حلْبُ الطحالب يُنتج عطرا أغلى من الذهب

 حل لغز مركبات "السيسكيتربينويدات"

• الكروماتوغرافيا ثنائية الأبعاد أو الفصل اللوني ثنائي الأبعاد؛ حيث تُمرر العينة على عمودين كروماتوغرافيين (العمود الكروماتوغرافي هو عمود أسطواني معبأ أو مطلي بمادة تمر من خلالها العينة)، ويسمح هذا الفصل ثنائي الأبعاد بتحليل أفضل للمركبات، ويُستخدم بديلا أكثر تطورا من الفصل اللوني التقليدي عندما تكون المركبات معقدة كما هو الحال في مركبات "السيسكيتربينويدات".
  
• قياس الطيف الكتلي؛ وتوفر تلك الأداة المقترنة بالكروماتوغرافيا ثنائية الأبعاد، معلومات إضافية عن التركيب الجزيئي للمركبات المنفصلة، فعند خروج كل مركب من العمود الأسطواني للفصل اللوني، فإنه يدخل إلى مطياف الكتلة حيث يتأيّن ويتجزأ، وتوفر أطياف الكتلة الناتجة "بصمات" فريدة تساعد في تحديد المركب، ويوفر ذلك دقة عالية، مما يتيح التحديد الدقيق للأوزان الجزيئية للمركبات.
  

الهندسة الأيضية للطحالب

• أولا: تتميز الطحالب وحيدة الخلية "كلاميدوموناس رينهاردتي" بالقابلية للتلاعب الجيني، مما يجعلها مرشحا مثاليا لتجارب الهندسة الأيضية.
  
• ثانيا: قدرتها على التمثيل الضوئي، مما يعني أنه يمكنها تسخير الطاقة الضوئية لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مركبات عضوية، وتوفر هذه القدرة على التمثيل الضوئي مصدرا مستداما ومتجددا للكربون من أجل التخليق الحيوي للمركبات العطرية.
  
• ثالثا: تعتبر الطحالب عموما كائنات آمنة للأبحاث المعملية، كما أن طحالب "كلاميدوموناس رينهاردتي" على وجه التحديد غير مسببة للأمراض وغير سامة، واستخدامها في الهندسة الأيضية يقلل من المخاوف الأخلاقية ومخاطر السلامة المرتبطة بالعمل مع الكائنات المعدلة وراثيا.
  

تقنية الحلب الميكروبية

الإنتاج الوفير ومزايا أخرى

• إنتاج العطور المستدام؛ وذلك من خلال تسخير الهندسة الأيضية وتقنيات المعالجة الحيوية الخضراء، إذ طور الباحثون بديلا مستداما لإنتاج العطور يقلل من الاعتماد على الطرق الضارة بالبيئة مثل تجريف الأشجار للحصول على خشب العود.
  
• إنتاج مركب متنوع؛ فقد تمكن الباحثون من إنتاج مجموعة متنوعة من 103 أنواع من "سيسكيتربينويدات" عطرية، ويمثل هذا توسعا كبيرا في المساحة الكيميائية المتاحة لإنتاج العطور، مما يوفر مجموعة واسعة من المركبات لتطبيقات صناعة العطور.
  
• التشغيل في درجة حرارة الغرفة؛ فيمكن أن تتم العملية الحيوية بأكملها -بما في ذلك الهندسة الأيضية للطحالب والتحولات الكيميائية الخضراء- في درجة حرارة الغرفة، وهذا يلغي الحاجة إلى عمليات التدفئة أو التبريد كثيفة الاستخدام للطاقة، مما يقلل من استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل.
  
• الحد الأدنى من توليد النفايات؛ تُنتج العملية الحيوية الخضراء التي طورها الباحثون الحد الأدنى من النفايات، مما يجعلها بديلا صديقا للبيئة ومستداما لإنتاج مركبات العطور.
  
• التكنولوجيا التي يمكن الوصول إليها؛ فتتيح بساطة العملية الحيوية سهولة التنفيذ في المختبرات المجهزة بالبنية التحتية الكيميائية الأساسية، وتعمل هذه الإمكانية للوصول إلى تمكين الباحثين في بيئات متنوعة من المشاركة في تركيب العطور المستدام.
  

تحديات الإنتاج الصناعي

• مقارنة المركبات العطرية المنتَجة باستخدام العملية الحيوية المطورة؛ بالمركبات المستخرجة تقليديا من ناحية شكل العطر وكثافته وطول عمره وتفضيل المستهلك، كما يجب إعداد ملف كامل عن الخصائص الحسية والملامح الشمية لهذه المركبات.
  
• توضيح التحديات والاعتبارات المتعلقة بالإنتاج على المستوى الصناعي، وكيف يمكن معالجتها لتسهيل تسويق التكنولوجيا، وهل هناك طرق لزيادة تحسين الهندسة الأيضية للطحالب والتحولات الكيميائية الخضراء لتعزيز الإنتاجية والانتقائية والكفاءة.
  
• توضيح الآثار الاقتصادية المترتبة على اعتماد العملية الحيوية المطورة لإنتاج مركبات العطور، وكيف يمكن مقارنة كلفة الإنتاج بالطرق التقليدية، وما هي العوامل التي تؤثر على فعالية التكلفة الإجمالية، وجدوى التكنولوجيا في السوق.