Difference between revisions of "Team:NYMU-Taipei/Model"

Line 469: Line 469:
 
 
 
<h6 style='color:#bc0101; font-family:"Roboto Mono", monospace;'>
 
<h6 style='color:#bc0101; font-family:"Roboto Mono", monospace;'>
U = Umax*Kss
+
U = U<sub>max</sub>*K<sub>ss</sub>
 
<br>
 
<br>
<br>Umax = A*exp(-E/RT)
+
<br>U<sub>max</sub> = A*exp(-E/RT)
 
</h6>
 
</h6>
  
Line 488: Line 488:
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
                             <th>Umax</th>
+
                             <th>U<sub>max</sub></th>
 
                             <th>maximum specific growth rate</th>
 
                             <th>maximum specific growth rate</th>
 
                             <th>day<sup>-1</sup></th>
 
                             <th>day<sup>-1</sup></th>
                             <th></th>
+
                             <th>-</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
                             <th>Kss</th>
+
                             <th>K<sub>ss</sub></th>
 
                               <th>substrate parameter</th>
 
                               <th>substrate parameter</th>
                               <th></th>
+
                               <th>-</th>
 
                               <th>1</th>
 
                               <th>1</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
Line 502: Line 502:
 
                             <th>A</th>
 
                             <th>A</th>
 
                               <th>constant</th>
 
                               <th>constant</th>
                               <th> day^-1 </th>
+
                               <th>day<sup>-1</sup></th>
 
                               <th>1.0114*10^10</th>
 
                               <th>1.0114*10^10</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
Line 508: Line 508:
 
                             <th>E</th>
 
                             <th>E</th>
 
                               <th>activation energy</th>
 
                               <th>activation energy</th>
                               <th> cal/mol</th>
+
                               <th>cal/mol</th>
 
                               <th>6842</th>
 
                               <th>6842</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
Line 549: Line 549:
 
 
 
<h6 style='color:#bc0101; font-family:"Roboto Mono", monospace;'>
 
<h6 style='color:#bc0101; font-family:"Roboto Mono", monospace;'>
R=A1exp(-B1/ph)-A2exp(-B2/pH)
+
R=A<sub>1</sub>exp(-B<sub>1</sub>/ph)-A<sub>2</sub>exp(-B<sub>2</sub>/pH)
 
</h6>
 
</h6>
 
 
 
                         <table>
 
                         <table>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
                             <th></th>
+
                             <th>Symbol</th>
                             <th scope="col"></th>
+
                             <th scope="col">Definition</th>
                             <th scope="col"&></th>
+
                             <th scope="col"&>Unit</th>
                             <th scope="col"&></th>
+
                             <th scope="col"&>Value</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
 
                             <th>R</th>
 
                             <th>R</th>
                             <th>co2 productive rate</th>
+
                             <th>CO<sub>2</sub> productive rate</th>
                             <th></th>
+
                             <th>-</th>
                             <th></th>
+
                             <th>-</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
                             <th>A1</th>
+
                             <th>A<sub>1</sub></th>
                            <th>preexponential factor at i=400</th>
+
                            <th>preexponential factor at i=400</th>
                             <th></th>
+
                             <th>-</th>
                             <th>8.625*10^-5</th>
+
                             <th>8.625*10<sup>-5</sup></th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
                             <th>A2</th>
+
                             <th>A<sub>2</sub></th>
 
                               <th>preexponential factor at i=200</th>
 
                               <th>preexponential factor at i=200</th>
                               <th></th>
+
                               <th>-</th>
                               <th>1.83885*10^-2</th>
+
                               <th>1.83885*10<sup>-2</sup></th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
                            <th>B1</th>
+
                              <th>B<sub>1</sub></th>
 
                               <th>activation energy at i=400</th>
 
                               <th>activation energy at i=400</th>
 
                               <th>mol/J </th>
 
                               <th>mol/J </th>
Line 584: Line 584:
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
                            <th>B2</th>
+
                              <th>B<sub>2</sub></th>
 
                               <th>activation energy at i=200</th>
 
                               <th>activation energy at i=200</th>
 
                               <th>mol/J</th>
 
                               <th>mol/J</th>
Line 621: Line 621:
 
 
 
<h6 style='color:#bc0101; font-family:"Roboto Mono", monospace;'>
 
<h6 style='color:#bc0101; font-family:"Roboto Mono", monospace;'>
R=Rmax.e^n/(ke*exp(e.m)+e^n)
+
R=R<sub>max</sub>.e<sup>n</sup>/(k<sub>e</sub>*exp(e.m)+e<sup>n</sup>)
 
</h6>
 
</h6>
 
 
 
                       <table>
 
                       <table>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
                             <th></th>
+
                             <th>Symbol</th>
                             <th scope="col"></th>
+
                             <th scope="col">Definition</th>
                             <th scope="col"&></th>
+
                             <th scope="col"&>Unit</th>
                             <th scope="col"&></th>
+
                             <th scope="col"&>Value</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
                             <th>Rmax</th>
+
                             <th>R<sub>max</sub></th>
 
                             <th>maximum rate</th>
 
                             <th>maximum rate</th>
 
                             <th>mol/g*min </th>
 
                             <th>mol/g*min </th>
Line 640: Line 640:
 
                             <th>e</th>
 
                             <th>e</th>
 
                             <th>absorbed energy</th>
 
                             <th>absorbed energy</th>
                             <th>w/m^2</th>
+
                             <th>w/m<sup>2</sup></th>
                             <th></th>
+
                             <th>-</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
 
                             <th>n</th>
 
                             <th>n</th>
 
                               <th>energy exponential constant</th>
 
                               <th>energy exponential constant</th>
                               <th></th>
+
                               <th>-</th>
 
                               <th>1.252</th>
 
                               <th>1.252</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
                             <th>ke</th>
+
                             <th>k<sub>e</sub></th>
 
                               <th>productive coefficient</th>
 
                               <th>productive coefficient</th>
                               <th>uE/(m^2)*s</th>
+
                               <th>uE/(m<sup>2</sup>)*s</th>
 
                               <th>157.88</th>
 
                               <th>157.88</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
Line 658: Line 658:
 
                             <th>m</th>
 
                             <th>m</th>
 
                               <th>constant</th>
 
                               <th>constant</th>
                               <th> (m^2)*s /uE</th>
+
                               <th>(m<sup>2</sup>)*s /uE</th>
 
                               <th>0.0035</th>
 
                               <th>0.0035</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
Line 697: Line 697:
 
<p>  The timing of adding engineered <i>E.coli</i> or purified protein to <i>Chlorella vulgaris</i> culture is critical to our project. By analyzing the initial and final biomass concentration data, the instantaneous rate, which is based on reference time and other lab environment data, would be gained. We have simulated the change in biomass concentration throughout the culture cycle. The intermittent information in the culture medium at each point is ultimately gained through combining other modeling results, which aims to determine the best timing and corresponding state.
 
<p>  The timing of adding engineered <i>E.coli</i> or purified protein to <i>Chlorella vulgaris</i> culture is critical to our project. By analyzing the initial and final biomass concentration data, the instantaneous rate, which is based on reference time and other lab environment data, would be gained. We have simulated the change in biomass concentration throughout the culture cycle. The intermittent information in the culture medium at each point is ultimately gained through combining other modeling results, which aims to determine the best timing and corresponding state.
 
</p>
 
</p>
<h6 style='color:#bc0101; font-family:"Roboto Mono", monospace;'>ln(Xt/X0)/t=A+Bexp(-C(t-M))=μ(specific growth rate)</h6>
+
<h6 style='color:#bc0101; font-family:"Roboto Mono", monospace;'>
 +
ln(X<sub>t</sub>/X<sub>0</sub>)/t
 +
<br>
 +
<br>=A+Bexp(-C(t-M))
 +
<br>
 +
<br>=μ(specific growth rate)</h6>
 
 
 
                       <table>
 
                       <table>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
                             <th></th>
+
                             <th>Symbol</th>
                             <th scope="col"></th>
+
                             <th scope="col">Definition</th>
                             <th scope="col"&></th>
+
                             <th scope="col"&>Unit</th>
                             <th scope="col"&></th>
+
                             <th scope="col"&>Value</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
Line 710: Line 715:
 
                             <th>biomass concentration</th>
 
                             <th>biomass concentration</th>
 
                             <th>g/l</th>
 
                             <th>g/l</th>
                             <th></th>
+
                             <th>-</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
Line 716: Line 721:
 
                             <th>time</th>
 
                             <th>time</th>
 
                             <th>hr</th>
 
                             <th>hr</th>
                             <th></th>
+
                             <th>-</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
 
                             <th>A</th>
 
                             <th>A</th>
                               <th>the asymptotic of ln Xt/Xo as t decrese indefinitely</th>
+
                               <th>the asymptotic of ln X<sub>t</sub>/X<sub>0</sub> as t decrese indefinitely</th>
                               <th></th>
+
                               <th>-</th>
 
                               <th>1.252</th>
 
                               <th>1.252</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
 
                             <th>B</th>
 
                             <th>B</th>
                               <th>the asymptotic of ln Xt/Xo as t increase indefinitely</th>
+
                               <th>the asymptotic of ln X<sub>t</sub>/X<sub>0</sub> as t increase indefinitely</th>
                               <th></th>
+
                               <th>-</th>
                               <th></th>
+
                               <th>-</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
 
                             <th>C</th>
 
                             <th>C</th>
                               <th>the relative growth rate at time </th>
+
                               <th>the relative growth rate at time</th>
                               <th> M</th>
+
                               <th>M</th>
                               <th></th>
+
                               <th>-</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                       </table>
 
                       </table>
Line 780: Line 785:
 
<br>dN/dt=-V*X;
 
<br>dN/dt=-V*X;
 
<br>
 
<br>
<br>V=((qM-Q)/(qM-q))*((Vm*N)/(N+Vh));
+
<br>V=((q<sub>M</sub>-Q)/(q<sub>M</sub>-q))*((V<sub>m</sub>*N)/(N+V<sub>h</sub>));
 
<br>
 
<br>
<br>Q=(X0*Q0+N0-N)/X;
+
<br>Q=(X<sub>0</sub>*Q<sub>0</sub>+N<sub>0</sub>-N)/X;
 
</h6>
 
</h6>
 
 
 
                       <table>
 
                       <table>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
                             <th></th>
+
                             <th>Symbol</th>
                             <th scope="col"></th>
+
                             <th scope="col">Definition</th>
                             <th scope="col"& style="border-left:3px  solid;"></th>
+
                             <th scope="col"&style="border-left:3px  solid;">Unit</th>
                             <th scope="col"&></th>
+
                             <th scope="col"&>Value</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
Line 806: Line 811:
 
                             <th>q</th>
 
                             <th>q</th>
 
                             <th width=200>Minimum N quota</th>
 
                             <th width=200>Minimum N quota</th>
                             <th style="border-left:3px  solid;">qM</th>
+
                             <th style="border-left:3px  solid;">q<sub>M</sub></th>
 
                             <th width=200>Maximum N quota</th>
 
                             <th width=200>Maximum N quota</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
Line 812: Line 817:
 
                             <th>Q</th>
 
                             <th>Q</th>
 
                             <th width=200> N quota</th>
 
                             <th width=200> N quota</th>
                             <th style="border-left:3px  solid;">Vm</th>
+
                             <th style="border-left:3px  solid;">V<sub>m</sub></th>
 
                             <th width=200>Maximum uptake rate of nitrogen</th>
 
                             <th width=200>Maximum uptake rate of nitrogen</th>
 
                         </tr>
 
                         </tr>
 
                         <tr>
 
                         <tr>
                             <th>Vh</th>
+
                             <th>V<sub>h</sub></th>
 
                             <th width=200>Half-saturation coefficient</th>
 
                             <th width=200>Half-saturation coefficient</th>
 
                             <th style="border-left:3px  solid;">P</th>
 
                             <th style="border-left:3px  solid;">P</th>

Revision as of 11:52, 16 October 2017

MODELING

  Modeling is an extremely important part to our project, because it helps us accurately check and predict the results of the experiments, which are worked in the wet lab. In our project, there are two essential types of microalgae that play very important roles, Synechococcus PCC7942 and Chlorella vulgaris. The following will show our success in modeling.

Synechococcus PCC7942

  The modeling from figure 1 to figure 5 belongs to the experiments of Synechococcus PCC7942 pigments.

Chlorella vulgaris

  The modeling from figure 6 to figure 12 belongs to the experiments of Chlorella vulgaris nitrogen starvation.