhavanta stirenon, butilakrilaton kaj akrilacidon listigitajn en Tabelo 2 estis aldonita gute kun rapideco de 100 ml h-1 al la primara emulsio dum 4 horoj (Cole). -Palmer, Mount Vernon, Ilinojso).Preparu solvon de polimeriga iniciatinto 59 uzante dHO kaj amonia persulfato (100 ml, 3% p/w).
Movu la solvon enhavantan dHO (206 g), natrian bikarbonaton (1 g) kaj Rhodapex Ab/20 (4,42 g) uzante supran kirlilon (Heidolph Hei-TORQUE-valoro 100) per neoksidebla ŝtala helico kaj varmigu ĝis 82 °C en akvokovrita vazo en varmigita akvobanejo VWR Scientific 1137P.Malgrandigita pezsolvo de monomero (28,21 g) kaj iniciatinto (20,60 g) estis aldonita gute al la jaka vazo kaj movita dum 20 minutoj.Vigle miksu la restantan monomeron (150 ml h-1) kaj iniciatigajn (27 ml h-1) solvojn por konservi la partiklojn en suspendo ĝis ili estas aldonitaj al la akvojako dum 5 h uzante 10 ml injektiloj kaj 100 ml respektive en ujo. .kompletigita per injektila pumpilo.La kirlrapideco estis pliigita pro la pliiĝo en suspensiaĵovolumeno por certigi suspensiaĵon retenon.Post aldonado de la iniciatinto kaj la emulsio, la reakcia temperaturo estis altigita al 85 °C, bone movita je 450 rpm dum 30 minutoj, tiam malvarmetigita al 65 °C.Post malvarmigo, du movosolvoj estis aldonitaj al la latekso: tert-butilhidroperoksido (t-BHP) (70% en akvo) (5 g, 14% laŭ pezo) kaj izoaskorbata acido (5 g, 10% laŭ pezo)..Aldonu t-BHP guton post guto kaj lasu dum 20 minutoj.Tiam oni aldonis eritorbatan acidon kun rapideco de 4 ml/h el injektilo de 10 ml uzante injektpumpilon.La lateksoosolvaĵo tiam estis malvarmetigita al ĉambra temperaturo kaj alĝustigita al pH 7 kun 0.1M natria hidroksido.
2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol monoizobutirato (Texanol) - malalta tokseco biodiserigebla kunflua por lateksofarboj 37,60 - estis aldonita per injektilo kaj pumpilo en tri volumoj (0, 4, 12% v/v) kiel kunfluiga agento por lateksa miksaĵo por faciligi filmoformadon dum sekiĝo37.La lateksosolida procento estis determinita metante 100 µl de ĉiu polimero en antaŭpezitajn aluminiajn tavoletojn kaj sekigante en forno je 100 °C dum 24 horoj.
Por lumtranssendo, ĉiu lateksoomiksaĵo estis aplikita al mikroskopa glito uzante rustorezistaŝtalan gutkubon kalibritan por produkti 100 µm filmojn kaj sekigita je 20 °C dum 48 horoj.Luma dissendo (fokusita sur fotosinteze aktiva radiado, λ 400–700 nm) estis mezurita sur ILT950 SpectriLight spektroradiometro kun sensilo je distanco de 35 cm de 30 W fluoreska lampo ( Sylvania Luxline Plus, n = 6) - kie la lumo fonto estis cianobakterioj kaj organismoj Kunmetitaj materialoj estas konservitaj.SpectrILight III softvarversio 3.5 kutimis registri lumigadon kaj dissendon en la λ 400-700 nm61 intervalo.Ĉiuj specimenoj estis metitaj supre de la sensilo, kaj netegitaj vitrolumbildoj estis utiligitaj kiel kontroloj.
Lateksooprovaĵoj estis aldonitaj al silikona bakplado kaj lasitaj sekiĝi dum 24 horoj antaŭ esti testitaj pri malmoleco.Metu la sekigitan lateksan specimenon sur ŝtala ĉapo sub mikroskopo x10.Post fokusado, la specimenoj estis taksitaj sur mikromalmoleco-testilo Buehler Micromet II.La specimeno estis submetita al forto de 100 ĝis 200 gramoj kaj la ŝarĝotempo estis fiksita al 7 sekundoj por krei diamantan kavon en la specimeno.La presaĵo estis analizita per mikroskopa objektivo Bruker Alicona × 10 kun kroma formo-mezura programaro.La Vickers-malmolecformulo (Ekvacio 1) estis utiligita por kalkuli la malmolecon de ĉiu latekso, kie HV estas la Vickers-nombro, F estas la aplikata forto, kaj d estas la mezumo de la indentdiagonaloj kalkulitaj de la alteco kaj larĝo de la latekso.indentvaloro."Molda" latekso ne povas esti mezurita pro adhero kaj streĉado dum la indenttesto.
Por determini la vitran transirtemperaturon (Tg) de la lateksa komponado, polimeraj specimenoj estis metitaj en silikaĝelan pladojn, sekigitajn dum 24 horoj, pesitaj ĝis 0,005 g, kaj metitaj en specimenajn pladojn.La plado estis kovrita kaj metita en diferencigan skanan kolorimetron (PerkinElmer DSC 8500, Intercooler II, Pyris datum-analiza programaro)62.La metodo de varmofluo estas uzata por meti referencajn tasojn kaj specimenajn tasojn en la sama forno kun enkonstruita temperatursondilo por mezuri la temperaturon.Entute du deklivirejoj kutimis krei konsekvencan kurbon.La specimena metodo estis plurfoje levita de -20 °C ĝis 180 °C kun rapideco de 20 °C je minuto.Ĉiu komenca kaj finpunkto estas konservita dum 1 minuto por respondeci pri temperaturmalfruo.
Por taksi la kapablon de la biokomponaĵo sorbi CO2, specimenoj estis preparitaj kaj testitaj sammaniere kiel en nia antaŭa studo31.La sekigita kaj aŭtoklava lavtuko estis tranĉita en striojn de proksimume 1×1×5 cm kaj pesita.Apliku 600 µl de la du plej efikaj biotegaĵoj de ĉiu cianobakteria trostreĉiĝo al unu fino de ĉiu lufa strio, kovrante proksimume 1 × 1 × 3 cm, kaj sekigi en la mallumo je 20 °C dum 24 horoj.Pro la makropora strukturo de la lufo, iom da el la formulo estis malŝparita, do ĉela ŝarĝa efikeco ne estis 100%.Por venki ĉi tiun problemon, la pezo de la seka preparo sur la lufo estis determinita kaj normaligita al la referenca seka preparo.Abiotaj kontroloj konsistantaj el lufo, latekso, kaj sterila nutra medio estis preparitaj en simila maniero.
Por fari duonan aran CO2-asimilan teston, metu la biokunmetaĵon (n = 3) en 50 ml vitran tubon tiel ke unu fino de la biokunmetaĵo (sen la biotegaĵo) estu en kontakto kun 5 ml da kreskmedio, permesante al la nutraĵo al. esti transportita per kapilara ago..La botelo estas sigelita per butila kaŭĉuka korko kun diametro de 20 mm kaj kunpremita per arĝenteca aluminia ĉapo.Sigelite, injektu 45 ml da 5% CO2/aero per sterila nadlo alfiksita al gas-rezista injektilo.La ĉeldenseco de la kontrolsuspendo (n = 3) estis ekvivalenta al la ĉelŝarĝo de la biokunmetaĵo en la nutra medio.La testoj estis faritaj je 18 ± 2 °C kun fotoperiodo de 16:8 kaj fotoperiodo de 30,5 µmol m-2 s-1.Kapspaco estis forigita ĉiujn du tagojn per gas-fermita injektilo kaj analizita per CO2-mezurilo kun infraruĝa sorbado GEOTech G100 por determini la procenton de CO2 sorbita.Aldonu egalan volumenon da CO2-gasa miksaĵo.
% CO2 Fix estas kalkulita jene: % CO2 Fix = 5% (v/v) – skribu %CO2 (ekvacio 2) kie P = premo, V = volumeno, T = temperaturo, kaj R = konstanto de ideala gaso.
Raportitaj CO2-asimilado-procentoj por kontrolaj suspendoj de cianobakterioj kaj biokunmetaĵoj estis normaligitaj al ne-biologiaj kontroloj.La funkcia unuo de g biomaso estas la kvanto de seka biomaso senmovigita sur la lavtuko.Ĝi estas determinita pesante lufprovaĵojn antaŭ kaj post ĉelfiksado.Kontado pri ĉela ŝarĝa maso (biomasa ekvivalento) individue pesante la preparojn antaŭ kaj post sekiĝo kaj kalkulante la densecon de la ĉelpreparo (ekvacio 3).Ĉelpreparoj estas supozitaj esti homogenaj dum fiksado.
Minitab 18 kaj Microsoft Excel kun la RealStatistics aldonaĵo estis uzitaj por statistika analizo.Normaleco estis testita uzante la Anderson-Darling-teston, kaj egaleco de variancoj estis testita per la Levene-testo.Datenoj kontentigantaj ĉi tiujn supozojn estis analizitaj uzante dudirektan analizon de varianco (ANOVA) kun la testo de Tukey kiel post hoc analizo.Dudirektaj datumoj, kiuj ne renkontis la supozojn de normaleco kaj egala varianco, estis analizitaj per la Shirer-Ray-Hara-testo kaj tiam la Mann-Whitney U-testo por determini signifon inter traktadoj.Ĝeneraligitaj linearaj miksitaj (GLM) modeloj estis utiligitaj por ne-normalaj datenoj kun tri faktoroj, kie la datenoj estis transformitaj uzante la Johnson-transformaĵon63.Momentaj korelacioj de Pearson-produktoj estis faritaj por taksi la rilaton inter Texanol-koncentriĝo, vitrotransirtemperaturo, kaj lateksootokseco kaj adherodatenoj.
Afiŝtempo: Jan-05-2023