Фотометрическая система с открытым исходным кодом для ферментативного количественного определения нитратов
Нитраты , наиболее окисленная форма азота, регулируются для защиты людей и животных от вредных уровней, поскольку их чрезмерное содержание обусловлено антропогенными факторами. Широкомасштабные полевые испытания нитратов могли бы помочь решить проблему загрязнения нитратами, однако метод восстановления кадмия, ведущий сертифицированный метод обнаружения и количественного определения нитратов, требует использования токсичного тяжелого металла. Альтернатива, недавно предложенный Агентством по охране окружающей среды метод анализа нитрат-редуктазы-нитрата, устраняет эту проблему, но требует дорогостоящего патентованного спектрофотометра. Разработка недорогого портативного фотометра значительно ускорит полевой анализ нитратов для борьбы с загрязнением. Для достижения этой цели разработана методология проектирования, разработки и технической проверки улучшенной платформы для тестирования воды с открытым исходным кодом, способной выполнять метод анализа нитрат-редуктазы нитрат-азот. Этот подход оценивается на предмет его потенциала: i) устранить необходимость использования токсичных химикатов при тестировании воды на нитраты и нитриты, ii) снизить стоимость оборудования для выполнения этого метода измерения качества воды и iii) упростить его выполнение. в поле. Устройство способно работать не хуже коммерческих фирменных систем менее чем за 15% стоимости материалов. Это открывает более широкий доступ к этой технологии и новой, более безопасной методике тестирования на нитраты.
- Этот проект основан на: Мобильная платформа для тестирования качества воды с открытым исходным кодом.
- STL-файлы для 3D-печати корпуса
- Код OpenSCAD: Файл: Photometer.scad
- Программное обеспечение с открытым исходным кодом: https://github.com/NitrateEliminationCo/NECiOpenWater.
Содержание
Плакат «Ферменты и фотометры» на выставке Pittcon 2016
- У.Х. Кэмпбелл, Э.Р. Кэмпбелл, Д.А. Сквайрс, Дж. Уолбек, В. Эшбо, А. Дэвидсон, Б. Т. Виттбродт, Дж. М. Пирс. Ферменты и фотометры. Этот плакат был представлен на Pittcon 2016 — Сессия 820 — Скачать плакат портативных инструментов
NECi Superior Enzymes разрабатывает методы влажной химии, которые заменяют металлы и другие химические вещества рекомбинантными белковыми реагентами. Эти белковые реагенты производятся в строго контролируемых системах экспрессии белков для обеспечения единообразия от партии к партии и, следовательно, могут рассматриваться как любые другие химические вещества реагентного класса. Реагенты фермента нитратредуктазы NECi для количественного определения нитратов находятся на коммерческом рынке уже более десяти лет [3]. Валидации метода нитратредуктазы включают USGS, ASTM, а также ожидающие валидации Закона о чистой воде Агентства по охране окружающей среды США+, Закона о безопасной питьевой воде+ и стандартных методов+. С тех пор компания NECi Superior Enzymes разработала методики тестирования на основе ферментов для количественного определения фосфатов[2], а группа исследований и разработок в настоящее время разрабатывает методы количественного определения этанола, глицерина и галактозы. Идея этого проекта была вызвана отсутствием экономичных фотометров, совместимых со стандартными кюветами емкостью 1 мл для получения количественных данных с помощью методов, описанных выше.
+Ожидающие методы
- Виттбродт Б.Т., Сквайрс Д.А., Уолбек Дж., Кэмпбелл Е., Кэмпбелл В.Х., Пирс Дж.М. (2015)Фотометрическая система с открытым исходным кодом для ферментативного количественного определения нитратов. PLoS ONE 10(8): e0134989. doi:10.1371/journal.pone.0134989
- Кэмпбелл Э.Р., Варско К., Дэвидсон А.М., Кэмпбелл, У.Х. (2015)Определение фосфата в экстрактах почвы в полевых условиях: ферментативный метод зеленой химии. Методы X 2, стр. 211–218. doi:10.1016/j.mex.2015.04.003
- Кэмпбелл WH, Сонг П., Барбье Г.Г. (2006)Нитратредуктаза для анализа нитратов в воде. Письма по химии окружающей среды 4 (2), стр. 69–73. doi:10.1007/s10311-006-0035-4
Спецификация материалов
Разбивка стоимости корпуса фотометра и электроники (номер детали Digikey, если нет внешней ссылки).
Электронные схемы
Как это использовать
| Улучшенные ферменты NECi |
|---|
| Спектрометр OS используется для проверки почвы с помощью упрощенного набора для определения нитратов. |
В отличие от других коммерчески доступных наборов для тестирования на нитраты, наборы NECi для тестирования на нитраты основаны на ферментах. Ферменты — это белки, полученные биологическим путем, а это означает, что с ними безопасно обращаться и утилизировать. Эти наборы просты в использовании и являются отличным образовательным инструментом для изучения ферментативной активности, качества воды, биохимии, сельского хозяйства и многого другого. Спросите о нашей «скидке на образование» для использования в классе. Никакой лабораторной подготовки не требуется, результаты готовы в течение 30 минут.
Компактная и легкая конструкция комплекта позволяет легко и мгновенно определять нитраты на месте в полевых условиях. Агентство по охране окружающей среды США и многие штаты спонсируют программы для граждан по контролю качества воды в своем сообществе (более подробную информацию от Агентства по охране окружающей среды можно найти здесь ). Эти наборы позволяют измерять нитраты как в пресной, так и в соленой воде.
Во всех случаях вы можете получить приблизительную оценку по цветовой таблице, но чтобы получить точные показания, как в профессиональной лаборатории, вам необходимо использовать фотометр с открытым исходным кодом.
Для получения дополнительной информации о тест-наборах свяжитесь с NECi Superior Enzymes по телефону 888.NITRATE или посетите сайт nitrate.com .
Инструкции по воде
Вы можете использовать наборы колориметрических тестов NECi с фотометром для измерения содержания нитратов в:
- Вода из колодца, питьевая вода, сельскохозяйственная вода, вода из пруда
- Ручьи, озера, реки, океаны, водно-болотные угодья и другие водоразделы окружающей среды.
- Сточные воды, отходы промышленного производства и многое другое
- Аквариум, гидропоника, аквакультура и аквапонная вода
Особенности:
- Стандартный набор для тестирования нитратов в воде
- Набор для тестирования нитратов в воде низкого диапазона
- Паспорт безопасности для упрощенных комплектов для полевых испытаний
Инструкции по работе с почвой
Для получения высокой урожайности в почве должно быть достаточное количество нитратов, в то время как чрезмерное внесение приводит к потере удобрений. Максимально эффективно используйте навоз в соответствии с требованиями NMP, соблюдайте надлежащую охрану окружающей среды, чтобы предотвратить сток нитратов из грунтовых вод. Используйте этот набор для предварительного анализа почвы на нитраты для правильного внесения питательных веществ.
Комплект NECi определит концентрацию нитрата N от 0 до 50 частей на миллион (50 частей на миллион нитрата N = 250 фунтов N/акр).
- Инструкция по использованию набора для тестирования нитратов почвы
- Технический паспорт для почвы
- Паспорт безопасности для упрощенных комплектов для полевых испытаний
Инструкции по тестированию нитратов на черешках растений
Используйте этот комплект для проверки уровня нитратов в растениях и оттачивания правильного внесения удобрений. Проверьте стебли кукурузы и хлопка или сок черешков листовых культур, чтобы отслеживать колебания уровня нитратов. Для достижения наилучших результатов обратитесь к сертифицированному консультанту по культурам за советом по отбору проб растений. Для тестирования черешков сельскохозяйственных культур см. Рекомендации по содержанию нитрата сока черешков в разделе «Сопутствующая информация».
Этот набор определит концентрацию нитрата-N от 0 до 1000 ppm. (1000 частей на миллион нитрата-N = 5000 частей на миллион нитрата)
- Инструкции к набору для тестирования нитратов на черешках растений
- Технический паспорт черешка растения
- Паспорт безопасности для упрощенных комплектов для полевых испытаний
Инструкции по тестированию нитратов зеленого корма
Набор для тестирования нитратов NECi для кормов для скота используется для предотвращения токсичности для скота из-за избытка нитратов, часто вызываемого засухой.
- Инструкции к набору для тестирования нитратов зеленого корма
- Технический паспорт зеленого корма
- Паспорт безопасности для упрощенных комплектов для полевых испытаний
Смотрите также
- Лаборатория с открытым исходным кодом
- Мобильная платформа для тестирования качества воды с открытым исходным кодом
- Колориметр с открытым исходным кодом
- Создание исследовательского оборудования с использованием бесплатного оборудования с открытым исходным кодом.
- Наука с открытым исходным кодом
- Оптика с открытым исходным кодом
- 3D-печать OSAT с открытым исходным кодом
- Аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом
В новостях
- Создание лучшего набора для тестирования на нитраты - Michigan Tech News, Phys.org , Science News Online , Product Design and Development , Журнал Lab Manager , Журнал R&D, Science Daily , ChemEurope , Analytica World , Q-More , Innovation Toronto , Technology.org , Сеть экологических исследований , Daily Green World
- Для граждан разработан новый компактный и доступный набор для тестирования нитратов - SciCasts
- MICHIGAN TECH LAB СОЗДАЕТ ЛУЧШИЙ НАБОР ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ НА НИТРАТЫ - Tech Century
- Студенты Мичиганского технологического института создают устройство для тестирования нитратов - TV6 (NBC) и Fox UP
- Разработан новый нитрат-тестер - отчет Keweenaw
- Простой и дешевый тестер нитратов с открытым исходным кодом - HackADay, Hackable Devices.org
- Набор для тестирования нитратов с открытым исходным кодом — отличный инструмент для изучения химии — Reef Builders
- Тестовая штуковина: технический фотометр обнаруживает нитраты в воде и почве - The Mining Gazette
- Недорогое портативное устройство для измерения питательных веществ. Ag Tech Exchange
- Проверка нитратов с открытым исходным кодом - Информационная информация
- МОНИТОРИНГ КАЧЕСТВА ВОДЫ НА ВАШЕМ СМАРТФОНЕ ОТ ФИРМЫ UP - Tech Century
- 2015
- Farming
- Fertilizers
- MOST
- MOST completed projects and publications
- Open source hardware
- Open source scientific hardware
- Papers
- Plastic
- Projects
- SDG06 Clean water and sanitation
- SDG10 Reduced inequalities
- SDG14 Life below water
- Water
- Water and sanitation for developing countries
- Water quality
- Automatic translations