NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO HỆ SỐ HẤP THỤ CỦA DUNG DỊCH VI TẢO SỬ DỤNG CẢM BIẾN MÀU TCS3200 | Thành | TNU Journal of Science and Technology

NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐO HỆ SỐ HẤP THỤ CỦA DUNG DỊCH VI TẢO SỬ DỤNG CẢM BIẾN MÀU TCS3200

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 06/01/21                Ngày hoàn thiện: 03/02/21                Ngày đăng: 04/02/21

Các tác giả

1. Phạm Văn Thành Email to author, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐH Quốc gia Hà Nội
2. Nguyễn Tiến Đạt, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐH Quốc gia Hà Nội
3. Lưu Mạnh Quỳnh, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐH Quốc gia Hà Nội
4. Hoàng Văn Huy, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐH Quốc gia Hà Nội
5. Mai Thị Thành, Trường THPT Nguyễn Du – Hà Nội

Tóm tắt


Với nhiều ứng dụng và ưu điểm trong công nghiệp, nuôi trồng vi tảo đang ngày càng phát triển về số lượng và quy mô, đặt ra yêu cầu về các thiết bị đo nồng độ vi tảo nhỏ gọn, nhanh chóng và chi phí thấp. Trong nghiên cứu này, một thiết bị di động đo hệ số hấp thụ của dung dịch vi tảo Chaetoceros gracilis cầm tay được nghiên cứu và chế tạo dựa trên cảm biến màu TCS3200, nguồn phát là diode LED đơn sắc. Công nghệ tạo mẫu nhanh in 3D được ứng dụng trong thiết kế buồng đo mẫu và hoàn thiện sản phẩm. Hệ đo được đánh giá và so sánh với phổ hấp thụ đo từ máy UV-viss. Kết quả cho thấy, hệ số hấp thụ của dung dịch vi tảo Chaetoceros gracilis phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ vi tảo trong khoảng từ 0 đến 3,80 Megacell/mL. Khảo sát cho thấy LED đỏ có bước sóng 660 nm là phù hợp để đánh giá nồng độ vi tảo Chaetoceros gracilis sử dụng phương pháp đo hấp thụ. Độ nhạy của hệ đo đạt được là 0,130 (Megacell/mL)-1, giới hạn phát hiện 0,226 (Megacell/ml) với độ tuyến tính đạt được cao (R2 = 0,9985). Giá thành hoàn thiện của hệ đo xấp xỉ 50 $. Hệ đo được chế tạo nhỏ gọn, giá thành thấp, kết quả hiển thị nhanh chóng; do đó, hệ đo có tiềm năng rất lớn để ứng dụng trong đo nồng độ tảo tại hiện trường và phát triển thành hệ đo liên tục thời gian thực trong tương lai.


Từ khóa


Vi tảo; Độ hấp thụ; In 3D; Diode phát quang; Cảm biến màu TCS3200

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo


[1] A. Catarina, and F. Xavier, “Nutritional Value and Uses of Microalgae in Aquaculture,” Aquaculture, Zainal Abidin Muchlisin, Chapter 4, IntechOpen, pp. 59-78, June, 2012, doi: 10.5772/30576.

[2] T. M. Mata, A. A. Martins, and N. S. Caetano, “Microalgae for biodiesel production and other applications: A review,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 14, no. 1, pp. 217-232, 2010, doi: 10.1016/j.rser.2009.07.020.

[3] J. Venkatesan, P. Manivasagan, and S. K. Kim, Marine Microalgae Biotechnology: Present Trends and Future Advances. Present Trends and Future Advances. Elsevier Inc., 2015.

[4] M. I. Khan, J. H. Shin, and J. D. Kim, “The promising future of microalgae: current status, challenges, and optimization of a sustainable and renewable industry for biofuels, feed, and other products,” Microb. Cell Fact., vol. 17, no. 1, pp. 36-57, 2018, doi: 10.1186/s12934-018-0879-x.

[5] S. Zullaikah, A. T. Utomo, M. Yasmin, L. K. Ong, and Y. H. Ju, Ecofuel conversion technology of inedible lipid feedstocks to renewable fuel. Elsevier Ltd., 2019.

[6] I. Havlik, P. Lindner, T. Scheper, and K. F. Reardon, “On-line monitoring of large cultivations of microalgae and cyanobacteria,” Trends Biotechnol., vol. 31, no. 7, pp. 406-414, 2013, doi: 10.1016/j.tibtech.2013.04.005.

[7] J. E. Hobbie, R. J. Daley, and S. Jasper, “Use of nuclepore filters for counting bacteria by fluorescence microscopy,” Appl. Environ. Microbiol., vol. 33, no, 5, pp. 1225-1228, 1977, doi: 10.1128/aem.33.5.1225-1228.1977.

[8] L. A. Meireles, J. L. Azevedo, J. P. Cunha, and F. X. Malcata, “On-line determination of biomass in a microalga bioreactor using a novel computerized flow injection analysis system,” Biotechnol. Prog., vol. 18, no. 6, pp. 1387-1391, 2002, doi: 10.1021/bp020283u.

[9] T. Rausch, “The estimation of micro-algal protein content and its meaning to the evaluation of algal biomass,” Hydrobiologia, vol. 78, pp. 237-251, 1981, doi: 10.1007/BF00008520.

[10] P. Mayer, R. Cuhel, and N. Nyholm, “A simple in vitro fluorescence method for biomass measurements in algal growth inhibition tests,” Water Res., vol. 31, no. 10, pp. 2525-2531, 1997, doi: 10.1016/S0043-1354(97)00084-5.

[11] K. H. Wiltshire, S. Harsdorf, B. Smidt, G. Blöcker, R. Reuter, and F. Schroeder, “The determination of algal biomass (as chlorophyll) in suspended matter from the Elbe estuary and the German Bight: A comparison of high-performance liquid chromatography, delayed fluorescence and prompt fluorescence methods,” J. Exp. Mar. Bio. Ecol., vol. 222. no. 1-2, pp. 113-131, 1998, doi: 10.1016/S0022-0981(97)00141-X.

[12] F. A. Almomani, and B. Örmeci, “Monitoring and measurement of microalgae using the first derivative of absorbance and comparison with chlorophyll extraction method,” Environ. Monit. Assess., vol. 190, no. 2, pp. 90-109, 2018, doi: 10.1007/s10661-018-6468-y.

[13] M. Benavides, J. Mailier, A.-L. Hantson, G. Muñoz, A. Vargas, J. V. Impe, and A. V. Wouwer, “Design and test of a low-cost RGB sensor for online measurement of microalgae concentration within a photo-bioreactor,” Sensors (Switzerland), vol. 15, no. 3, pp. 4766-4780, 2015, doi: 10.3390/s150304766.

[14] B. T. Nguyen and B. E. Rittmann, “Low-cost optical sensor to automatically monitor and control biomass concentration in microalgal cultivation,” Algal Res., vol. 32, pp. 101-106, 2018, doi: 10.1016/j.algal.2018.03.013.

[15] R. Christian Barbosa, J. Soares, and M. Arêdes Martins, “Low-cost and versatile sensor based on multi-wavelengths for real-time estimation of microalgal biomass concentration in open and closed cultivation systems,” Comput. Electron. Agric., vol. 176, 2020, Art. no. 105641, doi: 10.1016/j.compag.2020.105641.

[16] K. P. Kochel, and C. L. Bagwell, “Algal density assessed by spectrophotometry: A calibration curve for the unicellular algae Pseudokirchneriella subcapitata,” J. Appl. Dev. Psychol., vol. 51, pp. 1-3, 2017, doi: 10.1016/j.appdev.2017.05.005.

[17] F. Jia, M. Kacira, and K. L. Ogden, “Multi-wavelength based optical density sensor for autonomous monitoring of microalgae,” Sensors (Switzerland), vol. 15, no. 9, pp. 22234-22248, 2015, doi: 10.3390/s150922234.

[18] TAOS, “Programmable color light-to-frequency converter texas advanced optoelectronic solutions inc . programmable,” Converter, no. 972, pp. 1-10, 2004.

[19] P. K. Dasgupta, I. Y. Eom, K. J. Morris, and J. Li, “Light emitting diode-based detectors: Absorbance, fluorescence and spectroelectrochemical measurements in a planar flow-through cell,” Anal. Chim. Acta, vol. 500, no. 1-2, pp. 337-364, 2003, doi: 10.1016/S0003-2670(03)00575-0.

[20] T. Poisot, “The digitize package: Extracting numerical data from scatterplots,” R J., vol. 3, no. 1, pp. 25-26, 2011, doi: 10.32614/rj-2011-004.

[21] S. Kittipanyangam, W. Do, and K. Eguchi, “Color light sensor device for light absorbance measurement device,” ECTI-CON 2017 - 2017 14th Int. Conf. Electr. Eng. Comput. Telecommun. Inf. Technol., vol. 00, no. 1, pp. 318-321, 2017, doi: 10.1109/ECTICon.2017.8096237.

[22] D. L. Massart, B. G. M. Vandeginste, L. M. C. Buydens, S. De Jong, P. J. Lewi, and J. Smeyers-Verbeke, Eds., “Chapter 13 Internal method validation,” Handbook of Chemometrics and Qualimetrics: Part A, vol. 20, Elsevier, 1998, pp. 379-440.


Các bài báo tham chiếu

  • Hiện tại không có bài báo tham chiếu
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên
Phòng 408, 409 - Tòa nhà Điều hành - Đại học Thái Nguyên
Phường Tân Thịnh - Thành phố Thái Nguyên
Điện thoại: 0208 3840 288 - E-mail: jst@tnu.edu.vn
Phát triển trên nền tảng Open Journal Systems
©2018 All Rights Reserved