Questo lavoro è stato sostenuto dalla National Science Foundation (CHE-1.151.492), il Nord-Ovest avanzata Renewables Alliance (borsa di studio di J. Wilson-Peltier), e attraverso una donazione privata da parte di amici di WHOI. Ringraziamo Kevin R. Steidley e Kim Ascherl (USDA / ARS / NCAUR) per un&#39;eccellente assistenza tecnica.

1. Le microalghe e biomassa Preparazione Nota: Il marine microalghe Isochrysis sp. &quot;T-iso&quot; utilizzato in questo studio può essere acquistato (vedi elenco dei materiali). Quantità Multi-chilogrammo di Isochrysis possono essere acquistati come una pasta umida congelata (Iso -paste) contenente circa 80% di acqua e il 20% della biomassa, ed è verde scuro quasi nero / colore con un odore pungente odore del mare. Isochrysis può anche essere acquistato come un luogo asciutto (95% secco) di colore giallo-marrone in polvere (Iso -powder) con un odore simile. <ol><li> Al fine di asciugare la pasta Isochrysis, aprire un pacchetto di 1 kg, tagliando un 1 - 2 pollici buco in un angolo del packaging in plastica con le forbici. </li><li> Comprimere circa 300 g di questa Isochrysis pasta attraverso il foro in 150 mm x 75 mm cristallizzando piatto per creare un sottile strato (~ 20 mm). </li><li> Lasciare la pasta ad asciugare a temperatura ambiente fino a quando diventa secca e squamosa (tipicamente, 48 -96 ore). Nota: tempi di asciugatura effettivi possono variare e dipendono dalla temperatura. Tuttavia, nessuna differenza è stata notata nei rendimenti o la qualità dei prodotti con tempi di asciugatura ancora più lunghi (fino a due settimane). Il processo di essiccazione può essere resa più uniforme e / o accelerata posizionando il piatto di cristallizzazione su una piastra calda (30 - 40 ° C). </li><li> Raschiare la biomassa secca dal piatto cristallizzare con una spatola e raccogliere in una estrazione di cellulosa ditale (lunghezza: 123 millimetri, 43 millimetri ID). Registrare il peso della biomassa Isochrysis secca. </li></ol> 2. Soxhlet Estrazione di Dry Isochrysis biomassa <ol><li> Caricare un Isochrysis -aventi tenore di estrazione della cellulosa ditale (tipicamente 50 - 60 g di biomassa secca) in un apparato per estrazione Soxhlet. </li><li> Riempire il pallone di Soxhlet con esano (400 ml), attivare la sorgente acqua condensatore e calore, e consentire l&#39;Soxhlet pedalare per 24 - 48 ore (finché il colore del solvente va dal verde scuro altenue giallo). </li><li> Spegnere il fuoco e lasciare l&#39;apparato per raffreddare a temperatura ambiente, poi staccare il pallone dalla estrazione Soxhlet. </li><li> Rimuovere le esani usando un evaporatore rotante e registrare il peso del materiale esani-estraibili ( &quot;olio esano algale&quot; (h-AO)). </li></ol> 3. saponificazione del olio algale e separazione di acidi grassi e lipidi neutri <ol><li> Al residuo h-AO nello stesso pallone a fondo rotondo da passaggio 2.4 con metanolo: diclorometano (2: 1, volume = 10 x massa di olio algale). </li><li> Aggiungere un ancoretta e allegare un refrigerante a ricadere (Coil: 500 mm di lunghezza). </li><li> Aggiungere H 2 O (volume = 2,67 x massa di olio algale) e KOH (50% w / w olio algale) e riscaldare il contenuto sotto agitazione a 60 ° C per 3 ore. </li><li> Dopo raffreddamento a temperatura ambiente, rimuovere i solventi organici (metanolo e diclorometano) su un evaporatore rotante. </li><li> Trasferire la miscela acquosa restante versando in un 1-L Imbuto separatore. Aggiungere esano (equivalenti in volume, a soluzione acquosa), scuotere l&#39;imbuto separatore, e permettono gli strati si separino. </li><li> Scolate lo strato acquoso inferiore in una beuta, e versare la fase organica superiore in un Erlenmeyer separata. </li><li> Ripetere le fasi 3.5 e 3.6 finché lo strato organico è incolori (tipicamente 1-2 più volte). </li><li> Concentrare gli estratti organici riuniti su un evaporatore rotante per isolare i lipidi neutri come verdastro solido (mp ≈ 60 -. 70 ° C). </li><li> Acidificare fase acquosa con HCl (6 M, fino a pH ~ 2 come indicato dalla carta pH). </li><li> Estrarre il acidi grassi liberi (FFA) dalla fase acquosa acidificata con esani (Equivolume alla fase acquosa) utilizzando un 1 L separatore imbuto come descritto ai punti 3.5 e 3.6. </li><li> Rimuovere le esani su un evaporatore rotante per ottenere le FFAs come verde residuo scuro quasi nero oleoso (liquido a temperature&gt; 30 ° C). </li></ol> 4.Acido-catalizzata esterificazione degli acidi grassi liberi e produzione di una Biodiesel verde <ol><li> Trasferire i FFAs utilizzando metanolo: cloroformio (1: 1, 6 x volume di olio algale) per sciogliere prima i FFAs e poi versando in un pallone di reazione ad alta pressione a parete spessa dotata di un ancoretta. </li><li> Aggiungere H 2 SO 4 concentrato (20% w / w olio algale), sigillare il pallone e scaldare la miscela a 90 ° C sotto agitazione per 1 ora. </li><li> Dopo raffreddamento a temperatura ambiente, trasferire il composto versando in un imbuto separatore. </li><li> Aggiungere H 2 O (2 x volume di olio algale), agitare l&#39;imbuto separatore, e permettono separare le fasi. </li><li> Drain lo strato inferiore in un pallone a fondo tondo pre-pesato e concentrarsi su un evaporatore rotante. Registrare la massa del biodiesel risultante. </li><li> Analizzare il profilo degli acidi grassi mediante gascromatografia con rilevatore a ionizzazione di fiamma (GC-FID) 28 (gascromatografo dotato di DB-88 [(88% cyanopropyl) methylarylpolysiloxane] colonna (30 mx spessore 0,25 mm di diametro x 0.20 micron film). Nota: grassi comune esteri metilici degli acidi sono verificate in confronto tempo di ritenzione con i campioni autentici ottenuti in commercio. Inoltre, il gas spettrometria cromatografia di massa (GC-MS; gascromatografo accoppiato ad un rivelatore selettivo di massa) viene effettuata in condizioni identiche di programma di temperatura e di colonna per analizzare componenti quali C18: 4 per le quali non standard autentici sono disponibili con i risultati applicati di GC quantificazione. </li></ol> 5. Biodiesel decolorazione <ol><li> Riscaldare il biodiesel di colore verde scuro a 60 ° C in un pallone a fondo tondo dotato di un ancoretta. </li><li> Aggiungere montmorillonite in polvere K 10 (MK10) (10-20% w / w del biodiesel) e mescolare per 1 ora. </li><li> Rimuovere il fondo rotondo dal fuoco e lasciare che la soluzione per raffreddare a temperatura ambiente. </li><li> Preparare un apparato di filtrazione consistente in un pallone a fondo tondo e divertente filtronel contenente un filtro di carta di cellulosa (Ash 0,007%). </li><li> Versare il biodiesel decolorato raffreddato attraverso l&#39;imbuto filtro con una quantità minima di esani per lavare il pallone a fondo tondo. </li><li> Scollegare l&#39;imbuto filtrante dal pallone a fondo tondo (questo contiene ora una soluzione esano del biodiesel decolorato) e rimuovere le esano con un evaporatore rotante per permettersi un arancio / rosso biodiesel. </li><li> Conservare i campioni a 4 ° C durante la quale alcuni assestamento di materiale insolubile (~ 10% w / w) si verificherà. </li><li> Rimuovere il materiale insolubile per decantazione o filtrazione come descritto al punto 5.4 e 5.5 per produrre un biodiesel omogenea chiara per l&#39;analisi. </li></ol> 6. Isolamento e purificazione di Alkenones dai lipidi neutri <ol><li> Sciogliere i lipidi neutri (dal punto 3.8) in una quantità minima di diclorometano (circa 50 ml per 10 g di lipidi neutri) e aggiungere la soluzione con una pipetta alla sommità di una colonna cromatografica (O.D 60 mm, ID 55 mm, lunghezza 18 &quot;) contenente gel di silice (230-400 mesh, 100 g). </li><li> Eluire la soluzione attraverso la silice con pressione (~ 5 psi) diclorometano (circa 150 ml) come solvente e raccogliere l&#39;eluente in un pallone da 250 ml a fondo tondo. </li><li> Rimuovere il diclorometano con un evaporatore rotante per dare un solido di colore arancione. </li><li> Ricristallizzare pieno con esano aggiungendo circa 100 ml di esano bollente seguiti da importi supplementari incrementali di esano bollente fino a che la soluzione risulti omogenea (volume totale ~ 150 ml). Poi, lentamente raffreddare la soluzione a temperatura ambiente per promuovere la cristallizzazione. </li><li> Raccogliere le alkenones cristallizzato utilizzando un apparato di filtrazione come descritto nel passaggio 5,4 utilizzando una piccola quantità di freddo (0 ° C) esani per risciacquare il matraccio. </li></ol>

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Isochrysis è uno di soltanto un ristretto numero di specie di alghe allevamento industriale, raccolte come componente primaria di mangimi crostacei, e quindi rappresentativo della scala necessaria per la produzione di biocarburanti. La disponibilità delle alghe utilizzate e metodi standard utilizzati in questo studio, rendono il protocollo presentato ampiamente accessibili ad altri gruppi per ulteriori indagini. Passaggi critici includono aria asciugare le alghe (al contrario di liofilizzazione di 33), estrazioni di solventi, di saponificazione, e esterificazione. Attraverso queste operazioni si può esaminare rese di lipidi e altri coprodotti dalla varie Isochrysis disponibili 30. Si prevede che questi possono differire a causa delle diverse tensioni e metodi di coltivazione, 31 e possono anche essere influenzato dalla natura del prodotto e ogni ulteriore trasformazione (ad esempio, essiccazione o congelamento) utilizzato dal fornitore. Come abbiamo dimostrato qui, il protocollo di sviluppareed può essere efficacemente applicato a diversi tipi di Isochrysis prodotti, che vanno da un impasto umido per una polvere macinata secca. I rendimenti di biodiesel erano comunque inferiore dalla biomassa polvere (7% w / w secco vs biomassa 12% w / w dalla pasta secca), che corrisponde con minori quantità di olio algale (h-AO) estratto. Questo può suggerire che un&#39;alternativa protocollo di estrazione 32 diverso da un apparecchio Soxhlet può essere più adatto per prodotti secchi Isochrysis polvere. La polvere Isochrysis utilizzato in questo studio è pubblicizzato come contenente 23-25% di lipidi, che simile a quello che abbiamo ottenuto sperimentalmente dalla pasta secca Isochrysis. 33,34,26 Nonostante i diversi colori della biomassa a partire secca, la pasta Iso-Hao e Iso -powder-hao erano essenzialmente indistinguibili, sia di colore verde scuro / vicino solidi neri con punti di circa 50 ° C di fusione. È interessante notare che il rapporto di FFAs al labbro neutraids all&#39;interno dei due estratti in esano era diverso. Dopo la saponificazione e separazione dei lipidi neutri, abbiamo ottenuto 60% (w / w) FFAs e 40% (w / w) lipidi neutri dal Iso -paste-hao. La Iso-polvere-hao ha prodotto in media il 46% (w / w) FFAs e il 54% (w / w) lipidi neutri. I risultati suggeriscono che oi partire biomassa polvere possono contenere una maggiore quantità di lipidi neutri relativi a derivati ​​FA rispetto alla pasta Isochrysis, o che Soxhlet estrazione di polvere Isochrysis è alquanto selettivo per lipidi neutri. Non solo le rese di prodotti ottenuti dai due Isochrysis commerciale biomasse diversa, ma anche i profili degli acidi grassi del biodiesel risultante. Questo è importante, in quanto le proprietà del carburante di un biodiesel sono direttamente dipendenti dalla natura e il contenuto dei singoli FAMEs. 35 per essere commercializzato, tutto il biodiesel deve essere conforme agli standard descritti nei documenti ASTMD6751 o EN 14214 rispettivamente negli Stati Uniti o in Europa. Le specifiche includono intervalli per lubrificante e viscosità cinematica, e valori minimi per numero di cetano e stabilità ossidativa. Altre importanti raccomandazioni sono legati alla proprietà di scorrimento a freddo sotto forma di una nuvola di punti (CP) o un filtro Punto di intorbidimento (CFPP). Abbiamo precedentemente riportato i risultati della sperimentazione di carburante completo di biodiesel preparata dalla pasta di Iso. 36 Dato che il profilo fama di biodiesel prodotto dalla -powder Iso in questo studio è simile a quelli precedentemente testato, possiamo prevedere alcune proprietà del carburante essere simili per entrambi i carburanti biodiesel. Per esempio, gli acidi grassi polinsaturi (PuFAMEs, più di due doppi legami) rappresentano circa il 40% di entrambe le miscele FAME (35,2% e 39,9%, Tabella 2). Ciò comporta una scarsa stabilità ossidativa e favorevole freddo flusso. 35 Vi sono, tuttavia, lievi differenze nei profili FAME dei due biodiecombustibili Sel. Biodiesel prodotto dalla polvere Isochrysis conteneva quantità maggiori di 14: 0 (19,4 mg / g vs 16,4 mg / g), 18: 3 (13,5 mg / g vs. 8,5 mg / g), e 22: 6 (11,0 mg / g vs. 6,9 mg / g) FAMEs, ancora minori quantità di 18: 4 (10,4 mg / g vs 19,8 mg / g). La portata dell&#39;impatto di queste differenze sulle varie proprietà del carburante contenute nelle norme ASTM resta ancora da esplorare. Il biodiesel iniziale ottenuto da entrambi commerciale Isochrysis alghe erano allo stesso modo di colore verde scuro, che può essere spiegato con la presenza di clorofilla. 36 clorofilla ei suoi derivati ​​sono stati segnalati per avere un effetto negativo sulla stabilità degli oli vegetali e dei loro carburanti biodiesel corrispondenti. 36,29 sulla base del metodo di Issariyakul e Dalai per decolorante olio di canola greenseed in connessione con la produzione di biodiesel, 29 mescolando il biodiesel verde oltre il 10% (w / w) MK10 a 60 ° C per 1 ora determinato un drammaticoriduzione del contenuto di pigmento mediante ispezione visiva (rif. figura 2). recuperi di massa dal processo di decolorazione sono stati in media del 90%. I rendimenti di alkenones purificati da Iso-pasta-hao e isobutano lipidi neutri polvere-hao erano paragonabili al 40% e il 46% w / w rispettivamente (Tabella 1). Dal momento che i lipidi neutri rappresentano una proporzione maggiore di materiale contenuto nel Iso-polveri-hao (54% w / w contro il 40% w / w), alkenone resa dalla Iso-polvere-hao supera la Iso-rendimento alkenone pasta-hao di circa il 10% (25% w / w vs. 16% w / w). Tuttavia, considerando che i rendimenti del Iso-polvere-hao si erano inferiori Iso-pasta-hao (15% vs. 20% w / w), i rendimenti complessivi di alkenones da entrambe le biomasse Isochrysis secchi sono più simili (0,2 x 0,4 x 0,4 = 3,2% w / w dalla pasta Isochrysis essiccati e 0,15 x 0,54 x 0,46 = 3,7% da Isochrysis polvere).

C&#39;è stata recentemente una grande rinascita di interesse per biocarburanti da alghe, in particolare per la produzione di combustibili liquidi come il biodiesel 1 e altri oli derivati ​​da biomassa. 2 vantaggi proposte comprendono la prevenzione di alcuni alimenti rispetto a controversie di carburante 3 e produttività riferito superiori e le capacità di CO 2 di mitigazione di colture agricole tradizionali. 4 Questo segue i quasi 20 anni United States Department of Aquatic Specie Programma di Energia (ASP) ha iniziato nel 1978 con lo scopo di indagare carburante per il trasporto dalle alghe. Come indicato nella relazione di Sheehan, 5 il programma si è concluso nel 1996, soprattutto a causa dei costi prospettati non erano competitivi con il petrolio greggio in quel momento ($ 18,46 al barile (159 L)). Mentre il costo del petrolio è aumentato drammaticamente da allora (87,39 $ al barile nel 2014) 6, che è collegato alla rinascita nella ricerca di biocarburanti algali, alcuni have sostenuto che comunque biocarburanti algali si rivelerà troppo costoso. 7 Come una strategia per compensare i costi di produzione di biocarburanti, la nozione di coprodotti a valore aggiunto è emerso sia tra i critici 7,8 e 9,10 proponenti e funzioni come una delle ragioni principali per perseguire biocarburanti algali del Dipartimento dell&#39;energia degli Stati Uniti (DOE) &quot;National algali biocarburanti Technology Roadmap&quot;. 11 Qui si descrive un metodo per la coproduzione di due flussi di combustibile separati da microalghe commerciale Isochrysis. Ci siamo concentrati su Isochrysis in parte perché è già prodotto industrialmente, raccolti per scopi di maricoltura, e anche perché Isochrysis è uno dei pochi specie di alghe che oltre ai lipidi tradizionali (ad esempio, acidi grassi) biosynthesize una classe unica di composti noto come polinsaturi alkenones catena lunga. 12 strutture Alkenone sono caratterizzati da l<html> catene idrocarburiche ong (36-40 atomi di carbonio), da due a quattro non-metilene legami interrotti -double trans, e un metile o etile chetone (Figura 1). Alkenone insaturazione è sensibile alla temperatura crescente alghe, 13,14 tale che la proporzione del biinsaturo alkenone metil C37 (il cosiddetto &quot;indice di insaturazione&quot;) può essere utilizzato come proxy temperature superficiali ultimi 15 -. 20 Alkenones sono pensato di risiedere in corpi lipidici citoplasmatici e può essere più abbondante di trigliceridi (TAG). 21,22 sotto azoto o la limitazione di fosforo, fino al 10-20% di carbonio delle cellule in fase stazionaria è accumulato come alkenones. 23,24 Dal punto di vista evolutivo, alkenones potrebbe essere stata favorita rispetto TAG perché la loro geometria trans legame -double fornisce una forma più stabile di immagazzinamento di energia. 21 189fig1.jpg &quot;/&gt; Figura 1. Strutture di polinsaturi alkenones a catena lunga alkenone Comune metile. 37: 3 isolati da Isochrysis esemplificando lunghezze di catena lunga di idrocarburi (36 - 40 atomi di carbonio), trans non metilene interrotti doppi legami, e che termina in un metile o etil chetone. Nomenclatura è simile agli acidi grassi dove #: # si riferisce a numero di atomi di carbonio:. Numero di doppi legami <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54189/54189fig1large.jpg" target="_blank">prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Noi sosteniamo che alkenones rappresentano una promettente materie prime rinnovabili di carbonio da un&#39;alga comune con una storia di coltivazione industriale. 25 biodiesel prodotto direttamente dall&#39;estratto lipidico totale di Isochrysis contiene una quantità significativa (10-15% w / w) di alkenones e contaminazione da questi composti ad alta fusione si traduce in scarse proprietà del combustibile di flusso freddo. Tuttavia, utilizzando tegli tecniche saponificazione / estrazione qui descritte, alkenones può essere rimosso e recuperato migliorando così la qualità biodiesel mentre produce una corrente di prodotto secondario. Recentemente abbiamo dimostrato la conversione di alkenones ad un combustibile liquido mediante cross-metatesi con 2-butene (butenolysis). 26 La reazione butenolysis impiega un rutenio commerciale di metatesi-iniziatore, avviene rapidamente a bassa temperatura, e pulito fornisce una miscela prevedibile di carburante idrocarburi gamma. Questa reazione viene effettuata in parallelo con la sintesi di biodiesel da acidi grassi, che rappresentano i primi passi verso un approccio di &quot;bioraffineria&quot; 27 per la produzione di biocarburanti Isochrysis commercialmente valido.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="608">
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Isochrysis</td>
			<td style="width:107px;">Reed Mariculture</td>
			<td style="width:119px;">Iso, Raw, Unprocessed, 20%dw</td>
			<td style="width:167px;">Live culture paste, 20% w/w biomass</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Isochrysis</td>
			<td style="width:107px;">Necton, S.A</td>
			<td style="width:119px;">AADISS004</td>
			<td>PhytoBloom Prof Isochrysis (Freeze-dried)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Hexanes</td>
			<td style="width:107px;">Fisher Chemical</td>
			<td style="width:119px;">H291-4</td>
			<td>ACS Certified</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Methanol</td>
			<td style="width:107px;">Fisher Chemical</td>
			<td style="width:119px;">A452-4</td>
			<td>HPLC Grade</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dichloromethane</td>
			<td style="width:107px;">Fisher Chemical</td>
			<td style="width:119px;">D37-4</td>
			<td>Certified/Stabilized</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Soxhlet Apparatus</td>
			<td style="width:107px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">64826</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Extraction Thimble</td>
			<td style="width:107px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">64842</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">B&#252;chner Funnel</td>
			<td style="width:107px;">Chemglass</td>
			<td style="width:119px;">CG-1406-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">High Pressure Reaction Vessel</td>
			<td style="width:107px;">Chemglass</td>
			<td style="width:119px;">CG-1880-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Whatman Filter Paper</td>
			<td style="width:107px;">GE Life Sciences</td>
			<td>1442-042</td>
			<td>Grade 42, Ash 0.007%, circle, 42.5 mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Biodiesel (B100)</td>
			<td style="width:107px;">Bellingham Shell</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>The biodiesel (B100) in Figure 3 was purchased at a local filling station: Bellingham Shell, Bellingham, WA 98226</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Isochrysis</td>
			<td style="width:107px;">&#160;Aquacave</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>&#160;In addition to Reed and Necton, Isochrysis can also be purchased from (Aquacave. (Gurnee, IL) at: www.aquacave.com (accessed September 30, 2015).</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Isochrysis</td>
			<td style="width:107px;">Brine Shrimp Direct</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Isochrysis can also be purchased from Brine Shrimp Direct (Ogden, UT) at: www.brineshrimpdirect.com (accessed September 30, 2015).</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experimental protocol for biodiesel production with isolation of alkenones as coproducts from commercial isochrysis algal biomass

La necessità di sostituire i combustibili derivati ​​dal petrolio con alternative da fonti rinnovabili ecosostenibili e più è di crescente importanza. biocarburanti derivati ​​da biomassa hanno guadagnato una notevole attenzione a questo proposito, tuttavia biocarburanti di prima generazione da colture commestibili come l&#39;etanolo di mais o di soia biodiesel sono in genere caduto in disgrazia. Vi è quindi grande interesse per lo sviluppo di metodi per la produzione di combustibili liquidi da fonti non commestibili domestici e superiori. Qui si descrive una procedura dettagliata per la produzione di un biodiesel purificato dalla microalga Isochrysis marino. Inoltre, una suite unica di lipidi polinsaturi conosciuti come alkenones a catena lunga sono isolati in parallelo, come coprodotti potenzialmente preziose per compensare i costi di produzione di biodiesel. Quantità Multi-chilogrammo di Isochrysis vengono acquistati da due fonti commerciali, uno come pasta umida (80% di acqua) che viene prima essiccati prima della lavorazione, e il otlei una polvere macinata secca (95% secco). I lipidi sono estratti con esano in un Soxhlet per produrre un olio algale ( &quot;olio esano algale&quot;) contenente sia i grassi tradizionali (cioè, trigliceridi, 46-60% w / w) e alkenones (16-25% w / w). Saponificazione dei trigliceridi nel olio algale permette la separazione delle risultanti acidi grassi liberi (FFA) da lipidi neutri alkenone contenenti. FFAs vengono poi convertiti in biodiesel (ad esempio, acidi grassi esteri metilici, fames) per esterificazione l&#39;acido-catalizzata mentre alkenones sono isolate e purificate dai lipidi neutri di cristallizzazione. Abbiamo dimostrato che il biodiesel da entrambe le biomasse commerciali Isochrysis hanno profili FAME simili ma non identici, caratterizzato da elevati contenuti di acidi grassi polinsaturi (circa il 40% w / w). I rendimenti di biodiesel sono stati costantemente più elevato quando a partire dalla pasta umida Isochrysis (12% w / w contro 7% w / w), che possono essere ricondotti a minori quantità di esano alghe oil ottenuto dal prodotto Isochrysis polvere.

<html> Prima della lavorazione, la pasta Isochrysis (pasta Iso) è stato essiccato. Questo è comodamente effettuata su scala ingrandita aggiungendo il -paste Iso ad un grande piatto solido e permettendo al materiale di aria secca a temperatura ambiente. Durante l&#39;essiccazione, alcune forme acqua aggregati (generalmente di colore rossastro) che può essere rimosso per decantazione o pipettamento per accelerare il processo di essiccazione. Dopo circa 48 - 96 ore, la Isochrysis ormai secco può essere raschiato del piatto cristallizzare e ottenuto come / materiale friabile verde nero con un odore alghe simile (Figura 2). I rendimenti di biomassa secca erano generalmente del 20% w / w della pasta come pubblicizzato. Al contrario, il prodotto in polvere Isochrysis (polvere Iso) era un giallo-marrone, finemente macinato, polvere secca (95% secco) che è stato utilizzato direttamente senza ulteriore trattamento (Figura 2). figura 2 &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 54189 / 54189fig2.jpg &quot;/&gt; Figura 2. Confronto di pasta Isochrysis. Isochrysis commerciale (80% wet) si sviluppa lungo la parte inferiore di un piatto di cristallizzazione e lasciato asciugare a temperatura ambiente per 48-96 ore prima della lavorazione. Il Isochrysis essiccato risultante viene ottenuto come un materiale friabile di colore scuro (a destra) che è diverso in apparenza rispetto alla polvere secca commerciale Isochrysis (a sinistra). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54189/54189fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Estrazione sia del Iso polvere -paste o Iso essiccato mediante Soxhlet con esano ha dato, dopo la rimozione dei esani, oli algali (H-AO) che erano simili in apparenza come verde scuro / vicino-nero solidi (mp. ~ 50 -60 ° C). I rendimenti di h-AO, quando a partire dalla pasta ( &quot;Iso-pasta-hao&quot;) Erano in genere il 20% w / w della biomassa Isochrysis secca, in linea con i nostri risultati precedenti, 26 mentre i rendimenti di h-AO per estrazione Soxhlet della polvere Isochrysis commerciale (&quot; Iso-polvere-hao &quot;) erano il 15% w / w (Tabella 1). <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> Prodotto (g) </td><td> Iso -paste </td><td> Iso -powder-1 </td><td> Iso -powder-2 </td></tr><tr><td> biomassa secca </td><td> 30 </td><td> 20 </td><td> 20 </td></tr><tr><td> Esano algale Oil </td><td> 5.86 </td><td> 2.87 </td><td> 3.11 </td></tr><tr><td> FFAs </td><td> 3.52 </td><td> 1.34 </td><td> 1.38 </td></tr><tr><td> lipidi neutri </td><td> 2.34 </td><td> 1.38 </td><td> 1.61 </td></tr><tr><td> Alkenones </td><td> 0.94 </td><td> 0.63 </td><td> 0.74 </td></tr><tr><td colspan="4"> Note: Iso-polvere-1 e Iso-polvere-2 rappresentano i risultati di due campioni di polvere Isochrysis che sono state elaborate in parallelo. Per altri rapporti con i rendimenti di questi prodotti da ISO-incolla vedere i riferimenti 26, 32, e 33. </td></tr></tbody></table> Tabella 1. Rese di prodotto a partire dalla biomassa Isochrysis commerciale. Acilgliceroli in h-AO sono stati convertiti in sali carbossilati idrosolubile corrispondenti (cioè, saponi) dopo l&#39;aggiunta di KOH acquoso in metanolo / CH 2 Cl 2. lipidi neutri tra cui alkenones sono stati poi estratti da questa miscela acquosa con il partizionamento selettiva con esano. Dopo la rimozione dei lipidi neutri, reacidification dei saponi poi prodotto corrispondenti acidi grassi liberi (FFA) che potrebbero essere simile estratti dal aqfase ueous con esano. I recuperi di massa complessivi per FFAs combinati e lipidi neutri sia da Iso-pasta-hao o Iso -powder-hao erano costantemente nei pressi quantitativa. Tuttavia, il rapporto dei prodotti (cioè, lipidi neutri + FFA) era diverso. Dal Iso-pasta-hao abbiamo ottenuto il 60% (w / w) FFAs e il 40% (w / w) lipidi neutri (Tabella 1). Al contrario, Iso-polvere-hao dimostrato arricchito in lipidi neutri (media = 54% di lipidi neutri + 46% FFA) come indicato nella tabella 1. L&#39;esterificazione degli FFAs con H 2 SO 4 e metanolo poi prodotto esteri metilici di acidi grassi (FAME, cioè biodiesel) come verde scuro vicino liquido oleoso nero in più del 90% di resa (Figura 3). Decolorazione riscaldando oltre montmorillonite K10 29 (MK10) argilla poi ha dato un prodotto di colore giallo / arancio, di aspetto simile ad altri bi commercialecombustibili odiesel (vedi elenco dei materiali) (Figura 3). I risultati dell&#39;analisi FAME di biodiesel Isochrysis decolorata sono riportati nella Tabella 2. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/54189/54189fig3.jpg" /> Figura 3. Confronto di Isochrysis e soia carburanti biodiesel. Verde Isochrysis biodiesel (al centro) è prodotto da esterificazione degli acidi grassi liberi estratto e purificato. Decolorazione produce un prodotto (a destra) con proprietà simili a biodiesel commerciale (a sinistra). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54189/54189fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> FAME A </td><td> Iso -paste </td><td> Iso -powder </td></tr><tr><td> 14:00 </td><td> 16,4 </td&gt; <td> 19.4 </td></tr><tr><td> 14:01 </td><td> - </td><td> 0.3 </td></tr><tr><td> 15:00 </td><td> traccia </td><td> 0.3 </td></tr><tr><td> 16:00 </td><td> 10.1 </td><td> 8.8 </td></tr><tr><td> 16: 1 Δ9 </td><td> 7.6 </td><td> 5.5 </td></tr><tr><td> 16:02 </td><td> ND </td><td> 0.3 </td></tr><tr><td> 16:03 </td><td> ND </td><td> 0.5 </td></tr><tr><td> 18:00 </td><td> Traccia </td><td> 0.2 </td></tr><tr><td> 18: 1 B </td><td> 12.1 </td><td> 14.3 </td></tr><tr><td> 18:02 </td><td> 8.1 </td><td> 7.1 </td></tr><tr><td> 18: 3 C </td><td> 8.5 </td><td> 13.5 </td></tr><tr><td> 18:04 </td><td> 19.8 </td><td> 10.4 </td></tr><tr><td> 18:05 </td><td> ND </td><td> 3 </td></tr><tr><td> 20:05 </td><td> ND </td><td> - </td></tr><tr><td> 22:05 </td><td> ND </td><td> 2 </td></tr><tr><td> 22:06 </td><td> 6.9 </td&gt; <td> 11 </td></tr><tr><td> Σ D </td><td> 89.8 </td><td> 96,2 </td></tr><tr><td colspan="3"> Note: Un nomenclatura acido grasso è #carbons:. # Cis obbligazioni -double B Combinato 18: 1 Δ9 + 18:.. 1 Δ11 C combinata Δ6,9,12 e Δ9,12,15 isomeri D Il restante materiale è circa il 50 : 50 altre FAMEs e componenti non-FAME (Total ~ 95% FAME). ND = non rilevato. </td></tr></tbody></table> Tabella 2. Composizione FAME di biodiesel prodotto da -Past commerciale Iso e Iso -powder Isochrysis biomassa. Lipidi neutri sono stati ottenuti da una miscela solida verdastro al 40% w / w dalla Iso -paste-Hao e il 54% (avg.) Dalla Iso-polvere-hao (Tabella 1). Filtraggio dei lipidi neutri disciolti attraverso silice usandoDCM dato dopo la rimozione del solvente, un rossiccio / arancione solido che può essere ricristallizzato con esani permettersi alkenones analiticamente puro come solido bianco. Questa procedura ha portato al 16% (w / w) resa isolata di alkenones da Iso-pasta-hao e la resa del 25% da Iso -powder-hao (Tabella 1).

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Experimental Protocol for Biodiesel Production with Isolation of Alkenones as Coproducts from Commercial Isochrysis Algal Biomass

Metodi dettagliati sono presentati per la produzione di biodiesel con il co-isolamento alkenones come coprodotti preziosi microalghe commerciale Isochrysis.

Protocollo sperimentale per produzione di biodiesel con isolamento di Alkenones come coprodotti da Commercial<em&gt; Isochrysis</em&gt; Biomassa algale

The need to replace petroleum fuels with alternatives from renewable and more environmentally sustainable sources is of growing importance. ...

experimental-protocol-for-biodiesel-production-with-isolation

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Environment

Experimental Protocol for Biodiesel Production with Isolation of Alkenones as Coproducts from Commercial Isochrysis Algal Biomass

20.6K Views.  Western Washington University.  Metodi dettagliati sono presentati per la produzione di biodiesel con il co-isolamento alkenones come coprodotti preziosi microalghe commerciale Isochrysis. 

Video: Experimental Protocol for Biodiesel Production with Isolation of Alkenones as Coproducts from Commercial Isochrysis Algal Biomass

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.

Protocollo sperimentale per eterogeneità del terreno manipolazione Plant-indotta

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

Ricerca

Ambiente

Use of Chironomidae (Diptera) Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. Unfortunately, traditional benthic larval sampling methods, such as the dip-net, can be time-consuming and expensive. An alternative protocol involves collection of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Chironomidae is a species-rich family of flies (Diptera) whose immature stages typically occur in aquatic habitats. Adult chironomids emerge from the water, leaving their pupal skins, or exuviae, floating on the water&#8217;s surface. Exuviae often accumulate along banks or behind obstructions by action of the wind or water current, where they can be collected to assess chironomid diversity and richness. Chironomids can be used as important biological indicators, since some species are more tolerant to pollution than others. Therefore, the relative abundance and species composition of collected SFPE reflect changes in water quality. Here, methods associated with field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of chironomid SFPE are described in detail. Advantages of the SFPE method include minimal disturbance at a sampling area, efficient and economical sample collection and laboratory processing, ease of identification, applicability in nearly all aquatic environments, and a potentially more sensitive measure of ecosystem stress. Limitations include the inability to determine larval microhabitat use and inability to identify pupal exuviae to species if they have not been associated with adult males.

Use of Chironomidae Diptera Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrates are often used to monitor and assess water quality. An efficient protocol involves collections of Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE). Here, techniques for field collection, laboratory processing, slide mounting, and identification of Chironomidae SFPE are described.

Uso di Chironomidae (Ditteri) pupa esuvie come Rapid Bioassessment protocollo per i corpi idrici-galleggiante Surface

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. ...

Pretreatment of Lignocellulosic Biomass with Low-cost Ionic Liquids

A number of ionic liquids (ILs) with economically attractive production costs have recently received growing interest as media for the delignification of a variety of lignocellulosic feedstocks. Here we demonstrate the use of these low-cost protic ILs in the deconstruction of lignocellulosic biomass (Ionosolv pretreatment), yielding cellulose and a purified lignin. In the most generic process, the protic ionic liquid is synthesized by accurate combination of aqueous acid and amine base. The water content is adjusted subsequently. For the delignification, the biomass is placed into a vessel with IL solution at elevated temperatures to dissolve the lignin and hemicellulose, leaving a cellulose-rich pulp ready for saccharification (hydrolysis to fermentable sugars). The lignin is later precipitated from the IL by the addition of water and recovered as a solid. The removal of the added water regenerates the ionic liquid, which can be reused multiple times. This protocol is useful to investigate the significant potential of protic ILs for use in commercial biomass pretreatment/lignin fractionation for producing biofuels or renewable chemicals and materials.

The pretreatment of lignocellulosic biomass with protic low-cost ionic liquids is shown, resulting in a delignified cellulose-rich pulp and a purified lignin. The pulp gives rise to high glucose yields after enzymatic saccharification.

Il pretrattamento di lignocellulosica biomassa con basso costo Liquidi Ionici

A number of ionic liquids (ILs) with economically attractive production costs have recently received growing interest as media for the delignification of ...

Experimental Protocol for Detecting Cyanobacteria in Liquid and Solid Samples with an Antibody Microarray Chip

Global warming and eutrophication make some aquatic ecosystems behave as true bioreactors that trigger rapid and massive cyanobacterial growth; this has relevant health and economic consequences. Many cyanobacterial strains are toxin producers, and only a few cells are necessary to induce irreparable damage to the environment. Therefore, water-body authorities and administrations require rapid and efficient early-warning systems providing reliable data to support their preventive or curative decisions. This manuscript reports an experimental protocol for the in-field detection of toxin-producing cyanobacterial strains by using an antibody microarray chip with 17 antibodies (Abs) with taxonomic resolution (CYANOCHIP). Here, a multiplex fluorescent sandwich microarray immunoassay (FSMI) for the simultaneous monitoring of 17 cyanobacterial strains frequently found blooming in freshwater ecosystems, some of them toxin producers, is described. A microarray with multiple identical replicates (up to 24) of the CYANOCHIP was printed onto a single microscope slide to simultaneously test a similar number of samples. Liquid samples can be tested either by direct incubation with the antibodies (Abs) or after cell concentration by filtration through a 1- to 3-&#956;m filter. Solid samples, such as sediments and ground rocks, are first homogenized and dispersed by a hand-held ultrasonicator in an incubation buffer. They are then filtered (5 - 20 &#956;m) to remove the coarse material, and the filtrate is incubated with Abs. Immunoreactions are revealed by a final incubation with a mixture of the 17 fluorescence-labeled Abs and are read by a portable fluorescence detector. The whole process takes around 3 h, most of it corresponding to two 1-h periods of incubation. The output is an image, where bright spots correspond to the positive detection of cyanobacterial markers.

Experimental Protocol for Detecting Cyanobacteria in Liquid and Solid Samples with an Antibody Microarray Chip

The presence of cyanobacterial toxins in fresh water reservoirs for human consumption is a major concern for water management authorities. To evaluate the risk of water contamination, this article describes an protocol for the in-field detection of cyanobacterial strains in liquid and solid samples by using an antibody microarray chip.

Protocollo sperimentale per il rilevamento<em&gt; cianobatteri</em&gt; In campioni liquidi e solidi con un anticorpo Microarray chip

Global warming and eutrophication make some aquatic ecosystems behave as true bioreactors that trigger rapid and massive cyanobacterial growth; this has ...

Comparison of Scale in a Photosynthetic Reactor System for Algal Remediation of Wastewater

An experimental methodology is presented to compare the performance of two different sized reactors designed for wastewater treatment. In this study, ammonia removal, nitrogen removal and algal growth are compared over an 8-week period in paired sets of small (100 L) and large (1,000 L) reactors designed for algal remediation of landfill wastewater. Contents of the small and large scale reactors were mixed before the beginning of each weekly testing interval to maintain equivalent initial conditions across the two scales. System characteristics, including surface area to volume ratio, retention time, biomass density, and wastewater feed concentrations, can be adjusted to better equalize conditions occurring at both scales. During the short 8-week representative time period, starting ammonia and total nitrogen concentrations ranged from 3.1-14 mg NH3-N/L, and 8.1-20.1 mg N/L, respectively. The performance of the treatment system was evaluated based on its ability to remove ammonia and total nitrogen and to produce algal biomass. Mean &#177; standard deviation of ammonia removal, total nitrogen removal and biomass growth rates were 0.95&#177;0.3 mg NH3-N/L/day, 0.89&#177;0.3 mg N/L/day, and 0.02&#177;0.03 g biomass/L/day, respectively. All vessels showed a positive relationship between the initial ammonia concentration and ammonia removal rate (R2=0.76). Comparison of process efficiencies and production values measured in reactors of different scale may be useful in determining if lab-scale experimental data is appropriate for prediction of commercial-scale production values.

An experimental methodology is presented to compare the performance of small (100 L) and large (1,000 L) scale reactors designed for algae remediation of landfill wastewater. System characteristics, including surface area to volume ratio, retention time, biomass density, and wastewater feed concentrations, can be adjusted based on application.

Confronto di scala in un reattore sistema fotosintetico per Algal Bonifica delle acque reflue

An experimental methodology is presented to compare the performance of two different sized reactors designed for wastewater treatment. In this study, ...

Development of Metarhizium anisopliae as a Mycoinsecticide: From Isolation to Field Performance

A major concern when developing commercial mycoinsecticides is the kill speed compared to that of chemical insecticides. Therefore, isolation and screening for the selection of a fast-acting, highly virulent entomopathogenic fungus are important steps. Entomopathogenic fungi, such as Metarhizium, Beauveria, and Nomurea, which act by contact, are better suited than Bacillus thuringiensis or nucleopolyhedrosis virus (NPV), which must be ingested by the insect pest. In the present work, we isolated 68 Metarhizium strains from infected insects using a soil dilution and bait method. The isolates were identified by the amplification and sequencing of the ITS1-5.8S-ITS2 and 26S rDNA region. The most virulent strain of Metarhizium anisopliae was selected based on the median lethal concentration (LC50) and time (LT50) obtained in insect bioassays against III-instar larvae of Helicoverpa armigera. The mass production of spores by the selected strain was carried out with solid-state fermentation (SSF) using rice as a substrate for 14 days. Spores were extracted from the sporulated biomass using 0.1% tween-80, and different formulations of the spores were prepared. Field trials of the formulations for the control of an H. armigera infestation in pigeon peas were carried out by randomized block design. The infestation control levels obtained with oil and aqueous formulations (78.0% and 70.9%, respectively) were better than the 63.4% obtained with chemical pesticide.

Development of Metarhizium anisopliae as a Mycoinsecticide: From Isolation to Field Performance

Here, we report the different stages involved in the knowledge-based development of an effective mycoinsecticide, including the isolation, identification, screening, and selection of the "best-fit" entomopathogenic fungus, Metarhizium anisopliae, for the control of insect pests in agriculture.

Sviluppo di<em&gt; Metarhizium anisopliae</em&gt; Come micosintetizzatore: dall&#39;isolamento al campo

A major concern when developing commercial mycoinsecticides is the kill speed compared to that of chemical insecticides. Therefore, isolation and ...

Experimental System of Solar Adsorption Refrigeration with Concentrated Collector

To improve the performance of solar adsorption refrigeration, an experimental system with a solar concentration collector was set up and investigated. The main components of the system were the adsorbent bed, the condenser, the evaporator, the cooling sub-system, and the solar collector. In the first step of the experiment, the vapor-saturated bed was heated by the solar radiation under closed conditions, which caused the bed temperature and pressure to increase. When the bed pressure became high enough, the bed was switched to connect to the condenser, thus water vapor flowed continually from the bed to the condenser to be liquefied. Next, the bed needed to cool down after the desorption. In the solar-shielded condition, achieved by aluminum foil, the circulating water loop was opened to the bed. With the water continually circulating in the bed, the stored heat in the bed was took out and the bed pressure decreased accordingly. When the bed pressure dropped below the saturation pressure at the evaporation temperature, the valve to the evaporator was opened. A mass of water vapor rushed into the bed and was adsorbed by the zeolite material. With the massive vaporization of the water in the evaporator, the refrigeration effect was generated finally. The experimental result has revealed that both the COP (coefficient of the performance of the system) and the SCP (specific cooling power of the system) of the SAPO-34 zeolite was greater than that of the ZSM-5 zeolite, no matter whether the adsorption time was longer or shorter. The system of the SAPO-34 zeolite generated a maximum COP of 0.169.

With solar energy as the driving force, a novel adsorption refrigeration system has been developed and experimentally investigated. Water vapor and zeolite formed the working pair of the adsorption system. This manuscript describes the setup of the experimental rig, the operation procedure, and the important results.

Sistema sperimentale di refrigerazione solare adsorbimento con collettore concentrato

To improve the performance of solar adsorption refrigeration, an experimental system with a solar concentration collector was set up and investigated. The ...

Experimental Protocol for Detecting Mitochondrial Function in Hepatocytes Exposed to Organochlorine Pesticides

This paper presents detailed methods on detecting hepatic mitochondrial function for a better understanding the cause of metabolic disorders caused by environmental organochlorine pesticides (OCPs) in hepatocytes. HepG2 cells were exposed to &#946;-hexachlorocyclohexane (&#946;-HCH) for 24 h at an equivalent dose of internal exposure in general population. Ultrastructure in hepatocytes was examined by transmission electron microscopy (TEM) to show the damage of mitochondria. Mitochondrial function was further evaluated by mitochondrial fluorescence intensity, adenosine 5'-triphosphate (ATP) levels, oxygen consumption rate (OCR) and mitochondrial membrane potential (MMP) in HepG2 cells incubated with &#946;-HCH. The mitochondria fluorescence intensity after stained by mitochondrial green fluorescent probe was observed with a fluorescence microscopy. The luciferin-luciferase reaction was used to determine ATP levels. The MMP was detected by the cationic dye JC-1 and analyzed under flow cytometry. OCR was measured with an extracellular flux analyzer. In summary, these protocols were used in detecting mitochondrial function in hepatocytes with to investigate mitochondria damages.

Understanding the influence of environmental organochlorine pesticides (OCPs) on mitochondrial function in hepatocytes is important in exploring the mechanism of OCPs causing metabolic disorders. This paper presents detailed methods on detecting hepatic mitochondrial function.

Protocollo sperimentale per il rilevamento della funzione mitocondriale negli eparitociti esposti ai pesticidi organoclorina

This paper presents detailed methods on detecting hepatic mitochondrial function for a better understanding the cause of metabolic disorders caused by ...

Experimental Methods of Dust Charging and Mobilization on Surfaces with Exposure to Ultraviolet Radiation or Plasmas

Electrostatic dust transport has been hypothesized to explain a number of observations of unusual planetary phenomena. Here, it is demonstrated using three recently developed experiments in which dust particles are exposed to thermal plasma with beam electrons, beam electrons only, or ultraviolet (UV) radiation only. The UV light source has a narrow bandwidth in wavelength centered at 172 nm. The beam electrons with the energy of 120 eV are created with a negatively biased hot filament. When the vacuum chamber is filled with the argon gas, a thermal plasma is created in addition to the electron beam. Insulating dust particles of a few tens of microns in diameter are used in the experiments. Dust particles are recorded to be lofted to a height up to a few centimeters with a launch speed up to 1 m/s. These experiments demonstrate that photo and/or secondary electron emission from a dusty surface changes the charging mechanism of dust particles. According to the recently developed &#34;patched charge model&#34;, the emitted electrons can be re-absorbed inside microcavities between neighboring dust particles below the surface, causing the accumulation of enhanced negative charges on the surrounding dust particles. The repulsive forces between these negatively charged particles may be large enough to mobilize and lift them off the surface. These experiments present the advanced understanding of dust charging and transport on dusty surfaces, and laid a foundation for future investigations of its role in the surface evolution of airless planetary bodies.

Dust charging and mobilization is demonstrated in three experiments with exposure to thermal plasma with beam electrons, beam electrons only, or ultraviolet (UV) radiation only. These experiments present the advanced understanding of electrostatic dust transport and its role in shaping the surfaces of airless planetary bodies.

Metodi sperimentali di polvere carica e mobilitazione sulle superfici con l'esposizione a radiazione ultravioletta o plasmi

Electrostatic dust transport has been hypothesized to explain a number of observations of unusual planetary phenomena. Here, it is demonstrated using ...

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.

La prova di infezione di pianta: Spray e ferita-mediata di inoculazione con la pianta patogeno Magnaporthe Grisea

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