Difference between revisions of "Team:NCKU Tainan/Results"

Line 573: Line 573:
  
 
                             <div id="Carbon_fixation">
 
                             <div id="Carbon_fixation">
                                 </br></br></br></br>
+
                                 <div class="row">
                                <h3>Estimation of the amount of the carbon fixation</h3>
+
                                    <a class="btn col-md-12" data-toggle="collapse" href="#Estimation_Carbon_fixation" role="button" aria-expanded="false" aria-controls="multiCollapseExample1">
                                 <div id="pt">
+
                                        Estimation of the amount of the carbon fixation
                                     <p class="pcontent">
+
                                        <i class="fa fa-arrow-down fa-10" aria-hidden="true"></i>
                                        To find out how much and how efficient genetically engineered <i>E. coli</i>
+
                                    </a>
                                        can fix
+
                                 </div>   
                                        carbon dioxide, we use the material balance concept to evaluate the
+
                                <div class="collapse multi-collapse" id="Estimation_Carbon_fixation">
                                        heterotrophic CO<sub>2</sub> fixation process. Consider a system composed of a
+
                                     <div class="card card-body">
                                        single
+
                                        <div id="pt">
                                        component, the general material balance can be written as:
+
                                            <p class="pcontent">
 +
                                                    To find out how much and how efficient genetically engineered <i>E. coli</i>
 +
                                                    can fix
 +
                                                    carbon dioxide, we use the material balance concept to evaluate the
 +
                                                    heterotrophic CO<sub>2</sub> fixation process. Consider a system composed of a
 +
                                                    single
 +
                                                    component, the general material balance can be written as:
  
                                        $${\{Input\ to\ the\ system\}\ –\ \{Output\ to\ the\ system\}\ =\
+
                                                    $${\{Input\ to\ the\ system\}\ –\ \{Output\ to\ the\ system\}\ =\
                                        \{Accumulation\ in\ the\ syste\}}$$
+
                                                    \{Accumulation\ in\ the\ syste\}}$$
  
                                        A system can be defined as an arbitrary portion of a process considered for
+
                                                    A system can be defined as an arbitrary portion of a process considered for
                                        analysis, in which in this case, is an engineered carbon capturing <i>E. coli</i>.
+
                                                    analysis, in which in this case, is an engineered carbon capturing <i>E. coli</i>.
                                    </p>
+
                                            </p>
                                </div>
+
                                        </div>
  
                                <img class="contentimg" src="">
+
                                        <img class="contentimg" src="">
  
                                <div id="pt">
+
                                        <div id="pt">
                                    <p class="pcontent">
+
                                            <p class="pcontent">
                                        The engineered <i>E. coli</i> BL21 (DE3) are cultured in M9 medium with formula
+
                                                    The engineered <i>E. coli</i> BL21 (DE3) are cultured in M9 medium with formula
                                        adjusted so that xylose is the sole carbon source. The aforementioned M9 Medium
+
                                                    adjusted so that xylose is the sole carbon source. The aforementioned M9 Medium
                                        contains
+
                                                    contains
                                        0.4% xylose and 1/1000 LB medium (the carbon consumed from LB medium can be
+
                                                    0.4% xylose and 1/1000 LB medium (the carbon consumed from LB medium can be
                                        ignored). By applying the law of conservation of mass, which states that mass
+
                                                    ignored). By applying the law of conservation of mass, which states that mass
                                        may neither be created nor destroyed, the material balance for carbon in an
+
                                                    may neither be created nor destroyed, the material balance for carbon in an
                                        engineered <i>E. coli</i> may simply be written as
+
                                                    engineered <i>E. coli</i> may simply be written as
  
                                        $${\{C_{CO_2}\ in\}\ +\ \{C_{xylose}\}\ -\ \{C_{CO_2}\ out\}\ -\ \{C_{waste}\}\
+
                                                    $${\{C_{CO_2}\ in\}\ +\ \{C_{xylose}\}\ -\ \{C_{CO_2}\ out\}\ -\ \{C_{waste}\}\
                                        =\ \{C_{biomass}\}...(1)}$$
+
                                                    =\ \{C_{biomass}\}...(1)}$$
  
                                        Considering the difficulties in measuring carbon in <i>E. coli</i> metabolic
+
                                                    Considering the difficulties in measuring carbon in <i>E. coli</i> metabolic
                                        waste and
+
                                                    waste and
                                        that C<sub>waste</sub> would be positive, the equation reduces to
+
                                                    that C<sub>waste</sub> would be positive, the equation reduces to
  
                                        $${\{C_{CO_2}\ in\}\ -\ \{C_{CO_2}\ out\}\ ≥\ \{C_{biomass}\}\ -\
+
                                                    $${\{C_{CO_2}\ in\}\ -\ \{C_{CO_2}\ out\}\ ≥\ \{C_{biomass}\}\ -\
                                        \{C_{xylose}\}...(2)}$$
+
                                                    \{C_{xylose}\}...(2)}$$
  
                                        Let {C<sub>CO<sub>2</sub></sub> net}= {C<sub>CO<sub>2</sub></sub> in} - {C<sub>CO<sub>2</sub></sub>
+
                                                    Let {C<sub>CO<sub>2</sub></sub> net}= {C<sub>CO<sub>2</sub></sub> in} - {C<sub>CO<sub>2</sub></sub>
                                        out}, equation (2) further simplifies to
+
                                                    out}, equation (2) further simplifies to
  
                                        $${\{C_{CO_2}\ net\}\ ≥\ \{C_{biomass}\}\ -\ \{C_{xylose}\}...(3)}$$
+
                                                    $${\{C_{CO_2}\ net\}\ ≥\ \{C_{biomass}\}\ -\ \{C_{xylose}\}...(3)}$$
  
                                        If C<sub>waste</sub> is very small and negligible, we can obtain the net amount
+
                                                    If C<sub>waste</sub> is very small and negligible, we can obtain the net amount
                                        of carbon
+
                                                    of carbon
                                        dioxide fixed over time. If, on the contrary, C<sub>waste</sub> cannot be
+
                                                    dioxide fixed over time. If, on the contrary, C<sub>waste</sub> cannot be
                                        neglected,
+
                                                    neglected,
                                        equation (3) allows us to estimate the minimum net amount of carbon dioxide
+
                                                    equation (3) allows us to estimate the minimum net amount of carbon dioxide
                                        fixed.
+
                                                    fixed.
                                    </p>
+
                                            </p>
  
                                    <p class="pcontent">
+
                                            <p class="pcontent">
                                        C<sub>biomass</sub> can be calculate by multiplying O.D. 600 to DCW and mass
+
                                                    C<sub>biomass</sub> can be calculate by multiplying O.D. 600 to DCW and mass
                                        percent of carbon in <i>E. coli</i> biomass. The O.D. 600 of engineered <i>E.
+
                                                    percent of carbon in <i>E. coli</i> biomass. The O.D. 600 of engineered <i>E.
                                            coli</i> is
+
                                                        coli</i> is
                                        measured after a 12-hour cultivation and the result obtained is 0.45O.D. . Yin
+
                                                    measured after a 12-hour cultivation and the result obtained is 0.45O.D. . Yin
                                        Li et al. reported that dry cell weight (DCW) of <i>E. coli</i> is
+
                                                    Li et al. reported that dry cell weight (DCW) of <i>E. coli</i> is
  
                                        $${0.35g\over L ∙ 𝑂.𝐷. 600}$$
+
                                                    $${0.35g\over L ∙ 𝑂.𝐷. 600}$$
  
                                        , determined by experiment. <i>E. coli</i> biomass contains 48% of carbon by
+
                                                    , determined by experiment. <i>E. coli</i> biomass contains 48% of carbon by
                                        mass.
+
                                                    mass.
  
                                        $${C_{biomass}\ =\ 0.45\ ×\ 0.35\ ×\ 48\%}$$
+
                                                    $${C_{biomass}\ =\ 0.45\ ×\ 0.35\ ×\ 48\%}$$
                                        $${=\ 0.0756\ g/L}$$
+
                                                    $${=\ 0.0756\ g/L}$$
                                    </p>
+
                                            </p>
  
                                    <p class="pcontent">
+
                                            <p class="pcontent">
                                        On the other hand, C<sub>xylose</sub> can be calculated by multiplying the
+
                                                    On the other hand, C<sub>xylose</sub> can be calculated by multiplying the
                                        amount of
+
                                                    amount of
                                        xylose consumed per unit volume of broth to the mass percent of carbon in
+
                                                    xylose consumed per unit volume of broth to the mass percent of carbon in
                                        xylose. Xylose consumption is calculated by using a DNS kit that measures the
+
                                                    xylose. Xylose consumption is calculated by using a DNS kit that measures the
                                        concentration of reducing sugar and the result obtained is 0.172324g of xylose
+
                                                    concentration of reducing sugar and the result obtained is 0.172324g of xylose
                                        consumed per liter of M9 medium. Carbon mass percentage of xylose
+
                                                    consumed per liter of M9 medium. Carbon mass percentage of xylose
                                        is 40%.
+
                                                    is 40%.
  
                                        $${C_{xylose}\ =\ 0.172324\ ×\ 40\%\ =\ 0.0689296\ g/L}$$
+
                                                    $${C_{xylose}\ =\ 0.172324\ ×\ 40\%\ =\ 0.0689296\ g/L}$$
  
                                        By equation (3)
+
                                                    By equation (3)
  
                                        $${C_{CO_2\ net}\ =\ 0.0756\ -\ 0.0689296}$$
+
                                                    $${C_{CO_2\ net}\ =\ 0.0756\ -\ 0.0689296}$$
  
                                        $${=\ 0.0066704\ g/L}$$
+
                                                    $${=\ 0.0066704\ g/L}$$
  
                                        Since the <i>E. coli</i> has been cultured for 12 hours, we can calculate the
+
                                                    Since the <i>E. coli</i> has been cultured for 12 hours, we can calculate the
                                        rate of
+
                                                    rate of
                                        carbon fixation by
+
                                                    carbon fixation by
  
                                        $${Rate\ of\ carbon\ fixation\ =\ {𝐶_{𝐶𝑂_2\ 𝑛𝑒𝑡}\over 12}}$$
+
                                                    $${Rate\ of\ carbon\ fixation\ =\ {𝐶_{𝐶𝑂_2\ 𝑛𝑒𝑡}\over 12}}$$
  
                                        $${=\ {0.0066704\over 12}}$$
+
                                                    $${=\ {0.0066704\over 12}}$$
  
                                        $${=\ 0.5558\ {mg\over L ∙hr}}$$
+
                                                    $${=\ 0.5558\ {mg\over L ∙hr}}$$
  
                                        To find out how much carbon in biomass comes from the carbon in CO<sub>2</sub>
+
                                                    To find out how much carbon in biomass comes from the carbon in CO<sub>2</sub>
                                        captured by
+
                                                    captured by
                                        the heterotrophic microbes, divide the net amount of carbon fixed by the mass
+
                                                    the heterotrophic microbes, divide the net amount of carbon fixed by the mass
                                        percent of carbon in biomass.
+
                                                    percent of carbon in biomass.
 
+
                                        $${Ratio\ of\ carbon\ in\ CO_2\ fixed\ to\ carbon\ in\ biomass\ =\
+
                                        {0.0066704\over 0.0756}}$$
+
 
+
                                        $${=\ 8.82\%}$$
+
                                    </p>
+
  
 +
                                                    $${Ratio\ of\ carbon\ in\ CO_2\ fixed\ to\ carbon\ in\ biomass\ =\
 +
                                                    {0.0066704\over 0.0756}}$$
 +
                                                    $${=\ 8.82\%}$$
 +
                                            </p>
 +
                                        </div>
 +
                                    </div>
 
                                 </div>
 
                                 </div>
 
 
 
                             </div>
 
                             </div>
 
  
 
                             <div id="pH_Senesing">
 
                             <div id="pH_Senesing">
Line 771: Line 774:
  
 
                                     <p class="pcontent">
 
                                     <p class="pcontent">
                                         Fig. 20 The data shows the fluorescence intensity (absorbance: 485 nm,
+
                                         Fig 20. The data shows the fluorescence intensity (absorbance: 485 nm,
 
                                         excitation: 535 nm) expressed by P<sub>gadA</sub> in different pH.
 
                                         excitation: 535 nm) expressed by P<sub>gadA</sub> in different pH.
 
                                     </p>
 
                                     </p>

Revision as of 16:01, 17 October 2018

Results

Follow us

Contact us

igem.ncku.tainan@gmail.com
No.1, Daxue Rd., East Dist., Tainan City 701, Taiwan (R.O.C.)