Open-Source Photometric System for Enzymatic Nitrate Quantification/vi

▼Phòng thí nghiệm Công nghệ Bền vững Mở của Đại học Công nghệ Michigan

Hãy liên hệ với Tiến sĩ Joshua Pearce tại Free Appropriate Sustainable Technology.

Hầu hết · Dự án & Ấn phẩm · Phương pháp · Tổng quan tài liệu · Nhân vật · Nhà tài trợ · Tin tức · Cập nhật trên Twitter · YouTube

Nitrat , dạng nitơ bị oxy hóa cao nhất, được quy định để bảo vệ con người và động vật khỏi nồng độ gây hại do sự dư thừa lớn của nó do các yếu tố nhân tạo gây ra. Việc kiểm tra nitrat trên diện rộng tại hiện trường có thể bắt đầu giải quyết vấn đề ô nhiễm nitrat, tuy nhiên, Phương pháp Khử Cadmium, phương pháp được chứng nhận hàng đầu để phát hiện và định lượng nitrat, đòi hỏi sử dụng một kim loại nặng độc hại. Một phương pháp thay thế, Phương pháp Phân tích Nitrat-Nitrogen bằng Nitrat Reductase do Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) đề xuất gần đây, loại bỏ được vấn đề này nhưng lại yêu cầu một máy quang phổ độc quyền đắt tiền. Việc phát triển một máy đo quang phổ cầm tay, di động, giá rẻ sẽ giúp đẩy nhanh đáng kể việc phân tích nitrat tại hiện trường để chống ô nhiễm. Để đạt được mục tiêu này, một phương pháp luận để thiết kế, phát triển và xác nhận kỹ thuật một nền tảng kiểm tra nước mã nguồn mở được cải tiến có khả năng thực hiện Phương pháp Phân tích Nitrat-Nitrogen bằng Nitrat Reductase đang được nghiên cứu. Phương pháp này được đánh giá về tiềm năng của nó trong việc i) loại bỏ nhu cầu sử dụng hóa chất độc hại trong kiểm tra nước đối với nitrat và nitrit, ii) giảm chi phí thiết bị để thực hiện phương pháp này nhằm đo lường chất lượng nước, và iii) giúp phương pháp dễ thực hiện hơn tại hiện trường. Thiết bị này có khả năng hoạt động tốt như các hệ thống độc quyền thương mại với chi phí vật liệu chỉ bằng chưa đến 15%. Điều này giúp công nghệ được tiếp cận rộng rãi hơn và kỹ thuật kiểm tra nitrat mới, an toàn hơn.

• Dự án này bắt nguồn từ: Nền tảng kiểm tra chất lượng nước di động mã nguồn mở
• Tệp STL để in 3D vỏ
• Mã OpenSCAD: Tệp:Photometer.scad
• Phần mềm mã nguồn mở: https://github.com/NitrateEliminationCo/NECiOpenWater

▼Ấn phẩm Pearce

NHANH CHÓNG · HIỆU QUẢ NHẤT · QAS

Nông nghiệp kết hợp năng lượng mặt trời · Bảo tồn năng lượng · Chính sách năng lượng · Điện mặt trời nổi · Cộng sinh công nghiệp · Phân tích vòng đời sản phẩm · Khoa học vật liệu · Y tế · Mã nguồn mở · Hệ thống quang điện · Thực phẩm bền vững · Pin mặt trời · Phát triển bền vững · Giáo dục về tính bền vững · Nước

Poster về Enzyme và Quang kế tại Pittcon 2016

• WH Campbell, ER Campbell, DA Squires, J. Walbeck, W. Ashbaugh, A. Davidson, BT Wittbrodt, JM Pearce. Enzyme và máy đo quang. Bài trình bày dưới dạng áp phích này được thực hiện tại Pittcon 2016 - Phiên 820 - Thiết bị cầm tay. Tải xuống áp phích.

NECi Superior Enzymes phát triển các phương pháp hóa học ướt thay thế kim loại và các hóa chất khác bằng thuốc thử protein tái tổ hợp. Các thuốc thử protein này được sản xuất trong các hệ thống biểu hiện protein được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo tính nhất quán giữa các lô và do đó có thể được coi là bất kỳ hóa chất cấp thuốc thử nào khác. Thuốc thử enzyme khử nitrat của NECi để định lượng nitrat đã có mặt trên thị trường thương mại hơn mười năm[3]. Việc xác nhận phương pháp khử nitrat bao gồm USGS, ASTM và các xác nhận đang chờ xử lý cho Đạo luật Nước sạch+, Đạo luật Nước uống an toàn+ và Phương pháp tiêu chuẩn+ của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA). Kể từ đó, NECi Superior Enzymes đã phát triển các phương pháp thử nghiệm dựa trên enzyme để định lượng phosphat[2], và nhóm nghiên cứu và phát triển hiện đang phát triển các phương pháp để định lượng ethanol, glycerol và galactose. Ý tưởng cho dự án này được thúc đẩy bởi sự thiếu hụt các máy đo quang học kinh tế tương thích với cuvet 1ml tiêu chuẩn để cung cấp dữ liệu định lượng từ các phương pháp được mô tả ở trên.

+Các phương pháp đang chờ xử lý

1. Wittbrodt BT, Squires DA, Walbeck J, Campbell E, Campbell WH, Pearce JM (2015) Hệ thống đo quang nguồn mở để định lượng nitrat bằng enzyme. PLoS ONE 10(8): e0134989. doi:10.1371/journal.pone.0134989
2. Campbell ER, Warsko K, Davidson AM, Campbell, WH, (2015) Xác định phosphat trong dịch chiết đất tại hiện trường: Phương pháp enzym hóa học xanh. Methods X 2, trang 211-218. doi:10.1016/j.mex.2015.04.003
3. Campbell WH, Song P, Barbier GG (2006) Nitrate reductase để phân tích nitrat trong nước. Environmental Chemistry Letters 4(2) trang 69-73. doi:10.1007/s10311-006-0035-4

danh mục vật tư

Bảng phân tích chi phí vỏ máy đo quang và linh kiện điện tử (mã sản phẩm Digikey trừ khi có nguồn tham khảo bên ngoài).

đồ mạch điện tử

Cách sử dụng

NECi Superior Enzymes
Máy quang phổ OS được sử dụng để kiểm tra đất bằng bộ dụng cụ thử nitrat đơn giản.

Bộ dụng cụ kiểm tra nitrat của NECi dựa trên enzyme, khác với các bộ dụng cụ kiểm tra nitrat khác trên thị trường. Enzyme là protein, có nguồn gốc sinh học, nghĩa là chúng an toàn khi sử dụng và thải bỏ. Các bộ dụng cụ này dễ sử dụng và là công cụ giáo dục tuyệt vời để tìm hiểu về hoạt động của enzyme, chất lượng nước, sinh hóa, nông nghiệp và nhiều hơn nữa. Hãy hỏi về "ưu đãi dành cho giáo dục" khi sử dụng trong lớp học. Không cần đào tạo trong phòng thí nghiệm và kết quả có trong vòng 30 phút.

Thiết kế bộ dụng cụ nhỏ gọn và nhẹ cho phép dễ dàng xác định nồng độ nitrat ngay tại chỗ. Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) và nhiều tiểu bang tài trợ các chương trình cho người dân giám sát chất lượng nước trong cộng đồng của họ (Thông tin thêm từ EPA tại đây ). Các bộ dụng cụ này có thể đo nồng độ nitrat trong cả nước ngọt và nước mặn.

Trong mọi trường hợp, bạn có thể ước tính sơ bộ từ bảng màu - nhưng để có được kết quả chính xác như từ phòng thí nghiệm chuyên nghiệp, bạn cần sử dụng máy đo quang phổ mã nguồn mở.

Để biết thêm thông tin về bộ dụng cụ xét nghiệm, vui lòng liên hệ với NECi Superior Enzymes theo số 888.NITRATE hoặc truy cập nitrate.com .

Hướng dẫn tưới nước

Bạn có thể sử dụng bộ dụng cụ thử nghiệm đo màu NECi với máy đo quang để đo hàm lượng nitrat trong:

• Nước giếng, nước uống, nước tưới tiêu, nước ao
• Suối, hồ, sông, đại dương, vùng đất ngập nước và các lưu vực môi trường khác.
• Nước thải, nước thải công nghiệp và nhiều hơn nữa
• Nước dùng cho bể cá, thủy canh, nuôi trồng thủy sản và hệ thống aquaponic.

Thông tin chi tiết:

• Bộ dụng cụ kiểm tra nitrat trong nước tiêu chuẩn
• Bộ dụng cụ kiểm tra nitrat trong nước ở phạm vi thấp
• Bảng dữ liệu an toàn (SDS) cho bộ dụng cụ kiểm tra tại hiện trường đơn giản.

Hướng dẫn về đất

Để đạt năng suất cây trồng cao, cần có đủ nitrat trong đất, trong khi bón quá nhiều sẽ dẫn đến lãng phí phân bón. Hãy tận dụng tối đa phân chuồng theo đúng quy định của NMP, thực hiện quản lý môi trường tốt để ngăn ngừa hiện tượng nitrat chảy tràn vào nguồn nước ngầm. Sử dụng bộ dụng cụ này để kiểm tra hàm lượng nitrat trong đất trước khi bón phân nhằm xác định lượng dinh dưỡng phù hợp.

Bộ dụng cụ NECi có thể phát hiện nồng độ Nitrat-N từ 0 ppm đến 50 ppm (50 ppm Nitrat-N = 250 lb N/acre).

• Hướng dẫn sử dụng bộ dụng cụ kiểm tra nitrat trong đất
• Bảng dữ liệu về đất
• Bảng dữ liệu an toàn (SDS) cho bộ dụng cụ kiểm tra tại hiện trường đơn giản.

Hướng dẫn kiểm tra nitrat trong cuống lá cây

Sử dụng bộ dụng cụ này để kiểm tra nồng độ nitrat trong cây trồng và xác định lượng phân bón phù hợp. Kiểm tra thân cây ngô và bông hoặc nhựa từ cuống lá của các loại cây lá để theo dõi sự biến động nồng độ nitrat. Để có kết quả tốt nhất, hãy tham khảo ý kiến ​​của Chuyên gia tư vấn cây trồng được chứng nhận để được tư vấn về cách lấy mẫu cây trồng. Tham khảo Hướng dẫn về Nitrat trong nhựa cuống lá ở phần Thông tin liên quan để biết cách kiểm tra cuống lá cây trồng.

Bộ dụng cụ này có thể phát hiện nồng độ Nitrat-N từ 0 ppm đến 1000 ppm. (1000 ppm Nitrat-N = 5000 ppm Nitrat)

• Hướng dẫn sử dụng bộ dụng cụ kiểm tra nitrat trong cuống lá cây
• Bảng dữ liệu về cuống lá cây
• Bảng dữ liệu an toàn (SDS) cho bộ dụng cụ kiểm tra tại hiện trường đơn giản.

Hướng dẫn kiểm tra hàm lượng nitrat trong thức ăn gia súc xanh

Bộ dụng cụ kiểm tra nitrat NECi dành cho thức ăn chăn nuôi được sử dụng để ngăn ngừa ngộ độc nitrat dư thừa ở vật nuôi, thường do điều kiện hạn hán gây ra.

• Hướng dẫn sử dụng bộ dụng cụ kiểm tra nitrat trong thức ăn gia súc xanh
• Bảng dữ liệu về thức ăn gia súc xanh
• Bảng dữ liệu an toàn (SDS) cho bộ dụng cụ kiểm tra tại hiện trường đơn giản.

Xem thêm

• Phòng thí nghiệm mã nguồn mở
• Nền tảng kiểm tra chất lượng nước di động mã nguồn mở
• Máy đo màu mã nguồn mở
• Xây dựng thiết bị nghiên cứu bằng phần cứng mã nguồn mở miễn phí
• Khoa học nguồn mở
• Quang học mã nguồn mở
• In ấn 3D mã nguồn mở của OSAT
• Phần cứng mã nguồn mở

Trong mục Tin tức

• Cải tiến bộ dụng cụ kiểm tra nitrat - Michigan Tech News, Phys.org , Science News Online , Product Design and Development , Lab Manager Magazine , R&D Magazine, Science Daily , ChemEurope , Analytica World , Q-More , Innovation Toronto , Technology.org , Environmental Research Web , Daily Green World
• Bộ dụng cụ kiểm tra nitrat nhỏ gọn và giá cả phải chăng mới được phát triển dành cho người dân - SciCasts
• PHÒNG THÍ NGHIỆM CÔNG NGHỆ MICHIGAN CHẾ TẠO BỘ DỤNG CỤ KIỂM TRA NITRAT TỐT HƠN - Tech Century
• Sinh viên Đại học Michigan Tech chế tạo thiết bị kiểm tra nitrat - TV6 (NBC) và Fox UP
• Thiết bị kiểm tra nitrat mới được phát triển - Bản tin Keweenaw
• Máy kiểm tra nitrat đơn giản, giá rẻ là mã nguồn mở - HackADay, Hackable Devices.org
• Bộ dụng cụ kiểm tra nitrat mã nguồn mở là một công cụ học tập hóa học tuyệt vời - Reef Builders
• Thiết bị kiểm tra: Máy đo quang công nghệ phát hiện nitrat trong nước và đất - Tạp chí Khai thác mỏ
• Thiết bị cầm tay giá rẻ để đo lường chất dinh dưỡng - Ag Tech Exchange
• Người xác minh mã nguồn mở nitrat - Boa infoacao
• GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRÊN ĐIỆN THOẠI THÔNG MINH CỦA BẠN TỪ UP FIRM - Tech Century