Nieuwe technologie detecteert gezondheid van algengewassen

algaeurope.org   Vrouwen van algen

Een nieuwe technologie ontwikkeld aan UC San Diego maakt gebruik van chemische ionisatie massaspectrometrie om algentelers te waarschuwen wanneer vluchtige gaskenmerken veranderen, waardoor ze algengewassen kunnen oogsten wanneer ze worden aangevallen door verontreinigende organismen.

A team van chemici van de University of California San Diego (UCSD), in onderzoek gefinancierd door het Department of Energy, heeft een technologie ontwikkeld voor realtime meting van de gezondheid van algengewassen die honderden miljoenen dollars aan biomassaverliezen zou kunnen besparen.

“Om voldoende algen te hebben om hernieuwbare materialen te leveren, of het nu gaat om biobrandstoffen, bioplastics of nutraceuticals, moeten we manieren vinden om de productie en opbrengst van algen te verhogen. Algen gezond houden is een manier om dit te doen', zegt Robert Pomeroy, hoofddocent bij de afdeling Scheikunde en Biochemie van UCSD.

Dr. Pomeroy is de senior auteur van het onderzoeksartikel dat is gepubliceerd in: Proceedings van de National Academy of Sciences, oktober 2021, en leidde de ontwikkeling van de technologie met co-auteur Ryan Simkovsky.

Een nieuwe methode om vluchtige gassen te beoordelen

De economisch meest concurrerende methode voor het kweken van algen is om ze te kweken in grootschalige raceway-vijvers. Open biomassaproductie maakt hun groei echter kwetsbaar voor besmetting door een reeks microscopisch kleine vijverindringers, waaronder virussen, bacteriën en schimmels die algengewassen binnen enkele uren kunnen decimeren.

Het UCSD-team ontwikkelde een nieuwe methode voor het beoordelen van vluchtige gassen - organische verbindingen die vaak worden uitgestoten door microbiële processen.

Gezondheidsonderzoekers algengewassen

UC San Diego afgestudeerde student Alexia Moore (links) en de recente PhD-ontvanger Jon Sauer zijn co-auteurs van een nieuw PNAS-onderzoeksartikel waarin een nieuwe technologie wordt beschreven die de gezondheid van algengewassen bewaakt.

Met behulp van een instrument ontwikkeld in het laboratorium van UCSD-professor Kimberly Prather, bedachten de onderzoekers een geautomatiseerde manier om realtime metingen van vluchtige gassen uit te voeren met behulp van chemische ionisatiemassaspectrometrie, of CIMS, een methode die eerder werd gebruikt in de geneeskunde, defensie en drugshandhaving.

De technologie bewaakt continu de normale gezondheid van algen door hun uitstoot van vluchtige gassen te volgen tijdens hun groei- en bloeicycli. Wanneer binnendringende organismen of roofdieren aanvallen en stress veroorzaken, resulteert dit in een verandering in vluchtige gassignaturen. Met behulp van CIMS toonden de wetenschappers aan dat ze de verstoring onmiddellijk kunnen detecteren en algenkwekers kunnen waarschuwen om actie te ondernemen om de oogst te redden.

Het gewas opslaan

"Als je wist dat er een aanval op het gewas was, door insecten of bacteriën, dan zou je de schade kunnen beperken of de stekker eruit trekken en oogsten voordat er schade is aangericht", zegt Dr. Pomeroy, die samenwerkt met chemicus Mike Burkart en bioloog. Steve Mayfield in de Voedsel en brandstof voor het programma van de 21e eeuw. “Bacteriën zijn gebouwd om de algen aan te vallen en op te eten en hun groei is exponentieel. De ene dag zit je goed met mooie groene algen en de volgende dag is het een bruine, modderige, puinhoop. Dit is dus niet hetzelfde als 10 procent van je tarweoogst verliezen - je zou van de ene op de andere dag je hele algenoogst kunnen verliezen."

Het CIMS-systeem, merkten de onderzoekers in hun experimenten op, detecteerde begrazingsbesmettingen door infectieuze organismen 37 tot 76 uur eerder dan traditionele monitoringmethoden die al jaren worden gebruikt, waaronder microscopie en fluorescentie.

"Dit is een uitstekend voorbeeld van hoe massaspectrometrie die werd ontwikkeld voor een andere toepassing (het meten van de uitstoot van de oceaan in de gasfase) nu wordt gebruikt om een ​​ander probleem van maatschappelijk belang aan te pakken", zegt professor Prather, oprichter en directeur van het National Science Foundation Center for Aerosoleffecten op de chemie van het milieu (CAICE). "Er zijn eindeloze toepassingen op het gebied van milieu en gezondheid voor hoe deze online massaspectrometriemetingen kunnen worden gebruikt om uitdagende problemen aan te pakken."

Alle rechten voorbehouden. Toestemming vereist om artikelen in hun geheel te herdrukken. Moet copyrightverklaring en live hyperlinks bevatten. Contact redactie@algaeplanet.com. Algae Planet accepteert ongevraagde manuscripten ter overweging en neemt geen verantwoordelijkheid voor de geldigheid van claims in ingediende redactionele artikelen.

advertentie
Algametrische advertentie

Aanmelden