Ďakujeme, že ste navštívili Nature.com.Používate verziu prehliadača s obmedzenou podporou CSS.Pre najlepší zážitok vám odporúčame použiť aktualizovaný prehliadač (alebo vypnúť režim kompatibility v programe Internet Explorer).Okrem toho, aby sme zabezpečili nepretržitú podporu, zobrazujeme stránku bez štýlov a JavaScriptu.
Zobrazuje karusel troch snímok naraz.Pomocou tlačidiel Predchádzajúci a Ďalší sa môžete pohybovať po troch snímkach naraz alebo pomocou posúvacích tlačidiel na konci môžete prechádzať tromi snímkami naraz.
Zachytávanie a ukladanie uhlíka je nevyhnutné na dosiahnutie cieľov Parížskej dohody.Fotosyntéza je technológia prírody na zachytávanie uhlíka.Inšpirovali sme sa lišajníkmi a vyvinuli sme 3D fotosyntetický biokompozit pre cyanobaktérie (tj napodobňujúci lišajníky) pomocou akrylového latexového polyméru naneseného na špongiu z lufy.Rýchlosť absorpcie CO2 biokompozitom bola 1,57 ± 0,08 g CO2 g-1 biomasy d-1.Miera absorpcie je založená na suchej biomase na začiatku experimentu a zahŕňa CO2 použitý na pestovanie novej biomasy, ako aj CO2 obsiahnutý v skladovacích zlúčeninách, ako sú sacharidy.Tieto miery absorpcie boli 14- až 20-krát vyššie ako opatrenia na kontrolu kalov a mohli by sa potenciálne zvýšiť na zachytenie 570 t CO2 t-1 biomasy za rok-1, čo zodpovedá 5,5-8,17 × 106 hektárom využitia pôdy, čím sa odstráni 8-12 Gt CO2 CO2 za rok.Naproti tomu lesná bioenergia so zachytávaním a ukladaním uhlíka je 0,4–1,2 × 109 ha.Biokompozit zostal funkčný 12 týždňov bez ďalších živín alebo vody, po ktorých bol experiment ukončený.V rámci mnohostranného technologického postoja ľudstva v boji proti klimatickým zmenám majú skonštruované a optimalizované biokompozity cyanobaktérií potenciál pre udržateľné a škálovateľné nasadenie na zvýšenie odstraňovania CO2 a zároveň zníženie strát vody, živín a využívania pôdy.
Klimatické zmeny sú skutočnou hrozbou pre globálnu biodiverzitu, stabilitu ekosystémov a ľudí.Na zmiernenie jeho najhorších dôsledkov sú potrebné koordinované a rozsiahle programy dekarbonizácie a, samozrejme, je potrebná aj určitá forma priameho odstraňovania skleníkových plynov z atmosféry.Napriek pozitívnej dekarbonizácii výroby elektriny2,3 v súčasnosti neexistujú žiadne ekonomicky udržateľné technologické riešenia na zníženie atmosférického oxidu uhličitého (CO2)4, hoci zachytávanie spalín napreduje5.Namiesto škálovateľných a praktických inžinierskych riešení by sa ľudia mali pri zachytávaní uhlíka obrátiť na prírodných inžinierov – fotosyntetické organizmy (fototrofné organizmy).Fotosyntéza je prirodzená technológia sekvestrácie uhlíka, ale jej schopnosť zvrátiť antropogénne obohacovanie uhlíka v zmysluplných časových mierkach je otázna, enzýmy sú neefektívne a jej schopnosť nasadenia vo vhodných mierkach je otázna.Potenciálnou cestou pre fototrofiu je zalesňovanie, ktoré rúbe stromy na bioenergiu pomocou zachytávania a ukladania uhlíka (BECCS) ako technológie s negatívnymi emisiami, ktorá môže pomôcť znížiť čisté emisie CO21.Na dosiahnutie teplotného cieľa Parížskej dohody 1,5 °C pomocou BECCS ako hlavnej metódy by však bolo potrebných 0,4 až 1,2 × 109 ha, čo zodpovedá 25 – 75 % súčasnej globálnej ornej pôdy6.Okrem toho neistota spojená s globálnymi účinkami hnojenia CO2 spochybňuje potenciálnu celkovú efektívnosť lesných plantáží7.Ak máme dosiahnuť teplotné ciele stanovené Parížskou dohodou, musí sa z atmosféry každý rok odstrániť 100 sekúnd GtCO2 skleníkových plynov (GGR).Ministerstvo výskumu a inovácií Spojeného kráľovstva nedávno oznámilo financovanie piatich projektov GGR8 vrátane manažmentu rašelinísk, zlepšeného zvetrávania hornín, výsadby stromov, biouhlia a viacročných plodín na kŕmenie procesu BECCS.Náklady na odstraňovanie viac ako 130 Mt CO2 z atmosféry ročne sú 10 – 100 USD/t CO2, 0,2 – 8,1 Mt CO2 ročne na obnovu rašelinísk, 52 – 480 USD/t CO2 a 12 – 27 Mt CO2 ročne na zvetrávanie hornín. , 0,4-30 USD/rok.tCO2, 3,6 Mt CO2/rok, 1 % nárast lesnej plochy, 0,4 – 30 USD/t CO2, 6 – 41 Mt CO2/rok, biouhlie, 140 – 270 USD/t CO2, 20 – 70 Mt CO2 ročne pre trvalé plodiny využívajúce BECCS9.
Kombináciou týchto prístupov by sa potenciálne mohol dosiahnuť cieľ 130 Mt CO2 za rok, ale náklady na zvetrávanie hornín a BECCS sú vysoké a biouhlie, hoci je relatívne lacné a nesúvisí s využívaním pôdy, si vyžaduje surovinu pre proces výroby biouhlia.ponúka tento vývoj a počet na nasadenie ďalších technológií GGR.
Namiesto hľadania riešení na súši hľadajte vodu, najmä jednobunkové fototrofy, ako sú mikroriasy a sinice10.Riasy (vrátane cyanobaktérií) zachytávajú približne 50 % svetového oxidu uhličitého, hoci tvoria len 1 % svetovej biomasy11.Sinice sú pôvodní biogeoinžinieri prírody, ktorí kladú základy pre metabolizmus dýchania a vývoj mnohobunkového života prostredníctvom kyslíkovej fotosyntézy12.Myšlienka využitia cyanobaktérií na zachytávanie uhlíka nie je nová, no inovatívne metódy fyzického umiestňovania otvárajú týmto starým organizmom nové obzory.
Otvorené rybníky a fotobioreaktory sú štandardným majetkom pri využívaní mikrorias a siníc na priemyselné účely.Tieto kultivačné systémy využívajú suspenznú kultúru, v ktorej bunky voľne plávajú v rastovom médiu14;rybníky a fotobioreaktory však majú mnoho nevýhod, ako je slabý prenos hmoty CO2, intenzívne využívanie pôdy a vody, náchylnosť na biologické znečistenie a vysoké náklady na výstavbu a prevádzku15,16.Bioreaktory s biofilmom, ktoré nepoužívajú suspenzné kultúry, sú úspornejšie z hľadiska vody a priestoru, ale sú vystavené riziku poškodenia vysychaním, náchylné na oddelenie biofilmu (a tým k strate aktívnej biomasy) a sú rovnako náchylné na biologické znečistenie17.
Na zvýšenie miery absorpcie CO2 a riešenie problémov, ktoré obmedzujú kalové a biofilmové reaktory, sú potrebné nové prístupy.Jedným z takýchto prístupov sú fotosyntetické biokompozity inšpirované lišajníkmi.Lišajníky sú komplex húb a fotobiontov (mikroriasy a/alebo sinice), ktoré pokrývajú približne 12 % rozlohy Zeme18.Huby poskytujú fyzickú podporu, ochranu a ukotvenie fotobiotického substrátu, ktorý zase poskytuje hubám uhlík (ako nadbytočné produkty fotosyntézy).Navrhovaný biokompozit je „lišajníkovou mimetikou“, v ktorej je koncentrovaná populácia cyanobaktérií imobilizovaná vo forme tenkého biopovlaku na nosnom substráte.Okrem buniek obsahuje biopovlak polymérnu matricu, ktorá môže nahradiť hubu.Polymérne emulzie na vodnej báze alebo „latexy“ sú preferované, pretože sú biokompatibilné, odolné, lacné, ľahko sa s nimi manipuluje a sú komerčne dostupné19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26.
Fixáciu buniek latexovými polymérmi do značnej miery ovplyvňuje zloženie latexu a proces tvorby filmu.Emulzná polymerizácia je heterogénny proces používaný na výrobu syntetického kaučuku, adhezívnych náterov, tmelov, prísad do betónu, náterov na papier a textil a latexových farieb27.Má množstvo výhod oproti iným polymerizačným metódam, ako je vysoká reakčná rýchlosť a účinnosť konverzie monoméru, ako aj jednoduchosť kontroly produktu27,28.Výber monomérov závisí od požadovaných vlastností výsledného polymérneho filmu a pre zmiešané monomérne systémy (tj kopolymerizácie) možno vlastnosti polyméru zmeniť výberom rôznych pomerov monomérov, ktoré tvoria výsledný polymérny materiál.Butylakrylát a styrén patria medzi najbežnejšie akrylové latexové monoméry a používajú sa tu.Okrem toho sa koalescenčné činidlá (napr. texanol) často používajú na podporu rovnomernej tvorby filmu, kde môžu zmeniť vlastnosti polymérneho latexu, aby sa vytvoril silný a „kontinuálny“ (koalescenčný) povlak.V našej počiatočnej štúdii proof-of-concept bol vyrobený 3D biokompozit s vysokou povrchovou plochou a vysokou pórovitosťou pomocou komerčnej latexovej farby nanesenej na špongiu z lufy.Po dlhých a nepretržitých manipuláciách (osem týždňov) biokompozit vykazoval obmedzenú schopnosť zadržať cyanobaktérie na lešení lufy, pretože rast buniek oslabil štrukturálnu integritu latexu.V tejto štúdii sme sa zamerali na vývoj série akrylových latexových polymérov známej chémie na nepretržité použitie v aplikáciách zachytávania uhlíka bez obetovania degradácie polyméru.Tým sme preukázali schopnosť vytvárať prvky polymérnej matrice podobné lišajníkom, ktoré poskytujú zlepšený biologický výkon a výrazne zvýšenú mechanickú elasticitu v porovnaní s overenými biokompozitmi.Ďalšia optimalizácia urýchli príjem biokompozitov na zachytávanie uhlíka, najmä v kombinácii so cyanobaktériami metabolicky modifikovanými na zvýšenie sekvestrácie CO2.
Deväť latexov s tromi polymérnymi formuláciami (H = „tvrdý“, N = „normálny“, S = „mäkký“) a tromi typmi texanolu (0, 4, 12 % v/v) sa testovalo na toxicitu a koreláciu kmeňa.Lepidlo.z dvoch siníc.Typ latexu významne ovplyvnil S. elongatus PCC 7942 (Shirer-Ray-Hare test, latex: DF=2, H=23,157, P=<0,001) a CCAP 1479/1A (dvojcestná ANOVA, latex: DF=2, F = 103,93, P = < 0,001) (obr. 1a).Koncentrácia texanolu významne neovplyvnila rast S. elongatus PCC 7942, len N-latex bol netoxický (obr. 1a) a 0 N a 4 N si udržali rast 26 % a 35 % (Mann- Whitney U, 0 N oproti 4 N: W = 13,50, P = 0,245; 0 N oproti kontrole: W = 25,0, P = 0,061; 4 N oproti kontrole: W = 25,0, P = 0,061) a 12 N si udržali porovnateľný rast na biologickú kontrolu (Mann-Whitney University, 12 N vs. kontrola: W = 17,0, P = 0,885).Pre S. elongatus CCAP 1479/1A boli dôležitými faktormi tak latexová zmes, ako aj koncentrácia texanolu a medzi nimi bola pozorovaná významná interakcia (dvojcestná ANOVA, latex: 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 a všetky „mäkké“ latexy podporovali rast (obr. 1a).Existuje tendencia zlepšovať rast s klesajúcim zložením styrénu.
Testovanie toxicity a adhézie cyanobaktérií (Synechococcus elongatus PCC 7942 a CCAP 1479/1A) k latexovým formuláciám, vzťah s teplotou skleného prechodu (Tg) a rozhodovacia matrica na základe údajov o toxicite a adhézii.( a ) Testovanie toxicity sa uskutočnilo pomocou samostatných grafov percentuálneho rastu cyanobaktérií normalizovaných na kontrolné suspenzné kultúry.Ošetrenia označené * sa výrazne líšia od kontrol.(b) Údaje o raste cyanobaktérií verzus Tg latex (priemer ± SD; n = 3).c) Kumulatívny počet cyanobaktérií uvoľnených z testu adhézie biokompozitu.(d) Údaje o adhézii verzus Tg latexu (priemer ± StDev; n = 3).e Rozhodovacia matica založená na údajoch o toxicite a adhézii.Pomer styrénu k butylakrylátu je 1:3 pre „tvrdý“ (H) latex, 1:1 pre „normálny“ (N) a 3:1 pre „mäkký“ (S).Predchádzajúce čísla v latexovom kóde zodpovedajú obsahu Texanolu.
Vo väčšine prípadov sa životaschopnosť buniek znižovala so zvyšujúcou sa koncentráciou texanolu, ale pre žiadny z kmeňov nebola signifikantná korelácia (CCAP 1479/1A: DF = 25, r = -0,208, P = 0,299; PCC 7942: DF = 25, r = – 0,127, P = 0,527).Na obr.1b ukazuje vzťah medzi rastom buniek a teplotou skleného prechodu (Tg).Existuje silná negatívna korelácia medzi koncentráciou texanolu a hodnotami Tg (H-latex: DF=7, r=-0,989, P=<0,001; N-latex: DF=7, r=-0,964, P=<0,001 S-latex: DF=7, r=-0,946, P=<0,001).Údaje ukázali, že optimálna Tg pre rast S. elongatus PCC 7942 bola okolo 17 °C (obrázok 1b), zatiaľ čo S. elongatus CCAP 1479/1A uprednostňovala Tg pod 0 °C (obrázok 1b).Iba S. elongatus CCAP 1479/1A mal silnú negatívnu koreláciu medzi Tg a údajmi o toxicite (DF=25, r=-0,857, P=<0,001).
Všetky latexy mali dobrú adhéznu afinitu a žiadny z nich neuvoľnil viac ako 1 % buniek po 72 hodinách (obr. 1c).Medzi latexmi dvoch kmeňov S. elongatus nebol žiadny významný rozdiel (PCC 7942: Scheirer-Ray-Hara test, Latex*Texanol, DF=4, H=0,903; P=0,924; CCAP 1479/1A: Scheirer- lúčový test).– Zajačí test, latex*texanol, DF=4, H=3,277, P=0,513).Keď sa koncentrácia texanolu zvyšuje, uvoľňuje sa viac buniek (obrázok 1c).v porovnaní s S. elongatus PCC 7942 (DF=25, r=-0,660, P=<0,001) (obrázok 1d).Okrem toho neexistoval žiadny štatistický vzťah medzi Tg a bunkovou adhéziou týchto dvoch kmeňov (PCC 7942: DF=25, r=0,301, P=0,127; CCAP 1479/1A: DF=25, r=0,287, P=0,147).
Pre oba kmene boli „tvrdé“ latexové polyméry neúčinné.Na rozdiel od toho, 4N a 12N fungovali najlepšie proti S. elongatus PCC 7942, zatiaľ čo 4S a 12S fungovali najlepšie proti CCAP 1479/1A (obr. 1e), aj keď je tu jednoznačne priestor na ďalšiu optimalizáciu polymérnej matrice.Tieto polyméry boli použité v polodávkových testoch čistej absorpcie CO2.
Fotofyziológia sa monitorovala počas 7 dní s použitím buniek suspendovaných vo vodnej latexovej kompozícii.Vo všeobecnosti sa zdanlivá rýchlosť fotosyntézy (PS) aj maximálny kvantový výťažok PSII (Fv/Fm) s časom znižujú, ale tento pokles je nerovnomerný a niektoré súbory údajov PS vykazujú dvojfázovú odozvu, čo naznačuje čiastočnú odozvu, hoci zotavenie v reálnom čase kratšia aktivita PS (obr. 2a a 3b).Dvojfázová odpoveď Fv/Fm bola menej výrazná (obrázky 2b a 3b).
(a) Zdanlivá rýchlosť fotosyntézy (PS) a (b) maximálny kvantový výťažok PSII (Fv/Fm) Synechococcus elongatus PCC 7942 v reakcii na latexové formulácie v porovnaní s kontrolnými suspenznými kultúrami.Pomer styrénu k butylakrylátu je 1:3 pre „tvrdý“ (H) latex, 1:1 pre „normálny“ (N) a 3:1 pre „mäkký“ (S).Predchádzajúce čísla v latexovom kóde zodpovedajú obsahu Texanolu.(priemer ± štandardná odchýlka; n = 3).
(a) Zdanlivá rýchlosť fotosyntézy (PS) a (b) maximálny kvantový výťažok PSII (Fv/Fm) Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A v reakcii na latexové formulácie v porovnaní s kontrolnými suspenznými kultúrami.Pomer styrénu k butylakrylátu je 1:3 pre „tvrdý“ (H) latex, 1:1 pre „normálny“ (N) a 3:1 pre „mäkký“ (S).Predchádzajúce čísla v latexovom kóde zodpovedajú obsahu Texanolu.(priemer ± štandardná odchýlka; n = 3).
Pre S. elongatus PCC 7942 zloženie latexu a koncentrácia texanolu neovplyvnili PS v priebehu času (GLM, Latex*Texanol*Time, DF = 28, F = 1,49, P = 0,07), hoci zloženie bolo dôležitým faktorom (GLM)., latex x čas, DF = 14, F = 3,14, P = < 0,001) (obr. 2a).Nepozoroval sa žiadny významný vplyv koncentrácie texanolu v čase (GLM, texanol*čas, DF=14, F=1,63, P=0,078).Vyskytla sa významná interakcia ovplyvňujúca Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol*Čas, DF=28, F=4,54, P=<0,001).Interakcia medzi latexovou formuláciou a koncentráciou texanolu mala významný vplyv na Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol, DF=4, F=180,42, P=<0,001).Každý parameter tiež ovplyvňuje Fv/Fm v priebehu času (GLM, Latex*Time, DF=14, F=9,91, P=<0,001 a Texanol*Time, DF=14, F=10,71, P=<0,001).Latex 12H si udržal najnižšie priemerné hodnoty PS a Fv/Fm (obr. 2b), čo naznačuje, že tento polymér je toxickejší.
PS S. elongatus CCAP 1479/1A sa výrazne líšil (GLM, latex * texanol * čas, DF = 28, F = 2,75, P = < 0,001), s latexovým zložením a nie koncentráciou texanolu (GLM, latex * čas, DF = 14, F = 6,38, P = < 0,001, GLM, texanol x čas, DF = 14, F = 1,26, P = 0,239).„Mäkké“ polyméry 0S a 4S si udržali mierne vyššiu úroveň výkonu PS ako kontrolné suspenzie (Mann-Whitney U, 0S oproti kontrolám, W = 686,0, P = 0,044, 4S oproti kontrolám, W = 713, P = 0,01) a zachovali si zlepšená Fv./Fm (obr. 3a) ukazuje efektívnejší transport do Fotosystému II.Pre hodnoty Fv/Fm buniek CCAP 1479/1A bol v priebehu času významný latexový rozdiel (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=6,00, P=<0,001) (obrázok 3b).).
Na obr.4 ukazuje priemerné PS a Fv/Fm počas 7 dní ako funkciu bunkového rastu pre každý kmeň.S. elongatus PCC 7942 nemal jasný vzor (obr. 4a a b), avšak CCAP 1479/1A vykazoval parabolický vzťah medzi hodnotami PS (obr. 4c) a Fv/Fm (obr. 4d). pomery styrénu a butylakrylátu rastú so zmenami.
Vzťah medzi rastom a fotofyziológiou Synechococcus longum na latexových prípravkoch.(a) Údaje o toxicite vynesené oproti zdanlivej rýchlosti fotosyntézy (PS), (b) maximálny kvantový výťažok PSII (Fv/Fm) PCC 7942. c Údaje o toxicite vynesené proti PS a d Fv/Fm CCAP 1479/1A.Pomer styrénu k butylakrylátu je 1:3 pre „tvrdý“ (H) latex, 1:1 pre „normálny“ (N) a 3:1 pre „mäkký“ (S).Predchádzajúce čísla v latexovom kóde zodpovedajú obsahu Texanolu.(priemer ± štandardná odchýlka; n = 3).
Biokompozit PCC 7942 mal obmedzený účinok na retenciu buniek s výrazným vylúhovaním buniek počas prvých štyroch týždňov (obrázok 5).Po počiatočnej fáze absorpcie CO2 začali bunky fixované 12 N latexom uvoľňovať CO2 a tento vzorec pretrvával medzi 4. a 14. dňom (obr. 5b).Tieto údaje sú v súlade s pozorovaním zmeny farby pigmentu.Čistá absorpcia CO2 začala opäť od 18. dňa. Napriek uvoľneniu buniek (obr. 5a) biokompozit PCC 7942 12 N stále akumuloval viac CO2 ako kontrolná suspenzia počas 28 dní, aj keď mierne (Mann-Whitney U-test, W = 2275,5; P = 0,066).Rýchlosť absorpcie CO2 latexom 12N a 4N je 0,51 ± 0,34 a 1,18 ± 0,29 g CO2 g-1 biomasy d-1.Bol štatisticky významný rozdiel medzi liečbou a časovými úrovňami (Chairer-Ray-Hare test, liečba: DF=2, H=70,62, P=<0,001 čas: DF=13, H=23,63, P=0,034), ale nebolo.medzi liečbou a časom bol významný vzťah (Chairer-Ray-Har test, čas*liečba: DF=26, H=8,70, P=0,999).
Polovičné testy absorpcie CO2 na biokompozitoch Synechococcus elongatus PCC 7942 s použitím 4N a 12N latexu.(a) Obrázky ukazujú uvoľňovanie buniek a zmenu farby pigmentu, ako aj obrázky SEM biokompozitu pred a po testovaní.Biele bodkované čiary označujú miesta ukladania buniek na biokompozite.b) Kumulatívna čistá spotreba CO2 za obdobie štyroch týždňov.„Normálny“ (N) latex má pomer styrénu k butylakrylátu 1:1.Predchádzajúce čísla v latexovom kóde zodpovedajú obsahu Texanolu.(priemer ± štandardná odchýlka; n = 3).
Bunková retencia sa významne zlepšila pre kmeň CCAP 1479/1A s 4S a 12S, aj keď pigment v priebehu času pomaly menil farbu (obr. 6a).Biokompozit CCAP 1479/1A absorbuje CO2 celých 84 dní (12 týždňov) bez ďalších doplnkov výživy.SEM analýza (obr. 6a) potvrdila vizuálne pozorovanie odlúčenia malých buniek.Spočiatku boli bunky zapuzdrené v latexovom poťahu, ktorý si zachoval svoju integritu napriek rastu buniek.Rýchlosť absorpcie CO2 bola významne vyššia ako v kontrolnej skupine (Scheirer-Ray-Har test, liečba: DF=2; H=240,59; P=<0,001, čas: DF=42; H=112; P=<0,001) ( Obr. 6b).Najvyšší príjem CO2 dosiahol biokompozit 12S (1,57 ± 0,08 g CO2 g-1 biomasy za deň), kým 4S latex bol 1,13 ± 0,41 g CO2 g-1 biomasy za deň, ale výrazne sa nelíšili (Mann-Whitney U test, W = 1507,50; P = 0,07) a žiadna významná interakcia medzi liečbou a časom (Shirer-Rey-Hara test, čas* liečba: DF = 82; H = 10,37; P = 1 000).
Polovičné testovanie absorpcie CO2 pomocou biokompozitov Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A s 4N a 12N latexom.(a) Obrázky ukazujú uvoľňovanie buniek a zmenu farby pigmentu, ako aj obrázky SEM biokompozitu pred a po testovaní.Biele bodkované čiary označujú miesta ukladania buniek na biokompozite.b) Kumulatívna čistá spotreba CO2 za obdobie dvanástich týždňov.„Mäkký“ (S) latex má pomer styrénu k butylakrylátu 1:1.Predchádzajúce čísla v latexovom kóde zodpovedajú obsahu Texanolu.(priemer ± štandardná odchýlka; n = 3).
S. elongatus PCC 7942 (Shirer-Ray-Har test, čas*ošetrenie: DF=4, H=3,243, P=0,518) alebo biokompozit S. elongatus CCAP 1479/1A (dva-ANOVA, čas*ošetrenie: DF=8 F = 1,79, P = 0,119) (obr. S4).Biokompozit PCC 7942 mal najvyšší obsah sacharidov v týždni 2 (4 N = 59,4 ± 22,5 % hmotn., 12 N = 67,9 ± 3,3 % hmotn.), zatiaľ čo kontrolná suspenzia mala najvyšší obsah sacharidov v týždni 4, kedy (kontrola = 59,6 ± 2,84 % w/w).Celkový obsah uhľohydrátov v biokompozite CCAP 1479/1A bol porovnateľný s kontrolnou suspenziou s výnimkou začiatku pokusu, s určitými zmenami v 12S latexe v týždni 4. Najvyššie hodnoty pre biokompozit boli 51,9 ± 9,6 % hmotn. pre 4S a 77,1 ± 17,0 % hmotn. pre 12S.
Rozhodli sme sa demonštrovať možnosti návrhu na zlepšenie štrukturálnej integrity tenkovrstvových latexových polymérnych povlakov ako dôležitej zložky konceptu biokompozitu napodobňujúceho lišajníky bez obetovania biokompatibility alebo výkonu.Ak sa prekonajú štrukturálne výzvy spojené s rastom buniek, očakávame výrazné zlepšenie výkonu v porovnaní s našimi experimentálnymi biokompozitmi, ktoré sú už porovnateľné s inými systémami zachytávania uhlíka zo siníc a mikrorias.
Nátery musia byť netoxické, odolné, podporovať dlhodobú bunkovú adhéziu a musia byť porézne, aby podporovali účinný prenos hmoty CO2 a odplyňovanie O2.Akrylové polyméry latexového typu sa ľahko pripravujú a sú široko používané v priemysle farieb, textilu a lepidiel30.Sinice sme skombinovali s emulziou akrylového latexového polyméru na vodnej báze polymerizovanej so špecifickým pomerom častíc styrén/butylakrylát a rôznymi koncentráciami texanolu.Styrén a butylakrylát boli vybrané tak, aby boli schopné kontrolovať fyzikálne vlastnosti, najmä elasticitu a koalescenčnú účinnosť náteru (kritické pre silný a vysoko adhézny náter), čo umožňuje syntézu „tvrdých“ a „mäkkých“ agregátov častíc.Údaje o toxicite naznačujú, že „tvrdý“ latex s vysokým obsahom styrénu neprispieva k prežitiu cyanobaktérií.Na rozdiel od butylakrylátu sa styrén považuje za toxický pre riasy32,33.Kmene siníc reagovali na latex celkom odlišne a optimálna teplota skleného prechodu (Tg) bola stanovená pre S. elongatus PCC 7942, zatiaľ čo S. elongatus CCAP 1479/1A vykazoval negatívny lineárny vzťah s Tg.
Teplota sušenia ovplyvňuje schopnosť vytvárať súvislý rovnomerný latexový film.Ak je teplota sušenia nižšia ako minimálna teplota vytvárania filmu (MFFT), častice polymérneho latexu sa úplne nespájajú, čo vedie k adhézii iba na rozhraní častíc.Výsledné filmy majú zlú priľnavosť a mechanickú pevnosť a môžu byť dokonca vo forme prášku29.MFFT úzko súvisí s Tg, ktorý môže byť kontrolovaný zložením monomérov a pridaním koalescentov, ako je texanol.Tg určuje mnohé z fyzikálnych vlastností výsledného povlaku, ktorý môže byť v gumovom alebo sklovitom stave34.Podľa Flory-Foxovej rovnice35 Tg závisí od typu monoméru a relatívneho percentuálneho zloženia.Pridanie koalescentu môže znížiť MFFT prerušovaným potláčaním Tg latexových častíc, čo umožňuje tvorbu filmu pri nižších teplotách, ale stále vytvára tvrdý a silný povlak, pretože koalescent sa v priebehu času pomaly vyparuje alebo bol extrahovaný36.
Zvýšenie koncentrácie texanolu podporuje tvorbu filmu zmäkčením častíc polyméru (zníženie Tg) v dôsledku absorpcie časticami počas sušenia, čím sa zvyšuje pevnosť súdržného filmu a bunková adhézia.Pretože sa biokompozit suší pri teplote okolia (~18–20 °C), Tg (30 až 55 °C) „tvrdého“ latexu je vyššia ako teplota sušenia, čo znamená, že koalescencia častíc nemusí byť optimálna, čo vedie k B filmy, ktoré zostávajú sklovité, zlé mechanické a adhézne vlastnosti, obmedzená elasticita a difúznosť30 v konečnom dôsledku vedú k väčšej strate buniek.K tvorbe filmu z „normálnych“ a „mäkkých“ polymérov dochádza pri alebo pod Tg polymérneho filmu a tvorba filmu sa zlepšuje zlepšením koalescencie, čo vedie k súvislým polymérnym filmom so zlepšenými mechanickými, kohéznymi a adhéznymi vlastnosťami.Výsledný film zostane počas experimentov so zachytávaním CO2 gumovitý, pretože jeho Tg je blízko ("normálna" zmes: 12 až 20 °C) alebo oveľa nižšie ("mäkká" zmes: -21 až -13 °C) k teplote okolia 30 .„Tvrdý“ latex (3,4 až 2,9 kgf mm–1) je trikrát tvrdší ako „normálny“ latex (1,0 až 0,9 kgf mm–1).Tvrdosť „mäkkých“ latexov sa nedá merať pomocou mikrotvrdosti z dôvodu ich nadmernej gumovitosti a lepivosti pri izbovej teplote.Povrchový náboj môže tiež ovplyvniť adhéznu afinitu, ale na poskytnutie zmysluplných informácií je potrebných viac údajov.Všetky latexy však účinne zadržali bunky a uvoľnili menej ako 1 %.
Produktivita fotosyntézy sa časom znižuje.Expozícia polystyrénu vedie k narušeniu membrány a oxidačnému stresu38,39,40,41.Hodnoty Fv/Fm S. elongatus CCAP 1479/1A vystavené 0S a 4S boli takmer dvakrát vyššie v porovnaní s kontrolou suspenzie, čo je v dobrej zhode s rýchlosťou absorpcie CO2 biokompozitu 4S, ako aj s nižšie stredné hodnoty PS.hodnoty.Vyššie hodnoty Fv/Fm naznačujú, že transport elektrónov do PSII môže priniesť viac fotónov42, čo môže mať za následok vyššie miery fixácie CO2.Treba však poznamenať, že fotofyziologické údaje boli získané z buniek suspendovaných vo vodných latexových roztokoch a nemusia byť nevyhnutne priamo porovnateľné so zrelými biokompozitmi.
Ak latex vytvára bariéru pre výmenu svetla a/alebo plynov, čo vedie k obmedzeniu svetla a CO2, môže spôsobiť bunkový stres a znížiť výkonnosť, a ak ovplyvní uvoľňovanie O2, fotorespiráciu39.Hodnotila sa priepustnosť svetla vytvrdených náterov: „tvrdý“ latex vykazoval mierny pokles priepustnosti svetla medzi 440 a 480 nm (čiastočne zlepšený zvýšením koncentrácie texanolu v dôsledku lepšej koalescencie filmu), zatiaľ čo „mäkký“ a „bežný“ ” latex vykazoval mierny pokles priepustnosti svetla.nevykazuje žiadne viditeľné straty.Testy, ako aj všetky inkubácie, sa uskutočnili pri nízkej intenzite svetla (30,5 µmol m-2 s-1), takže akékoľvek fotosynteticky aktívne žiarenie spôsobené polymérnou matricou bude kompenzované a môže byť dokonca užitočné pri prevencii fotoinhibície.pri škodlivých intenzitách svetla.
Biokompozit CCAP 1479/1A fungoval počas 84 dní testovania bez obratu živín alebo výraznej straty biomasy, čo je kľúčovým cieľom štúdie.Depigmentácia buniek môže byť spojená s procesom chlorózy v reakcii na hladovanie dusíkom, aby sa dosiahlo dlhodobé prežitie (kľudový stav), čo môže pomôcť bunkám obnoviť rast po dosiahnutí dostatočnej akumulácie dusíka.Obrázky SEM potvrdili, že bunky zostali vo vnútri povlaku napriek bunkovému deleniu, čo demonštrovalo elasticitu „mäkkého“ latexu, a teda ukázalo jasnú výhodu oproti experimentálnej verzii.„Mäkký“ latex obsahuje asi 70 % butylakrylátu (hmotnostne), čo je oveľa vyššia koncentrácia, ako je uvedená koncentrácia pre pružný náter po vysušení44.
Čistá absorpcia CO2 bola významne vyššia ako v kontrolnej suspenzii (14–20 a 3–8 krát vyššia pre S. elongatus CCAP 1479/1A a PCC 7942, v uvedenom poradí).Predtým sme použili model prenosu hmoty CO2, aby sme ukázali, že hlavnou hnacou silou vysokej absorpcie CO2 je ostrý gradient koncentrácie CO2 na povrchu biokompozitu31 a že výkonnosť biokompozitu môže byť obmedzená odolnosťou voči prenosu hmoty.Tento problém možno prekonať začlenením netoxických prísad, ktoré netvoria film do latexu, aby sa zvýšila pórovitosť a priepustnosť povlaku26, ale zadržiavanie buniek môže byť ohrozené, pretože táto stratégia nevyhnutne povedie k slabšiemu filmu20.Chemické zloženie sa môže počas polymerizácie meniť, aby sa zvýšila pórovitosť, čo je najlepšia možnosť, najmä z hľadiska priemyselnej výroby a škálovateľnosti45.
Výkon nového biokompozitu v porovnaní s nedávnymi štúdiami s použitím biokompozitov z mikrorias a cyanobaktérií ukázal výhody pri úprave rýchlosti zaťaženia buniek (tabuľka 1)21,46 a dlhších časoch analýzy (84 dní oproti 15 hodinám46 a 3 týždňov21).
Objemový obsah uhľohydrátov v bunkách je priaznivo porovnateľný s inými štúdiami47,48,49,50 s použitím cyanobaktérií a používa sa ako potenciálne kritérium pre aplikácie zachytávania a využitia/obnovy uhlíka, ako napríklad pri fermentačných procesoch BECCS49,51 alebo pri výrobe biologicky odbúrateľných bioplasty52 .V rámci zdôvodnenia tejto štúdie predpokladáme, že zalesňovanie, aj keď sa uvažuje v koncepcii negatívnych emisií BECCS, nie je všeliekom na zmenu klímy a spotrebúva alarmujúci podiel svetovej ornej pôdy6.Ako myšlienkový experiment sa odhadovalo, že do roku 2100 bude potrebné odstrániť z atmosféry 640 až 950 Gt CO2, aby sa obmedzil nárast globálnej teploty na 1,5 °C53 (asi 8 až 12 Gt CO2 za rok).Dosiahnutie tohto lepšieho biokompozitu (574,08 ± 30,19 t CO2 t-1 biomasy za rok-1) by si vyžadovalo objemovú expanziu z 5,5 × 1010 na 8,2 × 1010 m3 (s porovnateľnou fotosyntetickou účinnosťou), ktorá by obsahovala od 196 do 2,92 miliárd litrov polymér.Za predpokladu, že 1 m3 biokompozitov zaberá 1 m2 plochy pôdy, plocha potrebná na absorbovanie cieľového ročného celkového CO2 bude medzi 5,5 a 8,17 miliónmi hektárov, čo zodpovedá 0,18 – 0,27 % vhodného pre život pôdy v trópy a zmenšiť rozlohu pevniny.potreba BECCS o 98 – 99 %.Je potrebné poznamenať, že teoretický pomer zachytávania je založený na absorpcii CO2 zaznamenanej pri slabom osvetlení.Akonáhle je biokompozit vystavený intenzívnejšiemu prirodzenému svetlu, miera absorpcie CO2 sa zvyšuje, čím sa ďalej znižujú požiadavky na pôdu a misky váh sa prikláňajú k koncepcii biokompozitu.Implementácia však musí byť na rovníku pre konštantnú intenzitu a trvanie podsvietenia.
Globálny efekt hnojenia CO2, tj zvýšenie produktivity vegetácie spôsobené zvýšenou dostupnosťou CO2, sa na väčšine územia znížil, pravdepodobne v dôsledku zmien kľúčových pôdnych živín (N a P) a vodných zdrojov7.To znamená, že pozemská fotosyntéza nemusí viesť k zvýšeniu absorpcie CO2, napriek zvýšeným koncentráciám CO2 vo vzduchu.V tejto súvislosti je ešte menej pravdepodobné, že budú úspešné pozemné stratégie na zmiernenie zmeny klímy, ako je BECCS.Ak sa tento globálny fenomén potvrdí, náš biokompozit inšpirovaný lišajníkmi by mohol byť kľúčovým aktívom, ktorý transformuje jednobunkové vodné fotosyntetické mikróby na „zázemné látky“.Väčšina suchozemských rastlín fixuje CO2 prostredníctvom fotosyntézy C3, zatiaľ čo rastliny C4 sú priaznivejšie pre teplejšie a suchšie biotopy a sú efektívnejšie pri vyšších parciálnych tlakoch CO254.Sinice ponúkajú alternatívu, ktorá by mohla kompenzovať alarmujúce predpovede zníženej expozície oxidu uhličitého v rastlinách C3.Cyanobaktérie prekonali fotorespiračné obmedzenia vyvinutím účinného mechanizmu obohacovania uhlíkom, v ktorom sú prítomné vyššie parciálne tlaky CO2 a udržiavané ribulóza-1,5-bisfosfátkarboxylázou/oxygenázou (RuBisCo) v okolitých karboxyzómoch.Ak sa podarí zvýšiť produkciu cyanobakteriálnych biokompozitov, mohlo by sa to stať dôležitou zbraňou ľudstva v boji proti klimatickým zmenám.
Biokompozity (napodobeniny lišajníkov) ponúkajú jasné výhody oproti konvenčným suspenzným kultúram mikrorias a cyanobaktérií, poskytujú vyššiu mieru absorpcie CO2, minimalizujú riziká znečistenia a sľubujú konkurenčné vyhýbanie sa CO2.Náklady výrazne znižujú využitie pôdy, vody a živín56.Táto štúdia demonštruje uskutočniteľnosť vývoja a výroby vysokovýkonného biokompatibilného latexu, ktorý v kombinácii s hubou z lufy ako kandidátskym substrátom môže poskytnúť efektívne a efektívne pohlcovanie CO2 počas niekoľkých mesiacov chirurgického zákroku pri zachovaní straty buniek na minime.Biokompozity by teoreticky mohli zachytiť približne 570 t CO2 t-1 biomasy ročne a môžu sa ukázať ako dôležitejšie ako stratégie zalesňovania BECCS v našej reakcii na zmenu klímy.S ďalšou optimalizáciou zloženia polyméru, testovaním pri vyšších intenzitách svetla a v kombinácii s prepracovaným metabolickým inžinierstvom môžu opäť prísť na pomoc pôvodní biogeoinžinieri prírody.
Akrylové latexové polyméry sa pripravili s použitím zmesi styrénových monomérov, butylakrylátu a kyseliny akrylovej a pH sa upravilo na 7 pomocou 0,1 M hydroxidu sodného (tabuľka 2).Styrén a butylakrylát tvoria väčšinu polymérnych reťazcov, zatiaľ čo kyselina akrylová pomáha udržiavať latexové častice v suspenzii57.Štrukturálne vlastnosti latexu sú určené teplotou skleného prechodu (Tg), ktorá sa riadi zmenou pomeru styrénu a butylakrylátu, ktorý poskytuje „tvrdé“ a „mäkké“ vlastnosti58.Typický akrylový latexový polymér je 50:50 styrén:butylakrylát 30, takže v tejto štúdii bol latex s týmto pomerom označovaný ako „normálny“ latex a latex s vyšším obsahom styrénu bol označovaný ako latex s nižším obsahom styrénu. .nazývané „mäkké“ ako „tvrdé“.
Primárna emulzia sa pripravila s použitím destilovanej vody (174 g), hydrogénuhličitanu sodného (0,5 g) a povrchovo aktívnej látky Rhodapex Ab/20 (30,92 g) (Solvay) na stabilizáciu 30 kvapiek monoméru.Pomocou sklenenej striekačky (Science Glass Engineering) s injekčnou pumpou sa k primárnej emulzii počas 4 hodín po kvapkách pridal sekundárny alikvot obsahujúci styrén, butylakrylát a kyselinu akrylovú uvedenú v tabuľke 2 rýchlosťou 100 ml za hodinu (Cole -Palmer, Mount Vernon, Illinois).Pripraví sa roztok iniciátora polymerizácie 59 s použitím dHO a persíranu amónneho (100 ml, 3 % w/w).
Roztok obsahujúci dHO (206 g), hydrogénuhličitan sodný (1 g) a Rhodapex Ab/20 (4,42 g) premiešajte pomocou horného miešadla (Heidolph Hei-TORQUE hodnota 100) s vrtuľou z nehrdzavejúcej ocele a zahrejte na 82 °C v hrnci. nádoba s vodným plášťom vo vyhrievanom vodnom kúpeli VWR Scientific 1137P.Do opláštenej nádoby sa po kvapkách pridal roztok monoméru so zníženou hmotnosťou (28,21 g) a iniciátora (20,60 g) a zmes sa miešala 20 minút.Dôkladne premiešajte zostávajúci roztok monoméru (150 ml h-1) a iniciátora (27 ml h-1), aby sa častice udržali v suspenzii, kým sa počas 5 hodín nepridajú do vodného plášťa, pomocou 10 ml injekčných striekačiek a 100 ml v nádobe. .doplnená injekčnou pumpou.Rýchlosť miešadla sa zvýšila v dôsledku zvýšenia objemu suspenzie, aby sa zaistila retencia suspenzie.Po pridaní iniciátora a emulzie sa reakčná teplota zvýšila na 85 °C, dobre sa miešala pri 450 otáčkach za minútu počas 30 minút, potom sa ochladila na 65 °C.Po ochladení sa k latexu pridali dva vytesňovacie roztoky: terc-butylhydroperoxid (t-BHP) (70 % vo vode) (5 g, 14 % hmotnostných) a kyselina izoaskorbová (5 g, 10 % hmotnostných)..Po kvapkách pridajte t-BHP a nechajte pôsobiť 20 minút.Potom sa pridala kyselina erytorbová rýchlosťou 4 ml/h z 10 ml injekčnej striekačky pomocou injekčnej pumpy.Latexový roztok sa potom ochladil na teplotu miestnosti a pH sa upravilo na 7 pomocou 0,1 M hydroxidu sodného.
2,2,4-trimetyl-1,3-pentándiol monoizobutyrát (Texanol) – biodegradovateľný koalescent pre latexové farby s nízkou toxicitou 37,60 – bol pridaný striekačkou a pumpou v troch objemoch (0, 4, 12 % v/v) ako koalescenčné činidlo pre latexovú zmes na uľahčenie tvorby filmu počas sušenia37.Percento pevných látok latexu sa určilo umiestnením 100 ul každého polyméru do vopred odvážených uzáverov z hliníkovej fólie a sušením v sušiarni pri 100 °C počas 24 hodín.
Na prenos svetla sa každá latexová zmes naniesla na mikroskopické sklíčko s použitím nerezovej oceľovej kvapkovej kocky kalibrovanej na vytvorenie 100 um filmov a sušila sa pri 20 °C počas 48 hodín.Priepustnosť svetla (zameraná na fotosynteticky aktívne žiarenie, λ 400–700 nm) bola meraná na spektrorádiometri ILT950 SpectriLight so snímačom vo vzdialenosti 35 cm od 30 W žiarivky (Sylvania Luxline Plus, n = 6) – kde svetlo zdrojom boli sinice a organizmy. Kompozitné materiály sú zachované.Na záznam osvetlenia a prenosu v rozsahu λ 400–700 nm61 sa použil softvér SpectrILight III, verzia 3.5.Všetky vzorky sa umiestnili na vrch senzora a nepotiahnuté sklenené sklíčka sa použili ako kontroly.
Vzorky latexu sa pridali do silikónovej zapekacej misky a nechali sa sušiť 24 hodín pred testovaním tvrdosti.Vysušenú vzorku latexu umiestnite na oceľový uzáver pod mikroskop x10.Po zaostrení boli vzorky vyhodnotené na mikrotvrdomere Buehler Micromet II.Vzorka bola vystavená sile 100 až 200 gramov a čas zaťaženia bol nastavený na 7 sekúnd, aby sa vo vzorke vytvoril diamantový zárez.Výtlačok sa analyzoval pomocou mikroskopického objektívu Bruker Alicona × 10 s ďalším softvérom na meranie tvaru.Na výpočet tvrdosti každého latexu sa použil Vickersov vzorec tvrdosti (Rovnica 1), kde HV je Vickersovo číslo, F je použitá sila a d je priemer uhlopriečok vtlačenia vypočítaný z výšky a šírky latexu.hodnotu odsadenia.„Mäkký“ latex nie je možné merať kvôli priľnavosti a roztiahnutiu počas testu vtláčania.
Na stanovenie teploty skleného prechodu (Tg) latexovej kompozície sa vzorky polyméru umiestnili do silikagélových misiek, sušili sa 24 hodín, odvážili sa na 0,005 g a umiestnili sa do misiek na vzorky.Miska bola uzavretá a umiestnená do diferenciálneho skenovacieho kolorimetra (PerkinElmer DSC 8500, Intercooler II, Pyris data analysis software)62.Metóda tepelného toku sa používa na umiestnenie referenčných pohárov a pohárov na vzorky do tej istej pece so zabudovanou teplotnou sondou na meranie teploty.Na vytvorenie konzistentnej krivky boli použité celkom dve rampy.Metóda odberu vzoriek sa opakovane zvýšila z -20 °C na 180 °C rýchlosťou 20 °C za minútu.Každý počiatočný a koncový bod sa uloží na 1 minútu, aby sa zohľadnilo teplotné oneskorenie.
Na vyhodnotenie schopnosti biokompozitu absorbovať CO2 boli vzorky pripravené a testované rovnakým spôsobom ako v našej predchádzajúcej štúdii31.Vysušená a autoklávovaná žinka bola narezaná na prúžky s rozmermi približne 1 x 1 x 5 cm a odvážená.Naneste 600 µl dvoch najúčinnejších biopovlakov z každého kmeňa siníc na jeden koniec každého prúžku lufy s rozmermi približne 1 × 1 × 3 cm a vysušte v tme pri teplote 20 °C počas 24 hodín.Kvôli makroporéznej štruktúre lufy sa časť receptúry minula, takže účinnosť nakladania buniek nebola 100 %.Na prekonanie tohto problému sa určila hmotnosť suchého prípravku na lufe a normalizovala sa na referenčný suchý prípravok.Abiotické kontroly pozostávajúce z lufy, latexu a sterilného živného média boli pripravené podobným spôsobom.
Ak chcete vykonať polovičný test absorpcie CO2, vložte biokompozit (n = 3) do 50 ml sklenenej skúmavky tak, aby jeden koniec biokompozitu (bez biopovlaku) bol v kontakte s 5 ml rastového média, čo umožní živine byť transportovaný kapilárnym pôsobením..Fľaša je utesnená korkom z butylovej gumy s priemerom 20 mm a zalemovaná strieborným hliníkovým uzáverom.Po utesnení vstreknite 45 ml 5 % CO2/vzduch pomocou sterilnej ihly pripojenej k plynotesnej injekčnej striekačke.Bunková hustota kontrolnej suspenzie (n = 3) bola ekvivalentná bunkovej záťaži biokompozitu v živnom médiu.Testy sa uskutočnili pri 18 ± 2 °C s fotoperiódou 16:8 a fotoperiódou 30,5 µmol m-2 s-1.Priestor nad hlavou sa odstraňoval každé dva dni plynotesnou injekčnou striekačkou a analyzoval sa pomocou merača CO2 s infračervenou absorpciou GEOTech G100, aby sa určilo percento absorbovaného CO2.Pridajte rovnaký objem plynnej zmesi CO2.
% CO2 Fix sa vypočíta takto: % CO2 Fix = 5 % (v/v) – napíšte % CO2 (rovnica 2), kde P = tlak, V = objem, T = teplota a R = konštanta ideálneho plynu.
Hlásené rýchlosti absorpcie CO2 pre kontrolné suspenzie cyanobaktérií a biokompozitov boli normalizované na nebiologické kontroly.Funkčnou jednotkou g biomasy je množstvo suchej biomasy imobilizovanej na utierke.Stanovuje sa vážením vzoriek lufy pred a po fixácii buniek.Započítanie hmotnosti bunkovej záťaže (ekvivalent biomasy) individuálnym vážením prípravkov pred a po sušení a výpočtom hustoty bunkového prípravku (rovnica 3).Predpokladá sa, že bunkové prípravky sú počas fixácie homogénne.
Na štatistickú analýzu bol použitý Minitab 18 a Microsoft Excel s doplnkom RealStatistics.Normalita bola testovaná pomocou Andersonovho-Darlingovho testu a rovnosť rozptylov bola testovaná pomocou Leveneovho testu.Údaje vyhovujúce týmto predpokladom boli analyzované pomocou dvojcestnej analýzy rozptylu (ANOVA) s Tukeyho testom ako post hoc analýzou.Obojsmerné údaje, ktoré nespĺňali predpoklady normality a rovnakého rozptylu, sa analyzovali pomocou testu Shirer-Ray-Hara a potom Mann-Whitneyho U-testu na určenie významnosti medzi ošetreniami.Generalizované lineárne zmiešané (GLM) modely boli použité pre nenormálne údaje s tromi faktormi, kde boli údaje transformované pomocou Johnsonovej transformácie63.Boli uskutočnené momentové korelácie produktov Pearson, aby sa vyhodnotil vzťah medzi koncentráciou texanolu, teplotou skleného prechodu a údajmi o toxicite latexu a adhézii.
Čas odoslania: Jan-05-2023