Помимо нынешнего использования в биотопливе, добавках и удобрениях, водоросли потенциально могут использоваться в самых разных областях, от биопечати тканей до корма для медоносных пчел. Вот почему новая система особенно важна, поскольку она постоянно проверяет, здоровы ли посевы водорослей.
Разработанная в Калифорнийском университете в Сан-Диего установка предназначена для использования в длинных узких искусственных прудах-каналах типа «Raceway», которые часто используются для крупномасштабного выращивания водорослей. Поскольку эти водоемы открыты для естественной среды, они подвержены загрязнению организмами, разрушающими водоросли, такими как бактерии, грибки и вирусы.
«Бактерии созданы для того, чтобы атаковать водоросли и поедать их, и их рост экспоненциальный», - говорит профессор Роберт Помрой, возглавлявший исследование вместе с докторантом Райаном Симовски. «В один прекрасный день у вас может быть все в порядке с красивыми зелеными водорослями, а на следующий день это будет коричневое грязное месиво. Так что это не похоже на потерю 10 процентов урожая пшеницы - в одночасье вы можете потерять весь урожай водорослей».
Неглубокий водоем типа «Raceway», используемый для выращивания микроводорослей, обычно состоит из бетонных каналов, в форме овала, как автомобильная трасса для гонок. Вода поддерживается в постоянном движении с помощью гребного колеса с приводом чтобы обеспечить требуемый уровень качества воды в контуре. Сверху многие такие пруды выглядят как лабиринт. Фото: Wikipedia Commons
Новая система защищает от таких сценариев с помощью существующей технологии, известной как масс-спектрометрия с химической ионизацией (Chemical Ionization Mass Spectrometry, CIMS), которая ранее использовалась в таких областях, как медицина, оборона и обеспечение соблюдения законов о наркотиках.
В данном случае, CIMS первоначально используется для определения базисной линии уровня выбросов летучих газов, которые производятся здоровыми посевами водорослей по мере их роста и цветения. Если обнаруживается внезапное и неожиданное изменение в сигнатуре летучих газов, это, вероятно, связано с тем, что водоросли подвергаются стрессу из-за присутствия вторгшегося организма. Таким образом, система предупреждает фермеров, выращивающих водоросли, как только регистрируется такое изменение, позволяя им немедленно принять меры.
В лабораторных испытаниях система CIMS смогла обнаружить инфекционные микробы в посевах водорослей на 37–76 часов раньше, чем это было возможно при использовании традиционных технологий, таких как микроскопия и флюоресцентная визуализация. Сейчас планируются полевые испытания.
«Нам нужно найти способы увеличить производство и урожайность водорослей», - говорит Померой. «Поддержание здоровья водорослей - один из способов добиться этого. Мы не можем позволить себе терять акры этих культур».
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Источник: UC San Diego
