Monitoring of Chlorella sp. growth based on the optical density measurement

A study on the possibility of using optical density measurement by UV-Vis spectrophotometry to control the intensity of multiplication of freshwater microalgae Chlorella sp. cells under phosphorus deficiency conditions. A properly equipped laboratory included a reactor filled with an aqueous solution of synthetic culture medium containing nitrogen and phosphorus compounds as well as other macro- and microelements necessary for the growth of algae. The growth of algae biomass under the experimental conditions also required to provide appropriate parameters, such as elevated temperature, availability of light, water, and carbon dioxide. The efficiency of algae biomass growth was measured due to optical density, defined as the absorption of visible radiation at 686 nm. At the same time, changes were measured in the content of nutrients in the culture medium, which were the result of metabolic processes. Based on the results of the experiments, it was found that the factor limiting the growth of microalgae is phosphorus. Once it is depleted, nitrogen is no longer assimilated by algae cells. Additionally, optical density is also decreased.

Zbadano możliwość zastosowania spektrofotometrycznego pomiaru gęstości optycznej do kontroli intensywności namnażania komórek mikroalg słodkowodnych Chlorella sp. w warunkach niedoboru fosforu. Przygotowano odpowiednie stanowisko laboratoryjne zasilone w roztwór wodny pożywki syntetycznej zawierającej związki azotu i fosforu oraz inne makro- i mikroelementy niezbędne do wzrostu alg. Przyrost biomasy alg w warunkach prowadzenia eksperymentu wymagał także zapewnienia odpowiednich parametrów, w tym podwyższonej temperatury, oświetlenia oraz dostępu wody i dwutlenku węgla. Efektywność przyrostu biomasy w trakcie hodowli oceniano na podstawie pomiaru gęstości optycznej, definiowanej jako absorpcja promieniowania w zakresie widzialnym (686 nm). Równocześnie kontrolowano zmiany zawartości substancji biogennych w podłożu hodowlanym, będące wynikiem zachodzących procesów metabolicznych. Na podstawie wyników przeprowadzonych badań stwierdzono, że składnikiem limitującym wzrost mikroalg był fosfor, po wyczerpaniu którego nastąpiło zahamowanie przyswajania azotu przez komórki oraz spadek gęstości optycznej.