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Effects of cell density on chlorophyll fluorescence in liquid algal cultures
Andreas Ernst Neuwirth
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Botanik
Betreuer*in
Michael Schagerl
DOI
10.25365/thesis.58121
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-13409.21800.300170-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Richtlinien zur Durchführung und Interpretation von Chlorophyllfluoreszenzmessungen gibt es für Gefäßpflanzen zur Genüge. Doch es erwies sich als problematisch, Protokolle zur Untersuchung von flüssigen Algenkulturen zu finden. Wir stießen auf Schwierigkeiten beim Vergleich von flüssigen Algenproben mit unterschiedlichen Dichten. Deswegen setzten wir eine Versuchsserie auf, um die Effekte der Probendichte auf die Messergebnisse zu untersuchen. Die Arbeit führten wir an Chlorella mittles PAM-2500 (Walz) durch. Als Erstes wurde der optimalste Biomasseparameter gesucht. In unserem Fall stellten sich optische Dichtemessungen als geeignet heraus. Einen weiteren untersuchten Punkt stellt die Verdunklungszeit vor der Messung dar. Auch hier gibt es keine Klarheit über die Dauer der Verdunklungsperiode. Wir beobachteten Unterschiede von bis zu 60 % je nach Verdunklungsdauer und Parameter. In dieser Arbeit erwiesen sich 10-minütige Verdunklungszeiten als optimal.
Wir stellen auch eine Methode zur Anpassung der Dichte vor, um dadurch den Auswirkungen von Selbstbeschattung entgegenzuwirken. Mittels Verdünnung durch ein geeignetes Medium kann man die Konzentration der Probe an einen gewünschten Wert anpassen, ohne die Messergebnisse im Vergleich zur Kontrolle maßgeblich zu beeinflussen. Wir untersuchten eine Probe bei zwei unterschiedlichen optischen Dichten (0,1 und 1) und konnten bei gewissen Werten der „rapid light curves“ Unterschiede von bis zu 50 % nachweisen. Das gesammelte Wissen wurde in einem Anwendungsbeispiel an einer Batchkultur erprobt, um zu zeigen, wie drastisch die Auswirkungen sein können, wenn die Probendichte bei den Messungen außer Acht gelassen wird. Auf der Suche nach einer Alternative zur Verdünnung wurde auch noch Filtration erfolgreich als eine Möglichkeit der Dichteanpassung untersucht.
Abstract
(Englisch)
Guidelines on how to perform and interpret chlorophyll fluorescence measurements are on hand for higher plants, but it is hard to find protocols focusing on algal suspensions. We faced challenges comparing algal cultures of different concentrations. That is why we performed a series of experiments to counteract the effects of sample density during the measurements. We chose to work with Chlorella and PAM-2500 (Walz) to show how the concentration of cells changes the outcome of the measurements. First, we tested which biomass parameter fits best for evaluating concentration. Optical density turned out to be the most feasible to determine and adjust density. Another point addressed is the pre-darkening duration before measurements. We could show that depending on how long samples are pre-darkened specific values can differ more than 60 %. We consider ten minutes as optimal pre-darkening duration. We also present a way of adjusting the sample density to overcome issues of mutual shading. We diluted samples with different media and could show that adequate medium shows no significant differences compared to control medium. We applied the gained knowledge to see how a properly performed adjustment of density affects the measurements’ outcome. We saw differences of nearly 50 % in some parameters of rapid light curves when comparing the same culture once diluted to an optical density of 0.1 versus 1. This protocol was eventually tested in an application example. Finally, we successfully used filtration as a method that allows to increase sample density and to overcome effects of mutual shading.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
PAM-2500 Chlorophyll Fluorescence Chlorella vulgaris density concentration liquid algal sample Microalgae dilution filtration
Schlagwörter
(Deutsch)
PAM-2500 Chlorophyllfluoreszenz/ Chlorella vulgaris Dichte Konzentration flüssige Algenprobe Mikroalge Verdünnung Filtration
Autor*innen
Andreas Ernst Neuwirth
Haupttitel (Englisch)
Effects of cell density on chlorophyll fluorescence in liquid algal cultures
Paralleltitel (Deutsch)
Einfluss der Zell Dichte auf Chlorophyllfluoreszenz von flüssigen Algenkulturen
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
30 Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Michael Schagerl
AC Nummer
AC15419428
Utheses ID
51327
Studienkennzahl
UA | 066 | 832 | |