Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 53998 Общая биофизика General biophysics Общая биофизика MATHEMATICAL MODEL DEPENDENCE OPTICAL DENSITY FROM MICROALGAE BIOMASS МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЗАВИСИМОСТИ ОПТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ КУЛЬТУРЫ ОТ БИОМАССЫ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ Тренкеншу Р П Trenkenshu R P trenkens@yandex.ru Лелеков А С Lelekov A S a.lelekov@yandex.ru Гаврилов П Е Gavrilov P E Набойщиков В С Naboyshikov V S ФГБУН Институт морских биологических исследований им. А.О.Ковалевского РАН ru A.O.Kovalevsky Institute of Marine Biological Researches ru ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет» ru Sevastopol State University ru ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет» ru Sevastopol State University ru ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет» ru Sevastopol State University ru 25 06 2016 25 06 2016 1 1 77 82 20 06 2016 20 06 2016 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/53998/view

В работе рассмотрены вопросы применимости уравнения Бугера-Ламберта-Бера при определении биомассы микроводорослей по оптической плотности культуры. Анализ литературных данных показал, что вследствие высокой гетерогенности культуры микроводорослей, а также для культур высокой плотности, наблюдаются значительные отклонения от линейной зависимости между оптической плотностью и биомассой микроводорослей. Предложена математическая модель, позволяющая описать зависимость оптической плотности культуры от биомассы микроводорослей в форме степенной функции. Модель основана на предположении о том, что каждая клетка поглощает одинаковое количество световой энергии, не изменяется в размерах и имеет фиксированную площадь поверхности. Показано, что экспериментальные данные зависимости пропускания от биомассы микроводорослей могут быть описаны полученным уравнением с высокой точностью (R2 = 0,99). В отличие от уравнения Бугера-Ламберта-Бера, оптическая плотность культуры и биомасса микроводорослей взаимосвязаны нелинейно.

The applicability of the Beer-Lambert-Bouguer equation in determination microalgal biomass by culture optical density is discussed. Analysis of published data showed that due to the high heterogeneity of microalgae culture, as well as microalgae culture of high density, there is considerable deviation from a linear equation between optical density and microalgae biomass. A mathematical model describing the dependence of optical density from microalgae biomass is proposed. The model is based on the assumption that each cell absorbs the same amount of light energy, is not changed in size and has a fixed surface area. It is shown that experimental dependences of transmittance from the microalgae biomass can be described by the obtained equation with high accuracy (R2 = 0.99). Unlike the equations of the Beer-Lambert-Bouguer, the optical density from microalgae biomass is nonlinear.

 уравнение Бугера-Ламберта-Бера интенсивность света коэффициент экстинкции Beer-Lambert-Bouguer law the light intensity the extinction coefficient

Chen Y., Vaidyanathan S. A simple, reproducible and sensitive spectrophotometric method to estimate microalgal lipids. Anal. Chim. Acta, 2012, vol. 724, pp. 67-72. Chen Y., Vaidyanathan S. A simple, reproducible and sensitive spectrophotometric method to estimate microalgal lipids. Anal. Chim. Acta, 2012, vol. 724, pp. 67-72. Collos Y., Mornet F., Sciandra A., Waser N., Larson A., Harrison P.J. An optical method for the rapid measurement of micromolar concentrations of nitrate in marine phytoplankton cultures. J. Appl. Phycol., 1999, vol. 11, pp. 179-184. Collos Y., Mornet F., Sciandra A., Waser N., Larson A., Harrison P.J. An optical method for the rapid measurement of micromolar concentrations of nitrate in marine phytoplankton cultures. J. Appl. Phycol., 1999, vol. 11, pp. 179-184. Сидько Ф.Я., Ерошин Н.С. Определение концентрации пигментов и числа клеток во взвеси водорослей на фотоэлектроколориметре ФЭКН-57. Управляемое культивирование микроводорослей, М.: Наука, 1964, c. 38-42. [Sydko F.Ya., Eroshin N.S. The determination of pigments concentration and cell numbers in algae suspensions on photoelectrocolorimeter FECN-57. Upravlyaemoe kultivirovanie mikrovodorosley. M.: Nauka, 1964, pp. 38-42. (In Russ.)] Sid'ko F.Ya., Eroshin N.S. Opredelenie koncentracii pigmentov i chisla kletok vo vzvesi vodorosley na fotoelektrokolorimetre FEKN-57. Upravlyaemoe kul'tivirovanie mikrovodorosley, M.: Nauka, 1964, c. 38-42. [Sydko F.Ya., Eroshin N.S. The determination of pigments concentration and cell numbers in algae suspensions on photoelectrocolorimeter FECN-57. Upravlyaemoe kultivirovanie mikrovodorosley. M.: Nauka, 1964, pp. 38-42. (In Russ.)] Геворгиз Р.Г., Алисиевич А.В., Шматок М.Г. Оценка биомассы Spirulina platensis (Nordst.) Geitl. по оптической плотности культуры. Экология моря, 2005, вып. 70, с. 96-106. [Gevorgiz R.G., Alisevich А.V., Shmatok М.G. Estimation of Spirulina platensis (Nordst.) Geitl. biomass by optical density. Ecologia morya, 2005, vol. 70, pp. 96-106. (In Russ.)] Gevorgiz R.G., Alisievich A.V., Shmatok M.G. Ocenka biomassy Spirulina platensis (Nordst.) Geitl. po opticheskoy plotnosti kul'tury. Ekologiya morya, 2005, vyp. 70, s. 96-106. [Gevorgiz R.G., Alisevich A.V., Shmatok M.G. Estimation of Spirulina platensis (Nordst.) Geitl. biomass by optical density. Ecologia morya, 2005, vol. 70, pp. 96-106. (In Russ.)] Фуряев Е.А. Микроспектрофотометрические характеристики клеток водорослей в различных условиях культивирования. автореф. канд. дис., Красноярск, 1979, 23 c. [Furyaev E.A. Microspectrophotometric characteristics microalgae cells in different culture condition. avtoref. kand. dis., Krasnoyarsk, 1979, 23 p. (In Russ.)] Furyaev E.A. Mikrospektrofotometricheskie harakteristiki kletok vodorosley v razlichnyh usloviyah kul'tivirovaniya. avtoref. kand. dis., Krasnoyarsk, 1979, 23 c. [Furyaev E.A. Microspectrophotometric characteristics microalgae cells in different culture condition. avtoref. kand. dis., Krasnoyarsk, 1979, 23 p. (In Russ.)]