تولید چربی‌های پرانرژی از ریزجلبک‌ها می‌تواند منبع انرژی پایدار و تجدیدپذیری باشد که می‌تواند به مقابله با تغییرات آب و هوایی کمک کند. با این حال، ریزجلبک‌هایی که برای تولید سریع لیپیدها طراحی شده‌اند، معمولاً خود به خود به کندی رشد می‌کنند و افزایش بازده کلی را دشوار می‌کنند.
مهندسان زیستی UCLA نوع جدیدی از پتری دیش را به شکل ذرات میکروسکوپی و نفوذپذیر ساخته اند که می تواند زمان تحقیق و توسعه (R&D) محصولات بیولوژیکی مانند اسیدهای چرب برای سوخت های زیستی را به طور چشمگیری تسریع کند. PicoShells نامیده می شود، ذرات متخلخل هیدروژل پیکولیتر (تریلیونم لیتر)، می توانند به بیش از یک میلیون سلول منفرد اجازه تقسیم، کشت در یک محیط مرتبط با تولید، و انتخاب بر اساس ویژگی های رشد و تجمع زیست توده با استفاده از سلول استاندارد را بدهند. تجهیزات پردازش.
اطلاعیه های آکادمی ملی علوم اخیراً مطالعه‌ای منتشر کرده است که در آن نحوه عملکرد PicoShells و برنامه‌های بالقوه آنها توضیح داده شده است.
PicoShells شامل یک حفره داخلی توخالی است که در آن سلول‌ها محصور شده‌اند و یک پوسته خارجی متخلخل که امکان تبادل مداوم محلول‌ها با محیط خارجی را فراهم می‌کند تا مواد مغذی، مولکول‌های ارتباط سلولی و محصولات جانبی سلولی سیتوتوکسیک بتوانند آزادانه به داخل و خارج از آشپزخانه داخلی منتقل شوند. این پوسته همچنین گروه‌های کوچکی از سلول‌های در حال رشد را بسته نگه می‌دارد و به محققان این امکان را می‌دهد تا رفتار آنها را با گروه‌های دیگر در PicoShellهای مختلف مورد مطالعه و مقایسه قرار دهند.
این دسته جدید از ابزارهای آزمایشگاهی به محققان اجازه می‌دهد تا میکروارگانیسم‌های تک سلولی زنده - از جمله جلبک‌ها، قارچ‌ها و باکتری‌ها - را در شرایط تولید صنعتی یکسان مانند در یک بیوراکتور پر از فاضلاب یا یک حوض در فضای باز پرورش دهند.
"PicoShell ها مانند بادکنک های مشبک بسیار کوچک هستند. رهبر مطالعه، دینو دی کارلو، آرموند دانشگاه UCLA، و النا هایراپتیان، استاد مهندسی و پزشکی در دانشکده مهندسی ساموئل دانشگاه UCLA، می‌گویند که سلول‌های در حال رشد داخل آنها به طور موثر حصارکشی می‌شوند، اما جدا نیستند. با این ابزار جدید، اکنون می‌توانیم رفتار فردی میلیون‌ها سلول زنده در محیط را مطالعه کنیم. این می تواند زمان تحقیق و توسعه تا تولید تجاری محصولات ارگانیک را از چند سال به چند ماه کوتاه کند. PicoShells همچنین می تواند ابزار ارزشمندی برای تحقیقات بیولوژیکی پایه باشد.
نفوذپذیری PicoShells می تواند آزمایشگاه را به یک محیط صنعتی برساند و امکان آزمایش در یک منطقه جداگانه از یک مرکز کاری را فراهم کند. رشد می تواند سریعتر رخ دهد و سویه های سلولی با عملکرد خوب را می توان شناسایی و برای غربالگری بیشتر انتخاب کرد.
به گفته محققان، یکی دیگر از مزایای این ابزار جدید این است که تجزیه و تحلیل میلیون‌ها PicoShell به صورت خودکار انجام می‌شود، زیرا آنها با تجهیزات آزمایشگاهی استانداردی که برای پردازش سلول‌های بزرگ استفاده می‌شوند نیز سازگار هستند.
گروه های عظیمی از سلول ها، تا 10 میلیون در یک روز، می توانند بر اساس ویژگی های خاصی دسته بندی و سازماندهی شوند. تجزیه و تحلیل مستمر می تواند به مجموعه های سلولی ایده آل منجر شود - مجموعه هایی که قبلاً در محیط با دمای مناسب، ترکیب مواد مغذی و سایر خواصی که می توانند در تولید انبوه استفاده شوند به خوبی عمل می کنند - فقط در چند روز، نه فقط برای چندین ماه، که طول می کشد. استفاده از تکنولوژی مدرن
پوسته‌ها را می‌توان طوری طراحی کرد که وقتی سلول‌های داخل تقسیم می‌شوند و بالاتر از حداکثر حجم خود رشد می‌کنند، می‌ترکند. این سلول های آزاد هنوز زنده هستند و می توان آنها را برای تحقیقات بیشتر یا انتخاب بیشتر بازیابی کرد. محققان همچنین می‌توانند پوسته‌هایی با گروه‌های شیمیایی ایجاد کنند که وقتی در معرض یک معرف زیست‌سازگار قرار می‌گیرند، تجزیه می‌شوند و امکان یک رویکرد چندوجهی برای آزادسازی سلول‌های انتخابی را فراهم می‌کنند.
مارک ون زی، یکی از دانشجویان مهندسی زیستی در دانشگاه UCLA، ساموئل، نویسنده ارشد این مقاله گفت: «اگر بخواهیم بر روی بهترین جلبک‌ها در سوخت‌های زیستی تمرکز کنیم، می‌توانیم از PicoShells برای سازماندهی، رشد و پردازش میلیون‌ها سلول تک جلبکی استفاده کنیم. و ما می توانیم این کار را در ماشین هایی انجام دهیم که آنها را با برچسب های فلورسنتی که برای نشان دادن سطح سوخت روشن می شوند، مرتب می کنند.
در حال حاضر، کشت و مقایسه چنین میکروارگانیسم‌هایی عمدتاً با کمک ابزارهای آزمایشگاهی سنتی مانند صفحات میکروول - جعبه‌های مقوایی که حاوی چندین ده حجم کوچک شبیه به لوله است، انجام می‌شود. با این حال، این روش‌ها کند هستند و تعیین کمیت اثربخشی آنها دشوار است، زیرا ممکن است هفته‌ها یا ماه‌ها طول بکشد تا کلنی‌های بزرگ برای تحقیق رشد کنند. روش‌های دیگر، مانند امولسیون‌های آب در روغن، می‌تواند برای آنالیز سلول‌ها در حجم‌های کمتر مورد استفاده قرار گیرد، اما روغن‌های اطراف از تبادل آزاد محیط در قطرات آب جلوگیری می‌کنند. حتی سلول‌ها یا میکروارگانیسم‌هایی که در آزمایشگاه عملکرد خوبی دارند، ممکن است پس از قرار گرفتن در یک محیط صنعتی، مانند بیوراکتورها یا مزارع در فضای باز، عملکرد خوبی نداشته باشند. در نتیجه، سویه های سلولی مشتق شده از آزمایشگاه اغلب رفتار مشخصه مفید مشابهی را هنگام انتقال به تولید صنعتی از خود نشان نمی دهند.
صفحات Microwell همچنین در تعداد آزمایش‌هایی که می‌توان انجام داد محدود است، که منجر به آزمایش‌ها و خطاهای زیادی در یافتن سویه‌های سلولی می‌شود که به اندازه کافی برای تولید انبوه کار می‌کنند.
محققان این ابزار جدید را با رشد جلبک ها و مستعمرات مخمر نشان دادند و رشد و قابلیت زنده ماندن آنها را با سایر مستعمرات رشد یافته در امولسیون های آب در روغن مقایسه کردند. برای جلبک ها، تیم دریافت که مستعمرات PicoShell به سرعت زیست توده را جمع می کنند، در حالی که جلبک ها اصلاً در امولسیون های آب در روغن رشد نمی کنند. نتایج مشابهی در آزمایشات آنها با مخمر بدست آمد. با انتخاب جلبک های در حال رشد در PicoShells، محققان می توانند تولید زیست توده کلروفیل را تنها در یک چرخه 8 درصد افزایش دهند.
نویسندگان می‌گویند PicoShells می‌تواند جایگزین سریع‌تری برای توسعه گونه‌های جدید جلبک و مخمر باشد که منجر به بهبود سوخت‌های زیستی، پلاستیک، مواد جذب کربن و حتی مواد غذایی و نوشیدنی‌های الکلی می‌شود. پیشرفت‌های بیشتر در فناوری، مانند پوشاندن پوسته‌ها با آنتی‌بادی‌ها، ممکن است به توسعه انواع جدیدی از داروهای مبتنی بر پروتئین منجر شود.
دی کارلو، ون سی و یکی از نویسندگان این مطالعه Joseph de Rutte، Ph.D. '20، یکی از اعضای سابق گروه تحقیقاتی دی کارلو، در یک درخواست ثبت اختراع که توسط گروه توسعه فناوری UCLA ثبت شده است، مخترع نامیده شده اند. سایر نویسندگان UCLA در این مقاله عبارتند از: رز رومیان، کایدن ویلیامسون، ترور برنز، اندرو سونیکو یوجنیو، سارا بدیه، دونگ هیون لی و ماانی آرچانگ. راندور راداکوویچ از سنتتیک ژنومیکس سن دیگو نیز نویسنده است.
نقل قول: محققان ذرات پیکوسلیک میکروسکوپی جدید (2022، 20 ژانویه)، استخراج شده در 21 ژانویه 2022 از https://phys.org/news/2022-01-microscopic-picoshell-particles.html را توسعه دادند.
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- نحوه جستجوی زمان برج خنک کننده در توییتر
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- اولین نفری باشید که کارشناسان درباره لباس بچگانه چه می گویند
- داروهای گیاهی: کیفیت بالا در مقابل Amount
- 'این 2 صورتحساب نیست mateable': جمهوری خواهان و دموکرات در تقابل با یک coronavirus محرک معامله به عنوان ایجاد فشار
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- چه ارزش پخش: در اینجا همه چیز را به آینده برای Netflix بکشد در ماه اوت سال 2020 — و چه ترک
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- ریلز اینستاگرام چیست؟ نحوه فعالسازی ریلز⭐ راست چین
- کنگره گزارش: "من هرگز به شما دروغ': دبیر مطبوعاتی می دهد برای اولین بار در کاخ سفید جلسه توجیهی در بیش از یک سال و