Immobilized microalgae in biotechnology

Abstract

Рассматривается иммобилизация клеток оксигенных фототрофных микроорганиз-мов -цианобактерий и эукариотических микроводорослей -в природе и в искусствен-ных системах. В обзоре подчеркивается, что существование клеток микроорганизмов в прикрепленном состоянии, например, в составе биопленок, является широко распро-страненной в природе стратегией, обеспечивающей выживание клеток. Таким образом, искусственно иммобилизованные клетки оксигенных фототрофных микроорганизмов можно рассматривать как особую группу биомиметических материалов. Особое внимание уделено изучению влияния различных способов иммобилизации на физиологическое состояние клеток цианобактерий и микроводорослей, их устойчивость к стрессовым воз-действиям, а также продуктивность культур, находящихся в иммобилизованном состоя-нии. В обзоре проводится анализ преимуществ и недостатков современных методов им-мобилизации и используемых в настоящее время носителей. Освещаются возможности применения иммобилизованных культур оксигенных фототрофных микроорганизмов в различных областях биотехнологии, таких как получение биомассы и ценных метаболи-тов, сбор биомассы, очистка водных акваторий и сточных вод от тяжелых металлов, из-бытка биогенных элементов и органических загрязнителей.

Effect of different irradiance levels on bioelectricity generation from algal biophotovoltaic (BPV) devices

“…16 Besides, cell immobilization in alginate leads to larger deposition of algal cells on the base layer of the alginate gel matrix which enhances electron mobility across the cell-anode interface. 16 Besides, cell immobilization in alginate leads to larger deposition of algal cells on the base layer of the alginate gel matrix which enhances electron mobility across the cell-anode interface.…”

“…8 In microalgae, chlorophyll binding proteins harvest light energy from light sources during photosynthesis. 16 Alginate has been reported to possess these characteristics. Some of these electrons are attracted to the anode of an algal BPV device and flow to the cathodic side through an external circuit for a complete electrical circuit.…”

“…In the recent years, DET from biofilms has been linked to enhanced electron transfer as direct contact with the anode minimizes internal potential loss. 16 The transparency of the alginate gel ensures that the cells receive sufficient amount of light with minimal light attenuation. 13 Some of the earliest algal BPV devices contained algal biofilms in the anodic chamber for bioelectricity generation.…”

“…7 Since microalgae are biological cells, the immobilization material should be inert, stable, cost effective, and not interfere with cell metabolism. 16 Alginate has been reported to possess these characteristics. 17 Hence, it is commonly used to encapsulate algal cells for biomass retention and resistance against reaction with toxic materials.…”

“…23 Immobilization with alginate provides a protected environment for microalgae cells from deleterious conditions that could affect cell growth. 16 The transparency of the alginate gel ensures that the cells receive sufficient amount of light with minimal light attenuation.…”