உயிரியல் கார்பன் வரிசைப்படுத்தலை மேம்படுத்த செயலில் உள்ள ஒளிச்சேர்க்கை உயிர் கலவைகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன.

Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி.வரையறுக்கப்பட்ட CSS ஆதரவுடன் உலாவிப் பதிப்பைப் பயன்படுத்துகிறீர்கள்.சிறந்த அனுபவத்திற்கு, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கத்தன்மை பயன்முறையை முடக்கவும்).கூடுதலாக, தொடர்ந்து ஆதரவை உறுதிப்படுத்த, தளத்தை பாணிகள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் காட்டுகிறோம்.
ஒரே நேரத்தில் மூன்று ஸ்லைடுகளின் கொணர்வியைக் காட்டுகிறது.ஒரே நேரத்தில் மூன்று ஸ்லைடுகளை நகர்த்துவதற்கு முந்தைய மற்றும் அடுத்த பொத்தான்களைப் பயன்படுத்தவும் அல்லது ஒரு நேரத்தில் மூன்று ஸ்லைடுகளை நகர்த்த முடிவில் உள்ள ஸ்லைடர் பொத்தான்களைப் பயன்படுத்தவும்.
பாரிஸ் ஒப்பந்தத்தின் இலக்குகளை அடைய கார்பன் பிடிப்பு மற்றும் சேமிப்பு அவசியம்.ஒளிச்சேர்க்கை என்பது கார்பனைப் பிடிக்கும் இயற்கையின் தொழில்நுட்பமாகும்.லைகன்களில் இருந்து உத்வேகத்தை உருவாக்கி, ஒரு லூஃபா ஸ்பாஞ்சில் பயன்படுத்தப்படும் அக்ரிலிக் லேடக்ஸ் பாலிமரைப் பயன்படுத்தி, 3D சயனோபாக்டீரியா ஒளிச்சேர்க்கை உயிரி கலவையை (அதாவது லிச்சனைப் பிரதிபலிக்கும்) உருவாக்கினோம்.பயோகாம்போசிட்டால் CO2 உறிஞ்சுதலின் விகிதம் 1.57 ± 0.08 g CO2 g-1 இன் உயிரி d-1 ஆகும்.பரிசோதனையின் தொடக்கத்தில் உலர் உயிரியை அடிப்படையாகக் கொண்டது மற்றும் புதிய உயிரிகளை வளர்க்கப் பயன்படுத்தப்படும் CO2 மற்றும் கார்போஹைட்ரேட் போன்ற சேமிப்பு கலவைகளில் உள்ள CO2 ஆகியவை அடங்கும்.இந்த உறிஞ்சுதல் விகிதங்கள் குழம்பு கட்டுப்பாட்டு நடவடிக்கைகளை விட 14-20 மடங்கு அதிகமாக இருந்தது மற்றும் 570 t CO2 t-1 உயிர்ப்பொருளை ஆண்டுக்கு-1 கைப்பற்றுவதற்கு அளவிடப்படலாம், இது 5.5-8.17 × 106 ஹெக்டேர் நில உபயோகத்திற்கு சமமானதாகும், 8-12 GtCO2 ஐ நீக்குகிறது. ஆண்டுக்கு CO2.மாறாக, கார்பன் பிடிப்பு மற்றும் சேமிப்பகத்துடன் கூடிய வன உயிர் ஆற்றல் 0.4–1.2 × 109 ஹெக்டேர் ஆகும்.பயோகாம்போசிட் கூடுதல் ஊட்டச்சத்துக்கள் அல்லது தண்ணீர் இல்லாமல் 12 வாரங்கள் செயல்பட்டது, அதன் பிறகு சோதனை நிறுத்தப்பட்டது.காலநிலை மாற்றத்தை எதிர்த்துப் போராடுவதற்கான மனிதகுலத்தின் பன்முக தொழில்நுட்ப நிலைப்பாட்டிற்குள், பொறிக்கப்பட்ட மற்றும் உகந்த சயனோபாக்டீரியல் உயிர் கலவைகள் நிலையான மற்றும் அளவிடக்கூடிய வரிசைப்படுத்துதலுக்கான திறனைக் கொண்டுள்ளன, அதே நேரத்தில் நீர், ஊட்டச்சத்து மற்றும் நில பயன்பாட்டு இழப்புகளைக் குறைக்கின்றன.
காலநிலை மாற்றம் என்பது உலகளாவிய பல்லுயிர், சுற்றுச்சூழல் நிலைத்தன்மை மற்றும் மக்களுக்கு உண்மையான அச்சுறுத்தலாகும்.அதன் மோசமான விளைவுகளைத் தணிக்க, ஒருங்கிணைந்த மற்றும் பெரிய அளவிலான டிகார்பரைசேஷன் திட்டங்கள் தேவை, நிச்சயமாக, வளிமண்டலத்தில் இருந்து கிரீன்ஹவுஸ் வாயுக்களை நேரடியாக அகற்றுவது அவசியம்.மின்சார உற்பத்தியின் நேர்மறையான டிகார்பனைசேஷன் 2,3 இருந்தபோதிலும், தற்போது வளிமண்டல கார்பன் டை ஆக்சைடை (CO2) 4 ஐக் குறைக்க பொருளாதார ரீதியாக நிலையான தொழில்நுட்ப தீர்வுகள் இல்லை, இருப்பினும் ஃப்ளூ வாயு பிடிப்பு முன்னேறுகிறது5.அளவிடக்கூடிய மற்றும் நடைமுறை பொறியியல் தீர்வுகளுக்கு பதிலாக, மக்கள் கார்பன் பிடிப்புக்கான இயற்கை பொறியாளர்களிடம் திரும்ப வேண்டும் - ஒளிச்சேர்க்கை உயிரினங்கள் (ஒளிச்சேர்க்கை உயிரினங்கள்).ஒளிச்சேர்க்கை என்பது இயற்கையின் கார்பன் வரிசைப்படுத்தல் தொழில்நுட்பம், ஆனால் அர்த்தமுள்ள நேர அளவீடுகளில் மானுடவியல் கார்பன் செறிவூட்டலை மாற்றியமைக்கும் அதன் திறன் கேள்விக்குரியது, நொதிகள் திறனற்றவை, மேலும் பொருத்தமான அளவுகளில் வரிசைப்படுத்துவதற்கான அதன் திறன் கேள்விக்குரியது.நிகர CO21 உமிழ்வைக் குறைக்க உதவும் எதிர்மறை-உமிழ்வு தொழில்நுட்பமாக கார்பன் பிடிப்பு மற்றும் சேமிப்பு (BECCS) மூலம் உயிரி ஆற்றலுக்கான மரங்களை வெட்டுவது ஃபோட்டோட்ரோபிக்கான சாத்தியமான வழி.இருப்பினும், பாரிஸ் ஒப்பந்தத்தின் வெப்பநிலை இலக்கான 1.5°C ஐ BECCS ஐப் பயன்படுத்தி அடைய, 0.4 முதல் 1.2 × 109 ஹெக்டேர் வரை தேவைப்படும், இது தற்போதைய உலகளாவிய விளை நிலத்தில் 25-75%க்கு சமமானதாகும்.கூடுதலாக, CO2 கருத்தரிப்பின் உலகளாவிய விளைவுகளுடன் தொடர்புடைய நிச்சயமற்ற தன்மை, வனத் தோட்டங்களின் ஒட்டுமொத்த திறனைக் கேள்விக்குள்ளாக்குகிறது7.பாரிஸ் உடன்படிக்கையால் நிர்ணயிக்கப்பட்ட வெப்பநிலை இலக்குகளை நாம் அடைய வேண்டுமானால், ஒவ்வொரு வருடமும் வளிமண்டலத்தில் இருந்து 100 வினாடிகள் GtCO2 பசுமை இல்ல வாயுக்கள் (GGR) அகற்றப்பட வேண்டும்.UK ஆராய்ச்சி மற்றும் கண்டுபிடிப்புத் துறை சமீபத்தில் ஐந்து GGR8 திட்டங்களுக்கு நிதியுதவி அறிவித்தது, பீட்லேண்ட் மேலாண்மை, மேம்படுத்தப்பட்ட பாறை வானிலை, மரம் நடுதல், பயோசார் மற்றும் வற்றாத பயிர்கள் ஆகியவை BECCS செயல்முறைக்கு உணவளிக்கின்றன.ஆண்டுக்கு 130 MtCO2 ஐ வளிமண்டலத்தில் இருந்து அகற்றுவதற்கான செலவுகள் 10-100 US$/tCO2, பீட்லேண்ட் மறுசீரமைப்பிற்காக வருடத்திற்கு 0.2-8.1 MtCO2, 52-480 US$/tCO2 மற்றும் 12-27 MtCO2 பாறைகளின் வானிலைக்காக வருடத்திற்கு 12-27 MtCO2 ஆகும். , 0.4-30 USD/ஆண்டு.tCO2, 3.6 MtCO2/வருடம், வனப் பரப்பில் 1% அதிகரிப்பு, 0.4-30 US$/tCO2, 6-41 MtCO2/yr, பயோசார், 140-270 US$/tCO2, 20-70 Mt CO2 நிரந்தரப் பயிர்களுக்கு ஆண்டுக்கு BECCS9.
இந்த அணுகுமுறைகளின் கலவையானது ஆண்டுக்கு 130 Mt CO2 இலக்கை அடையலாம், ஆனால் பாறை வானிலை மற்றும் BECCS ஆகியவற்றின் செலவுகள் அதிகம், மேலும் பயோசார், ஒப்பீட்டளவில் மலிவான மற்றும் நில பயன்பாட்டுடன் தொடர்புடையதாக இருந்தாலும், பயோசார் உற்பத்தி செயல்முறைக்கான தீவனம் தேவைப்படுகிறது.மற்ற GGR தொழில்நுட்பங்களை பயன்படுத்த இந்த வளர்ச்சி மற்றும் எண்ணை வழங்குகிறது.
நிலத்தில் தீர்வுகளைத் தேடுவதற்குப் பதிலாக, தண்ணீரைத் தேடுங்கள், குறிப்பாக மைக்ரோஅல்கா மற்றும் சயனோபாக்டீரியா போன்ற ஒற்றை செல் போட்டோட்ரோப்கள்.ஆல்கா (சயனோபாக்டீரியா உட்பட) உலகின் கார்பன் டை ஆக்சைடில் தோராயமாக 50% கைப்பற்றுகிறது, இருப்பினும் அவை உலகின் உயிரியில் 1% மட்டுமே.சயனோபாக்டீரியா இயற்கையின் அசல் உயிரியல் பொறியாளர்கள், சுவாச வளர்சிதை மாற்றத்திற்கான அடித்தளம் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் பல்லுயிர் வாழ்க்கையின் பரிணாம வளர்ச்சிக்கு அடித்தளம் அமைக்கிறது.கார்பனைப் பிடிக்க சயனோபாக்டீரியாவைப் பயன்படுத்துவதற்கான யோசனை புதியது அல்ல, ஆனால் இந்த பழங்கால உயிரினங்களுக்கு புதிய எல்லைகளைத் திறக்கிறது.
தொழில்துறை நோக்கங்களுக்காக மைக்ரோஅல்கா மற்றும் சயனோபாக்டீரியாவைப் பயன்படுத்தும் போது திறந்த குளங்கள் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கைகள் இயல்புநிலை சொத்துகளாகும்.இந்த கலாச்சார அமைப்புகள் ஒரு சஸ்பென்ஷன் கலாச்சாரத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன, இதில் செல்கள் வளர்ச்சி ஊடகத்தில் சுதந்திரமாக மிதக்கின்றன14;இருப்பினும், குளங்கள் மற்றும் ஃபோட்டோபயோரியாக்டர்கள் மோசமான CO2 வெகுஜன பரிமாற்றம், நிலம் மற்றும் நீரின் தீவிர பயன்பாடு, உயிரி கறைபடிதல் மற்றும் அதிக கட்டுமானம் மற்றும் செயல்பாட்டு செலவுகள் போன்ற பல குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளன.சஸ்பென்ஷன் கலாச்சாரங்களைப் பயன்படுத்தாத பயோஃபில்ம் பயோரியாக்டர்கள் நீர் மற்றும் இடத்தின் அடிப்படையில் மிகவும் சிக்கனமானவை, ஆனால் அவை காய்ந்து சேதமடையும் அபாயத்தில் உள்ளன, பயோஃபில்ம் பற்றின்மைக்கு ஆளாகின்றன (இதனால் செயலில் உள்ள உயிரியலை இழக்கின்றன), மேலும் அவை பயோஃபுலிங்குக்கும் சமமாக வாய்ப்புள்ளது17.
CO2 உறிஞ்சுதலின் விகிதத்தை அதிகரிக்க புதிய அணுகுமுறைகள் தேவை மற்றும் குழம்பு மற்றும் பயோஃபில்ம் உலைகளை கட்டுப்படுத்தும் பிரச்சனைகளுக்கு தீர்வு காண வேண்டும்.அத்தகைய ஒரு அணுகுமுறை லைச்சன்களால் ஈர்க்கப்பட்ட ஒளிச்சேர்க்கை உயிர் கலவைகள் ஆகும்.லைகன்கள் பூஞ்சை மற்றும் ஃபோட்டோபயோன்ட்களின் (மைக்ரோஅல்கா மற்றும்/அல்லது சயனோபாக்டீரியா) ஒரு சிக்கலானது, அவை பூமியின் நிலப்பரப்பில் தோராயமாக 12% ஆகும்.பூஞ்சைகள் ஃபோட்டோபயாடிக் அடி மூலக்கூறின் உடல் ஆதரவு, பாதுகாப்பு மற்றும் நங்கூரம் ஆகியவற்றை வழங்குகின்றன, இது பூஞ்சைகளுக்கு கார்பனை (அதிகப்படியான ஒளிச்சேர்க்கை தயாரிப்புகளாக) வழங்குகிறது.முன்மொழியப்பட்ட பயோகாம்போசிட் ஒரு "லிச்சென் மைமெடிக்" ஆகும், இதில் சயனோபாக்டீரியாவின் செறிவூட்டப்பட்ட மக்கள்தொகை ஒரு கேரியர் அடி மூலக்கூறில் ஒரு மெல்லிய உயிர் பூச்சு வடிவத்தில் அசையாது.உயிரணுக்களுக்கு கூடுதலாக, பயோகோட்டிங் பூஞ்சையை மாற்றக்கூடிய பாலிமர் மேட்ரிக்ஸைக் கொண்டுள்ளது.நீர் சார்ந்த பாலிமர் குழம்புகள் அல்லது "லேடெக்ஸ்கள்" விரும்பப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை உயிரி இணக்கத்தன்மை, நீடித்த, மலிவான, கையாள எளிதானது மற்றும் வணிக ரீதியாகக் கிடைக்கும்19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26.
லேடெக்ஸ் பாலிமர்கள் கொண்ட செல்களை சரிசெய்வது லேடெக்ஸின் கலவை மற்றும் படம் உருவாகும் செயல்முறையால் பெரிதும் பாதிக்கப்படுகிறது.குழம்பு பாலிமரைசேஷன் என்பது செயற்கை ரப்பர், பிசின் பூச்சுகள், சீலண்டுகள், கான்கிரீட் சேர்க்கைகள், காகிதம் மற்றும் ஜவுளி பூச்சுகள் மற்றும் மரப்பால் வண்ணப்பூச்சுகள் ஆகியவற்றை உற்பத்தி செய்ய பயன்படுத்தப்படும் ஒரு பன்முக செயல்முறை ஆகும்.இது மற்ற பாலிமரைசேஷன் முறைகளை விட பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது உயர் எதிர்வினை வீதம் மற்றும் மோனோமர் மாற்றும் திறன், அத்துடன் தயாரிப்புக் கட்டுப்பாட்டின் எளிமை27,28.மோனோமர்களின் தேர்வு விளைவான பாலிமர் படத்தின் விரும்பிய பண்புகளைப் பொறுத்தது, மேலும் கலப்பு மோனோமர் அமைப்புகளுக்கு (அதாவது, கோபாலிமரைசேஷன்கள்), பாலிமரின் பண்புகளை மாற்றியமைக்க முடியும்.ப்யூட்டில் அக்ரிலேட் மற்றும் ஸ்டைரீன் ஆகியவை மிகவும் பொதுவான அக்ரிலிக் லேடெக்ஸ் மோனோமர்களில் உள்ளன, மேலும் அவை இங்கே பயன்படுத்தப்படுகின்றன.கூடுதலாக, ஒருங்கிணைக்கும் முகவர்கள் (எ.கா. டெக்சானால்) ஒரே மாதிரியான பட உருவாக்கத்தை ஊக்குவிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அங்கு அவை பாலிமர் லேடெக்ஸின் பண்புகளை மாற்றியமைத்து வலுவான மற்றும் "தொடர்ச்சியான" (கூலஸ்ஸிங்) பூச்சுகளை உருவாக்க முடியும்.எங்கள் ஆரம்ப ஆதார-ஆய்வு ஆய்வில், ஒரு உயர் மேற்பரப்பு, உயர் போரோசிட்டி 3D உயிரி கலவையானது ஒரு லூஃபா ஸ்பாஞ்சில் பயன்படுத்தப்படும் வணிக லேடெக்ஸ் பெயிண்ட்டைப் பயன்படுத்தி புனையப்பட்டது.நீண்ட மற்றும் தொடர்ச்சியான கையாளுதல்களுக்குப் பிறகு (எட்டு வாரங்கள்), உயிரணுக் கலவையானது லூஃபா சாரக்கட்டு மீது சயனோபாக்டீரியாவைத் தக்கவைக்கும் மட்டுப்படுத்தப்பட்ட திறனைக் காட்டியது, ஏனெனில் உயிரணு வளர்ச்சியானது லேடெக்ஸின் கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாட்டை பலவீனப்படுத்தியது.தற்போதைய ஆய்வில், பாலிமர் சிதைவைத் தியாகம் செய்யாமல் கார்பன் பிடிப்பு பயன்பாடுகளில் தொடர்ச்சியான பயன்பாட்டிற்காக அறியப்பட்ட வேதியியலின் அக்ரிலிக் லேடெக்ஸ் பாலிமர்களின் வரிசையை உருவாக்குவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளோம்.அவ்வாறு செய்வதன் மூலம், மேம்படுத்தப்பட்ட உயிரியல் செயல்திறனை வழங்கும் லிச்சென் போன்ற பாலிமர் மேட்ரிக்ஸ் கூறுகளை உருவாக்கும் திறனை நாங்கள் நிரூபித்துள்ளோம் மற்றும் நிரூபிக்கப்பட்ட உயிரி கலவைகளுடன் ஒப்பிடும்போது இயந்திர நெகிழ்ச்சித்தன்மையை கணிசமாக அதிகரித்துள்ளோம்.மேலும் தேர்வுமுறையானது கார்பன் பிடிப்புக்கான உயிரி கலவைகளை எடுத்துக்கொள்வதை விரைவுபடுத்தும், குறிப்பாக சயனோபாக்டீரியாவுடன் இணைந்து CO2 வரிசைப்படுத்தலை மேம்படுத்த வளர்சிதை மாற்றத்தில் மாற்றப்படும்.
மூன்று பாலிமர் சூத்திரங்கள் (H = "வன்", N = "சாதாரண", S = "மென்மையான") மற்றும் மூன்று வகையான Texanol (0, 4, 12% v/v) கொண்ட ஒன்பது லேடெக்ஸ்கள் நச்சுத்தன்மை மற்றும் திரிபு தொடர்புக்காக சோதிக்கப்பட்டன.பிசின்.இரண்டு சயனோபாக்டீரியாவிலிருந்து.லேடெக்ஸ் வகை கணிசமாக S. எலோங்கடஸ் PCC 7942 (Shirer-Ray-Hare சோதனை, மரப்பால்: DF=2, H=23.157, P=<0.001) மற்றும் CCAP 1479/1A (இருவழி ANOVA, லேடக்ஸ்: DF=2, F = 103.93, பி = <0.001) (படம் 1a).டெக்ஸானோலின் செறிவு S. எலோங்கடஸ் பிசிசி 7942 இன் வளர்ச்சியை கணிசமாகப் பாதிக்கவில்லை, N-லேடெக்ஸ் மட்டுமே நச்சுத்தன்மையற்றது (படம் 1a), மற்றும் 0 N மற்றும் 4 N முறையே 26% மற்றும் 35% வளர்ச்சியைப் பராமரித்தது (Mann- விட்னி U, 0 N எதிராக 4 N: W = 13.50, P = 0.245; 0 N மற்றும் கட்டுப்பாடு: W = 25.0, P = 0.061; 4 N மற்றும் கட்டுப்பாடு: W = 25.0, P = 0.061) மற்றும் 12 N வளர்ச்சி ஒப்பிடத்தக்கது உயிரியல் கட்டுப்பாட்டுக்கு (மேன்-விட்னி பல்கலைக்கழகம், 12 N எதிராக கட்டுப்பாடு: W = 17.0, P = 0.885).S. elongatus CCAP 1479/1A க்கு, மரப்பால் கலவை மற்றும் டெக்சனால் செறிவு இரண்டும் முக்கியமான காரணிகளாக இருந்தன, மேலும் இரண்டிற்கும் இடையே குறிப்பிடத்தக்க தொடர்பு காணப்பட்டது (இருவழி ANOVA, லேடெக்ஸ்: DF=2, F=103.93, P=<0.001, Texanol : DF=2, F=5.96, P=0.01, Latex*Texanol: DF=4, F=3.41, P=0.03).0 N மற்றும் அனைத்து "மென்மையான" லேடெக்ஸ்களும் வளர்ச்சியை ஊக்குவித்தன (படம் 1a).ஸ்டைரீன் கலவை குறைவதன் மூலம் வளர்ச்சியை மேம்படுத்தும் போக்கு உள்ளது.
சயனோபாக்டீரியாவின் நச்சுத்தன்மை மற்றும் ஒட்டுதல் சோதனை (Synechococcus elongatus PCC 7942 மற்றும் CCAP 1479/1A) மரப்பால் சூத்திரங்கள், கண்ணாடி மாற்ற வெப்பநிலை (Tg) உடனான உறவு மற்றும் நச்சுத்தன்மை மற்றும் ஒட்டுதல் தரவுகளின் அடிப்படையில் முடிவு அணி.(அ) ​​சயனோபாக்டீரியாவின் சஸ்பென்ஷன் கலாச்சாரங்களைக் கட்டுப்படுத்த இயல்பாக்கப்பட்ட சதவீத வளர்ச்சியின் தனித் தளங்களைப் பயன்படுத்தி நச்சுத்தன்மை சோதனை செய்யப்பட்டது.* என்று குறிக்கப்பட்ட சிகிச்சைகள் கட்டுப்பாடுகளிலிருந்து கணிசமாக வேறுபடுகின்றன.(ஆ) சயனோபாக்டீரியா வளர்ச்சி தரவு மற்றும் Tg லேடெக்ஸ் (சராசரி ± SD; n = 3).(இ) உயிர் கூட்டு ஒட்டுதல் சோதனையிலிருந்து வெளியிடப்பட்ட சயனோபாக்டீரியாவின் ஒட்டுமொத்த எண்ணிக்கை.(ஈ) லேடெக்ஸின் Tgக்கு எதிராக ஒட்டுதல் தரவு (சராசரி ± StDev; n = 3).நச்சுத்தன்மை மற்றும் ஒட்டுதல் தரவுகளின் அடிப்படையில் e முடிவு அணி.ஸ்டைரீன் மற்றும் பியூட்டில் அக்ரிலேட்டின் விகிதம் "வன்" (H) லேடெக்ஸுக்கு 1:3, "சாதாரண" (N) க்கு 1:1 மற்றும் "மென்மையான" (S) க்கு 3:1 ஆகும்.லேடெக்ஸ் குறியீட்டில் உள்ள முந்தைய எண்கள் Texanol இன் உள்ளடக்கத்திற்கு ஒத்திருக்கும்.
பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், டெக்சானால் செறிவு அதிகரிப்பதால் செல் நம்பகத்தன்மை குறைந்தது, ஆனால் எந்த விகாரங்களுக்கும் குறிப்பிடத்தக்க தொடர்பு இல்லை (CCAP 1479/1A: DF = 25, r = -0.208, P = 0.299; PCC 7942: DF = 25, r = – 0.127, பி = 0.527).அத்திப்பழத்தில்.1b செல் வளர்ச்சிக்கும் கண்ணாடி மாற்ற வெப்பநிலைக்கும் (Tg) இடையே உள்ள தொடர்பைக் காட்டுகிறது.டெக்சானால் செறிவு மற்றும் Tg மதிப்புகளுக்கு இடையே வலுவான எதிர்மறை தொடர்பு உள்ளது (H-லேடெக்ஸ்: DF=7, r=-0.989, P=<0.001; N-latex: DF=7, r=-0.964, P=<0.001 ; S- மரப்பால்: DF=7, r=-0.946, P=<0.001).S. Elongatus PCC 7942 இன் வளர்ச்சிக்கான உகந்த Tg சுமார் 17 °C (படம் 1b) என்று தரவு காட்டியது, அதே நேரத்தில் S. elongatus CCAP 1479/1A Tg ஐ 0 °Cக்குக் கீழே பிடித்தது (படம் 1b).S. elongatus CCAP 1479/1A மட்டுமே Tg மற்றும் நச்சுத்தன்மை தரவு (DF=25, r=-0.857, P=<0.001) இடையே வலுவான எதிர்மறையான தொடர்பைக் கொண்டிருந்தது.
அனைத்து லேடெக்ஸும் நல்ல ஒட்டுதல் தொடர்பைக் கொண்டிருந்தன, மேலும் அவை எதுவும் 72 மணிநேரத்திற்குப் பிறகு 1% செல்களை வெளியிடவில்லை (படம் 1c).எஸ். எலோங்கடஸின் இரண்டு விகாரங்களின் லேடெக்ஸ்களுக்கு இடையே குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு இல்லை (PCC 7942: ஸ்கீரர்-ரே-ஹாரா சோதனை, லேடெக்ஸ்*டெக்சானால், DF=4, H=0.903; P=0.924; CCAP 1479/1A: Scheirer- கதிர் சோதனை).– ஹரே டெஸ்ட், லேடெக்ஸ்*டெக்ஸனால், DF=4, H=3.277, P=0.513).Texanol இன் செறிவு அதிகரிக்கும் போது, ​​அதிக செல்கள் வெளியிடப்படுகின்றன (படம் 1c).S. elongatus PCC 7942 (DF=25, r=-0.660, P=<0.001) (படம் 1d) உடன் ஒப்பிடும்போது.மேலும், Tg மற்றும் இரண்டு விகாரங்களின் செல் ஒட்டுதலுக்கு இடையே எந்த புள்ளிவிவர உறவும் இல்லை (PCC 7942: DF=25, r=0.301, P=0.127; CCAP 1479/1A: DF=25, r=0.287, P=0.147).
இரண்டு விகாரங்களுக்கும், "கடினமான" லேடெக்ஸ் பாலிமர்கள் பயனற்றவை.மாறாக, 4N மற்றும் 12N S. elongatus PCC 7942 க்கு எதிராக சிறப்பாகச் செயல்பட்டன, அதே நேரத்தில் 4S மற்றும் 12S CCAP 1479/1A (படம் 1e) க்கு எதிராக சிறப்பாகச் செயல்பட்டன, இருப்பினும் பாலிமர் மேட்ரிக்ஸை மேலும் மேம்படுத்துவதற்கான இடம் தெளிவாக உள்ளது.இந்த பாலிமர்கள் அரை தொகுதி நிகர CO2 உறிஞ்சுதல் சோதனைகளில் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன.
அக்வஸ் லேடெக்ஸ் கலவையில் இடைநிறுத்தப்பட்ட செல்களைப் பயன்படுத்தி 7 நாட்களுக்கு ஒளியியல் இயற்பியல் கண்காணிக்கப்பட்டது.பொதுவாக, வெளிப்படையான ஒளிச்சேர்க்கை விகிதம் (PS) மற்றும் அதிகபட்ச PSII குவாண்டம் விளைச்சல் (Fv/Fm) இரண்டும் காலப்போக்கில் குறைகிறது, ஆனால் இந்த குறைவு சீரற்றது மற்றும் சில PS தரவுத்தொகுப்புகள் ஒரு இருமுனை பதிலைக் காட்டுகின்றன, இது நிகழ்நேர மீட்பு என்றாலும், பகுதியளவு பதிலை பரிந்துரைக்கிறது. குறுகிய PS செயல்பாடு (படம் 2a மற்றும் 3b).பைபாசிக் Fv/Fm பதில் குறைவாக உச்சரிக்கப்பட்டது (புள்ளிவிவரங்கள் 2b மற்றும் 3b).
(அ) ​​வெளிப்படையான ஒளிச்சேர்க்கை விகிதம் (பிஎஸ்) மற்றும் (பி) சினெகோகோகஸ் எலோங்கடஸ் பிசிசி 7942 இன் அதிகபட்ச பிஎஸ்ஐஐ குவாண்டம் விளைச்சல் (எஃப்வி/எஃப்எம்) கட்டுப்பாடு இடைநீக்க கலாச்சாரங்களுடன் ஒப்பிடும்போது லேடெக்ஸ் சூத்திரங்களுக்கு பதிலளிக்கும்.ஸ்டைரீன் மற்றும் பியூட்டில் அக்ரிலேட்டின் விகிதம் "வன்" (H) லேடெக்ஸுக்கு 1:3, "சாதாரண" (N) க்கு 1:1 மற்றும் "மென்மையான" (S) க்கு 3:1 ஆகும்.லேடெக்ஸ் குறியீட்டில் உள்ள முந்தைய எண்கள் Texanol இன் உள்ளடக்கத்திற்கு ஒத்திருக்கும்.(சராசரி ± நிலையான விலகல்; n = 3).
(அ) ​​வெளிப்படையான ஒளிச்சேர்க்கை விகிதம் (பிஎஸ்) மற்றும் (ஆ) சினெகோகாக்கஸ் எலோங்கடஸ் CCAP 1479/1A இன் அதிகபட்ச PSII குவாண்டம் விளைச்சல் (Fv/Fm) கட்டுப்பாடு இடைநீக்க கலாச்சாரங்களுடன் ஒப்பிடும்போது லேடெக்ஸ் சூத்திரங்களுக்கு பதிலளிக்கும் வகையில்.ஸ்டைரீன் மற்றும் பியூட்டில் அக்ரிலேட்டின் விகிதம் "வன்" (H) லேடெக்ஸுக்கு 1:3, "சாதாரண" (N) க்கு 1:1 மற்றும் "மென்மையான" (S) க்கு 3:1 ஆகும்.லேடெக்ஸ் குறியீட்டில் உள்ள முந்தைய எண்கள் Texanol இன் உள்ளடக்கத்திற்கு ஒத்திருக்கும்.(சராசரி ± நிலையான விலகல்; n = 3).
S. elongatus PCC 7942 க்கு, லேடெக்ஸ் கலவை மற்றும் டெக்ஸானால் செறிவு காலப்போக்கில் PS ஐ பாதிக்கவில்லை (GLM, Latex*Texanol*Time, DF = 28, F = 1.49, P = 0.07), இருப்பினும் கலவை ஒரு முக்கிய காரணியாக இருந்தது (GLM)., லேடெக்ஸ் * நேரம், DF = 14, F = 3.14, P = <0.001) (படம் 2a).காலப்போக்கில் Texanol செறிவின் குறிப்பிடத்தக்க விளைவு எதுவும் இல்லை (GLM, Texanol*time, DF=14, F=1.63, P=0.078).Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=4.54, P=<0.001) பாதிப்பில் குறிப்பிடத்தக்க தொடர்பு இருந்தது.லேடெக்ஸ் உருவாக்கம் மற்றும் டெக்ஸானால் செறிவு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தொடர்பு Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol, DF=4, F=180.42, P=<0.001) மீது குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்தியது.ஒவ்வொரு அளவுருவும் காலப்போக்கில் Fv/Fm ஐ பாதிக்கிறது (GLM, Latex*Time, DF=14, F=9.91, P=<0.001 மற்றும் Texanol*Time, DF=14, F=10.71, P=< 0.001).லேடெக்ஸ் 12H குறைந்த சராசரி PS மற்றும் Fv/Fm மதிப்புகளை (படம் 2b) பராமரித்தது, இந்த பாலிமர் அதிக நச்சுத்தன்மை கொண்டது என்பதைக் குறிக்கிறது.
எஸ். எலோங்கடஸ் CCAP 1479/1A இன் PS கணிசமாக வேறுபட்டது (GLM, லேடெக்ஸ் * டெக்சானால் * நேரம், DF = 28, F = 2.75, P = <0.001), டெக்சானால் செறிவைக் காட்டிலும் லேடெக்ஸ் கலவையுடன் (GLM, லேடெக்ஸ்*டைம், DF =14, F=6.38, P=<0.001, GLM, Texanol*time, DF=14, F=1.26, P=0.239)."மென்மையான" பாலிமர்கள் 0S மற்றும் 4S ஆகியவை கட்டுப்பாட்டு இடைநீக்கங்களை விட சற்றே அதிக அளவிலான PS செயல்திறனைப் பராமரித்தன (Mann-Whitney U, 0S வெர்சஸ் கட்டுப்பாடுகள், W = 686.0, P = 0.044, 4S மற்றும் கட்டுப்பாடுகள், W = 713, P = 0.01) மேம்படுத்தப்பட்ட Fv./Fm (படம் 3a) ஃபோட்டோசிஸ்டம் II க்கு மிகவும் திறமையான போக்குவரத்தைக் காட்டுகிறது.CCAP 1479/1A கலங்களின் Fv/Fm மதிப்புகளுக்கு, காலப்போக்கில் குறிப்பிடத்தக்க லேடெக்ஸ் வேறுபாடு இருந்தது (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=6.00, P=<0.001) (படம் 3b).)
அத்திப்பழத்தில்.ஒவ்வொரு திரிபுக்கும் செல் வளர்ச்சியின் செயல்பாடாக 7 நாட்களில் சராசரி PS மற்றும் Fv/Fm ஐ 4 காட்டுகிறது.S. elongatus PCC 7942 இல் தெளிவான வடிவங்கள் இல்லை (படம் 4a மற்றும் b), இருப்பினும், CCAP 1479/1A ஆனது PS (படம் 4c) மற்றும் Fv/Fm (படம் 4d) மதிப்புகளுக்கு இடையே பரவளைய உறவைக் காட்டியது. ஸ்டைரீன் மற்றும் பியூட்டில் அக்ரிலேட்டின் விகிதங்கள் மாற்றத்துடன் வளரும்.
லேடெக்ஸ் தயாரிப்புகளில் சினெகோகாக்கஸ் லாங்கமின் வளர்ச்சி மற்றும் ஒளி இயற்பியல் இடையேயான உறவு.(அ) ​​வெளிப்படையான ஒளிச்சேர்க்கை விகிதம் (PS), (b) PCC 7942 இன் அதிகபட்ச PSII குவாண்டம் விளைச்சல் (Fv/Fm) எதிராக திட்டமிடப்பட்ட நச்சுத்தன்மை தரவு. c நச்சுத்தன்மை தரவு PS மற்றும் d Fv/Fm CCAP 1479/1A க்கு எதிராக திட்டமிடப்பட்டது.ஸ்டைரீன் மற்றும் பியூட்டில் அக்ரிலேட்டின் விகிதம் "வன்" (H) லேடெக்ஸுக்கு 1:3, "சாதாரண" (N) க்கு 1:1 மற்றும் "மென்மையான" (S) க்கு 3:1 ஆகும்.லேடெக்ஸ் குறியீட்டில் உள்ள முந்தைய எண்கள் Texanol இன் உள்ளடக்கத்திற்கு ஒத்திருக்கும்.(சராசரி ± நிலையான விலகல்; n = 3).
பயோகாம்போசிட் பிசிசி 7942 முதல் நான்கு வாரங்களில் குறிப்பிடத்தக்க செல் கசிவுகளுடன் செல் தக்கவைப்பில் வரையறுக்கப்பட்ட விளைவைக் கொண்டிருந்தது (படம் 5).CO2 உறிஞ்சுதலின் ஆரம்ப கட்டத்திற்குப் பிறகு, 12 N லேடெக்ஸுடன் நிலையான செல்கள் CO2 ஐ வெளியிடத் தொடங்கின, மேலும் இந்த முறை 4 மற்றும் 14 நாட்களுக்கு இடையில் நீடித்தது (படம் 5b).இந்த தரவு நிறமி நிறமாற்றத்தின் அவதானிப்புகளுடன் ஒத்துப்போகிறது.18 ஆம் நாளிலிருந்து நிகர CO2 பெறுதல் மீண்டும் தொடங்கியது. செல் வெளியீடு (படம் 5a) இருந்தபோதிலும், பிசிசி 7942 12 N உயிரி கலவையானது 28 நாட்களில் கட்டுப்பாட்டு இடைநீக்கத்தை விட அதிக CO2 ஐக் குவித்துள்ளது, இருப்பினும் சிறிது (Mann-Whitney U-test, W = 2275.5; பி = 0.066).மரப்பால் 12 N மற்றும் 4 N மூலம் CO2 உறிஞ்சுதல் விகிதம் 0.51 ± 0.34 மற்றும் 1.18 ± 0.29 g CO2 g-1 உயிரி d-1 ஆகும்.சிகிச்சை மற்றும் நேர அளவுகளுக்கு இடையே புள்ளிவிவர ரீதியாக குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு இருந்தது (தலைவர்-ரே-ஹேர் சோதனை, சிகிச்சை: DF=2, H=70.62, P=<0.001 நேரம்: DF=13, H=23.63, P=0.034), ஆனால் அது இல்லை.சிகிச்சைக்கும் நேரத்திற்கும் இடையே குறிப்பிடத்தக்க தொடர்பு இருந்தது (தலைவர்-ரே-ஹார் சோதனை, நேரம்*சிகிச்சை: DF=26, H=8.70, P=0.999).
4N மற்றும் 12N லேடெக்ஸைப் பயன்படுத்தி Synechococcus elongatus PCC 7942 biocomposites மீது அரை-தொகுதி CO2 அப்டேக் சோதனைகள்.(அ) ​​படங்கள் செல் வெளியீடு மற்றும் நிறமி நிறமாற்றம் மற்றும் சோதனைக்கு முன்னும் பின்னும் உயிரி கலவையின் SEM படங்களையும் காட்டுகின்றன.வெள்ளை புள்ளியிடப்பட்ட கோடுகள் உயிரணு கலவையில் செல் படிவு தளங்களைக் குறிக்கின்றன.(ஆ) நான்கு வார காலப்பகுதியில் ஒட்டுமொத்த நிகர CO2 அதிகரிப்பு."இயல்பான" (N) மரப்பால் 1:1 என்ற ஸ்டைரின் மற்றும் பியூட்டில் அக்ரிலேட் விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது.லேடெக்ஸ் குறியீட்டில் உள்ள முந்தைய எண்கள் Texanol இன் உள்ளடக்கத்திற்கு ஒத்திருக்கும்.(சராசரி ± நிலையான விலகல்; n = 3).
4S மற்றும் 12S உடன் திரிபு CCAP 1479/1A க்கு செல் தக்கவைத்தல் கணிசமாக மேம்படுத்தப்பட்டது, இருப்பினும் நிறமி மெதுவாக காலப்போக்கில் நிறத்தை மாற்றியது (படம் 6a).பயோகாம்போசிட் CCAP 1479/1A கூடுதல் ஊட்டச்சத்து சப்ளிமெண்ட்ஸ் இல்லாமல் 84 நாட்களுக்கு (12 வாரங்கள்) CO2 ஐ உறிஞ்சுகிறது.SEM பகுப்பாய்வு (படம் 6a) சிறிய செல் பற்றின்மையின் காட்சி கண்காணிப்பை உறுதிப்படுத்தியது.ஆரம்பத்தில், செல்கள் ஒரு லேடெக்ஸ் பூச்சுடன் இணைக்கப்பட்டன, இது செல் வளர்ச்சியின் போதும் அதன் ஒருமைப்பாட்டை பராமரிக்கிறது.CO2 உறிஞ்சுதல் விகிதம் கட்டுப்பாட்டுக் குழுவை விட கணிசமாக அதிகமாக இருந்தது (Scheirer-Ray-Har சோதனை, சிகிச்சை: DF=2; H=240.59; P=<0.001, நேரம்: DF=42; H=112; P=<0.001 ) ( படம் 6b).12S பயோகாம்போசிட் அதிக அளவு CO2 உறிஞ்சுதலை அடைந்தது (ஒரு நாளைக்கு 1.57 ± 0.08 g CO2 g-1 பயோமாஸ்), அதே நேரத்தில் 4S லேடெக்ஸ் ஒரு நாளைக்கு 1.13 ± 0.41 g CO2 g-1 பயோமாஸ் ஆகும், ஆனால் அவை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் வேறுபடவில்லை (Mann-Whitney U . சோதனை, W = 1507.50; P = 0.07) மற்றும் சிகிச்சை மற்றும் நேரத்திற்கு இடையே குறிப்பிடத்தக்க தொடர்பு இல்லை (Shirer-Rey-Hara சோதனை, நேரம் * சிகிச்சை: DF = 82; H = 10 .37; P = 1.000).
4N மற்றும் 12N லேடெக்ஸ் உடன் Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A உயிரி கலவைகளைப் பயன்படுத்தி அரை நிறைய CO2 உறிஞ்சுதல் சோதனை.(அ) ​​படங்கள் செல் வெளியீடு மற்றும் நிறமி நிறமாற்றம் மற்றும் சோதனைக்கு முன்னும் பின்னும் உயிரி கலவையின் SEM படங்களையும் காட்டுகின்றன.வெள்ளை புள்ளியிடப்பட்ட கோடுகள் உயிரணு கலவையில் செல் படிவு தளங்களைக் குறிக்கின்றன.(ஆ) பன்னிரண்டு வார காலத்தில் ஒட்டுமொத்த நிகர CO2 ஏற்றம்."மென்மையான" (S) மரப்பால் 1:1 என்ற ஸ்டைரின் மற்றும் பியூட்டில் அக்ரிலேட் விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது.லேடெக்ஸ் குறியீட்டில் உள்ள முந்தைய எண்கள் Texanol இன் உள்ளடக்கத்திற்கு ஒத்திருக்கும்.(சராசரி ± நிலையான விலகல்; n = 3).
S. elongatus PCC 7942 (Shirer-Ray-Har test, time*treatment: DF=4, H=3.243, P=0.518) அல்லது உயிரி கலவை S. elongatus CCAP 1479/1A (இரண்டு-ANOVA, நேரம்*சிகிச்சை: DF=8 , F = 1.79, P = 0.119) (படம் S4).பயோகாம்போசிட் பிசிசி 7942 2வது வாரத்தில் அதிக கார்போஹைட்ரேட் உள்ளடக்கத்தைக் கொண்டிருந்தது (4 N = 59.4 ± 22.5 wt%, 12 N = 67.9 ± 3.3 wt%), அதே நேரத்தில் கட்டுப்பாட்டு இடைநீக்கம் 4வது வாரத்தில் அதிக கார்போஹைட்ரேட் உள்ளடக்கத்தைக் கொண்டிருந்தபோது (கட்டுப்பாடு = 59.6 w/w).CCAP 1479/1A பயோகாம்போசிட்டின் மொத்த கார்போஹைட்ரேட் உள்ளடக்கமானது, சோதனையின் தொடக்கத்தைத் தவிர, 4வது வாரத்தில் 12S லேடெக்ஸில் சில மாற்றங்களுடன், கட்டுப்பாட்டு இடைநீக்கத்துடன் ஒப்பிடத்தக்கது. உயிரியக்க கலவையின் அதிகபட்ச மதிப்புகள் 51.9 ± 9.6 wt% ஆகும். 4Sக்கு 77.1 ± 17.0 wt% 12Sக்கு.
உயிர் இணக்கத்தன்மை அல்லது செயல்திறனைத் தியாகம் செய்யாமல், லிச்சென் மிமிக் பயோகாம்போசிட் கருத்தின் ஒரு முக்கிய அங்கமாக மெல்லிய ஃபிலிம் லேடெக்ஸ் பாலிமர் பூச்சுகளின் கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாட்டை மேம்படுத்துவதற்கான வடிவமைப்பு சாத்தியக்கூறுகளை நிரூபிக்க நாங்கள் புறப்பட்டோம்.உண்மையில், உயிரணு வளர்ச்சியுடன் தொடர்புடைய கட்டமைப்பு சவால்கள் சமாளிக்கப்பட்டால், எங்கள் சோதனை உயிரி கலவைகளில் குறிப்பிடத்தக்க செயல்திறன் மேம்பாடுகளை நாங்கள் எதிர்பார்க்கிறோம், அவை ஏற்கனவே மற்ற சயனோபாக்டீரியா மற்றும் மைக்ரோஅல்கா கார்பன் பிடிப்பு அமைப்புகளுடன் ஒப்பிடப்படுகின்றன.
பூச்சுகள் நச்சுத்தன்மையற்றதாகவும், நீடித்ததாகவும் இருக்க வேண்டும், நீண்ட கால செல் ஒட்டுதலுக்கு ஆதரவாக இருக்க வேண்டும், மேலும் திறமையான CO2 வெகுஜன பரிமாற்றம் மற்றும் O2 வாயு நீக்குதலை ஊக்குவிக்க நுண்துளைகளாக இருக்க வேண்டும்.லேடெக்ஸ் வகை அக்ரிலிக் பாலிமர்கள் தயாரிக்க எளிதானது மற்றும் வண்ணப்பூச்சு, ஜவுளி மற்றும் பிசின் தொழில்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன30.சயனோபாக்டீரியாவை நீர் சார்ந்த அக்ரிலிக் லேடெக்ஸ் பாலிமர் குழம்பு பாலிமரைஸ் செய்யப்பட்ட ஸ்டைரீன்/பியூட்டில் அக்ரிலேட் துகள்கள் மற்றும் பல்வேறு செறிவுகள் கொண்ட டெக்ஸானால் ஆகியவற்றை இணைத்தோம்.ஸ்டைரீன் மற்றும் பியூட்டில் அக்ரிலேட் ஆகியவை இயற்பியல் பண்புகளைக் கட்டுப்படுத்தும் வகையில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன, குறிப்பாக பூச்சுகளின் நெகிழ்ச்சி மற்றும் ஒருங்கிணைப்பு திறன் (வலுவான மற்றும் அதிக ஒட்டும் பூச்சுக்கு முக்கியமானது), இது "கடினமான" மற்றும் "மென்மையான" துகள்களின் தொகுப்பை அனுமதிக்கிறது.அதிக ஸ்டைரீன் உள்ளடக்கம் கொண்ட "கடினமான" லேடெக்ஸ் சயனோபாக்டீரியாவின் உயிர்வாழ்விற்கு உகந்ததல்ல என்று நச்சுத்தன்மை தரவு தெரிவிக்கிறது.பியூட்டில் அக்ரிலேட் போலல்லாமல், ஸ்டைரீன் ஆல்காவுக்கு நச்சுத்தன்மை வாய்ந்ததாகக் கருதப்படுகிறது32,33.சயனோபாக்டீரியா விகாரங்கள் மரப்பால் மிகவும் வித்தியாசமாக வினைபுரிந்தன, மேலும் S. elongatus PCC 7942 க்கு உகந்த கண்ணாடி மாற்ற வெப்பநிலை (Tg) தீர்மானிக்கப்பட்டது, அதே நேரத்தில் S. எலோங்கடஸ் CCAP 1479/1A Tg உடன் எதிர்மறையான நேரியல் உறவைக் காட்டியது.
உலர்த்தும் வெப்பநிலை தொடர்ச்சியான சீரான லேடெக்ஸ் படத்தை உருவாக்கும் திறனை பாதிக்கிறது.உலர்த்தும் வெப்பநிலை குறைந்தபட்ச படமெடுக்கும் வெப்பநிலைக்கு (MFFT) கீழே இருந்தால், பாலிமர் லேடெக்ஸ் துகள்கள் முழுமையாக ஒன்றிணைக்காது, இதன் விளைவாக துகள் இடைமுகத்தில் மட்டுமே ஒட்டுதல் ஏற்படுகிறது.இதன் விளைவாக வரும் படங்கள் மோசமான ஒட்டுதல் மற்றும் இயந்திர வலிமை கொண்டவை மற்றும் தூள் வடிவில் கூட இருக்கலாம்29.MFFT Tg உடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது, இது மோனோமர் கலவை மற்றும் டெக்ஸானால் போன்ற ஒருங்கிணைப்புகளின் சேர்ப்பால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.விளைந்த பூச்சுகளின் பல இயற்பியல் பண்புகளை Tg தீர்மானிக்கிறது, இது ரப்பர் அல்லது கண்ணாடி நிலையில் இருக்கலாம்34.ஃப்ளோரி-ஃபாக்ஸ் சமன்பாடு35 இன் படி, டிஜி மோனோமரின் வகை மற்றும் ஒப்பீட்டு சதவீத கலவையைப் பொறுத்தது.கலவையை சேர்ப்பது, லேடெக்ஸ் துகள்களின் Tg ஐ இடைவிடாமல் அடக்குவதன் மூலம் MFFT ஐக் குறைக்கலாம், இது குறைந்த வெப்பநிலையில் பட உருவாக்கத்தை அனுமதிக்கிறது, ஆனால் இன்னும் கடினமான மற்றும் வலுவான பூச்சு உருவாகிறது, ஏனெனில் காலப்போக்கில் கலவை மெதுவாக ஆவியாகிறது அல்லது பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது 36 .
Texanol இன் செறிவை அதிகரிப்பது, உலர்த்தும் போது துகள்களால் உறிஞ்சப்படுவதால் பாலிமர் துகள்களை மென்மையாக்குவதன் மூலம் (Tg ஐக் குறைப்பதன் மூலம்) பட உருவாக்கத்தை ஊக்குவிக்கிறது, இதன் மூலம் ஒத்திசைவான படம் மற்றும் செல் ஒட்டுதலின் வலிமை அதிகரிக்கிறது.பயோகாம்போசிட் சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் (~18-20°C) உலர்த்தப்படுவதால், "கடினமான" லேடெக்ஸின் Tg (30 முதல் 55 ° C வரை) உலர்த்தும் வெப்பநிலையை விட அதிகமாக உள்ளது, அதாவது துகள் ஒருங்கிணைப்பு உகந்ததாக இருக்காது, இதன் விளைவாக பி ஃபிலிம்கள் விட்ரஸ், மோசமான இயந்திர மற்றும் பிசின் பண்புகள், வரையறுக்கப்பட்ட நெகிழ்ச்சி மற்றும் டிஃப்யூசிவிட்டி 30 இறுதியில் அதிக செல் இழப்புக்கு வழிவகுக்கும்."சாதாரண" மற்றும் "மென்மையான" பாலிமர்களில் இருந்து திரைப்பட உருவாக்கம் பாலிமர் படத்தின் Tg அல்லது அதற்குக் கீழே நிகழ்கிறது, மேலும் திரைப்பட உருவாக்கம் மேம்பட்ட ஒருங்கிணைப்பால் மேம்படுத்தப்படுகிறது, இதன் விளைவாக மேம்பட்ட இயந்திர, ஒத்திசைவு மற்றும் பிசின் பண்புகளுடன் தொடர்ச்சியான பாலிமர் படங்கள் உருவாகின்றன.இதன் விளைவாக வரும் படம் CO2 பிடிப்பு சோதனைகளின் போது அதன் Tg ("சாதாரண" கலவை: 12 முதல் 20 ºC) அல்லது மிகக் குறைவாக ("மென்மையான" கலவை: -21 to -13 °C ) சுற்றுப்புற வெப்பநிலை 30 க்கு அருகில் இருப்பதால் ரப்பராக இருக்கும்."ஹார்ட்" லேடெக்ஸ் (3.4 முதல் 2.9 கி.கி.எஃப் மிமீ–1) "சாதாரண" லேடெக்ஸை விட மூன்று மடங்கு கடினமானது (1.0 முதல் 0.9 கி.கி.எஃப் மிமீ–1)."மென்மையான" லேடெக்ஸின் கடினத்தன்மையை மைக்ரோஹார்ட்னெஸ் மூலம் அளவிட முடியாது, ஏனெனில் அறை வெப்பநிலையில் அவற்றின் அதிகப்படியான ரப்பர் மற்றும் ஒட்டும் தன்மை.மேற்பரப்பு சார்ஜ் ஒட்டுதல் உறவையும் பாதிக்கலாம், ஆனால் அர்த்தமுள்ள தகவலை வழங்க கூடுதல் தரவு தேவைப்படுகிறது.இருப்பினும், அனைத்து லேடெக்ஸ்களும் செல்களை திறம்பட தக்கவைத்து, 1% க்கும் குறைவாக வெளியிடுகின்றன.
ஒளிச்சேர்க்கையின் உற்பத்தித்திறன் காலப்போக்கில் குறைகிறது.பாலிஸ்டிரீனின் வெளிப்பாடு சவ்வு சீர்குலைவு மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்ற அழுத்தத்திற்கு வழிவகுக்கிறது38,39,40,41.0S மற்றும் 4S க்கு வெளிப்படும் S. elongatus CCAP 1479/1A இன் Fv/Fm மதிப்புகள் இடைநீக்கக் கட்டுப்பாட்டுடன் ஒப்பிடும்போது கிட்டத்தட்ட இரண்டு மடங்கு அதிகமாக இருந்தது, இது 4S உயிரி கலவையின் CO2 உறிஞ்சும் விகிதத்துடன் நல்ல உடன்பாட்டில் உள்ளது. குறைந்த சராசரி PS மதிப்புகள்.மதிப்புகள்.அதிக Fv/Fm மதிப்புகள் PSII க்கு எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து அதிக ஃபோட்டான்களை வழங்கக்கூடும் என்பதைக் குறிக்கிறது, இது அதிக CO2 நிர்ணய விகிதங்களை ஏற்படுத்தக்கூடும்.இருப்பினும், ஒளி இயற்பியல் தரவு அக்வஸ் லேடெக்ஸ் கரைசல்களில் இடைநிறுத்தப்பட்ட செல்களிலிருந்து பெறப்பட்டது மற்றும் முதிர்ந்த உயிர் கலவைகளுடன் நேரடியாக ஒப்பிடப்பட வேண்டிய அவசியமில்லை என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.
லேடெக்ஸ் ஒளி மற்றும்/அல்லது வாயு பரிமாற்றத்திற்கு ஒரு தடையை உருவாக்கினால், அது ஒளி மற்றும் CO2 கட்டுப்பாட்டை ஏற்படுத்துகிறது, அது செல்லுலார் அழுத்தத்தை ஏற்படுத்தலாம் மற்றும் செயல்திறனைக் குறைக்கலாம், மேலும் அது O2 வெளியீட்டைப் பாதித்தால், photorespiration39.குணப்படுத்தப்பட்ட பூச்சுகளின் ஒளி பரிமாற்றம் மதிப்பிடப்பட்டது: "கடினமான" லேடெக்ஸ் 440 மற்றும் 480 nm க்கு இடையில் ஒளி பரிமாற்றத்தில் சிறிது குறைவைக் காட்டியது (மேம்பட்ட பட ஒருங்கிணைப்பு காரணமாக டெக்ஸானோலின் செறிவு அதிகரிப்பதன் மூலம் ஓரளவு மேம்படுத்தப்பட்டது), அதே நேரத்தில் "மென்மையானது" மற்றும் "வழக்கமானது. ” லேடெக்ஸ் ஒளி பரிமாற்றத்தில் சிறிது குறைவைக் காட்டியது.குறிப்பிடத்தக்க இழப்பு இழப்பைக் காட்டுகிறது.மதிப்பீடுகள் மற்றும் அனைத்து அடைகாப்புகளும் குறைந்த ஒளி தீவிரத்தில் (30.5 µmol m-2 s-1) செய்யப்பட்டன, எனவே பாலிமர் மேட்ரிக்ஸின் காரணமாக எந்த ஒளிச்சேர்க்கை செயலில் உள்ள கதிர்வீச்சும் ஈடுசெய்யப்படும் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கையைத் தடுப்பதில் கூட பயனுள்ளதாக இருக்கும்.சேதப்படுத்தும் ஒளி தீவிரத்தில்.
பயோகாம்போசிட் CCAP 1479/1A, 84 நாட்கள் சோதனையின் போது, ​​ஊட்டச்சத்து விற்றுமுதல் அல்லது உயிரியின் குறிப்பிடத்தக்க இழப்பு இல்லாமல் செயல்பட்டது, இது ஆய்வின் முக்கிய நோக்கமாகும்.நீண்ட கால உயிர்வாழ்வை (ஓய்வெடுக்கும் நிலை) அடைய நைட்ரஜன் பட்டினிக்கு பதில் குளோரோசிஸ் செயல்முறையுடன் செல் டிபிக்மென்டேஷன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம்.SEM படங்கள், செல்கள் பிரித்தாலும் பூச்சுக்குள் இருப்பதை உறுதிசெய்தது, இது "மென்மையான" லேடெக்ஸின் நெகிழ்ச்சித்தன்மையை நிரூபிக்கிறது, இதனால் சோதனை பதிப்பின் தெளிவான நன்மையைக் காட்டுகிறது."மென்மையான" மரப்பால் சுமார் 70% பியூட்டில் அக்ரிலேட் (எடையில்) உள்ளது, இது உலர்த்திய பின் ஒரு நெகிழ்வான பூச்சுக்கு கூறப்பட்ட செறிவை விட அதிகமாக உள்ளது44.
CO2 இன் நிகர ஏற்றம், கட்டுப்பாட்டு இடைநீக்கத்தை விட கணிசமாக அதிகமாக இருந்தது (முறையே S. elongatus CCAP 1479/1A மற்றும் PCC 7942 க்கு 14-20 மற்றும் 3-8 மடங்கு அதிகம்).முன்னதாக, அதிக CO2 உறிஞ்சுதலின் முக்கிய இயக்கி, பயோகாம்போசிட்31 இன் மேற்பரப்பில் கூர்மையான CO2 செறிவு சாய்வு என்பதைக் காட்ட CO2 வெகுஜன பரிமாற்ற மாதிரியைப் பயன்படுத்தினோம்.பூச்சு26 இன் போரோசிட்டி மற்றும் ஊடுருவலை அதிகரிக்க, நச்சுத்தன்மையற்ற, படமில்லாத பொருட்களை லேடெக்ஸில் சேர்ப்பதன் மூலம் இந்த சிக்கலை சமாளிக்க முடியும், ஆனால் செல் தக்கவைப்பு சமரசம் செய்யப்படலாம், ஏனெனில் இந்த உத்தி தவிர்க்க முடியாமல் பலவீனமான பிலிம்20 க்கு வழிவகுக்கும்.போரோசிட்டியை அதிகரிக்க பாலிமரைசேஷனின் போது வேதியியல் கலவையை மாற்றலாம், இது சிறந்த வழி, குறிப்பாக தொழில்துறை உற்பத்தி மற்றும் அளவிடுதல் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில்.
மைக்ரோஅல்கா மற்றும் சயனோபாக்டீரியாவிலிருந்து உயிரி கலவைகளைப் பயன்படுத்தி சமீபத்திய ஆய்வுகளுடன் ஒப்பிடும்போது புதிய உயிரி கலவையின் செயல்திறன் செல் ஏற்றுதல் வீதத்தை (அட்டவணை 1) 21,46 மற்றும் நீண்ட பகுப்பாய்வு நேரங்களுடன் (84 நாட்கள் மற்றும் 15 மணிநேரம்46 மற்றும் 3 வாரங்கள்21) சரிசெய்வதில் நன்மைகளைக் காட்டியது.
உயிரணுக்களில் உள்ள கார்போஹைட்ரேட்டுகளின் அளவீட்டு உள்ளடக்கம் சயனோபாக்டீரியாவைப் பயன்படுத்தி மற்ற ஆய்வுகளுடன் ஒப்பிடுகிறது47,48,49,50 மற்றும் கார்பன் பிடிப்பு மற்றும் பயன்பாடு/மீட்பு பயன்பாடுகள், அதாவது BECCS நொதித்தல் செயல்முறைகள்49,51 அல்லது மக்கும் தன்மையை உற்பத்தி செய்வதற்கான சாத்தியமான அளவுகோலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பயோபிளாஸ்டிக்ஸ்52.இந்த ஆய்வின் பகுத்தறிவின் ஒரு பகுதியாக, BECCS எதிர்மறை உமிழ்வுக் கருத்தில் கூட கருதப்படும் காடு வளர்ப்பு, காலநிலை மாற்றத்திற்கான ஒரு சஞ்சீவி அல்ல, மேலும் உலகின் விளைநிலங்களில் ஆபத்தான பங்கைப் பயன்படுத்துகிறது.ஒரு சிந்தனைப் பரிசோதனையாக, உலக வெப்பநிலை உயர்வை 1.5°C53 (ஆண்டுக்கு சுமார் 8 முதல் 12 GtCO2) வரை கட்டுப்படுத்த 2100 ஆம் ஆண்டுக்குள் 640 மற்றும் 950 GtCO2 வளிமண்டலத்திலிருந்து அகற்றப்பட வேண்டும் என்று மதிப்பிடப்பட்டது.சிறப்பாகச் செயல்படும் உயிரி கலவையுடன் (574.08 ± 30.19 t CO2 t-1 உயிர்ப்பொருள்-1 ஆண்டுக்கு) இதை அடைவதற்கு, 5.5 × 1010 இலிருந்து 8.2 × 1010 m3 (ஒப்பீடு செய்யக்கூடிய ஒளிச்சேர்க்கை திறனுடன்) 292 பில்லியனில் இருந்து 292 பில்லியனுக்கு அளவு விரிவாக்கம் தேவைப்படும். பாலிமர்.1 மீ 3 உயிரி கலவைகள் 1 மீ2 நிலப்பரப்பை ஆக்கிரமித்துள்ளன என்று வைத்துக் கொண்டால், இலக்கு ஆண்டு மொத்த CO2 ஐ உறிஞ்சுவதற்குத் தேவையான பரப்பளவு 5.5 முதல் 8.17 மில்லியன் ஹெக்டேர் வரை இருக்கும், இது நிலங்களின் வாழ்க்கைக்கு ஏற்ற 0.18-0.27% க்கு சமமானதாகும். வெப்ப மண்டலம், மற்றும் நிலப்பரப்பை குறைக்கிறது.BECCS தேவை 98-99%.கோட்பாட்டு பிடிப்பு விகிதம் குறைந்த வெளிச்சத்தில் பதிவுசெய்யப்பட்ட CO2 உறிஞ்சுதலை அடிப்படையாகக் கொண்டது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.பயோகாம்போசிட் மிகவும் தீவிரமான இயற்கை ஒளியில் வெளிப்பட்டவுடன், CO2 உறிஞ்சுதலின் வீதம் அதிகரிக்கிறது, மேலும் நிலத் தேவைகளைக் குறைக்கிறது மற்றும் உயிரியக்கக் கருத்தை நோக்கி செதில்களை மேலும் சாய்க்கிறது.எவ்வாறாயினும், நிலையான பின்னொளி தீவிரம் மற்றும் காலத்திற்கு பூமத்திய ரேகையில் செயல்படுத்தல் இருக்க வேண்டும்.
CO2 கருத்தரித்தலின் உலகளாவிய விளைவு, அதாவது, அதிகரித்த CO2 கிடைப்பதால் ஏற்படும் தாவர உற்பத்தியின் அதிகரிப்பு, பெரும்பாலான நிலப்பகுதிகளில் குறைந்துள்ளது, முக்கிய மண் ஊட்டச்சத்துக்கள் (N மற்றும் P) மற்றும் நீர் வளங்களில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் காரணமாக இருக்கலாம்.இதன் பொருள், காற்றில் CO2 செறிவு அதிகமாக இருந்தாலும், நிலப்பரப்பு ஒளிச்சேர்க்கை CO2 உறிஞ்சுதலின் அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்காது.இந்தச் சூழலில், BECCS போன்ற தரை அடிப்படையிலான காலநிலை மாற்றத் தணிப்பு உத்திகள் வெற்றி பெறுவதற்கான வாய்ப்புகள் குறைவு.இந்த உலகளாவிய நிகழ்வு உறுதிப்படுத்தப்பட்டால், நமது லிச்சென்-ஈர்க்கப்பட்ட உயிரி கலவையானது ஒரு முக்கிய சொத்தாக இருக்கும், இது ஒற்றை செல் நீர்வாழ் ஒளிச்சேர்க்கை நுண்ணுயிரிகளை "தரை முகவர்களாக" மாற்றும்.பெரும்பாலான நிலப்பரப்பு தாவரங்கள் C3 ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் CO2 ஐ சரிசெய்கிறது, அதே சமயம் C4 தாவரங்கள் வெப்பமான, உலர்ந்த வாழ்விடங்களுக்கு மிகவும் சாதகமானவை மற்றும் அதிக CO254 பகுதி அழுத்தங்களில் மிகவும் திறமையானவை.சயனோபாக்டீரியா ஒரு மாற்றீட்டை வழங்குகிறது, இது C3 ஆலைகளில் குறைக்கப்பட்ட கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளிப்பாடு பற்றிய ஆபத்தான கணிப்புகளை ஈடுசெய்யும்.சயனோபாக்டீரியா ஒரு திறமையான கார்பன் செறிவூட்டல் பொறிமுறையை உருவாக்குவதன் மூலம் ஒளிமின்னழுத்த வரம்புகளை கடக்கிறது.சயனோபாக்டீரியல் உயிரி கலவைகளின் உற்பத்தியை அதிகரிக்க முடிந்தால், காலநிலை மாற்றத்திற்கு எதிரான போராட்டத்தில் இது மனித குலத்திற்கு முக்கியமான ஆயுதமாக மாறும்.
பயோகாம்போசிட்டுகள் (லிச்சென் மிமிக்ஸ்) வழக்கமான நுண்ணுயிரி மற்றும் சயனோபாக்டீரியா சஸ்பென்ஷன் கலாச்சாரங்களை விட தெளிவான நன்மைகளை வழங்குகின்றன, அதிக CO2 உறிஞ்சுதல் விகிதங்களை வழங்குகின்றன, மாசு அபாயங்களைக் குறைக்கின்றன மற்றும் போட்டித்தன்மையுள்ள CO2 தவிர்ப்பை உறுதியளிக்கின்றன.நிலம், நீர் மற்றும் ஊட்டச்சத்துக்களின் பயன்பாட்டை செலவுகள் கணிசமாகக் குறைக்கின்றன56.இந்த ஆய்வு, உயர் செயல்திறன் கொண்ட உயிரி இணக்க மரப்பால் உருவாக்கி தயாரிப்பதற்கான சாத்தியக்கூறுகளை நிரூபிக்கிறது.பயோகாம்போசிட்டுகள் ஆண்டுக்கு தோராயமாக 570 t CO2 t-1 உயிரியலைக் கைப்பற்றலாம் மற்றும் காலநிலை மாற்றத்திற்கான நமது பிரதிபலிப்பில் BECCS காடு வளர்ப்பு உத்திகளைக் காட்டிலும் மிக முக்கியமானவை என்பதை நிரூபிக்கலாம்.பாலிமர் கலவையை மேலும் மேம்படுத்துதல், அதிக ஒளி தீவிரத்தில் சோதனை செய்தல் மற்றும் விரிவான வளர்சிதை மாற்ற பொறியியலுடன் இணைந்து, இயற்கையின் அசல் உயிரியல் பொறியாளர்கள் மீண்டும் மீட்புக்கு வர முடியும்.
ஸ்டைரீன் மோனோமர்கள், பியூட்டில் அக்ரிலேட் மற்றும் அக்ரிலிக் அமிலம் ஆகியவற்றின் கலவையைப் பயன்படுத்தி அக்ரிலிக் லேடக்ஸ் பாலிமர்கள் தயாரிக்கப்பட்டன, மேலும் pH 0.1 M சோடியம் ஹைட்ராக்சைடுடன் 7 ஆக சரிசெய்யப்பட்டது (அட்டவணை 2).ஸ்டைரீன் மற்றும் பியூட்டில் அக்ரிலேட் ஆகியவை பாலிமர் சங்கிலிகளின் பெரும்பகுதியை உருவாக்குகின்றன, அதே நேரத்தில் அக்ரிலிக் அமிலம் லேடெக்ஸ் துகள்களை இடைநீக்கத்தில் வைத்திருக்க உதவுகிறது.லேடெக்ஸின் கட்டமைப்பு பண்புகள் கண்ணாடி மாற்ற வெப்பநிலை (Tg) மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, இது முறையே "கடினமான" மற்றும் "மென்மையான" பண்புகளை வழங்கும் ஸ்டைரீன் மற்றும் பியூட்டில் அக்ரிலேட்டின் விகிதத்தை மாற்றுவதன் மூலம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது58.ஒரு பொதுவான அக்ரிலிக் லேடக்ஸ் பாலிமர் 50:50 ஸ்டைரீன்:பியூட்டில் அக்ரிலேட் 30, எனவே இந்த ஆய்வில் இந்த விகிதத்துடன் கூடிய லேடெக்ஸ் "சாதாரண" லேடெக்ஸ் என்றும், அதிக ஸ்டைரீன் உள்ளடக்கம் கொண்ட லேடெக்ஸ் குறைந்த ஸ்டைரீன் உள்ளடக்கம் கொண்ட லேடெக்ஸ் என்றும் குறிப்பிடப்படுகிறது. ."மென்மையானது" "கடினமானது" என்று அழைக்கப்படுகிறது.
30 மோனோமர் நீர்த்துளிகளை நிலைப்படுத்த, காய்ச்சி வடிகட்டிய நீர் (174 கிராம்), சோடியம் பைகார்பனேட் (0.5 கிராம்) மற்றும் ரோடாபெக்ஸ் ஏபி/20 சர்பாக்டான்ட் (30.92 கிராம்) (சொல்வே) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி ஒரு முதன்மை குழம்பு தயாரிக்கப்பட்டது.சிரிஞ்ச் பம்ப் மூலம் கண்ணாடி சிரிஞ்சை (அறிவியல் கண்ணாடி பொறியியல்) பயன்படுத்தி, அட்டவணை 2 இல் பட்டியலிடப்பட்டுள்ள ஸ்டைரீன், பியூட்டில் அக்ரிலேட் மற்றும் அக்ரிலிக் அமிலம் கொண்ட இரண்டாம் நிலை அலிகோட் 100 மிலி எச்-1 என்ற விகிதத்தில் 4 மணிநேரத்தில் முதன்மை குழம்பில் (கோல்) சேர்க்கப்பட்டது. -பால்மர், மவுண்ட் வெர்னான், இல்லினாய்ஸ்).dHO மற்றும் அம்மோனியம் பர்சல்பேட் (100 ml, 3% w/w) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி பாலிமரைசேஷன் துவக்கி 59 இன் தீர்வைத் தயாரிக்கவும்.
dHO (206 g), சோடியம் பைகார்பனேட் (1 g) மற்றும் Rhodapex Ab/20 (4.42 g) ஆகியவற்றைக் கொண்ட கரைசலை மேல்நிலைக் கிளறி (Heidolph Hei-TORQUE மதிப்பு 100) பயன்படுத்தி ஒரு துருப்பிடிக்காத எஃகு ப்ரொப்பல்லரைப் பயன்படுத்தி 82 டிகிரி செல்சியஸ் வரை சூடாக்கவும். VWR சயின்டிஃபிக் 1137P சூடான நீர் குளியலில் தண்ணீர் ஜாக்கெட்டப்பட்ட பாத்திரம்.மோனோமர் (28.21 கிராம்) மற்றும் துவக்கி (20.60 கிராம்) ஆகியவற்றின் குறைக்கப்பட்ட எடைக் கரைசல் ஜாக்கெட்டப்பட்ட பாத்திரத்தில் துளியாகச் சேர்க்கப்பட்டு 20 நிமிடங்களுக்கு கிளறப்பட்டது.மீதமுள்ள மோனோமர் (150 மிலி எச்-1) மற்றும் துவக்கி (27 மிலி எச்-1) கரைசல்களை ஒரு கொள்கலனில் முறையே 10 மிலி சிரிஞ்ச்கள் மற்றும் 100 மிலி பயன்படுத்தி 5 மணிநேரத்திற்கு மேல் தண்ணீர் ஜாக்கெட்டில் சேர்க்கும் வரை துகள்களை இடைநீக்கத்தில் வைத்திருக்க வேண்டும். .ஒரு சிரிஞ்ச் பம்ப் மூலம் முடிக்கப்பட்டது.குழம்பு தக்கவைப்பை உறுதி செய்வதற்காக குழம்பு அளவு அதிகரிப்பதால் கிளறல் வேகம் அதிகரிக்கப்பட்டது.துவக்கி மற்றும் குழம்புகளைச் சேர்த்த பிறகு, எதிர்வினை வெப்பநிலை 85 ° C ஆக உயர்த்தப்பட்டது, 450 rpm இல் 30 நிமிடங்கள் நன்கு கிளறி, பின்னர் 65 ° C க்கு குளிர்விக்கப்பட்டது.குளிர்ந்த பிறகு, லேடெக்ஸில் இரண்டு இடப்பெயர்ச்சி தீர்வுகள் சேர்க்கப்பட்டன: டெர்ட்-பியூட்டில் ஹைட்ரோபெராக்சைடு (t-BHP) (70% தண்ணீரில்) (5 கிராம், 14% எடை) மற்றும் ஐசோஸ்கார்பிக் அமிலம் (5 கிராம், 10% எடை)..t-BHP சொட்டு சொட்டாக சேர்த்து 20 நிமிடங்கள் விடவும்.எரித்தோர்பிக் அமிலம் ஒரு சிரிஞ்ச் பம்பைப் பயன்படுத்தி 10 மில்லி சிரிஞ்சிலிருந்து 4 மில்லி/எச் என்ற விகிதத்தில் சேர்க்கப்பட்டது.லேடெக்ஸ் கரைசல் அறை வெப்பநிலையில் குளிர்விக்கப்பட்டு 0.1M சோடியம் ஹைட்ராக்சைடுடன் pH 7 க்கு சரி செய்யப்பட்டது.
2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate (Texanol) - லேடெக்ஸ் வண்ணப்பூச்சுகள் 37,60 க்கான குறைந்த நச்சுத்தன்மை மக்கும் கோலசென்ட் - மூன்று தொகுதிகளில் (0, 4, 12% v/v) ஒரு சிரிஞ்ச் மற்றும் பம்ப் மூலம் சேர்க்கப்பட்டது. உலர்த்தும் போது படல உருவாக்கத்தை எளிதாக்குவதற்கு லேடெக்ஸ் கலவைக்கான ஒருங்கிணைப்பு முகவராக.ஒவ்வொரு பாலிமரின் 100 µl அளவையும் முன் எடையுள்ள அலுமினியத் தகடு தொப்பிகளில் வைத்து 100 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் 24 மணி நேரம் அடுப்பில் உலர்த்துவதன் மூலம் லேடெக்ஸ் திடப்பொருள் சதவீதம் தீர்மானிக்கப்பட்டது.
ஒளி பரிமாற்றத்திற்காக, ஒவ்வொரு லேடெக்ஸ் கலவையும் 100 µm பிலிம்களை உருவாக்க அளவீடு செய்யப்பட்டு 20 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் 48 மணிநேரம் உலர்த்தப்பட்ட ஒரு துருப்பிடிக்காத எஃகு துளி கனசதுரத்தைப் பயன்படுத்தி மைக்ரோஸ்கோப் ஸ்லைடில் பயன்படுத்தப்பட்டது.ஒளி பரிமாற்றம் (ஒளிச்சேர்க்கை செயலில் உள்ள கதிர்வீச்சில் கவனம் செலுத்துகிறது, λ 400-700 nm) ஐஎல்டி950 ஸ்பெக்ட்ரிலைட் ஸ்பெக்ட்ரோரேடியோமீட்டரில் 30 W ஃப்ளோரசன்ட் விளக்கிலிருந்து 35 செமீ தொலைவில் உள்ள சென்சார் மூலம் அளவிடப்பட்டது (சில்வேனியா லக்ஸ்லைன் பிளஸ், n = 6) மூல சயனோபாக்டீரியா மற்றும் உயிரினங்கள் கலப்பு பொருட்கள் பாதுகாக்கப்படுகின்றன.SpectriLight III மென்பொருள் பதிப்பு 3.5 ஆனது λ 400–700 nm61 வரம்பில் வெளிச்சம் மற்றும் பரிமாற்றத்தை பதிவு செய்ய பயன்படுத்தப்பட்டது.அனைத்து மாதிரிகளும் சென்சாரின் மேல் வைக்கப்பட்டன, மேலும் பூசப்படாத கண்ணாடி ஸ்லைடுகள் கட்டுப்பாடுகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன.
லேடெக்ஸ் மாதிரிகள் ஒரு சிலிகான் பேக்கிங் டிஷில் சேர்க்கப்பட்டு, கடினத்தன்மையை சோதிக்கும் முன் 24 மணி நேரம் உலர விடப்பட்டது.உலர்ந்த லேடெக்ஸ் மாதிரியை x10 நுண்ணோக்கியின் கீழ் எஃகு தொப்பியில் வைக்கவும்.கவனம் செலுத்திய பிறகு, மாதிரிகள் பியூஹ்லர் மைக்ரோமெட் II மைக்ரோஹார்ட்னஸ் சோதனையாளரில் மதிப்பீடு செய்யப்பட்டன.மாதிரி 100 முதல் 200 கிராம் சக்திக்கு உட்படுத்தப்பட்டது மற்றும் மாதிரியில் ஒரு வைரப் பள்ளத்தை உருவாக்க ஏற்ற நேரம் 7 வினாடிகளாக அமைக்கப்பட்டது.கூடுதல் வடிவ அளவீட்டு மென்பொருளுடன் ப்ரூக்கர் அலிகோனா × 10 நுண்ணோக்கி நோக்கத்தைப் பயன்படுத்தி அச்சு பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது.விக்கர்ஸ் கடினத்தன்மை சூத்திரம் (சமன்பாடு 1) ஒவ்வொரு லேடெக்ஸின் கடினத்தன்மையைக் கணக்கிடப் பயன்படுத்தப்பட்டது, இங்கு HV என்பது விக்கர்ஸ் எண், F என்பது பயன்படுத்தப்படும் விசை மற்றும் d என்பது லேடெக்ஸின் உயரம் மற்றும் அகலத்திலிருந்து கணக்கிடப்பட்ட உள்தள்ளப்பட்ட மூலைவிட்டங்களின் சராசரி.உள்தள்ளல் மதிப்பு.உள்தள்ளல் சோதனையின் போது ஒட்டுதல் மற்றும் நீட்டிப்பு காரணமாக "மென்மையான" லேடெக்ஸை அளவிட முடியாது.
லேடெக்ஸ் கலவையின் கண்ணாடி மாற்ற வெப்பநிலையை (Tg) தீர்மானிக்க, பாலிமர் மாதிரிகள் சிலிக்கா ஜெல் பாத்திரங்களில் வைக்கப்பட்டு, 24 மணிநேரம் உலர்த்தப்பட்டு, 0.005 கிராம் வரை எடையுள்ளவை, மற்றும் மாதிரி உணவுகளில் வைக்கப்பட்டன.டிஷ் தொப்பி மற்றும் ஒரு வித்தியாசமான ஸ்கேனிங் கலர்மீட்டரில் வைக்கப்பட்டது (பெர்கின்எல்மர் டிஎஸ்சி 8500, இன்டர்கூலர் II, பைரிஸ் தரவு பகுப்பாய்வு மென்பொருள்)62.வெப்ப ஓட்டம் முறையானது, வெப்பநிலையை அளவிட ஒரு உள்ளமைக்கப்பட்ட வெப்பநிலை ஆய்வுடன் ஒரே அடுப்பில் குறிப்பு கோப்பைகள் மற்றும் மாதிரி கோப்பைகளை வைக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது.ஒரு நிலையான வளைவை உருவாக்க மொத்தம் இரண்டு சரிவுகள் பயன்படுத்தப்பட்டன.மாதிரி முறையானது நிமிடத்திற்கு 20°C என்ற விகிதத்தில் -20°C இலிருந்து 180°C வரை மீண்டும் மீண்டும் உயர்த்தப்பட்டது.ஒவ்வொரு தொடக்க மற்றும் முடிவு புள்ளியும் வெப்பநிலை தாமதத்தை கணக்கிட 1 நிமிடம் சேமிக்கப்படும்.
CO2 ஐ உறிஞ்சுவதற்கான உயிரியக்க கலவையின் திறனை மதிப்பிடுவதற்கு, எங்கள் முந்தைய ஆய்வில் இருந்ததைப் போலவே மாதிரிகள் தயாரிக்கப்பட்டு சோதிக்கப்பட்டன.உலர்த்திய மற்றும் ஆட்டோகிளேவ் செய்யப்பட்ட துவைக்கும் துணி தோராயமாக 1×1×5 செமீ நீளமுள்ள கீற்றுகளாக வெட்டப்பட்டு எடையூட்டப்பட்டது.ஒவ்வொரு சயனோபாக்டீரியாவின் மிகவும் பயனுள்ள இரண்டு பயோகோடிங்குகளில் 600 µlஐ ஒவ்வொரு லூஃபா பட்டையின் ஒரு முனையிலும் தடவி, தோராயமாக 1 × 1 × 3 செ.மீ., மற்றும் 20 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் இருட்டில் 24 மணி நேரம் உலர வைக்கவும்.லூஃபாவின் மேக்ரோபோரஸ் அமைப்பு காரணமாக, சில சூத்திரங்கள் வீணடிக்கப்பட்டன, எனவே செல் ஏற்றுதல் திறன் 100% இல்லை.இந்தச் சிக்கலைச் சமாளிக்க, லூஃபாவில் உலர் தயாரிப்பின் எடை தீர்மானிக்கப்பட்டு, குறிப்பு உலர் தயாரிப்பிற்கு இயல்பாக்கப்பட்டது.லூஃபா, லேடெக்ஸ் மற்றும் மலட்டு ஊட்டச்சத்து ஊடகம் ஆகியவற்றைக் கொண்ட அபியோடிக் கட்டுப்பாடுகள் இதே வழியில் தயாரிக்கப்பட்டன.
அரை-தொகுதி CO2 உறிஞ்சும் சோதனையைச் செய்ய, உயிரியக்கப்பொருளை (n = 3) 50 மில்லி கண்ணாடிக் குழாயில் வைக்கவும், இதனால் உயிரி கலவையின் ஒரு முனை (உயிர் பூச்சு இல்லாமல்) 5 மில்லி வளர்ச்சி ஊடகத்துடன் தொடர்பு கொண்டு, ஊட்டச்சத்தை அனுமதிக்கிறது. தந்துகி நடவடிக்கை மூலம் கொண்டு செல்லப்படும்..பாட்டில் 20 மிமீ விட்டம் கொண்ட ஒரு ப்யூட்டில் ரப்பர் கார்க் மூலம் சீல் செய்யப்பட்டு வெள்ளி நிற அலுமினிய தொப்பியால் சுருக்கப்பட்டுள்ளது.சீல் செய்யப்பட்டவுடன், 45 மில்லி 5% CO2/காற்றை வாயு-இறுக்கமான ஊசியுடன் இணைக்கப்பட்ட மலட்டு ஊசி மூலம் செலுத்தவும்.கட்டுப்பாட்டு இடைநீக்கத்தின் செல் அடர்த்தி (n = 3) ஊட்டச்சத்து ஊடகத்தில் உள்ள உயிரி கலவையின் செல் சுமைக்கு சமமாக இருந்தது.சோதனைகள் 18 ± 2 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் 16:8 ஒளிக்கதிர் மற்றும் 30.5 µmol m-2 s-1 இன் ஒளிக்கதிர் காலத்துடன் மேற்கொள்ளப்பட்டன.ஒவ்வொரு இரண்டு நாட்களுக்கும் ஒரு வாயு-இறுக்கமான சிரிஞ்ச் மூலம் ஹெட் ஸ்பேஸ் அகற்றப்பட்டு CO2 மீட்டர் மூலம் அகச்சிவப்பு உறிஞ்சுதல் GEOTech G100 உடன் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டு CO2 உறிஞ்சப்பட்ட சதவீதத்தை தீர்மானிக்கிறது.சம அளவு CO2 வாயு கலவையைச் சேர்க்கவும்.
% CO2 பிழைத்திருத்தம் பின்வருமாறு கணக்கிடப்படுகிறது: % CO2 Fix = 5% (v/v) - %CO2 (சமன்பாடு 2) ஐ எழுதவும், அங்கு P = அழுத்தம், V = தொகுதி, T = வெப்பநிலை, மற்றும் R = சிறந்த வாயு மாறிலி.
சயனோபாக்டீரியா மற்றும் பயோகாம்போசிட்டுகளின் கட்டுப்பாட்டு இடைநீக்கங்களுக்கான CO2 உறிஞ்சுதல் விகிதங்கள் உயிரியல் அல்லாத கட்டுப்பாடுகளுக்கு இயல்பாக்கப்பட்டன.g பயோமாஸின் செயல்பாட்டு அலகு என்பது துவைக்கும் துணியில் அசையாத உலர் உயிரியின் அளவு ஆகும்.செல் பொருத்துதலுக்கு முன்னும் பின்னும் லூஃபா மாதிரிகளை எடைபோடுவதன் மூலம் இது தீர்மானிக்கப்படுகிறது.உலர்த்துவதற்கு முன்னும் பின்னும் தயாரிப்புகளை தனித்தனியாக எடைபோடுவதன் மூலமும், செல் தயாரிப்பின் அடர்த்தியைக் கணக்கிடுவதன் மூலமும் செல் சுமை நிறை (பயோமாஸ் சமமான) கணக்கீடு (சமன்பாடு 3).நிலைப்படுத்தலின் போது செல் தயாரிப்புகள் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும் என்று கருதப்படுகிறது.
மினிடாப் 18 மற்றும் மைக்ரோசாஃப்ட் எக்செல், ரியல் ஸ்டாடிஸ்டிக்ஸ் ஆட்-இன் ஆகியவை புள்ளியியல் பகுப்பாய்விற்குப் பயன்படுத்தப்பட்டன.ஆண்டர்சன்-டார்லிங் சோதனையைப் பயன்படுத்தி இயல்புநிலை சோதிக்கப்பட்டது, மற்றும் லெவன் சோதனையைப் பயன்படுத்தி மாறுபாடுகளின் சமத்துவம் சோதிக்கப்பட்டது.இந்த அனுமானங்களை திருப்திப்படுத்தும் தரவு, டுகேயின் சோதனைக்குப் பிந்தைய பகுப்பாய்வாக இருவழி பகுப்பாய்வு (ANOVA) மூலம் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது.இயல்பான தன்மை மற்றும் சமமான மாறுபாடு ஆகியவற்றின் அனுமானங்களைச் சந்திக்காத இருவழித் தரவுகள், ஷிரர்-ரே-ஹாரா சோதனையைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன, பின்னர் சிகிச்சைகளுக்கு இடையே உள்ள முக்கியத்துவத்தைத் தீர்மானிக்க மான்-விட்னி யு-டெஸ்ட்.பொதுவான நேரியல் கலப்பு (GLM) மாதிரிகள் மூன்று காரணிகளைக் கொண்ட இயல்பான தரவுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டன, அங்கு தரவு ஜான்சன் ட்ரான்ஸ்ஃபார்ம்63 ஐப் பயன்படுத்தி மாற்றப்பட்டது.டெக்சானால் செறிவு, கண்ணாடி மாற்றம் வெப்பநிலை மற்றும் லேடெக்ஸ் நச்சுத்தன்மை மற்றும் ஒட்டுதல் தரவு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவை மதிப்பிடுவதற்கு பியர்சன் தயாரிப்புகளின் தருண தொடர்புகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன.