Chlorophyll-Extraktionsmethoden zur Quantifizierung von grünen Mikroalgen, die Gebäudefassaden besiedeln

Das Auftreten von Mikroalgen auf künstlichen Oberflächen wie Dachziegeln, Beton, Gebäudefassaden und anderen künstlichen Oberflächen in städtischen Gebieten, wo sie ästhetisch nicht akzeptable Verfärbungen der Oberflächen verursachen, stellt aufgrund ihres Beitrags zur biologischen Zerstörung und beschleunigten Verwitterung ein auffälliges Problem dar. Bisher wurde die mikrobielle Besiedlung hauptsächlich makroskopisch erfasst und damit semiquantitativ über den Grad der Verfärbung und die Zuordnung der visuellen Daten zu einer Farbskala für die Algenbefallsintensität ausgewertet. Diese Beurteilungen weisen jedoch keine Zwischenkalibrierung auf und leiden unter Farbmodifikationen aufgrund von gleichzeitig auftretenden Pilzen oder Hintergrundeigenschaften. Durch die Verwendung von Chlorophyll a als spezifischer Biomarker von aeroterrestrischen Mikroalgen wurde daher eine Extraktionsmethode zur Quantifizierung von Biomasse entwickelt. Zwei grüne Mikroalgen, Stichococcus sp. und Chlorella sp., wurden von Fassaden von Gebäuden isoliert, als Monokulturen etabliert und in der vorliegenden Studie verwendet. Algenproben werden am besten durch Einfrieren in flüssigem Stickstoff mit anschließender Lyophilisation und anschließender Lagerung bei -18 °C konserviert. Die mechanische Homogenisierung verbesserte die Extraktion um bis zu 20%. Die Extraktionseffizienz von Chlorophyll a war jedoch stark speziesspezifisch und wurde weiter von den Wachstumsbedingungen beeinflusst, d. h. ob sich Zellen in einer logarithmischen oder stationären Wachstumsphase befanden. Um maximale Werte für Chlorophyll a aus Proben unbekannter Algenartenzusammensetzung und physiologischem Zustand zu erreichen, wurde es als notwendig befunden, mindestens zwei 24-h-Extraktionen in DMF durchzuführen. Wenn der zweite Extraktionsschritt > 20% zur Gesamtkonzentration von Chlorophyll a beitrug, wurde eine dritte DMF-Extraktion angewendet. Mit diesem Biomarker-Assay wurden bis zu 313 mg Chlorophyll a m−2 aus Gebäudefassaden gewonnen, was ca. 100 g Algenfrischgewicht entspricht, was eine hohe organische Belastung darstellt.

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