Täname, et külastasite veebisaiti Nature.com.Kasutate piiratud CSS-i toega brauseri versiooni.Parima kasutuskogemuse saamiseks soovitame kasutada uuendatud brauserit (või keelata Internet Exploreris ühilduvusrežiim).Lisaks näitame pideva toe tagamiseks saiti ilma stiilide ja JavaScriptita.
Kuvab korraga kolmest slaidist koosneva karusselli.Korraga kolme slaidi vahel liikumiseks kasutage nuppe Eelmine ja Järgmine või kolme slaidi vahel liikumiseks kasutage lõpus olevaid liugurinuppe.
Süsiniku kogumine ja säilitamine on Pariisi kokkuleppe eesmärkide saavutamiseks hädavajalikud.Fotosüntees on looduse tehnoloogia süsiniku püüdmiseks.Samblikest inspiratsiooni ammutades töötasime välja 3D-tsüanobakterite fotosünteetilise biokomposiidi (st samblikku matkiva), kasutades akrüüllatekspolümeeri, mis oli kantud käsna käsnale.Biokomposiidi CO2 omastamise kiirus oli 1,57 ± 0,08 g CO2 g-1 biomassist d-1.Omastamismäär põhineb kuival biomassil katse alguses ja hõlmab nii uue biomassi kasvatamiseks kasutatud CO2 kui ka säilitusühendites, näiteks süsivesikutes, sisalduvat CO2.Need omastamise määrad olid 14–20 korda suuremad kui läga kontrollimeetmed ja neid võiks potentsiaalselt suurendada, et koguda 570 t CO2 t-1 biomassi aastas-1, mis võrdub 5,5–8,17 × 106 hektari maakasutusega, eemaldades 8–12 GtCO2. CO2 aastas.Seevastu metsa bioenergiat koos süsiniku sidumise ja säilitamisega on 0,4–1,2 × 109 ha.Biokomposiit püsis ilma täiendavate toitainete ja veeta funktsionaalsena 12 nädalat, misjärel katse lõpetati.Inimkonna mitmekülgse tehnoloogilise hoiaku raames kliimamuutustega võitlemisel on konstrueeritud ja optimeeritud sinivetikate biokomposiitidel potentsiaali jätkusuutlikuks ja skaleeritavaks kasutuselevõtuks, et suurendada CO2 eemaldamist, vähendades samal ajal vee-, toitainete- ja maakasutuse kadusid.
Kliimamuutused on tõeline oht ülemaailmsele bioloogilisele mitmekesisusele, ökosüsteemi stabiilsusele ja inimestele.Selle halvimate tagajärgede leevendamiseks on vaja koordineeritud ja ulatuslikke süsinikdioksiidi eemaldamise programme ning loomulikult on vaja kasvuhoonegaaside otsest eemaldamist atmosfäärist.Vaatamata elektritootmise positiivsele dekarboniseerimisele2,3 ei ole praegu majanduslikult jätkusuutlikke tehnoloogilisi lahendusi atmosfääri süsinikdioksiidi (CO2)4 vähendamiseks, kuigi suitsugaaside kogumine edeneb5.Skaleeritavate ja praktiliste insenertehniliste lahenduste asemel tuleks süsiniku püüdmiseks pöörduda loodusinseneride – fotosünteetiliste organismide (fototroofsete organismide) poole.Fotosüntees on looduse süsiniku sidumise tehnoloogia, kuid selle võime inimtekkelise süsiniku rikastumist tähenduslikul ajakaval ümber pöörata on küsitav, ensüümid on ebatõhusad ja selle võime kasutusele võtta sobival skaalal on küsitav.Võimalik fototroofia võimalus on metsastamine, mille käigus raiutakse puid bioenergia saamiseks süsinikdioksiidi kogumise ja säilitamise (BECCS) abil, mis on negatiivsete heitkoguste tehnoloogia, mis võib aidata vähendada CO21 netoheidet.Pariisi kokkuleppe temperatuurieesmärgi 1,5 °C saavutamiseks, kasutades peamise meetodina BECCS-i, oleks aga vaja 0,4–1,2 × 109 ha, mis võrdub 25–75% praegusest ülemaailmsest põllumaast6.Lisaks seab CO2-väetamise globaalsete mõjudega seotud ebakindlus kahtluse alla metsaistanduste võimaliku üldise tõhususe7.Pariisi kokkuleppega seatud temperatuurieesmärkide saavutamiseks tuleb igal aastal atmosfäärist eemaldada 100 sekundit GtCO2 kasvuhoonegaase (GGR).Ühendkuningriigi teadus- ja innovatsiooniosakond teatas hiljuti viie GGR8 projekti rahastamisest, sealhulgas turbaalade majandamise, kivimite ilmastiku parandamise, puude istutamise, biosöe ja mitmeaastaste põllukultuuride kasvatamisest BECCS-protsessi toitmiseks.Üle 130 MtCO2 atmosfäärist eemaldamise kulud aastas on 10-100 US$/tCO2, 0,2-8,1 MtCO2 aastas turbaalade taastamiseks, 52-480 US$/tCO2 ja 12-27 MtCO2 aastas kivimite murenemiseks. , 0,4-30 USD/aastas.tCO2, 3,6 MtCO2/a, metsa pindala suurenemine 1%, 0,4-30 US$/tCO2, 6-41 MtCO2/a, biosüsi, 140-270 US$/tCO2, 20-70 Mt CO2 aastas püsikultuuride puhul, kasutades BECCS9.
Nende lähenemisviiside kombinatsioon võib potentsiaalselt saavutada eesmärgi 130 Mt CO2 aastas, kuid kivimite murenemise ja BECCS-i kulud on suured ning biosüsi, kuigi suhteliselt odav ja maakasutusega mitteseotud, vajab biosöe tootmisprotsessi lähteainet.pakub seda arendust ja numbrit teiste GGR-tehnoloogiate juurutamiseks.
Selle asemel, et otsida lahendusi maismaal, otsige vett, eriti üherakulisi fototroofe, nagu mikrovetikad ja tsüanobakterid10.Vetikad (sealhulgas sinivetikad) püüavad kinni ligikaudu 50% maailma süsinikdioksiidist, kuigi nad moodustavad vaid 1% maailma biomassist11.Tsüanobakterid on looduse algsed biogeoinsenerid, pannes aluse hingamisteede ainevahetusele ja mitmerakulise elu arengule hapniku fotosünteesi kaudu12.Idee kasutada tsüanobakterit süsiniku püüdmiseks ei ole uus, kuid uuenduslikud füüsilise paigutuse meetodid avavad nendele iidsetele organismidele uusi horisonte.
Avatud tiigid ja fotobioreaktorid on mikrovetikate ja sinivetikate tööstuslikel eesmärkidel kasutamisel vaikimisi vara.Nendes kultuurisüsteemides kasutatakse suspensioonikultuuri, milles rakud ujuvad vabalt kasvusöötmes14;tiikidel ja fotobioreaktoritel on aga palju puudusi, nagu halb CO2 massiülekanne, intensiivne maa- ja veekasutus, vastuvõtlikkus biomäärdumisele ning kõrged ehitus- ja kasutuskulud15,16.Biokile bioreaktorid, mis ei kasuta suspensioonkultuure, on vee ja ruumi osas säästlikumad, kuid neil on oht kuivamiskahjustuste tekkeks, biokile eraldumisele (ja seega ka aktiivse biomassi kadumisele) ning samamoodi biomäärdumisele17.
Vaja on uusi lähenemisviise, et suurendada CO2 omastamise kiirust ja lahendada probleeme, mis piiravad läga- ja biokilereaktoreid.Üks selline lähenemine on samblikest inspireeritud fotosünteetilised biokomposiidid.Samblikud on seente ja fotobiontide (mikrovetikad ja/või tsüanobakterid) kompleks, mis katab ligikaudu 12% Maa maismaast18.Seened pakuvad fotobiootilise substraadi füüsilist tuge, kaitset ja ankurdamist, mis omakorda varustavad seened süsinikuga (üleliigsete fotosünteesiproduktidena).Kavandatav biokomposiit on "sambliku mimeetikum", milles kontsentreeritud tsüanobakterite populatsioon on immobiliseeritud õhukese biokatte kujul kandjasubstraadile.Lisaks rakkudele sisaldab biokate polümeermaatriksit, mis võib seeni asendada.Eelistatakse veepõhiseid polümeeremulsioone või „latekse“, kuna need on bioloogiliselt ühilduvad, vastupidavad, odavad, kergesti käsitsetavad ja kaubanduslikult saadaval19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26.
Rakkude fikseerimist latekspolümeeridega mõjutavad suuresti lateksi koostis ja kile moodustumise protsess.Emulsioonpolümerisatsioon on heterogeenne protsess, mida kasutatakse sünteetilise kummi, liimkatete, hermeetikute, betoonilisandite, paberi- ja tekstiilkatete ning lateksvärvide tootmiseks27.Sellel on teiste polümerisatsioonimeetodite ees mitmeid eeliseid, näiteks kõrge reaktsioonikiirus ja monomeeri muundamise efektiivsus, samuti toote kontrollimise lihtsus27,28.Monomeeride valik sõltub tekkiva polümeerkile soovitud omadustest ning segamonomeerisüsteemide (st kopolümerisatsioonide) korral saab polümeeri omadusi muuta, valides saadud polümeermaterjali moodustavate monomeeride erinevad suhted.Butüülakrülaat ja stüreen on ühed levinumad akrüüllateksmonomeerid ja neid kasutatakse siin.Lisaks kasutatakse sageli ühtse kile moodustumise soodustamiseks koalestseerivaid aineid (nt Texanol), kus need võivad muuta polümeerlateksi omadusi, et tekitada tugev ja „pidev” (liituv) kate.Meie esialgses kontseptsiooni tõestamise uuringus valmistati suure pindalaga ja suure poorsusega 3D biokomposiit, kasutades luufikäsnale kantud kaubanduslikku lateksvärvi.Pärast pikki ja pidevaid manipuleerimisi (kaheksa nädalat) näitas biokomposiit piiratud võimet hoida tsüanobaktereid loofah karkassil, kuna rakkude kasv nõrgendas lateksi struktuurset terviklikkust.Käesolevas uuringus püüdsime välja töötada tuntud keemiaga akrüüllatekspolümeeride seeria pidevaks kasutamiseks süsiniku kogumise rakendustes, ilma polümeeri lagunemist ohverdamata.Seejuures oleme demonstreerinud võimet luua samblikulaadseid polümeermaatrikselemente, mis tagavad parema bioloogilise jõudluse ja oluliselt suurema mehaanilise elastsuse võrreldes tõestatud biokomposiitidega.Edasine optimeerimine kiirendab biokomposiitide omastamist süsiniku sidumiseks, eriti kui need on kombineeritud tsüanobakteritega, mida on metaboolselt modifitseeritud, et suurendada süsinikdioksiidi sidumist.
Toksilisuse ja deformatsioonikorrelatsiooni suhtes testiti üheksat lateksit kolme polümeeri koostisega (H = "kõva", N = "normaalne", S = "pehme") ja kolme tüüpi Texanol (0, 4, 12% (maht/maht)).Liim.kahest tsüanobakterist.Lateks tüüp mõjutas oluliselt S. elongatus PCC 7942 (Shirer-Ray-Hare test, lateks: DF=2, H=23,157, P=<0,001) ja CCAP 1479/1A (kahesuunaline ANOVA, lateks: DF=2, F = 103,93, P = < 0,001) (joonis 1a).Teksanooli kontsentratsioon ei mõjutanud oluliselt S. elongatus PCC 7942 kasvu, ainult N-lateks oli mittetoksiline (joonis 1a) ning 0 N ja 4 N säilitasid kasvu vastavalt 26% ja 35% (Mann- Whitney U, 0 N vs. 4 N: W = 13,50, P = 0,245; 0 N versus kontroll: W = 25,0, P = 0,061; 4 N versus kontroll: W = 25,0, P = 0,061) ja 12 N säilitatud kasv on võrreldav bioloogilisele kontrollile (Mann-Whitney Ülikool, 12 N vs kontroll: W = 17,0, P = 0,885).S. elongatus CCAP 1479/1A puhul olid olulised tegurid nii lateksisegu kui ka teksanooli kontsentratsioon ning nende kahe vahel täheldati olulist koostoimet (kahesuunaline ANOVA, lateks: DF=2, F=103,93, P=<0,001, Texanol DF=2, F=5,96, P=0,01, lateks*teksanool: DF=4, F=3,41, P=0,03).0 N ja kõik "pehmed" lateksid soodustasid kasvu (joonis 1a).Stüreeni koostise vähenemisega on kalduvus kasvu paraneda.
Tsüanobakterite (Synechococcus elongatus PCC 7942 ja CCAP 1479/1A) toksilisuse ja adhesiooni testimine lateksipreparaatidega, seos klaasistumistemperatuuriga (Tg) ja otsustusmaatriksiga toksilisuse ja adhesiooniandmete põhjal.( a ) Toksilisuse testimine viidi läbi, kasutades eraldi tsüanobakterite kasvuprotsendi graafikuid, mis olid normaliseeritud suspensioonikultuuride kontrollimiseks.*-ga tähistatud ravimeetodid erinevad oluliselt kontrollidest.(b) Tsüanobakterite kasvu andmed versus Tg lateks (keskmine ± SD; n = 3).c) biokomposiidi adhesioonikatsest vabanenud tsüanobakterite kumulatiivne arv.(d) Adhesiooniandmed versus lateksi Tg (keskmine ± StDev; n = 3).e Otsustusmaatriks toksilisuse ja adhesiooniandmete põhjal.Stüreeni ja butüülakrülaadi suhe on „kõva” (H) lateksi puhul 1:3, „tavalise” (N) puhul 1:1 ja „pehme” (S) puhul 3:1.Varasemad numbrid lateksikoodis vastavad Texanoli sisaldusele.
Enamikul juhtudel vähenes rakkude elujõulisus teksanooli kontsentratsiooni suurenedes, kuid ühegi tüve puhul puudus oluline korrelatsioon (CCAP 1479/1A: DF = 25, r = -0,208, P = 0,299; PCC 7942: DF = 25, r = – 0,127, P = 0,527).Joonisel fig.1b näitab seost rakkude kasvu ja klaasistumistemperatuuri (Tg) vahel.Teksanooli kontsentratsiooni ja Tg väärtuste vahel on tugev negatiivne korrelatsioon (H-lateks: DF=7, r=-0,989, P=<0,001; N-lateks: DF=7, r=-0,964, P=<0,001 S-lateks: DF = 7, r = -0,946, P = < 0,001).Andmed näitasid, et S. elongatus PCC 7942 kasvu optimaalne Tg oli umbes 17 °C (joonis 1b), samas kui S. elongatus CCAP 1479/1A eelistas Tg-d alla 0 °C (joonis 1b).Ainult S. elongatus CCAP 1479/1A-l oli tugev negatiivne korrelatsioon Tg ja toksilisuse andmete vahel (DF=25, r=-0,857, P=<0,001).
Kõigil lateksidel oli hea adhesiooniafiinsus ja ükski neist ei vabastanud 72 tunni pärast rohkem kui 1% rakkudest (joonis 1c).S. elongatus'e kahe tüve lateksite vahel ei olnud olulist erinevust (PCC 7942: Scheirer-Ray-Hara test, Latex*Texanol, DF=4, H=0,903; P=0,924; CCAP 1479/1A: Scheirer- Kiirtest).– Jänese test, lateks*teksanool, DF=4, H=3,277, P=0,513).Texanooli kontsentratsiooni suurenedes vabaneb rohkem rakke (joonis 1c).võrreldes S. elongatus PCC 7942-ga (DF=25, r=-0,660, P=<0,001) (joonis 1d).Lisaks ei olnud statistilist seost kahe tüve Tg ja rakuadhesiooni vahel (PCC 7942: DF = 25, r = 0,301, P = 0,127; CCAP 1479/1A: DF = 25, r = 0,287, P = 0,147).
Mõlema tüve puhul olid "kõvad" latekspolümeerid ebaefektiivsed.Seevastu 4N ja 12N toimisid kõige paremini S. elongatus PCC 7942 vastu, samas kui 4S ja 12S toimisid kõige paremini CCAP 1479/1A vastu (joonis 1e), kuigi polümeermaatriksi edasiseks optimeerimiseks on selgelt ruumi.Neid polümeere on kasutatud poolpartiide CO2 neto omastamise testides.
Fotofüsioloogiat jälgiti 7 päeva, kasutades lateksi vesikompositsioonis suspendeeritud rakke.Üldiselt vähenevad nii fotosünteesi näiv kiirus (PS) kui ka maksimaalne PSII kvantsaagis (Fv/Fm) aja jooksul, kuid see langus on ebaühtlane ja mõned PS-andmestikud näitavad kahefaasilist vastust, mis viitab osalisele vastusele, kuigi reaalajas taastumine. lühem PS aktiivsus (joonised 2a ja 3b).Kahefaasiline Fv / Fm vastus oli vähem väljendunud (joonised 2b ja 3b).
(a) Synechococcus elongatus PCC 7942 nähtav fotosünteesi kiirus (PS) ja (b) maksimaalne PSII kvantsaagis (Fv/Fm) vastusena lateksipreparaatidele võrreldes kontrollsuspensiooni kultuuridega.Stüreeni ja butüülakrülaadi suhe on „kõva” (H) lateksi puhul 1:3, „tavalise” (N) puhul 1:1 ja „pehme” (S) puhul 3:1.Varasemad numbrid lateksikoodis vastavad Texanoli sisaldusele.(keskmine ± standardhälve; n = 3).
(a) Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A näiv fotosünteesi kiirus (PS) ja (b) maksimaalne PSII kvantsaagis (Fv/Fm) vastusena lateksipreparaatidele võrreldes kontrollsuspensiooni kultuuridega.Stüreeni ja butüülakrülaadi suhe on „kõva” (H) lateksi puhul 1:3, „tavalise” (N) puhul 1:1 ja „pehme” (S) puhul 3:1.Varasemad numbrid lateksikoodis vastavad Texanoli sisaldusele.(keskmine ± standardhälve; n = 3).
S. elongatus PCC 7942 puhul ei mõjutanud lateksi koostis ja teksanooli kontsentratsioon aja jooksul PS-i (GLM, lateks*teksanool*aeg, DF = 28, F = 1,49, P = 0,07), kuigi koostis oli oluline tegur (GLM)., lateks*aeg, DF = 14, F = 3,14, P = <0,001) (joonis 2a).Texanooli kontsentratsioonil aja jooksul olulist mõju ei olnud (GLM, Texanol*aeg, DF=14, F=1,63, P=0,078).Fv/Fm (GLM, lateks*teksanool*aeg, DF=28, F=4,54, P=<0,001) mõjutas oluline koostoime.Latekspreparaadi ja Texanoli kontsentratsiooni vahelisel koostoimel oli oluline mõju Fv/Fm-le (GLM, Latex*Texanol, DF=4, F=180,42, P=<0,001).Iga parameeter mõjutab ka Fv/Fm aja jooksul (GLM, lateks*aeg, DF=14, F=9,91, P=<0,001 ja teksanool*aeg, DF=14, F=10,71, P=< 0,001).Lateks 12H säilitas madalaimad keskmised PS ja Fv/Fm väärtused (joonis 2b), mis näitab, et see polümeer on mürgisem.
S. elongatus CCAP 1479/1A PS oli oluliselt erinev (GLM, lateks * Texanol * aeg, DF = 28, F = 2,75, P = < 0,001), pigem lateksi koostisega kui teksanooli kontsentratsiooniga (GLM, lateks * aeg, DF = 14, F = 6,38, P = < 0,001, GLM, Texanol * aeg, DF = 14, F = 1,26, P = 0,239)."Pehmed" polümeerid 0S ja 4S säilitasid veidi kõrgema PS-i jõudluse kui kontrollsuspensioonid (Mann-Whitney U, 0S versus kontrollid, W = 686,0, P = 0,044, 4S versus kontrollid, W = 713, P = 0,01) ja säilitasid paranenud Fv./Fm (joonis 3a) näitab tõhusamat transporti Photosystem II-sse.CCAP 1479/1A rakkude Fv/Fm väärtuste puhul ilmnes aja jooksul märkimisväärne lateksierinevus (GLM, lateks*teksanool*aeg, DF=28, F=6,00, P=<0,001) (joonis 3b).).
Joonisel fig.4 näitab keskmist PS-i ja Fv/Fm-i 7-päevase perioodi jooksul iga tüve rakukasvu funktsioonina.S. elongatus PCC 7942 ei omanud selget mustrit (joonis 4a ja b), kuid CCAP 1479/1A näitas paraboolset seost PS (joonis 4c) ja Fv/Fm (joonis 4d) väärtuste vahel. Stüreeni ja butüülakrülaadi suhe kasvab koos muutustega.
Synechococcus longumi kasvu ja fotofüsioloogia seos lateksipreparaatidel.(a) Toksilisuse andmed graafikuna näiva fotosünteesikiiruse (PS) suhtes, (b) PCC 7942 maksimaalne PSII kvantsaagis (Fv/Fm). c Toksilisuse andmed on esitatud PS ja d Fv/Fm CCAP 1479/1A suhtes.Stüreeni ja butüülakrülaadi suhe on „kõva” (H) lateksi puhul 1:3, „tavalise” (N) puhul 1:1 ja „pehme” (S) puhul 3:1.Varasemad numbrid lateksikoodis vastavad Texanoli sisaldusele.(keskmine ± standardhälve; n = 3).
Biokomposiidil PCC 7942 oli esimese nelja nädala jooksul rakkude retentsioonile piiratud mõju rakkude olulise leostumisega (joonis 5).Pärast CO2 omastamise algfaasi hakkasid 12 N lateksiga fikseeritud rakud CO2 vabastama ja see muster püsis 4. ja 14. päeva vahel (joonis 5b).Need andmed on kooskõlas pigmendi värvimuutuse vaatlustega.CO2 neto omastamine algas uuesti alates 18. päevast. Vaatamata rakkude vabanemisele (joonis 5a), kogus PCC 7942 12 N biokomposiit 28 päeva jooksul siiski rohkem CO2 kui kontrollsuspensioon, kuigi veidi (Mann-Whitney U-test, W = 2275,5; P = 0,066).CO2 neeldumiskiirus lateksi 12 N ja 4 N poolt on 0,51 ± 0,34 ja 1,18 ± 0,29 g CO2 g-1 biomassist d-1.Ravi ja ajatasemete vahel oli statistiliselt oluline erinevus (Chairer-Ray-Hare test, ravi: DF=2, H=70,62, P=<0,001 aeg: DF=13, H=23,63, P=0,034), kuid see ei olnud.ravi ja aja vahel oli oluline seos (Chairer-Ray-Hari test, aeg*ravi: DF=26, H=8,70, P=0,999).
Poolpartii CO2 omastamise testid Synechococcus elongatus PCC 7942 biokomposiitidega, kasutades 4N ja 12N lateksit.(a) Pildid näitavad rakkude vabanemist ja pigmendi värvimuutust, samuti biokomposiidi SEM-pilte enne ja pärast testimist.Valged punktiirjooned näitavad rakkude sadestumise kohti biokomposiidil.b) Kumulatiivne CO2 netotarbimine nelja nädala jooksul."Tavalise" (N) lateksi stüreeni ja butüülakrülaadi suhe on 1:1.Varasemad numbrid lateksikoodis vastavad Texanoli sisaldusele.(keskmine ± standardhälve; n = 3).
Rakkude peetus paranes oluliselt 4S ja 12S tüve CCAP 1479/1A korral, kuigi pigment muutis aja jooksul aeglaselt värvi (joonis 6a).Biokomposiit CCAP 1479/1A neelab CO2 terveteks 84 päevaks (12 nädalaks) ilma täiendavate toidulisanditeta.SEM-analüüs (joonis 6a) kinnitas väikeste rakkude eraldumise visuaalset vaatlust.Esialgu kaeti rakud latekskattega, mis säilitas oma terviklikkuse vaatamata rakkude kasvule.CO2 omastamise määr oli oluliselt kõrgem kui kontrollrühmal (Scheirer-Ray-Hari test, ravi: DF=2; H=240,59; P=<0,001, aeg: DF=42; H=112; P=<0,001) ( joonis 6b).12S biokomposiit saavutas suurima CO2 omastamise (1,57 ± 0,08 g CO2 g-1 biomassi päevas), samas kui 4S lateks oli 1,13 ± 0,41 g CO2 g-1 biomassi päevas, kuid need ei erinenud oluliselt (Mann-Whitney U test, W = 1507,50; P = 0,07) ja olulist koostoimet ravi ja aja vahel ei olnud (Shirer-Rey-Hara test, aeg * ravi: DF = 82; H = 10 0,37; P = 1,000).
Poole partii CO2 omastamise testimine, kasutades Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A biokomposiite 4N ja 12N lateksiga.(a) Pildid näitavad rakkude vabanemist ja pigmendi värvimuutust, samuti biokomposiidi SEM-pilte enne ja pärast testimist.Valged punktiirjooned näitavad rakkude sadestumise kohti biokomposiidil.b) Kumulatiivne CO2 netotarbimine kaheteistkümne nädala jooksul."Pehmes" (S) lateksis on stüreeni ja butüülakrülaadi suhe 1:1.Varasemad numbrid lateksikoodis vastavad Texanoli sisaldusele.(keskmine ± standardhälve; n = 3).
S. elongatus PCC 7942 (Shirer-Ray-Hari test, aeg*töötlus: DF=4, H=3,243, P=0,518) või biokomposiit S. elongatus CCAP 1479/1A (kaks ANOVA, aeg*töötlus: DF=8 , F = 1,79, P = 0,119) (joonis S4).Biokomposiidi PCC 7942 süsivesikute sisaldus oli kõrgeim 2. nädalal (4 N = 59,4 ± 22,5 massi%, 12 N = 67,9 ± 3,3 massiprotsenti), samas kui kontrollsuspensioonil oli suurim süsivesikute sisaldus 4. nädalal (kontroll = 59,6 ± 2,84%). w/w).CCAP 1479/1A biokomposiidi süsivesikute kogusisaldus oli võrreldav kontrollsuspensiooniga, välja arvatud katse alguses, 12S lateksis muutusid 4. nädalal. Biokomposiidi kõrgeimad väärtused olid 51,9 ± 9,6 massiprotsenti. 4S puhul ja 77,1 ± 17,0 massiprotsenti 12S puhul.
Püüdsime demonstreerida disainivõimalusi õhukese kilega latekspolümeerkatete struktuurse terviklikkuse suurendamiseks kui samblike jäljendamise biokomposiidi kontseptsiooni oluliseks komponendiks, ilma biosobivust või jõudlust ohverdamata.Tõepoolest, kui rakkude kasvuga seotud struktuursed väljakutsed ületatakse, eeldame, et meie eksperimentaalsete biokomposiitide jõudlus paraneb oluliselt, mis on juba võrreldav teiste tsüanobakterite ja mikrovetikate süsiniku kogumissüsteemidega.
Katted peavad olema mittetoksilised, vastupidavad, toetama pikaajalist rakkude adhesiooni ning olema poorsed, et soodustada tõhusat CO2 massiülekannet ja O2 degaseerimist.Lateks-tüüpi akrüülpolümeere on lihtne valmistada ja neid kasutatakse laialdaselt värvi-, tekstiili- ja liimitööstuses30.Kombineerisime tsüanobakterid veepõhise akrüüllatekspolümeeri emulsiooniga, mis oli polümeriseeritud stüreeni/butüülakrülaadi osakeste ja erinevates kontsentratsioonides Texanol'iga.Stüreen ja butüülakrülaat valiti nii, et need suudaksid kontrollida katte füüsikalisi omadusi, eriti elastsust ja koalestsentsi efektiivsust (oluline tugeva ja väga kleepuva katte jaoks), võimaldades sünteesida "kõva" ja "pehme" osakeste agregaate.Toksilisuse andmed viitavad sellele, et kõrge stüreenisisaldusega "kõva" lateks ei soodusta tsüanobakterite ellujäämist.Erinevalt butüülakrülaadist peetakse stüreeni vetikatele mürgiseks32,33.Tsüanobakteritüved reageerisid lateksile üsna erinevalt ja S. elongatus PCC 7942 jaoks määrati optimaalne klaasistumistemperatuur (Tg), samas kui S. elongatus CCAP 1479/1A näitas negatiivset lineaarset seost Tg-ga.
Kuivamistemperatuur mõjutab võimet moodustada pidev ühtlane latekskile.Kui kuivatustemperatuur on madalam kui minimaalne kile moodustamise temperatuur (MFFT), ei ühine polümeerlateksi osakesed täielikult, mille tulemuseks on adhesioon ainult osakeste piirpinnal.Saadud kiledel on halb adhesioon ja mehaaniline tugevus ning need võivad olla isegi pulbri kujul29.MFFT on tihedalt seotud Tg-ga, mida saab kontrollida monomeeri koostise ja koalestseerivate ainete, nagu Texanol, lisamisega.Tg määrab paljud saadud katte füüsikalised omadused, mis võivad olla kummises või klaasjas olekus34.Flory-Foxi võrrandi35 kohaselt sõltub Tg monomeeri tüübist ja suhtelisest protsentuaalsest koostisest.Koalestseeruva aine lisamine võib alandada MFFT-d lateksiosakeste Tg perioodilise allasurumisega, mis võimaldab kile moodustumist madalamatel temperatuuridel, kuid moodustab siiski kõva ja tugeva katte, kuna koalestseeruv aine aurustub aja jooksul aeglaselt või on ekstraheeritud 36 .
Texanoli kontsentratsiooni suurendamine soodustab kile moodustumist, pehmendades polümeeriosakesi (vähendab Tg-d), mis on tingitud osakeste imendumisest kuivamise ajal, suurendades seeläbi sidusa kile tugevust ja raku adhesiooni.Kuna biokomposiiti kuivatatakse ümbritseva õhu temperatuuril (~18–20 °C), on „kõva“ lateksi Tg (30–55 °C) kõrgem kui kuivatustemperatuur, mis tähendab, et osakeste ühinemine ei pruugi olla optimaalne, mille tulemuseks on B-kiled, mis jäävad klaaskehaks, halvad mehaanilised ja kleepuvad omadused, piiratud elastsus ja difusioon30, põhjustavad lõpuks suuremat rakkude kadu.Kile moodustumine "tavalistest" ja "pehmetest" polümeeridest toimub polümeerkile Tg juures või sellest madalamal ning kile moodustumist parandab parem koalestsents, mille tulemuseks on paremate mehaaniliste, sidusate ja kleepuvate omadustega pidevad polümeerkiled.Saadud kile jääb süsinikdioksiidi sidumise katsete ajal kummiks, kuna selle Tg on ümbritseva õhu temperatuuri lähedal ("tavaline" segu: 12 kuni 20 ºC) või palju madalam ("pehme" segu: -21 kuni -13 °C) 30 .„Kõva“ lateks (3,4–2,9 kgf mm–1) on kolm korda kõvem kui „tavaline“ lateks (1,0–0,9 kgf mm–1).“Pehmete” lateksite kõvadust ei saa mikrokõvadusega mõõta nende liigse kummise ja kleepuvuse tõttu toatemperatuuril.Pinnalaeng võib samuti mõjutada adhesiooniafiinsust, kuid sisuka teabe saamiseks on vaja rohkem andmeid.Kuid kõik lateksid säilitasid rakud tõhusalt, vabastades vähem kui 1%.
Fotosünteesi produktiivsus aja jooksul väheneb.Kokkupuude polüstüreeniga põhjustab membraani katkemist ja oksüdatiivset stressi38, 39, 40, 41.0S ja 4S kokkupuutel S. elongatus CCAP 1479/1A Fv/Fm väärtused olid peaaegu kaks korda kõrgemad võrreldes suspensioonikontrolliga, mis on hästi kooskõlas 4S biokomposiidi CO2 omastamise kiirusega, samuti madalamad keskmised PS väärtused.väärtused.Kõrgemad Fv/Fm väärtused näitavad, et elektronide transport PSII-sse võib anda rohkem footoneid42, mis võib kaasa tuua suurema CO2 fikseerimise määra.Siiski tuleb märkida, et fotofüsioloogilised andmed saadi lateksi vesilahustes suspendeeritud rakkudest ja need ei pruugi olla otseselt võrreldavad küpsete biokomposiitidega.
Kui lateks loob takistuse valguse ja/või gaasivahetusele, mille tulemuseks on valguse ja CO2 piiramine, võib see põhjustada rakustressi ja vähendada jõudlust ning kui see mõjutab O2 vabanemist, siis fotohingamist39.Kõvastunud katete valguse läbilaskvust hinnati: "kõva" lateksi valguse läbilaskvus vähenes 440 ja 480 nm vahel (osaliselt paranes Texanoli kontsentratsiooni suurendamine tänu kile paranenud ühinemisele), samas kui "pehme" ja "regulaarne" ” lateks näitas kerget valguse läbilaskvuse langust.ei näita märgatavat kaotust.Analüüsid, nagu ka kõik inkubatsioonid, viidi läbi madala valguse intensiivsusega (30,5 µmol m-2 s-1), nii et igasugune polümeermaatriksist tulenev fotosünteetiliselt aktiivne kiirgus kompenseeritakse ja võib isegi olla kasulik fotoinhibeerimise ärahoidmisel.kahjustava valgustugevuse korral.
Biokomposiit CCAP 1479/1A toimis 84 testipäeva jooksul ilma toitainete ringluse või olulise biomassi kadumiseta, mis on uuringu põhieesmärk.Rakkude depigmentatsiooni võib seostada kloroosiprotsessiga vastusena lämmastiku nälgimisele, et saavutada pikaajaline ellujäämine (puhkeseisund), mis võib aidata rakkudel pärast piisava lämmastiku akumuleerumise saavutamist jätkata kasvu.SEM-pildid kinnitasid, et rakud jäid katte sisse vaatamata rakkude jagunemisele, näidates "pehme" lateksi elastsust ja näidates seega selget eelist eksperimentaalse versiooni ees.“Pehme” lateks sisaldab umbes 70% butüülakrülaati (massi järgi), mis on palju suurem kui elastse katte puhul pärast kuivatamist märgitud kontsentratsioon44.
CO2 neto omastamine oli oluliselt suurem kui kontrollsuspensioonil (vastavalt 14–20 ja 3–8 korda kõrgem S. elongatus CCAP 1479/1A ja PCC 7942 puhul).Varem kasutasime CO2 massiülekande mudelit, et näidata, et suure CO2 omastamise peamiseks tõukejõuks on terav CO2 kontsentratsiooni gradient biokomposiidi pinnal31 ja et biokomposiidi jõudlust võib piirata vastupidavus massiülekandele.Selle probleemi saab ületada, lisades lateksisse mittetoksilisi, kilet mittemoodutavaid koostisosi, et suurendada katte poorsust ja läbilaskvust26, kuid rakkude kinnipidamine võib olla ohus, kuna selle strateegia tulemuseks on paratamatult nõrgem kile20.Keemilist koostist saab polümerisatsiooni käigus poorsuse suurendamiseks muuta, mis on parim valik, eriti tööstusliku tootmise ja mastaapsuse seisukohalt45.
Uue biokomposiidi jõudlus võrreldes hiljutiste mikrovetikate ja tsüanobakterite biokomposiite kasutavate uuringutega näitas eeliseid rakkude laadimiskiiruse reguleerimisel (tabel 1)21,46 ja pikema analüüsiajaga (84 päeva versus 15 tundi46 ja 3 nädalat21).
Süsivesikute mahusisaldus rakkudes on soodne võrreldes teiste tsüanobaktereid kasutavate uuringutega47, 48, 49, 50 ja seda kasutatakse potentsiaalse kriteeriumina süsiniku sidumise ja kasutamise/taaskasutamise rakendustes, näiteks BECCS-i fermentatsiooniprotsessides49, 51 või biolagunevate ainete tootmiseks. bioplast52.Selle uuringu põhjenduse osana eeldame, et metsastamine, isegi BECCS-i negatiivsete heitkoguste kontseptsioonis arvesse võttes, ei ole imerohi kliimamuutuste vastu ja kulutab murettekitava osa maailma põllumaast6.Mõttekatsena hinnati, et aastaks 2100 tuleb atmosfäärist eemaldada 640–950 GtCO2, et piirata globaalse temperatuuri tõusu 1,5 °C-ni53 (umbes 8–12 GtCO2 aastas).Selle saavutamiseks paremini toimiva biokomposiidiga (574,08 ± 30,19 t CO2 t-1 biomassi aastas-1) oleks vaja mahu suurendamist 5,5 × 1010-lt 8,2 × 1010 m3-le (võrreldava fotosünteesitõhususega), mis sisaldab 196 kuni 2 miljardit liitrit 92 miljardit liitrit. polümeer.Eeldusel, et 1 m3 biokomposiite võtab enda alla 1 m2 maa-ala, on siht-aastase CO2 koguhulga neelamiseks vajalik pindala vahemikus 5,5–8,17 miljonit hektarit, mis on võrdne 0,18–0,27% maa-alade elutegevuseks sobivast pinnast. troopikas ja vähendada maa pindala.vajadus BECCSi järele 98-99%.Tuleb märkida, et teoreetiline püüdmissuhe põhineb väheses valguses registreeritud CO2 neeldumisel.Niipea, kui biokomposiit puutub kokku intensiivsema loodusliku valgusega, suureneb CO2 omastamise määr, vähendades veelgi maavajadust ja kallutades kaalud veelgi biokomposiidi kontseptsiooni poole.Taustvalgustuse pideva intensiivsuse ja kestuse tagamiseks peab rakendamine olema ekvaatoril.
CO2 väetamise globaalne mõju ehk CO2 suurenenud saadavusest tingitud taimestiku produktiivsuse kasv on enamikul maismaaaladel vähenenud, seda arvatavasti mulla põhitoitainete (N ja P) ning veevarude muutuste tõttu7.See tähendab, et maapealne fotosüntees ei pruugi kaasa tuua CO2 omastamise suurenemist, vaatamata kõrgendatud CO2 kontsentratsioonile õhus.Selles kontekstis on maapealsete kliimamuutuste leevendamise strateegiate, nagu BECCS, edu veelgi väiksem.Kui see ülemaailmne nähtus kinnitust leiab, võib meie samblikest inspireeritud biokomposiit olla põhivara, mis muudab üherakulised veefotosünteesi mikroobid "maapealseteks aineteks".Enamik maismaataimi fikseerib CO2 C3 fotosünteesi kaudu, samas kui C4 taimed on soodsamad soojematele ja kuivematele elupaikadele ning on tõhusamad kõrgema CO254 osarõhu korral.Tsüanobakterid pakuvad alternatiivi, mis võiks korvata murettekitavad ennustused süsinikdioksiidi kokkupuute vähenemise kohta C3 taimedes.Tsüanobakterid on ületanud fotorespiratoorsed piirangud, töötades välja tõhusa süsiniku rikastamise mehhanismi, milles ümbritsevate karboksüsoomide sees ribuloos-1,5-bisfosfaatkarboksülaas/oksügenaas (RuBisCo) esitab ja hoiab kõrgemat CO2 osarõhku.Kui sinivetikate biokomposiitide tootmist suudetakse suurendada, võib sellest saada inimkonna jaoks oluline relv võitluses kliimamuutustega.
Biokomposiidid (sambliku jäljendid) pakuvad selgeid eeliseid tavaliste mikrovetikate ja tsüanobakterite suspensioonikultuuride ees, pakkudes suuremat CO2 omastamise määra, minimeerides reostusriske ja lubades konkurentsivõimelist CO2 vältimist.Kulud vähendavad oluliselt maa, vee ja toitainete kasutamist56.See uuring demonstreerib suure jõudlusega bioühilduva lateksi väljatöötamise ja valmistamise teostatavust, mis kombineerituna kandidaatsubstraadina loofa käsnaga võib tagada tõhusa ja tõhusa CO2 omastamise kuude pikkuse operatsiooni jooksul, hoides samal ajal rakkude kadu minimaalsena.Biokomposiidid võivad teoreetiliselt koguda ligikaudu 570 t CO2 t-1 biomassi aastas ja võivad osutuda meie kliimamuutustele reageerimisel olulisemaks kui BECCSi metsastamisstrateegiad.Polümeeri koostise edasise optimeerimise, kõrgema valguse intensiivsusega katsetamise ja keeruka metaboolse inseneritööga saavad looduse algsed biogeoinsenerid taas appi tulla.
Akrüüllatekspolümeerid valmistati stüreenmonomeeride, butüülakrülaadi ja akrüülhappe seguga ning pH reguleeriti 0,1 M naatriumhüdroksiidiga 7-ni (tabel 2).Stüreen ja butüülakrülaat moodustavad suurema osa polümeeriahelatest, samas kui akrüülhape aitab hoida lateksiosakesi suspensioonis57.Lateks struktuursed omadused määratakse klaasistumistemperatuuriga (Tg), mida kontrollitakse stüreeni ja butüülakrülaadi vahekorra muutmisega, mis annab vastavalt "kõvad" ja "pehmed" omadused58.Tüüpiline akrüüllatekspolümeer on 50:50 stüreen:butüülakrülaat 30, seega nimetati selles uuringus sellise suhtega lateksit "tavaliseks" lateksiks ja suurema stüreenisisaldusega lateksit väiksema stüreenisisaldusega lateksiks. .nimetatakse "pehmeks" kui "kõvaks".
Esmane emulsioon valmistati, kasutades destilleeritud vett (174 g), naatriumvesinikkarbonaati (0,5 g) ja Rhodapex Ab/20 pindaktiivset ainet (30,92 g) (Solvay), et stabiliseerida 30 monomeeri tilka.Klaassüstalt (Science Glass Engineering) ja süstlapumbaga lisati primaarsele emulsioonile 4 tunni jooksul tilkhaaval sekundaarne alikvoot, mis sisaldas tabelis 2 loetletud stüreeni, butüülakrülaati ja akrüülhapet kiirusega 100 ml h-1 (Cole). -Palmer, Mount Vernon, Illinois).Valmistage polümerisatsiooni initsiaatori 59 lahus, kasutades dHO ja ammooniumpersulfaati (100 ml, 3% w/w).
Segage dHO-d (206 g), naatriumvesinikkarbonaati (1 g) ja Rhodapex Ab/20 (4,42 g) sisaldavat lahust roostevabast terasest propelleriga ülemise segisti (Heidolph Hei-TORQUE väärtus 100) abil ja kuumutage 82 °C-ni. veesärgiga anum VWR Scientific 1137P kuumutatud veevannis.Kattega anumasse lisati tilkhaaval vähendatud kaaluga monomeeri (28,21 g) ja initsiaatori (20,60 g) lahus ja segati 20 minutit.Segage ülejäänud monomeeri (150 ml h-1) ja initsiaatori (27 ml h-1) lahused tugevalt, et hoida osakesed suspensioonis, kuni need lisatakse veesärgile 5 tunni jooksul, kasutades vastavalt 10 ml süstlaid ja 100 ml mahutit. .komplekteeritud süstlapumbaga.Segaja kiirust suurendati läga mahu suurenemise tõttu, et tagada lobri kinnipidamine.Pärast initsiaatori ja emulsiooni lisamist tõsteti reaktsiooni temperatuur 85 °C-ni, segati hästi kiirusel 450 p/min 30 minutit, seejärel jahutati temperatuurini 65 °C.Pärast jahutamist lisati lateksile kaks asenduslahust: tert-butüülvesinikperoksiid (t-BHP) (70% vees) (5 g, 14% massist) ja isoaskorbiinhape (5 g, 10% massist)..Lisage t-BHP tilkhaaval ja jätke 20 minutiks.Seejärel lisati 10 ml süstlast süstlapumba abil erütorbiinhapet kiirusega 4 ml/h.Latekslahus jahutati seejärel toatemperatuurini ja pH viidi 0,1 M naatriumhüdroksiidiga 7-ni.
2,2,4-trimetüül-1,3-pentaandioolmonoisobutüraat (Texanol) – madala toksilisusega biolagunev koalestsent lateksvärvidele 37,60 – lisati süstla ja pumbaga kolmes mahus (0, 4, 12 mahuprotsenti) lateksisegu ühendava ainena, et hõlbustada kile moodustumist kuivatamise ajal37.Lateks kuivainete protsent määrati, asetades 100 µl iga polümeeri eelnevalt kaalutud alumiiniumfooliumist korkidesse ja kuivatades ahjus 100 °C juures 24 tundi.
Valguse läbilaskmiseks kanti iga lateksisegu mikroskoobi slaidile, kasutades roostevabast terasest tilkkuubikut, mis oli kalibreeritud 100 µm kilede saamiseks, ja kuivatati 20 °C juures 48 tundi.Valguse läbilaskvust (fokuseeritud fotosünteetiliselt aktiivsele kiirgusele, λ 400–700 nm) mõõdeti spektroradiomeetril ILT950 SpectriLight anduriga 35 cm kaugusel 30 W luminofoorlambist (Sylvania Luxline Plus, n = 6) – kus valgus allikaks olid sinivetikad ja organismid Komposiitmaterjalid on säilinud.SpectrILight III tarkvara versiooni 3.5 kasutati valgustuse ja ülekande salvestamiseks vahemikus λ 400–700 nm61.Kõik proovid asetati anduri peale ja kontrollidena kasutati katmata klaasplaate.
Lateksproovid lisati silikoonist küpsetusnõusse ja lasti 24 tundi kuivada, enne kui testiti kõvadust.Asetage kuivatatud lateksiproov teraskorgile x10 mikroskoobi all.Pärast fokusseerimist hinnati proove Buehler Micromet II mikrokõvaduse testeriga.Proovile rakendati 100–200-grammist jõudu ja laadimisajaks määrati 7 sekundit, et tekitada proovis teemantmõlk.Trüki analüüsimiseks kasutati Bruker Alicona × 10 mikroskoobi objektiivi koos täiendava kuju mõõtmise tarkvaraga.Iga lateksi kõvaduse arvutamiseks kasutati Vickersi kõvaduse valemit (võrrand 1), kus HV on Vickersi arv, F on rakendatud jõud ja d on lateksi kõrguse ja laiuse põhjal arvutatud taande diagonaalide keskmine.taande väärtus."Pehmet" lateksit ei saa mõõta kleepuvuse ja venituse tõttu taandumise katse ajal.
Latekskompositsiooni klaasistumistemperatuuri (Tg) määramiseks asetati polümeeri proovid silikageeli tassidesse, kuivatati 24 tundi, kaaluti 0,005 g-ni ja asetati proovinõudesse.Tass suleti ja asetati diferentsiaalskaneerivasse kolorimeetrisse (PerkinElmer DSC 8500, Intercooler II, Pyris andmeanalüüsi tarkvara)62.Soojusvoo meetodit kasutatakse võrdlustopside ja proovitopside asetamiseks samasse ahju koos sisseehitatud temperatuurianduriga temperatuuri mõõtmiseks.Ühtse kõvera loomiseks kasutati kokku kahte kaldteed.Proovimeetodit tõsteti korduvalt -20 °C-lt 180 °C-ni kiirusega 20 °C minutis.Iga algus- ja lõpp-punkti salvestatakse 1 minut, et võtta arvesse temperatuuri viivitust.
Biokomposiidi CO2 neelamise võime hindamiseks valmistati proovid ette ja testiti samamoodi nagu meie eelmises uuringus31.Kuivatatud ja autoklaavitud pesulapp lõigati umbes 1 × 1 × 5 cm suurusteks ribadeks ja kaaluti.Kandke 600 µl iga tsüanobakteritüve kahte kõige tõhusamat biokatet iga loofariba ühele otsale, mis katab ligikaudu 1 × 1 × 3 cm, ja kuivatage pimedas 20 °C juures 24 tundi.Loofah makropoorse struktuuri tõttu läks osa valemist raisku, mistõttu rakkude laadimise efektiivsus ei olnud 100%.Selle probleemi lahendamiseks määrati kuiva preparaadi kaal loofale ja normaliseeriti kuivpreparaadi võrdluseks.Abiootilised kontrollid, mis koosnesid loofast, lateksist ja steriilsest toitainekeskkonnast, valmistati sarnasel viisil.
Poolpartii CO2 neeldumistesti tegemiseks asetage biokomposiit (n = 3) 50 ml klaastorusse nii, et biokomposiidi üks ots (ilma biokatteta) puutuks kokku 5 ml kasvusöötmega, võimaldades toitainel imenduda. transportida kapillaaride toimel..Pudel on suletud 20 mm läbimõõduga butüülkummist korgiga ja hõbedase alumiiniumkorgiga.Pärast sulgemist süstige gaasikindla süstla külge kinnitatud steriilse nõelaga 45 ml 5% CO2/õhk.Kontrollsuspensiooni rakkude tihedus (n = 3) oli samaväärne biokomposiidi rakukoormusega toitainekeskkonnas.Katsed viidi läbi temperatuuril 18 ± 2 °C fotoperioodiga 16:8 ja fotoperioodiga 30,5 µmol m-2 s-1.Pearuum eemaldati iga kahe päeva järel gaasikindla süstlaga ja analüüsiti CO2-mõõturiga infrapuna neeldumisega GEOTech G100, et määrata neeldunud CO2 protsent.Lisage võrdne kogus CO2 gaasisegu.
% CO2 Fix arvutatakse järgmiselt: % CO2 Fix = 5% (v/v) – kirjutage %CO2 (võrrand 2), kus P = rõhk, V = maht, T = temperatuur ja R = ideaalse gaasi konstant.
Tsüanobakterite ja biokomposiitide kontrollsuspensioonide teatatud CO2 omastamise määrad normaliseeriti mittebioloogilisteks kontrollideks.G biomassi funktsionaalne ühik on pesulapile immobiliseeritud kuiva biomassi kogus.See määratakse luufaproovide kaalumisega enne ja pärast raku fikseerimist.Rakkude koormusmassi (biomassi ekvivalendi) arvestamine preparaatide individuaalse kaalumise teel enne ja pärast kuivatamist ning rakupreparaadi tiheduse arvutamisega (võrrand 3).Eeldatakse, et rakupreparaadid on fikseerimise ajal homogeensed.
Statistiliseks analüüsiks kasutati Minitab 18 ja Microsoft Excelit koos RealStatisticsi lisandmooduliga.Normaalsust testiti Anderson-Darlingi testiga ja dispersioonide võrdsust testiti Levene testiga.Neid eeldusi rahuldavaid andmeid analüüsiti kahesuunalise dispersioonanalüüsi (ANOVA) abil, kasutades post hoc analüüsina Tukey testi.Kahesuunalisi andmeid, mis ei vastanud normaalsuse ja võrdse dispersiooni eeldustele, analüüsiti Shirer-Ray-Hara testi ja seejärel Mann-Whitney U-testi abil, et määrata ravide vaheline olulisus.Mittenormaalsete andmete jaoks kasutati kolme teguriga üldistatud lineaarseid segamudeleid (GLM), kus andmed teisendati Johnsoni teisendusega63.Pearsoni toodete momendikorrelatsioonid viidi läbi, et hinnata seost Texanooli kontsentratsiooni, klaasistumistemperatuuri ning lateksi toksilisuse ja adhesiooniandmete vahel.
Postitusaeg: jaan-05-2023