Khí sinh học là gì? Các công bố khoa học về Khí sinh học

Một phương pháp mới được trình bày, trong đó sắc ký khí kết hợp với khối phổ (GC–MS) cho phép phát hiện định lượng và định tính hơn 150 hợp chất trong củ khoai tây, với độ nhạy và tính đặc trưng cao. Trái ngược với các phương pháp khác được phát triển để phân tích chuyển hóa trong hệ thống thực vật, phương pháp này đại diện cho một cách tiếp cận không thiên vị và mở để phát hiện những thay đổi bất ngờ trong mức độ chuyển hóa. Mặc dù phương pháp này là sự thỏa hiệp cho một loạt các chất chuyển hóa về mặt chiết xuất, biến đổi hóa học và phân tích GC–MS, nhưng đối với 25 hợp chất chuyển hóa được phân tích chi tiết, tỷ lệ thu hồi được tìm thấy nằm trong khoảng được chấp nhận chung là 70–140%. Hơn nữa, tính tái lập của phương pháp rất cao: sai số xảy ra trong các quy trình phân tích được tìm thấy là dưới 6% cho 30 trong số 33 hợp chất được thử nghiệm. Sự biến đổi sinh học vượt quá sai số hệ thống của phân tích với tỷ lệ lên đến 10 lần. Phương pháp này cũng phù hợp cho việc mở rộng quy mô, có khả năng cho phép phân tích đồng thời một số lượng lớn mẫu. Như một ví dụ đầu tiên, phương pháp này đã được áp dụng cho củ khoai tây trồng trong đất và in vitro. Do phân tích đồng thời một loạt các chất chuyển hóa, điều rõ ràng ngay lập tức là các hệ thống này khác biệt đáng kể về mặt chuyển hóa. Hơn nữa, việc nhận biết song song nhiều đường dẫn cho phép rút ra một số kết luận về sự khác biệt sinh lý cơ bản giữa hai hệ thống củ này. Như một ví dụ thứ hai, các dòng biến đổi gen được sửa đổi trong chuyển hóa sucrose hoặc tổng hợp tinh bột đã được phân tích. Ví dụ này minh họa sức mạnh của một cách tiếp cận không thiên vị trong việc phát hiện những thay đổi bất ngờ trong các dòng biến đổi gen.

Khoa học tâm lý về thai kỳ đang phát triển nhanh chóng. Một trong những trọng tâm chính là các quá trình căng thẳng trong thai kỳ và tác động của chúng đến sinh non và cân nặng thấp khi sinh. Bằng chứng hiện tại chỉ ra rằng lo âu trong thai kỳ là một yếu tố rủi ro chủ chốt trong nguyên nhân gây sinh non, trong khi căng thẳng mãn tính và trầm cảm liên quan đến nguyên nhân gây cân nặng thấp khi sinh. Các quá trình trung gian chính mà những tác động này được quy cho, tức là cơ chế thần kinh nội tiết, viêm nhiễm, và hành vi, sẽ được xem xét một cách ngắn gọn, và nghiên cứu về việc ứng phó với căng thẳng trong thai kỳ cũng sẽ được khám phá. Bằng chứng về sự hỗ trợ xã hội và cân nặng khi sinh cũng sẽ được xem xét với sự chú ý đến những khoảng trống trong nghiên cứu về các cơ chế, mối quan hệ với bạn đời, và ảnh hưởng văn hóa. Các hậu quả phát triển thần kinh của căng thẳng trước sinh được làm nổi bật, và các nguồn lực phục hồi trong số những người phụ nữ mang thai được hình thành. Cuối cùng, một phương pháp lý thuyết đa cấp nhằm nghiên cứu lo âu thai kỳ và sinh non được trình bày để kích thích các nghiên cứu trong tương lai.

Về lý thuyết, việc chuẩn bị este methyl của axit béo (FAMEs) liên quan đến các phản ứng hóa học có tính chất đảo ngược trong một hệ thống phức tạp. Về phương pháp, có nhiều cách khác nhau, thường được đặc trưng bởi loại xúc tác được sử dụng và các bước liên quan. Mặc dù có hơn một nửa tá xúc tác phổ biến, đa số thuộc loại axit (HCl, H₂SO₄ và BF₃) hoặc kiềm (NaOCH₃, KOH và NaOH), mỗi loại đều có khả năng xúc tác và giới hạn ứng dụng riêng. Về các bước, nhiều phương pháp truyền thống, bao gồm các phương pháp được công nhận chính thức, bao gồm các bước sấy, tiêu hóa, chiết xuất, tinh chế, thuỷ phân kiềm, chuyển methyl hóa/methyl hóa và công việc thu hồi sau phản ứng. Mặc dù những phương pháp này có khả năng cung cấp các ước lượng đáng tin cậy nếu có một số biện pháp phòng ngừa nhất định, nhưng chúng phức tạp, tốn thời gian và không hiệu quả về chi phí. Một phương pháp mới đã được áp dụng là chuyển methyl hóa lipidin situ. Nhờ vào sự đơn giản, độ nhạy cao, độ tin cậy tương đối và khả năng xác định tổng hợp axit béo, phương pháp chuyển methyl hóa trực tiếp đang tìm thấy chỗ đứng độc đáo trong việc xác định lipid. Bất kể phương pháp nào được sử dụng, việc methyl hóa định lượng yêu cầu hóa học phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa ở mỗi bước liên quan, đặc biệt trong quá trình hình thành FAME và các bước thu hồi tiếp theo. Rõ ràng, có một nhu cầu cấp thiết về các nghiên cứu hệ thống hơn nữa, được hướng dẫn bởi nguyên tắc hóa học của các phản ứng liên quan và các tính chất lý hóa của các chất phản ứng và sản phẩm cuối, vào các yếu tố ảnh hưởng đến các bước này. Hy vọng, điều này sẽ dẫn đến một phương pháp cải tiến, đo lường thành phần lipid trong vật liệu sinh học không chỉ với độ chính xác cao mà còn với hiệu quả cao và chi phí tối thiểu.

Các quần thể vi khuẩn hình thành bào tử hiếu khí phổ biến trong các cánh đồng nông nghiệp và có thể góp phần trực tiếp hoặc gián tiếp vào năng suất nông nghiệp. Bài báo này trình bày những tiến bộ gần đây trong hiểu biết về sinh thái học của các loài Bacillus và Paenibacillus spp. và cách mà những phân nhóm khác nhau của hai giống này có thể thúc đẩy sức khỏe cây trồng. Sự phong phú, đa dạng và phân bố của các quần thể bản địa và các dòng vi khuẩn chiết ghép trong các cánh đồng nông nghiệp đã được đặc trưng bằng nhiều phương pháp khác nhau. Trong khi đó quần thể bản địa của hai giống này xuất hiện phổ biến trong hầu hết các loại đất nông nghiệp, mô thực vật lại được chiếm lĩnh khác nhau bởi các phân nhóm đặc trưng. Nhiều loài Bacillus và Paenibacillus spp. có thể thúc đẩy sức khỏe cây trồng theo nhiều cách khác nhau. Một số quần thể ức chế mầm bệnh thực vật và sâu bệnh bằng cách sản sinh ra các chất chuyển hóa kháng sinh, trong khi số khác có thể kích thích trực tiếp hệ miễn dịch của cây chủ trước khi bị nhiễm bệnh. Một số dòng có thể kích thích sự hấp thu dinh dưỡng của cây, có thể bằng cách thúc đẩy mối cộng sinh giữa rễ cây và nấm mycorrhiza hoặc bằng cách cố định trực tiếp nitơ trong khí quyển. Mặc dù có nhiều thông tin mới về di truyền học và sinh lý học của Bacillus và các loài liên quan, một sự hiểu biết sâu hơn về sinh thái học vi sinh vật của hai giống này cần được phát triển. Để đạt được điều này, một số câu hỏi quan trọng nhưng chưa được giải đáp liên quan đến ý nghĩa sinh thái và tiềm năng quản lý các hoạt động có lợi của các vi khuẩn này đã được thảo luận.

Giám sát sinh học chủ động được sử dụng để đánh giá ô nhiễm môi trường do các yếu tố như kim loại nặng thông qua các loài chỉ thị như rêu. Chúng được sử dụng, trong số các khu vực khác, ở các khu vực đô thị nơi không có các loài chỉ thị. Trong các khu vực nghiên cứu như vậy, rêu được thu thập từ các địa điểm được coi là sạch về sinh thái sẽ được đưa ra thử nghiệm. Trong bối cảnh này, việc chuẩn bị rêu đúng cách trước khi thử nghiệm là rất quan trọng, để thông tin nhận được về điều kiện môi trường là đáng tin cậy. Vào năm 2018, các nghiên cứu đã được thực hiện trong các khu vực rừng của miền Nam Ba Lan - tại tỉnh Opolskie. Rêu Pleurozium schreberi đã được sử dụng trong các nghiên cứu này. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với đầu đốt ngọn lửa (F-AAS) đã được sử dụng để xác định nồng độ của Mn, Fe, Ni, Cu, Zn và Pb có mặt. Mục tiêu là nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp chuẩn bị đến các mẫu rêu Pleurozium schreberi trước khi sử dụng trong các nghiên cứu giám sát sinh học chủ động. Bốn phương pháp khác nhau đã được thử nghiệm trên bốn địa điểm mẫu khác nhau (với mức độ ô nhiễm khác nhau). Kết quả của nghiên cứu đã được phân tích và hệ số biến thiên (CV) đã được xác định. Giá trị của CV bị ảnh hưởng, trong số những điều khác, bởi vị trí của từng mẫu cụ thể và mức độ ô nhiễm bởi, chẳng hạn như kim loại nặng, trong rêu. Nghiên cứu đã chứng minh rằng trong số bốn phương pháp được sử dụng để chuẩn bị rêu cho việc thử nghiệm sau này trong giám sát sinh học chủ động, phương pháp tốt nhất là trung bình với việc đồng thời điều kiện hóa rêu trong nước khử khoáng. Việc điều trị này làm cho hệ số CV giảm xuống dưới 10% cho hầu hết các kim loại được xác định trong các mẫu rêu. Nó cũng đã được chỉ ra rằng việc duy trì phương pháp thu thập rêu theo tiêu chuẩn ICP Vegetation (khu vực hở/rừng - tán cây) cũng có ảnh hưởng đáng kể đến kết quả thu được. Phân tích thống kê đã xác nhận (kiểm tra Wilcoxon) rằng phương pháp xử lý rêu đã ảnh hưởng đáng kể đến các kết quả thu được. Nhờ vào việc chuẩn bị thích hợp các mẫu rêu trước khi thử nghiệm, chúng có thể được sử dụng trong việc giám sát sinh học chủ động các khu vực đô thị, chẳng hạn như.

Bài tổng quan này tóm tắt những tiến bộ gần đây trong sinh lý học và đa dạng sinh học vi sinh vật liên quan đến việc loại bỏ nitơ oxit (NO_x) từ các chất ô nhiễm khí. Một cái nhìn tổng quan ngắn gọn được đưa ra về các công nghệ hóa học gần đây và tiềm năng công nghệ sinh học cho việc loại bỏ NO_x từ khí thải: các quá trình vi sinh vật liên quan đến việc loại bỏ NO_x [khử nitrat hiếu khí, khử nitrat kích thích bằng hydro và khử nitrat nhiệt độ cao; oxy hóa kỵ khí của amoni (NH₄⁺), các quá trình nitrification và khử nitrat kết hợp]; chuyển hóa oxit nitric của các vi khuẩn khử nitrat và các vi sinh vật khác; phản ứng của oxit nitric ở nhiệt độ cao hơn; kết hợp các quá trình loại bỏ nitơ và lưu huỳnh. Bài tổng quan này được nhằm đến các nhà công nghệ sinh học, hóa sinh, vi sinh học và sinh lý học.