For citation:
Bazarnov E. V., Богомолов А. Ю. Flow-through photometric cell for online determination of the biomass content of microalgae Nannochloropsis sp. in the cultural environment. Izvestiya of Saratov University. Chemistry. Biology. Ecology, 2025, vol. 25, iss. 3, pp. 254-263. DOI: 10.18500/1816-9775-2025-25-3-254-263, EDN: FAMVVG
Flow-through photometric cell for online determination of the biomass content of microalgae Nannochloropsis sp. in the cultural environment
One of the promising directions of carbon-neutral energy development is the development of technologies for biofuel production from microalgae. Eff ective control of biotechnological processes in the fi eld of cultivation of such microalgae requires express and eff ective methods of process control. In this study, a fl ow-through photometric cell has been designed and fabricated for online determination of the biomass content of the microalgae Nannochloropsis sp. in the culture medium. The microalgae biomass has been cultured in a custom-made photobioreactor. Using the fabricated cell, a series of photometric measurements of solutions of the grown biomass in the culture medium have been made. A linear dependence of absorbance on biomass content has been obtained from the results of measurements. The possibility of online determination of the biomass content of microalgae Nannochloropsis sp. in the culture medium using the developed fl ow-through photometric cell based on a laser with a working wavelength of 650 nm has been shown.
- Кулапин А. И. Энергетический переход: Россия в глобальной повестке // Энергетическая политика. 2021. № 7 (161). С. 10–15. https://doi.org/10.46920/2409-5516_7161_10
- Смоляков А. Ф., Бандель А. Л. Биомасса: топливо и энергия // Научно-техническая конференция института технологических машин и транспорта леса по итогам научно-исследовательских работ 2018 года (30 января – 6 февраля 2019 г., Санкт-Петербург) : сб. ст. СПб. : Институт технологических машин и транспорта леса, 2019. С. 142–146.
- Muhammad U., Shamsuddin I., Danjuma A., RuS M., Dembo U. Biofuels as the starring substitute to fossil fuels // Petrol. Sci. and Eng., 2018. Vol. 2, № 1. P. 44–49. https://doi.org/10.11648/j.pse.20180201.17
- Aresta M., Dibenedetto A., Dumeignil F. Biorefineries: An Introduction. Berlin : De Gruyter, 2015. 348 р. https://doi.org/10.1515/9783110331585
- Mishra N., Mishra P., Gupta E., Singh P. Synergistic effects of nitrogen deprivation and high irradiance to enhance biomass and lipid production in Nannochloropsis // J. of Microbiol., Biotech. and Food Sci. 2023. Vol. 12, № 6. Art. 3632. https://doi.org/10.55251/jmbfs.3632
- Чернова Н. И., Киселева С. В., Калинина О. Ю. Биодизель из микроводорослей: методы индукции липидов и скрининга перспективныхштаммов // Альтернативная энергетика и экология. 2015. № 21 (185). С. 44–54. https://doi.org/10.15518/isjaee.2015.21.006
- ГОСТ 31960-2012. Приложение Д.В.1. Вода. Методы определения токсичности по замедлению роста морских одноклеточных водорослей Phaeodactylum tricornutum Bohlin и Sceletonema costatum (Greville) Cleve. М. : Стандартинформ, 2014. 44 с.
- Lladó Maldonado S., Panjan P., Sun S., Rasch D., Sesay A. M., Mayr T., Krull R. A fully online sensor-equipped, disposable multiphase microbioreactor as a screening platform for biotechnological applications // Biotechnology and Bioengineering. 2019. Vol. 116, № 1. P. 65–75. https://doi.org/10.1002/bit.26831
- Bogomolov A., Grasser T., Hessling M. In line monitoring of Saccharomyces cerevisiae fermentation with a fluorescence probe: New approaches to data collection and analysis // Journal of Chemometrics. 2011. Vol. 25, № 7. P. 389–399. https://doi.org/10.1002/cem.1365
- Jorissen T., Oraby A., Recke G., Zibek S. A systematic analysis of economic evaluation studies of second generation biorefineries providing chemicals by applying biotechnological processes // Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 2020. Vol. 14, № 5. P. 1028–1045. https://doi.org/10.1002/bbb.2102
- Трофимчук О. А., Малахов А. С. Автоматизированный фотобиореактор для культивирования микроводорослей Chlorella vulgaris // Современные техника и технологии : сборник трудов XXI международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Томск, 5–9 октября 2015 г.). Томск : Изд-во ТПУ, 2015. Т. 2. С. 85–87.
- Nguyen B., Rittmann B. Low-cost optical sensor to automatically monitor and control biomass concentration in micro-algal cultivation // Algal Res. 2018. Vol. 32. P. 101–106. https://doi.org/10.1016/j.algal.2018.03.013
- Cáceres I., Alsina J., Zanden J., Ribberink D., Sánchez-Arcilla A. The effect of air bubbles on optical backscatter sensor measurements under plunging breaking waves // Coast. Eng. 2020. Vol. 159. Art. 103721. https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2020.103721
- Выучейская Д. С., Еремин Г. Б., Фридман К. Б. Возможности применения нефелометрии в качестве экспресс-метода вирусного загрязнения питьевой воды. Опыт зарубежных стран // Здоровье – основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения. 2018. Т. 13, № 2. С. 785–795.
- Жирнов А. А., Мецлер Э. А., Титов С. С., Павленко А. А., Кудряшова О. Б. Границы применимости высокоселективного турбидиметрического метода // Ползуновский вестник. 2016. № 4, ч. 1. С. 55–58.
- Bogomolov A. Multivariate process trajectories: Capture, resolution and analysis // Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems. 2011. Vol. 108, № 1. P. 49–63.
- Shah M. M. R., Alam M. J., Islam M. L., Khan M. S. A. Growth performance of three microalgae species in filtered brackish water with different inorganic media // Bangladesh Journal of Fisheries Research. 2003. Vol. 7, № 1. P. 69–76.
- Samsung : official site. URL: https://download.led.samsung.com/led/file/resource/2022/05/Data_Sheet_LM... (дата обращения: 12.12.2024).
- ЧИП и ДИП : оф. сайт. URL: https://static.chipdip.ru/lib/303/DOC011303067.pdf/ (дата обращения: 12.12.2024).
- Itterheimová P., Foret F., Kubáň P. High-resolution Arduino-based data acquisition devices for microscale separation systems // Anal. Chim. Act. 2021. Vol. 1153. Art. 338294. https://doi.org/10.1016/j.aca.2021.338294
- Baroni É. G., Yap K. Y., Webley P. A., Scales P. J., Martin G. J. The effect of nitrogen depletion on the cell size, shape, density and gravitational settling of Nannochloropsis salina, Chlorella sp. (marine) and Haematococcus pluvialis // Algal Research. 2019. Vol. 39. Art. 101454. https://doi.org/10.1016/j.algal.2019.101454
- Sá M., Bertinetto C. G., Ferrer-Ledo N., Jansen J. J., Wijffels R., Crespo J. G., Barbosa M., Galinha C. F. Fluorescence spectroscopy and chemometrics for simultaneous monitoring of cell concentration, chlorophyll and fatty acids in Nannochloropsis oceanica // Scientific Reports. 2020. Vol. 10, № 1. Art. 7688.
- Shipman L. L., Cotton T. M., Norris J. R., Katz J. J. An analysis of the visible absorption spectrum of chlorophyll a monomer, dimer, and oligomers in solution // Journal of the American Chemical Society. 1976. Vol. 98, № 25. P. 8222–8230. https://doi.org/10.1021/ja00441a056