Химики разработали технологию для мониторинга здоровья водорослевых культур
Химики из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали технологию для мониторинга здоровья культур водорослей — одного из самых перспективных в мире источников устойчивых продуктов, создаваемых для противодействия глобальным проблемам, связанным с загрязнителями от ископаемого топлива и отходами.
Как описано 1 октября в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи создали метод измерения в реальном времени, который может спасти сотни миллионов долларов от потерь биомассы водорослей. Водоросли считаются ключом к устойчивым продуктам: от новых биотоплив до возобновляемых пластиков.
Проблема и решение
- Наиболее экономичный метод выращивания водорослей — в крупных открытых прудах-каналах ("raceway"), что делает культуры уязвимыми для заражения вирусами, бактериями и грибками, способными уничтожить урожай за часы.
- Команда разработала новый метод оценки летучих газов — органических соединений, выделяемых в результате микробных процессов. Используя прибор, созданный в лаборатории профессора Кимберли Пратер, исследователи автоматизировали измерения в реальном времени с помощью химической ионизационной масс-спектрометрии (CIMS).
Как это работает
- Технология непрерывно отслеживает нормальное состояние водорослей по профилю выделяемых ими летучих газов на протяжении цикла роста.
- Когда вторгающиеся организмы атакуют и вызывают стресс, сигнатура летучих газов меняется. CIMS мгновенно обнаруживает это нарушение, позволяя операторам принять меры для спасения урожая.
- По словам старшего автора Роберта Померанца, с такой системой можно либо смягчить ущерб, либо экстренно собрать урожай до его полной гибели.
Результаты и перспективы
- В экспериментах система CIMS обнаруживала заражение на 37–76 часов раньше, чем традиционные методы мониторинга (микроскопия и флуоресценция).
- Исследователи указывают, что CIMS можно адаптировать для мониторинга здоровья других ценных продуктов, таких как сыр, пиво, моноклональные антитела и культивируемое мясо, которые также уязвимы для атак инфекционных организмов.
В числе соавторов статьи: Джон Сауэр, Райан Симковски, Алексия Мур, Луис Камарда, Саммер Шерман, Кимберли Пратер и Роберт Померанц.