грамм на киловатт-час [г/кВт·ч] в грамм на метрическую лошадиную силу-час [г/л.с.·ч)] • Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) • Термодинамика — теплота • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения
Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
1 грамм на киловатт-час [г/кВт·ч] = 0,735498750000001 грамм на метрическую лошадиную силу-час [г/л.с.·ч)]
Энергетическая плотность пропана составляет 46,44 МДж на килограмм
Общие сведения
Верблюды используют жир для получения из него воды.
Удельная теплота сгорания по массе — это энергия, которую измеряют относительно массы сгоревшего топлива. В этой статье описана энергия, полученная при сгорании топлива и во время обмена веществ в организме. К примеру, при сгорании определенного количества углеводорода, например, пропана, выделяется энергия, которую измеряют как удельную теплоту сгорания. В системе СИ эта величина измеряется в джоулях на килограмм, Дж/кг. Удельную теплоту сгорания по массе чаще всего вычисляют для тепла, полученного при сгорании углеводородного топлива, хотя ее также можно вычислить при сгорании любого другого топлива. Метан и бутан — примеры углеводородов.
Для горения топлива необходим кислород. Чаще всего, используется кислород из окружающего воздуха. В процессе сгорания топлива выделяется тепло, а вода и углекислый газ — побочные продукты горения. Углекислый газ приносит вред окружающей среде, поэтому так широко развивается энергетика из альтернативных источников, без использования процесса сгорания. Вода, наоборот — полезный побочный продукт. Животные, например верблюды, используют жир не только как источник энергии, но и в качестве внутреннего источника необходимой организму влаги, так как при его сгорании образуется вода.
Измерение удельной теплоты сгорания
Удельную теплоту сгорания можно измерить в калориметре — приборе, предназначенном для измерения выделяемого тепла. Бомбовый калориметр — один из таких приборов, чаще всего используемый для измерения энергии, полученной при сгорании топлива. Он состоит из: изолированной внутренней камеры сгорания, в которой сжигают топливо и которую иногда называют бомбой; устройства для зажигания топлива, в основном системы проводов с электровоспламенителем; и герметичной внешней камеры, в которой нагревается вода. Температуру этой воды измеряют для определения количества энергии, выделенной при сгорании топлива.
В США и Канаде в бензине содержится около 10% этилового спирта. Количество энергии в этиловом спирте примерно на 33% ниже, чем в «чистом» бензине. В результате, пройденное расстояние на таком топливе уменьшается на 3,3%.
Применение: удельная теплота сгорания топлива
Люди зависят от топлива в повседневной жизни, так как без топлива невозможна тепловая обработка пищи, обогрев и охлаждение помещений, работа техники и транспорта, освещение, и так далее. На данный момент большая часть топлива — углеводороды. Зная их удельную теплоту сгорания по массе, можно определить, какие виды топлива более экономичны. Чем больше энергии вырабатывается при сгорании определенного количества массы топлива, тем оно более экономично.
Горелка Micro-Jet питается от обычных одноразовых зажигалок, заправленных бутаном. Температура в горелке достигает 2500° С
Транспортные средства перевозят необходимое им топливо на борту, что, в свою очередь увеличивает их вес и, соответственно, затраты топлива. Для каждого транспортного средства существуют ограничения по количеству веса груза, поэтому чем экономичнее топливо, тем меньше его тратится на собственное перемещение, и тем больше топлива можно загрузить в этот транспорт. Для самолетов и судов на воздушных крыльях особенно важно, чтобы топливо выделяло как можно больше энергии, при сгорании единицы массы.
Весовые ограничения в самолетах
В самолетах главные топливные баки находятся в крыльях. Если необходимо большее количество топлива, то его заливают в баки в фюзеляже. Часто, из-за ограничений в весе в полет берут только топливо, необходимое для данного маршрута. Остальное свободное место используют для груза и пассажиров. Обычно маршруты планируют так, чтобы самолету не нужно было останавливаться на пути для дозаправки. То есть, в большинстве случаев максимальная продолжительность маршрута определяется максимально возможным количеством топлива на борту. Ограничения общего веса груза и необходимость перевозить топливо обусловливают ограничения по весу багажа, принятые авиакомпаниями. По этой же причине большинству пассажиров приходится платить за багаж с перевесом или за дополнительные чемоданы. Обычно самолет заправляют топливом, необходимым для рейса в один конец, но иногда из-за высокой цены топлива в некоторых аэропортах, авиакомпаниям выгоднее заправить топливо на дорогу туда и обратно — в этих случаях ограничения багажа по весу соблюдаются особенно строго.
Грузовые перевозки
Весовой расчет самолетов особенно важен при перевозках крупногабаритных грузов, особенно для самолетов, предназначенных для перевозки космических аппаратов. Космический аппарат обычно очень тяжелый и это означает необходимость иметь достаточно топлива на борту, чтобы его хватило для перелета на заданное расстояние.
На данный момент самый большой транспортный самолет, способный перевозить космические аппараты — это Ан-225 «Мрiя», построенный в СССР и ныне принадлежащий украинской авиакомпании Авиалинии Антонова. Изначально на нем перевозили космический корабль «Буран», но после распада СССР полеты «Бурана» больше не планировались, и надобность в его перевозках отпала. С 1994 по 2000 годы Ан-225 не использовали, но в 2000-м году его восстановили и доработали самолет так, чтобы он соответствовал мировым стандартам безопасности. С 2001 года его используют для перевозки крупногабаритных грузов. Ан-225 весит 250 тонн без груза, и может перевозить до 300 тонн груза. Максимальный взлетный вес этого самолета — 640 тонн, включая вес самого самолета. То есть, в него можно загрузить 640 – 250 – 300 = 90 тонн груза при полных баках топлива. Для сравнения, если бы Ан-225 перевозил пассажиров, то 50 тонн из этих 90 занимали бы 500 пассажиров с багажом (из расчета по 100 кг на пассажира и его багаж). Полные баки топлива нужны далеко не всегда. С минимальным количеством топлива, нужным для коротких расстояний, в Ан-225 можно загрузить до 250 тонн груза.
На данный момент самый тяжелый груз, который перевозил Aн-225 — 4 танка, которые в сумме весили 254 тонны. С таким грузом он может пролететь на расстояние 1 000 километров, с 640 – 254 – 300 = 86 тоннами горючего. Сейчас существует только один такой самолет, второй экземпляр недостроен. Ан-225 перевез много интересных и полезных грузов, например продукты и другую гуманитарную помощь для жертв стихийных бедствий, продовольствие и предметы снабжения для военных, локомотивы, генераторы, ветряные турбины, и другие крупногабаритные и тяжелые грузы.
Боинг 777-236/ER может перевозить на борту до 120 тонн топлива и до 440 пассажиров. Такая загрузка самолета позволяет ему находиться в воздухе около 15 часов.
Пассажирские самолеты
Подобным образом можно также вычислить вес грузов, которые могут перевозить пассажирские самолеты. Например, Боинг 777-236/ER на фотографии весит 138 тонн без груза. Он может поднять на взлете до 298 тонн. В нем помещается 440 пассажиров, то есть при максимальной загрузке пассажиры и их багаж весят 400 × 100 кг = 40 000 кг или 40 тонн. На топливо и дополнительный багаж остается 298 – 40 – 138 = 120 тонн.
Потребление топлива в этом самолете меняется во время самого полета и от полета к полету, в зависимости от типа полета, общего веса, который изменяется по мере сжигания топлива, и по другим причинам. Очень приблизительная оценка расхода топлива для Боинга 777-236/ER — 8 000 килограммов или 8 тонн топлива в час. Значит, если на борту 440 пассажиров и остальное место занято топливом, то самолет может пробыть в полете до 15 часов. Проверим правильность наших вычислений на веб-сайте Боинга. Там 777-236/ER описан как самолет, который может пролететь до 14 310 километров или около 8892 миль. Его крейсерская скорость равна 905 км/ч (562 миль в час), то есть, он может находиться в полете 14 310 / 905 = 15,8 часов. Эта величина достаточно близка к нашему результату.
Самолет Airbus A310 меньше Боинга 777 и в нем может быть размещено до 220 пассажиров.
Для сравнения, межконтинентальный полет между Лондоном и Нью-Йорком — примерно 7 часов. На данный момент один из наиболее продолжительных полетов — между Сингапуром и городом Ньюарк (штат Нью-Джерси). Этот полет занимает 18 часов 50 минут.
Другой пример вычислений веса топлива — для Аэробуса Airbus A310. На фотографии — его пассажирская кабина во время полета Монреаль, Канада — Париж, Франция. Этот самолет меньше, чем Боинг 777-236/ER: его длина составляет 46,66 метра или 153 фута и 1 один дюйм (по сравнению с 63,7 метра или 209 футами и 1 дюймом). Его высота — 15,80 метра или 51 фут и 10 дюймов (высота Боинга — 18,5 метров или 60 футов и 9 дюймов). Максимальный взлетный вес — 150 тонн, а вес самолета без топлива равен 113 тоннам. То есть, этот самолет может взять на борт дополнительные 150 – 113 = 37 тонн груза. В нем до 220 пассажирских мест, то есть с полной загрузкой пассажиры и их багаж весят 220 × 100 кг = 22 000 кг или 22 тонны. При этом остается 37 – 22 = 15 тонн веса на топливо. На веб-сайте компании, которая строит самолеты Airbus указано, что максимальный вес, груза (пассажиры + багаж) может быть до 21,6 тонн, то есть, почти тот вес, который мы и получили в наших вычислениях для пассажиров и багажа. При полной загрузке и полных баках топлива у этого самолета не остается места на дополнительный вес, поэтому ограничения багажа пассажиров для этих самолетов строго выполняются.
Максимально допустимый вес указан в инструкции по эксплуатации и в самолет нельзя загружать груз, превышающий этот допустимый вес, так как это опасно. Чем тяжелее самолет, тем больше авиакомпания платит за использование этим самолетом аэропорта, поэтому иногда авиакомпании еще больше ограничивают максимально допустимый вес груза.
Этот теплоход на подводных крыльях типа «Восход» был построен на Феодосийском заводе «Море» в Крыму. Его доставили на озеро Онтарио в 1991 году, но с тех пор он мало использовался. На снимке показан «Восход» на Уэллендском канале в Южном Онтарио в 2010 году. Путешествие от Торонто до Ниагарского Водопада с 70 пассажирами на борту занимает всего 40 минут, так как это судно может двигаться по озеру Онтарио со скоростью 60 км/ч. К сожалению, на данный момент никто не заинтересован в его использовании.
Суда на подводных крыльях
Вес — важная величина не только для самолетов, но и для судов на подводных крыльях. Такие суда похожи по конструкции на обычные морские и речные суда и могут держаться на поверхности воды, но двигаются по принципу движения самолета, то есть «летят» по воде. Как и следует из названия, подводные крылья остаются под водой и создают подъемную силу. При этом корпус судна поднимается над водой, что уменьшает сопротивление, так как сопротивление воздуха намного ниже сопротивления воды. Благодаря этому суда на подводных крыльях развивают более высокие скорости, по сравнению с обычными судами.
Задача инженеров, разрабатывающих новые модели — уменьшить вес корпуса, в тоже время не уменьшая его прочность. При этом увеличивается грузоподъемность судна. Для уменьшения веса корпус часто делают из сплавов алюминия.
На фотографии — судно на подводных крыльях серии «Восход», построенное на Феодосийском заводе «Море» в Крыму. Это судно находится в Канаде. Оно предназначено для пассажирских перевозок по рекам, озерам, и в прибрежных водах. Максимальная скорость, которую может развить «Восход» — до 65 км/ч. Суда этой серии — одни из самых популярных судов на подводных крыльях в мире, и завод «Море» выпускает их не только для местного использования, но и для ряда европейских стран, Китая, Вьетнама и Таиланда. В некоторых странах, в частности, в Камбодже строят суда на подводных крыльях по проекту «Восхода».
Самые экономичные с точки зрения потребления топлива суда на подводных крыльях — это те, в которых используется мускульная сила человека. То есть, пассажир становится источником энергии, а, значит, вес топлива равен нулю. Для того чтобы удержать такое судно на воде нужна сноровка, но такие средства передвижения пользуются большой популярностью благодаря их скоростям до 30 км/ч. Они особенно популярны у тех, кто любит самостоятельно строить модели, так как их конструкция достаточно проста, чертежи можно найти в Интернете, и для их постройки не нужно специальное оборудование.
Применение: получение энергии в процессе метаболизма
Энергетическая плотность этого блюда высока, так как в беконе и яйцах содержится большой процент жира. Фотография размещена с разрешения автора.
Еда — форма энергии для организма животных
Энергия необходима всем живым существам. Она вырабатывается в процессе метаболизма. Этот процесс похож на сжигание топлива. Огонь в организме не горит, но аналогично с горением, для получения энергии нужен кислород, и во время этого окислительно-восстановительного процесса выделяются вода и углекислый газ. Именно поэтому кислород необходим всем живым организмам.
Энергия в пищевых продуктах содержится в углеводах и белках (17 кДж/г), жирах (38 кДж/г), и алкоголе (30 кДж/г). Питательные вещества в еде преобразуются в процессе метаболизма в глюкозу, амино- и жирные кислоты, после чего организм преобразует их в энергию, легко усваиваемую организмом — в фермент аденозинтрифосфат (АТФ). АТФ передвигается по организму и несет энергию к клеткам, которые в этой энергии нуждаются.
Путешествие по горе Кинабалу на острове Борнео, Малайзия. Фотография размещена с разрешения автора.
Удельную теплоту сгорания для продуктов питания измеряют в джоулях на килограмм, а также в калориях на грамм. Последние единицы используют чаще. Обычно эту энергию измеряют в бомбовых калориметрах, где продукты питания сжигают, аналогично другому топливу. При этом выделяется углеводород и вода — также как и во время метаболизма.
Еду с высокой удельной теплотой сгорания, то есть ту, которая выделяет большее количество энергии на единицу массы продукта, называют едой высокой энергетической плотности. С увеличением воды и других низкокалорийных веществ в продукте, например клетчатки, эта плотность уменьшается. Жир, наоборот, увеличивает энергетическую плотность, так как в нем содержится больше калорий на грамм, чем в других пищевых компонентах. То есть, чем больше жира в продукте — тем больше его удельная теплота сгорания по массе.
В полярных экспедициях исследователи и научный персонал обычно работают в тяжелых физических условиях, поэтому им требуется примерно в три раза больше энергии, чем людям в обычных условиях.
Потребление энергии в экстремальных условиях
Составляя меню для походов и других путешествий, где еду переносят вручную или везут на собаках, мулах, и других животных, необходимо знать удельную теплоту сгорания продуктов. Чем она меньше, тем больше энергии, полученной от этой еды, люди или животные тратят на то, чтобы перенести эту еду. Это особенно значительно, если эти путешествия — продолжительны. Конечно, в таких ситуациях также учитывают и пищевую ценность продукта. Если на маршруте есть вода, то стараются брать с собой сухие или специально высушенные для этих целей продукты, так как они намного меньше весят, чем обычные.
Исследователи, которые работают в Арктике и Антарктике, часто перевозят продукты и другие необходимые вещи на собаках, или несут их сами, поэтому им особенно важно знать удельную теплоту сгорания продуктов.
Это важно еще и потому, что им требуется как минимум в три раза больше калорий, чем людям в нормальных условиях. В холодную погоду организм использует огромное количество энергии на поддержание постоянной температуры тела. Кроме этого во время экспедиций в Арктике и Антарктике люди испытывают бо́льшие физические нагрузки, чем в обычных условиях; этим и объясняются дополнительные энергетические затраты. По этим причинам в экспедиции берут продукты высокой энергетической плотности, например шоколад (в нем содержится много жиров и углеводов), масло, орехи и сушеное мясо.
Некоторые исследователи считают, что экспедиция на Южный полюс 1912 года в рамках экспедиции «Терра Нова», возглавляемая Робертом Фолконом Скоттом, потерпела неудачу и пятеро участников погибли потому, что они неправильно вычислили количество калорий, необходимое им на каждый день, и не взяли с собой достаточно еды.
Считается также, что они ошиблись и с выбором продуктов, выбирая еду с удельной теплотой сгорания ниже, чем у жира. Так, они предполагали, что 4 500 калорий в день должно быть достаточно, хотя на самом деле они расходовали около 6 000 калорий или больше. Хотя они и ели масло, они не запаслись едой высокой энергетической плотности в достаточном количестве, а вместо этого использовали много белковых продуктов. В результате количество калорий в той еде, что была у них, было недостаточно.
Верблюды откладывают жир в горбу, и используют его, а также полученную во время метаболизма воду, во время долгих переходов в пустыне
Отложение жира — как способ хранения энергии
Животные откладывают жир и используют его, когда не могут добыть еду. В процессе метаболизма жира выделяется вода, которую животные используют, когда у них нет доступа к питьевой воде. Жир также удобен тем, что в нем больше энергии на грамм, чем в других питательных веществах. Соответственно, одно и то же количество энергии в жире легче переносить, как часть собственного тела, чем другие вещества. Верблюды хранят жир в горбу, и в результате, пока этих запасов достаточно, они всегда, даже в пустыне, имеют доступ к воде и энергии. В горб помещается от 15 до 20 кг жира. Жировые отложения для тех же целей есть и у китов, тюленей, белых медведей, и у многих других животных.
Колония северных морских слонов в национальном парке Аньо Нуэво в Калифорнии
Исследователи считают, что люди создают в организме запас энергии, «откладывая жир». Согласно некоторым теориям о том, как появился этот механизм, считается, что такой способ энергетических запасов в организме развился в процесс эволюции для того, чтобы обеспечивать доступ к энергии даже тогда, когда питаться нечем. Некоторые также полагают, что процент жира в организме у женщин выше потому, что во время беременности и ухода за маленькими детьми они не могли охотиться или собирать еду, поэтому им были необходимы большие запасы жира, по сравнению с мужчинами. Это было особенно важно в том случае, если мужчины не могли добыть достаточно еды для себя, для женщин и детей, и съедали ее сами. Теперь такой необходимости больше нет, но эволюционные приспособления меняются медленно, поэтому люди до сих пор откладывают жир. Считается, что это одна из причин эпидемии избыточного веса во многих развитых странах, где много дешевой и легкодоступной еды.
Замедлить отложение жира и улучшить процесс обмена веществ можно, ведя активный и здоровый образ жизни
Энергия, используемая микроорганизмами и растениями
Большинство животных получает энергию из описанных выше органических веществ, то есть из жиров, белков и углеводов. Микроорганизмы, наоборот, получают энергию из неорганических веществ, например из аммиака, водорода, сульфидов и оксида железа. Растения используют солнечную энергию, преобразуя ее в химическую при фотосинтезе. Также как и во время метаболизма у животных, в процессе фотосинтеза и метаболизма микроорганизмов вырабатывается вещество АТФ, которое напрямую используется растениями и микроорганизмами как энергия.
Удельная теплота сгорания широко распространенных видов топлива и пищевых продуктов
Вещества и материалы, при сжигании которых получают энергию
Удельная теплота сгорания, МДж/кг
Бензин или дизельное топливо
46
Пропан
46
Животный или растительный жир
37
Уголь
24
Углеводы
17
Белки
17
Дерево
16
Литература
Автор статьи: Kateryna Yuri
Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.
Расчеты для перевода единиц в конвертере «Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе)» выполняются с помощью функций unitconversion.org.
Калькулятор расхода топлива дизельного генератора. Рекомендации от Мототех
Представляем вашему вниманию калькулятор расхода топлива дизельного генератора. Расчеты производятся нелинейно, и зависят от мощности (и КПД) дизельного двигателя. Чем меньше удельная мощность дизельного генератора, тем больше удельный расход топлива, требуемого на производство 1 кВт*ч. электроэнергии.
Расход топлива дизельного генератора считается исходя из реальных данных электростанций, которые находятся на нашем сервисном обслуживании (более 500 единиц) и, безусловно, отличаются от заводских заявляемых параметров. Калькулятор позволяет оценить ожидаемый и реальный расход топлива, предположить наличие перерасхода и рассчитать требуемый объём хранилища дизельного топлива.
При этом калькулятор расхода топлива учитывает отклонение реального расхода от нормы расхода топлива дизельным генератором, которая составляет 0.2-0.22 гр. на один кВт*ч. То есть, по удельному расходу генератор 10 кВт должен потреблять 2 литра в час, чего в реальности мы не видели никогда. Чем больше мощность генератора, тем ближе его реальный расход к удельному, но на практике реальный расход всё же выше.
Для того, что бы калькулятор заработал — просто вставьте любую цифру в одно из его полей.
Формула расчета
Результат
Ваш дизельный генератор мощностью 100 кВт отработал 1 ч на нагрузке 100%.
Средний расход: от ? до ? л/час.
Всего выработано: ? кВт/ч.
Всего потреблено топлива: от ? до ? л.
Постоянная мощность дизельного генератора, кВт — мощность PRP вашего генератора, резервная мощность обычно на 10% больше.
Если вам нужен расход топлива дизельным генератором 100 кВт — просто подставляете в это поле в калькуляторе цифру 100 Если вам нужен расход топлива дизельным генератором 5 кВт — ставите цифру 5. Если расход для 200 кВт — цифру 200.
Сколько часов работал генератор — применяется для расчета длительного потребления. Если вас интересует часовое потребление (литров топлива в час), поставьте значение «1» час. На какой нагрузке в среднем работал генератор, % — применяется для случае неполной загрузки генератора. По умолчанию используйте 100%.
Полученные результаты могут отличаться, и зависят от:
Исправности, качества и производителя двигателя внутреннего сгорания;
Типа дизельного топлива (зимнее или летнее) и его качества;
Температуры окружающей среды и высоты над уровнем моря;
Полученные результаты не могут быть использованы в качестве экспертной оценки.
Можно выделить несколько основных причин, почему у вашего дизельного генератора может быть повышенный расход топлива: нагар на форсунках, деформация или износ распылителей форсунок, поломка ТНВД, неполная проходимость воздушного тракта, неисправность турбокомпрессора, некорректная работа элементов газораспределительного механизма.
В любом случае, с этими и другими проблемами вам поможет сервисная служба Мототех.
Для удобства перевода предлагаем воспользоваться автоматическим переводчиком.
Перевод единиц мощности
Выберите единицу мощности, из которой надо перевести ВткВтМВтГвтккал/чМкал/чГкал/чВыберите единицу мощности, в которую надо перевести ВткВтМВтГвтккал/чМкал/чГкал/ч
Введите количество Рассчитать
Переводной коэффициент
Рассеивание тепловой энергии тепловентиляторами ВУЛКАНО.Сколько Гкалл потребляет тепловентилятор VOLCANO mini ?
Скорость работы калорифера VOLCANO VR mini (теплоноситель 90 град)
кВт
Вт
BTU/час
кал/час
ккал/час
Гкал/час
(1-я скорость)
14,1
14100
48109,2
12123180
12123,18
0,01212318
(2-я скорость)
18,1
18100
61757,2
15562380
15562,38
0,01556238
(3-я скорость)
20
20000
68240
17196000
17196
0,017196
Диапазон тепловой мощности, кВт
3-20 кВт
Отапливаемая площадь, высота 3м (например)
30-200 м2
Отапливаемые помещения
90-600 м3
Напряжение питания, В
220
Электропотребление двигателя, Вт
39 — 95
Тип двигателя AC — 3-х скоростной\EC — бесступенчатый
EC
Количество рядов нагревателя
двухрядный
Количество скоростей работы двигателя
3
Объем воды в теплообменнике, л
1,12
Максимальная температура теплоносителя, С0
130
Максимальное давление теплоносителя, атм
16
Материал корпуса
Пластик
Максимальный ток, A
0,51
Расход воздуха (производительность), м3/ч
1100/1650/2100
Максимальная высота подвеса, м
8
Дальность обдува (длина струи потока воздуха), м
14
Диаметр патрубков для подключения теплоносителя
3/4″
Вес, кг
17,5
Уровень шума, дБ (А)
27/40/50
Защита от влаги
IP 44
Дальность обдува (вертикальный поток воздуха), м
8
Габариты, мм: ШхВхГ
530х395х530
Частота вращения двигателя максимальная, об/мин
1450
Сколько Гкалл потребляет тепловентилятор VOLCANO VR2?
Скорость работы калорифера VOLCANO VR2 (теплоноситель 90 град)
кВт
Вт
BTU/час
кал/час
ккал/час
Гкал/час
(1-я скорость)
32,7
32700
111572,4
28115460
28115,46
0,02811546
(2-я скорость)
41,9
41900
142962,8
36025620
36025,62
0,03602562
(3-я скорость)
50
50000
170600
42990000
42990
0,04299
Диапазон тепловой мощности, кВт
8-50 кВт
Отапливаемая площадь, высота 3м (например)
80-500 м2
Отапливаемые помещения
240-1800 м3
Напряжение питания, В
220
Электропотребление двигателя, Вт
162 — 250
Тип двигателя AC — 3-х скоростной\EC — бесступенчатый
EC
Количество рядов нагревателя
двухрядный
Количество скоростей работы двигателя
3
Объем воды в теплообменнике, л
2,16
Максимальная температура теплоносителя, С0
130
Максимальное давление теплоносителя, атм
16
Материал корпуса
Пластик
Максимальный ток, A
1,3
Расход воздуха (производительность), м3/ч
2400/3600/4850
Максимальная высота подвеса, м
11
Дальность обдува (длина струи потока воздуха), м
22
Диаметр патрубков для подключения теплоносителя
3/4″
Вес, кг
29
Уровень шума, дБ (А)
38/49/54
Защита от влаги
IP 44
Дальность обдува (вертикальный поток воздуха), м
11
Габариты, мм: ШхВхГ
700х425х700
Частота вращения двигателя максимальная, об/мин
1430
Сколько Гкалл потребляет тепловентилятор VOLCANO VR3?
Скорость работы калорифера VOLCANO VR3 (теплоноситель 90 град)
кВт
Вт
BTU/час
кал/час
ккал/час
Гкал/час
(1-я скорость)
49,5
49500
168894
42560100
42560,1
0,0425601
(2-я скорость)
60,6
60600
206767,2
52103880
52103,88
0,05210388
(3-я скорость)
75
75000
255900
64485000
64485
0,064485
Диапазон тепловой мощности, кВт
15-75 кВт
Отапливаемая площадь, высота 3м (например)
150-750 м2
Отапливаемые помещения
450-2250 м3
Напряжение питания, В
220
Электропотребление двигателя, Вт
218 — 370
Тип двигателя AC — 3-х скоростной\EC — бесступенчатый
EC
Количество рядов нагревателя
трехрядный
Количество скоростей работы двигателя
3
Объем воды в теплообменнике, л
3,1
Максимальная температура теплоносителя, С0
130
Максимальное давление теплоносителя, атм
16
Материал корпуса
Пластик
Максимальный ток, A
1,7
Расход воздуха (производительность), м3/ч
3000/4100/5700
Максимальная высота подвеса, м
12
Дальность обдува (длина струи потока воздуха), м
25
Диаметр патрубков для подключения теплоносителя
3/4″
Вес, кг
31
Уровень шума, дБ (А)
43/49/55
Защита от влаги
IP 44
Дальность обдува (вертикальный поток воздуха), м
12
Габариты, мм: ШхВхГ
700х425х700
Частота вращения двигателя максимальная, об/мин
1400
Новый метод измерения мощности двигателя
Навстречу новому методу измерения мощности двигателя по всем продуктовым линейкам.
Являясь крупнейшим производителем двигателей в мире, компания Honda решила применять постоянный метод измерения мощности двигателя по всем продуктовым линейкам — автомобили, мотоциклы и силовая техника, используя понятие «чистая» мощность вместо «гросс». Мы хотели бы сообщить Вам, что Honda становится первым производителем двигателей, измеряющим мощность всех двигателей общего назначения в «чистых» кВт (л.с.) в соответствии с тестом J1349 Общества автомобильных инженеров (SAE). Также мы меняем способ указания значения крутящего момента (измеряется «чистая» установка), расхода топлива (переход от г/кВт.ч.на в л/ч) и емкости топливного бака.
Начиная с 2007 года, технические мощностные характеристики двигателей общего назначения Honda будут рассчитываться в соответствии с SAE J1349 по «чистой» мощности. В этих расчетах изменен способ измерения мощности двигателя, что приведет к смене опубликованных в 2006 году значений мощностей двигателей. «Чистая» мощность двигателя рассчитывается с установленным воздушным фильтром и глушителем. «Гросс» мощность расчитывается без них. Необходимо заметить, что наши двигатели и их мощность не изменится.
Honda вводит подсчеты мощности по SAE для удобства многих конечных пользователей, которые покупают продукт «Powered by Honda». Благодаря мировой стандартизации мощности двигателей в соответствии с SAE J1349, каждый покупатель сможет выбрать приемлемое значение необходимой ему мощности двигателя, независимо от страны производства или сбыта. Использование этого стандарта позволит облегчить нашим клиентам определение пригодности двигателя для конкретного применения.
С 2007 года компания Honda начинает перевод всей документации по двигателям общего назначения (каталоги, веб-сайты, руководства пользователя и т.д.) на новые, «чистые», значения, чтобы соответствовать стандарту SAE J1349 не только по мощности, но и связанным с ней параметрам (например, крутящий момент).
Honda всегда стремимся предоставить нашим деловым партнерам и покупателям высококачественные, надежные и эффективные двигатели общего назначения. Поскольку для достижения стандарта SAE J1349 мы не производили никаких механических доработок, Вы и Ваши клиенты могут рассчитывать на идентичную выходную мощность, качество, долговечность и производительность, ожидаемую от наших двигателей.
Ниже приведена таблица мощности (кВт/л.с.) в соответствии с SAEJ1349
Номинальная мощность двигателя, указанная в этой таблице — это «чистая» выходная мощность, протестированная на производстве двигателей для каждой модели в соответствии с SAE J1349 при указанных оборотах. Мощность двигателей серийного производства может немного отличаться от этого значения. Фактическая мощность двигателя, установленного на конечное изделие, будет варьироваться в зависимости от многих факторов, таких как число оборотов двигателя, условия окружающей среды, техническое обслуживание и др.
Мощность
Модель
кВт
Л. с.
Об/мин
GX100
2,1
2,8
3.600
GX120
2,6
3,5
3.600
GX160
3,6
4,8
3.600
GX200
4,1
5,5
3.600
GC160
3,4
4,6
3.600
GC190
3,9
5,2
3. 600
GX240
5,9
7,9
3.600
GX270
6,3
8,4
3.600
GX340
8
10,7
3.600
GX390
8,7
11,7
3.600
GX240i
5,9
7,9
3.600
GX270i
6,3
8,4
3.600
GX340i
8
10,7
3. 600
GX390i
8,7
11,7
3.600
GX630
15,5
20,8
3.600
GX660
16
21,5
3.600
GX690
16,5
22,1
3.600
GCV135
2,6
3,5
3.600
GCV160
3,3
4,4
3.600
GCV190
3,8
5,1
3. 600
GSV190
3,8
5,1
3.600
GXV160
3,2
4,3
3.600
GXV340
6,6
8,9
3.600
GXV390
7,6
10,2
3.600
GXV630
15,5
20,8
3.600
GXV660
16
21,5
3.600
GXV690
16,5
22,1
3. 600
GX25
0,72
1
7.000
GX35
1
1,3
7.000
GXH50
1,6
2,1
7.000
GXV50
1,6
2,1
7.000
GXV57
1,5
2
4.800
Перевод единиц измерения Объемного расхода — таблица.
Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva. ru: главная страница / / Техническая информация / / Алфавиты, номиналы, единицы / / Перевод единиц измерения величин. Перевод единиц измерения физических величин. Таблицы перевода единиц величин. Перевод химических и технических единиц измерения величин. Величины измерения. Таблицы соответствия величин. / / Перевод единиц измерения Объемного расхода — таблица.
Поделиться:
Перевод единиц измерения величины объемного расхода — таблица. Вариант для печати.
Перевести из:
Перевести в:
м3/с
м3/мин
м3/час= m3/h
л/с= liter/sec
л/мин= liter/min
л/час= liter/h
1 м3/с это:
1
60
3600
1000
60000
3600000
1 м3/мин это:
0. 0167
1
60
16.67
1000
60000
1 м3/час= m3/h это:
0.000278
0.0167
1
0.278
16.67
1000
1 л/с= liter/sec это:
0.001
0.06
3.6
1
60
3600
1 л/мин*= liter/min это:
0.0000167
0.001
0.06
0.0167
1
60
1 л/час= liter/h это:
2.7*10-7
0. 000017
0.001
0.00028
0.0167
1
1 галлон (США)/день = gpd(US) это:
4.39*10-8
0.0000026
0.000158
0.000044
0.0026
0.158
1 галлон (США)/мин = gpm(US) это:
0.000063
0.00379
0.227
0.0630
3.785
227.1
1 Кубический фут/мин = cfm это:
0.00047
0.028
1.699
0.472
28.32
1698.99
1 галлон (британский)/день = gpd(Imperial) это:
5. 26*10-8
0.0000032
0.000189
0.0000526
0.00316
0.1895
1 галлон (британский)/мин = gpm(Imperial) это:
0.000076
0.0046
0.272
0.076
4.55
272.7
продолжение:
Перевести из:
Перевести в:
галлонов (США)/день = gpd(US)
галлонов (США)/мин = gpm(US)
Кубических футов/мин = cfm
галлонов (британских)/день = gpd(Imperial)
галлонов (британских)/мин = gpm(Imperial)
1 м3/с это:
22800000
15852
2119
19000000
13200
1 м3/мин это:
380000
264. 2
35.32
316667
220
1 м3/час= m3/h это:
6333.3
4.403
0.589
5277.8
3.67
1 л/с= liter/sec это:
22800
15.852
2.119
19000
13.20
1 л/мин*= liter/min это:
380
0.2642
0.0353
316.7
0.22
1 л/час= liter/h это:
6.33
0.0044
0.00059
5.28
0.0037
1 галлон (США)/день = gpd(US) это:
1
0. 000695
0.000093
0.833
0.000579
1 галлон (США)/мин = gpm(US) это:
1438.3
1
0.1337
1198.6
0.833
1 Кубический фут/мин = 1 cfm это
10760.3
7.48
1
8966.9
6.23
1 галлон (британский)/день = gpd(Imperial) это:
1.2
0.00083
0.00011
1
0.00069
1 галлон (британский)/мин = gpm(Imperial) это:
1727.3
1.2
0.161
1439. 4
1
*Нл/мин = нл/мин = норм.л/мин = l/min ANR , где ANR = Atmosphere Normale de Reference = л/мин (неправильное, но частое обозначение) — обозначают расход воздуха, выраженный в т.н.»нормальных» литрах в минуту. Это значит, что количество воздуха выражено в виде объема, который занимал бы этот воздух при атмосферном давлении 101325 Па (760 мм рт.ст.) и температуре 20 ° Цельсия — еще точнее при нормальных условиях (НУ= STP или NTP = стандартная (нормальная) температура и давление).
1 м3/с= 86400 Тонн воды (метрических)/сутки= Ton of water (metric)/24hrs
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA. ru Начинка: KJR Publisiers
Консультации и техническая поддержка сайта: Zavarka Team
Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса.
Free xml sitemap generator
Перевод единиц измерения объемного расхода :: HighExpert.RU
Физическая величина: Расход (объёмный)ДлинаПлощадьОбъёмМассаПлотностьКинематическая вязкостьДинамическая вязкостьСкоростьРасход (объёмный)СилаДавление и Напряжение (механика)Работа, Энергия и Количество теплотыМощностьТемператураМомент от действия силы (механика)Угловая скоростьУскорениеУгловое ускорениеКоэффициент теплопередачиТепловой потокЛинейное расширениеМомент инерцииПолярный момент инерцииСтатический момент сеченияМомент сопротивления сеченияПоверхностное натяжениеТеплопроводностьУдельная теплоёмкость
Единица измерения: кубический миллиметр в секунду [мм3/c]кубический миллиметр в секунду [мм3/c]кубический сантиметр в секунду [см3/c]кубический дециметр в секунду [дм3/с]кубический метр в секунду [м3/c]кубический километр в секунду [км3/c]литр в секунду [л/c]миллилитр в секунду [мл/c]баррель в секунду (нефтяной) США [barell US/s]галлон (США) жидкости в секунду [gallon/s, gal US/s]галлон (Английский) в секунду [gallon/s, gal UK/s]кубический дюйм в секунду [куб. дюйм/c, in3/s]кубический фут в секунду [куб.фут/c, ft3/s]кубический ярд в секунду [куб.ярд/с, yd3/s]кубический миллиметр в минуту [мм3/мин]кубический сантиметр в минуту [см3/мин]кубический дециметр в минуту [дм3/мин]кубический метр в минуту [м3/мин]кубический километр в минуту [км3/мин]литр в минуту [л/мин]миллилитр в минуту [мл/мин]баррель в минуту (нефтяной) США [barell US/min]галлон (США) жидкости в минуту [gallon/min, gal US/min]галлон (Английский) в минуту [gallon/min, gal UK/min]кубический дюйм в минуту [куб.дюйм/мин, in3/min]кубический фут в минуту [куб.фут/мин, ft3/min]кубический ярд в минуту [куб.ярд/мин, yd3/min]кубический миллиметр в час [мм3/ч]кубический сантиметр в час [см3/ч]кубический дециметр в час [дм3/ч]кубический метр в час [м3/ч]кубический километр в час [км3/ч]литр в час [л/ч]миллилитр в час [мл/ч]баррель в час (нефтяной) США [barell US/h]галлон (США) жидкости в час [gallon/h, gal US/h]галлон (Английский) в час [gallon/h, gal UK/h]кубический дюйм в час [куб. дюйм/ч, in3/h]кубический фут в час [куб.фут/ч, ft3/h]кубический ярд в час [куб.ярд/ч, yd3/h]кубический ярд в час [куб.ярд/ч, yd3/h]
Значение:
КАК ЭТО РАБОТАЕТ. Энергетические единицы вместо кубометров газа / 104.ua
Национальная комиссия по регулированию энергетики и коммунальных услуг (НКРЭКУ) 26 января приняла постановление №84 «Об утверждении Изменений в некоторые постановления НКРЭКУ о введении на рынке природного газа использования единиц энергии».
Документ обязывает операторов локальных газораспределительных сетей (операторов ГРС — облагазов) в платежках, помимо объема, указывать количество потребленной энергии в трех единицах измерения – киловатт-часах (кВт*ч), Гигакалориях (Гкал) и Мегаджоулях (МДж).
Теперь каждый потребитель будет получать платежку с указанием качества газа, который поставляется конкретно ему. Правда, платить бытовые потребители по прежнему будут за объем.
Киловатт-час (кВт⋅ч, kW*h) – единица энергии, показывающая количество энергии потребляемое/производимое устройством мощностью 1 кВт за 1 час.
Калория (кал) – единица энергии, обозначающая количество тепла, необходимого для нагрева 1 грамма воды на 1 градус Цельсия при давлении в 1 атмосферу. 1 Гкал = 1000 Мкал = 1 000 000 ккал.
Джоуль (Дж, J) – единица энергии, необходимой для перемещения точки приложения силы в один ньютон на расстояние одного метра. 1 Мдж (MJ) = 1 000 000 Дж.
Кроме того, до конца февраля все операторы ГРС должны начать публикацию на сайте физико-химических показателей газа по маршрутам следования.
«Укртрансгаз», который сейчас является оператором газотранспортной системы (ГТС), обязан в течении месяца начать публикацию средневзвешенной теплоты сгорания газа по каждому маршруту следования.
Другими словами, теперь каждый потребитель должен видеть все физико-химические показатели (ФХП) газа, который он потребляет и его энергетическую ценность в трех единицах измерения.
БизнесЦензор подготовил ответы на вопросы о качестве газа для украинских потребителей.
Зачем нужно знать количество энергии газа
Украина закупает газ в Европе, где уже давно товаром являются энергетические единицы, а не объем. Это теплота сгорания (также называют – теплотворность или калорийность) газа.
Согласно постановлению Кабмина №758, которое регулирует поставки газа населению, его цена должна определятся согласно данным агентства Platts European Gas Daily о цене газа на немецком хабе NetConnect Germany (NCG).
Цена публикуется в евро за МВт*ч на тысячу кубометров, а не за объем, как обычно считают в Украине. Например, в ноябре газ на NCG стоил 17,7 евро за 1 МВт*ч.
Кроме привычной украинцу единицы МВт*ч, которой мы измеряем электроэнергию, в котировках европейского агентства указаны британские термические единицы (British thermal unit — Btu), которые отличаются от европейских.
Этими цифрами легко оперировать, если знать что в тысяче кубов европейского газа примерно 9,5 – 10 МВт*ч. Следовательно, тысяча кубов в ноябре 2016 года обошлась бы в 170 – 180 евро.
В Украине электроэнергия измеряется в кВт*ч, а услуги отопления – в Гкал. Таким образом, любой потребитель сможет перевести энергию потребленного газа в электричество или тепловую энергию. Это позволит сравнить их стоимость и выбрать самый экономный вариант энергоносителя.
Как переводить одни энергетические единицы в другие
Информацию о качестве украинского газа в каждой области еще с мая 2014 года ежемесячно публикует «Укртрансгаз» (УТГ). Там же можно найти ФХП газа по 285 маршрутам следования.
Например, в декабре калорийность газа рознилась от 8,15 Мкал на кубометр в Закарпатской области до 8,28 Мкал на кубометр в Сумской области.
Почему у разных операторов ГРС разное качество газа, которое меняется во времени?
«Природный газ от разных источников транспортируется по магистральным газопроводам в общем потоке. Смешивание газа происходит естественным образом без каких-либо вмешательств», — отвечают в УТГ на вопрос БизнесЦензор.
Качество газа зависит от изменения соотношений газа от различных источников. Это соотношение меняется в зависимости от режима работы ГТС и сезона.
На сайте УТГ теплотворность газа представлена в килокалориях (ккал) на кубический метр. Их легко можно перевести в другие единицы, воспользовавшись индексами перевода, опубликованными в обосновании постановления НКРЭКУ.
Таким образом, теплотворность одного кубометра газа, к примеру в Киеве и Киевской области, будет равна примерно 0,0082 Гкал (8,2 Мкал), 9,5 кВт*ч и 34,4 МДж.
Какие характеристики имеет газ из разных источников
Наиболее качественный газ в Европе. В первую очередь потому, что поставляется с небольшим разлетом калорийности.
В Европе газ разделен на две категории – более качественный газ группы H и менее качественный – группы L. Последняя используется во Франции, Нидерландах, Бельгии и частично – в Германии. Газ этой категории транспортируют по отдельным трубопроводам.
В Украине, по данным УТГ, в трубе смешивается газ из трех источников с разной теплотворностью.
Источники газа
Нижняя теплота сгорания
Газ, добытый в Украине
7,8 — 9,6 Мкал/м3
Газ ОАО «Газпром», поступающия для транзита
8,0 — 8,38 Мкал/м3
Газ, импортированный из европейских стран
8,19 — 8,4 Мкал/м3
Как сообщает Метрологический центр НАК «Нафтогаз», в Германии работают установки, автоматически смешивающие газ для получения ресурса с одинаковыми характеристиками.
В Украине нет технических возможностей регулировать смешивание газа. Потому такой большой разлет по качеству.
Для примера, вот так выглядит платежка за газ в Польше. Там указан объем поставляемого газа и его теплотворность в кВт*ч.
Как видно, в Польше теплотворность газа рассчитывается, исходя из показателя 11,28 кВт*ч на кубометр, что отличается от среднеукраинского – 9,5 кВт*ч на кубометр.
Показатели отличаются, потому что в Европе для расчета используется высшая теплота сгорания. Эта же методика прописана в постановлении НКРЕКУ о вводе энергетических единиц. А УТГ в своей статистике указывает низшую теплоту сгорания.
Кто и как контролирует качество газа
В соответствии с Газовым кодексом, который вступил в силу в октябре 2015 года, пробы газа берутся во всех точках входа и выхода газа из ГТС не реже, чем раз в неделю.
При поставке газа потребителю, его анализ осуществляет оператор ГТС — «Укртрансгаз». Проба газа берется на газораспределительной станции, после чего оператор ГРС (облгаз) поставляет газ напрямую потребителю.
Также на газораспределительных станциях в газ добавляется одорант для запаха – 16 грамм этилмеркаптана на тысячу кубометров. За эту операцию также отвечает УТГ.
По данным УТГ, в компании работают 65 химико-аналитических лабораторий. Кроме того, оператор ГТС использует 47 автоматических потоковых хромографов, которые позволяют определять ФХП газа в режиме реального времени.
При взятии проб, газ анализируется при стандартных условиях эксплуатации газовых приборов – при температуре в 20 градусов Цельсия (293,15 К) и давлении 101,325 кПа (760 мм ртутного столба).
Можно ли намешать в газ воздух
В народе существует две версии того, как газораспределяющие компании «бодяжат» газ.
По одной из них в газ просто добавляется воздух. Это не возможно из-за взрывоопасности такой смеси.
Если бы оператор ГТС или операторы ГРС разбавляли газ воздухом, по всей Украине каждый день гремели бы взрывы.
Можно ли разбавить газ азотом
Это вторая версия плохого качества газа. Разбавить газ азотом вполне реально. Но, не выгодно.
В состав газа входят метан, пропан, водород и азот. Доля азота не превышает 5%. По данным УТГ, рыночная стоимость одного куба азота составляет сейчас 25 – 41 грн. Между тем, стоимость куба газа для населения – 7 грн, рыночная цена – 10 грн.
То есть, цена азота в 2,5 раза выше, чем цена природного газа для промышленности, и в 3,5 раза – чем цена для населения. Это не считая затрат, необходимых для установки оборудования по закачке азота в газовую трубу.
Если концентрация азота в природном газе превышает 7,5%, то пламя на конфорке или в горелке котла «сорвет». Прибор потухнет, что чревато утечкой газа, пожаром или взрывом.
Почему газ горит желтым/красным пламенем
Единственной причиной этому является давление в трубе. От него же зависит ухудшение качества газа (калорийность газа, как и цвет пламени, не зависит от давления в газораспределительной сети — ред 104.ua).
Как указывает на своем сайте НАК «Нафтогаз», давление не может быть постоянным и зависит от многих факторов. Например, в пиковые часы потребления, когда люди перед работой и после нее зажигают конфорки, давление падает.
Давление в трубе зависит от погоды и от высоты точки потребления. Например, количество газа (еще называют плотность или густота газа) в одном кубометре в Одессе (49 м над уровнем моря) на 6% больше, чем в городе Яремче Ивано-Франковской области (585 м над уровнем моря).
В целом плотность газа меняется на 1% каждые 88,5 м над уровнем моря.
Давление в трубе, кроме прочего, будет зависеть от удаленности потребителя от газораспределительного пункта (ГРП). Чем дальше потребитель – тем меньше у него плотность газа. Оператор ГРС обязан обеспечить рабочее давление всем потребителям.
На качество газа влияют вентиляция – наличие воздуха, с которым смешивается газ для горения. Для нормальной работы газовых приборов необходимо тройное замещение воздуха в течении часа.
Можно проверять качество газа «по-народному» – засекая время закипания литра воды в стандартной кастрюльке. Проблема в том, что это время практически всегда будет разным.
Каким должно быть качество газа
Качество газа в Украине регламентирует ГОСТ 5542 «Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения. Технические условия».
В соответствии с этим документом, минимально допустимое значение низшей теплоты сгорания газа – 7,6 Мкал/м3 (31,8 МДж/м3 или 8,8 кВт*ч/м3) с допустимым отклонением в 5%.
Такая теплотворность должна быть у газа при стандартных условиях – при температуре в 20 градусов Цельсия (293,15 К) и давлении 101,325 кПа (760 мм ртутного столба).
Подробно об этом можно прочитать на сайте НАК «Нафтогаз». Как сообщает «Нафтогаз», потребитель имеет право заказать у оператора ГРС (облгаза) проверку на соответствие русурса ГОСТу.
Если газ не соответствует стандарту, оператор ГРС должен заплатить штраф потребителю. Если соответствует, заказчик-потребитель обязан оплатить стоимость экспертизы.
Что такое число Воббе
Для определения качества газа у потребителя, которое зависит от теплотворности и давления, используется так называемое число Воббе (Wobbe index). Это отношение теплоты сгорания к квадратному корню относительной плотности газа.
Формула представлена так.
В ней «Q» – объемная теплота сгорания, а «p» – относительная густота газа, «В» — собственно число Воббе.
Если число Воббе выше стандартного значения, кислород воздуха не успевает взаимодействовать со всем объемом газа. Тогда происходит создание оксида углерода (СО) и сажи.
Если число Воббе ниже стандартного значения, газовые приборы не работают в номинальной мощности. Тогда может случиться отрыв пламени.
Перевести грамм / киловатт-час [г / (кВт · ч)] в фунт / лошадиные силы-час [фунт / (л.с. · ч)] • Конвертер удельной энергии и теплоты сгорания (на массу) • Термодинамика — Тепло • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения
Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер сухого объема и общих измерений при варке Конвертер объема и общих измерений при приготовлении Конвертер температуры Конвертер давления, напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работыПреобразователь мощностиПреобразователь силыКонвертер времениЛинейный конвертер скорости и скоростиКонвертер углаКонвертер топливной эффективности, расхода топлива и экономии топлива единиц информации и хранения данныхКурсы обмена валютЖенская одежда и размеры обувиМужская одежда и размеры обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияПреобразователь плотностиКонвертер удельного объемаПреобразователь момента инерцииПреобразователь момента силыКонвертер крутящего моментаУдельная энергия, теплоемкость Конвертер удельной энергии сгорания (на массу) Конвертер удельной энергии, теплоты сгорания (на единицу объема) Конвертер температурного интервалаКонвертер теплового расширенияКонвертер теплового сопротивленияКонвертер теплопроводностиКонвертер удельной теплоемкостиПреобразователь удельной теплоемкости и плотности теплаПлотность пожарной нагрузкиКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплопередачиКонвертер массового расхода потокаМолярный расходомер КонвертерМолярная концентрацияКонвертерМассовая концентрация в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКинематический преобразователь вязкостиКонвертер поверхностного натяженияПроницаемость, проницаемость, паропроницаемостьПреобразователь влажности и паропроницаемостиКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофонаКонвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с выбираемым преобразователем эталонного давления Конвертер разрешенияПреобразователь частоты и длины волны Оптический Конвертер мощности (диоптрий) в фокусное расстояниеПреобразователь оптической мощности (диоптрий) в увеличение (X) Преобразователь электрического зарядаЛинейный преобразователь плотности зарядаПреобразователь плотности поверхностного зарядаПреобразователь объёмной плотности зарядаПреобразователь электрического токаЛинейный преобразователь плотности токаПреобразователь плотности электрического токаПреобразователь сопротивления электрического поляПреобразователь электрического потенциала и напряженияПреобразователь электрического сопротивления КонвертерПреобразователь электрической проводимостиКонвертер емкостиПреобразователь индуктивностиПреобразователь реактивной мощности переменного токаПреобразователь уровней в дБм, дБВ, ваттах и других единицахПреобразователь магнитодвижущей силыПреобразователь напряженности магнитного поляПреобразователь магнитного потокаПреобразователь плотности магнитного потокаПоглощенная доза излучения, полная мощность дозы ионизирующего излучения. Преобразователь радиоактивного распада Преобразователь радиационного облученияРадиация. Конвертер поглощенной дозы Конвертер метрических префиксов Конвертер передачи данных Конвертер единиц типографии и цифровой визуализации Конвертер единиц измерения объема древесины Калькулятор молярной массы Периодическая таблица
Плотность энергии пропана составляет 46,44 МДж на килограмм
Обзор
Верблюды используют свой жир в качестве внутреннего источника воды.
Энергия, которая измеряется для данной единицы массы топлива, называется удельной энергией . В этой статье обсуждается энергия, возникающая при сгорании и обмене веществ. Например, сжигание (сжигание) данной массы углеводорода, например пропана, будет генерировать определенное количество удельной энергии или тепла. Он измеряется в джоулях на килограмм (Дж / кг) в системе СИ. Удельная энергия чаще всего рассчитывается для тепла, выделяемого при сжигании углеводородов, хотя можно сжигать и многие другие виды топлива. Метан и бутан — некоторые примеры углеводородов.
Для сгорания должен присутствовать кислород — в большинстве случаев используется кислород из воздуха. Когда энергия генерируется за счет сжигания углеводородов, побочными продуктами являются вода и диоксид углерода. Последнее оказывает негативное влияние на нашу окружающую среду, поэтому индустрия альтернативной энергетики, которая производит энергию без этого побочного продукта, быстро развивается. Хотя углекислый газ вреден, вода, образующаяся при сгорании, с другой стороны, полезна — некоторые животные используют ее в качестве внутреннего источника воды — например, верблюды, как описано ниже.
Измерение удельной энергии
Удельную энергию можно измерить с помощью калориметров — устройств, измеряющих тепло. Калориметры бомбы чаще всего используются с энергией, генерируемой за счет сгорания. Калориметр бомбы состоит из изолированной внутренней камеры, также известной как «бомба», куда подается кислород и сгорает топливо; устройство для розжига топлива, которое обычно состоит из электрических проводов; и изолированная внешняя камера с резервуаром для воды вокруг внутренней камеры, которая нагревается при сгорании топлива. Измеряется температура воды в этой внешней камере.
Бензин в США и Канаде содержит около 10% этанола. Энергетическая ценность этанола примерно на 33% меньше, чем у «чистого» бензина. Таким образом, пробег автомобиля может снизиться до 3,3% при использовании смеси этанола.
Применения: Топливо
В повседневной жизни люди зависят от топлива. Они используются для приготовления пищи, отопления, питания машин и транспортных средств, освещения и других целей. В настоящее время большинство видов топлива основаны на углеводородах, и расчет их теплоты сгорания как удельной энергии на массу полезен для сравнения различных видов топлива и их эффективности.Чем больше энергии можно произвести с данной массой топлива, тем более эффективно это топливо.
Этот факел Micro-Jet с питанием от одноразовых бутановых зажигалок обеспечивает пламя с температурой до 2500 ° С
Транспортные средства, работающие на топливе, должны перевозить его на борту, и часто существуют ограничения на количество дополнительной массы топлива что эти автомобили могут перевозить. Следовательно, в результате этих ограничений удельная энергия топлива на массу определяет, как далеко они могут путешествовать.Для таких транспортных средств важно иметь топливо с максимально высокой удельной энергией на данную единицу массы. Особенно это касается самолетов и судов на подводных крыльях.
Ограничения по весу самолета
Топливо в самолетах хранится в крыльях, а если требуется больше топлива, оно хранится в дополнительных баках в фюзеляже. Ограничения по весу самолета часто приводят к необходимости брать с собой столько топлива, сколько необходимо для определенного расстояния, чтобы иметь возможность использовать остальную разрешенную массу для перевозки пассажиров и груза.Маршруты воздушных судов, особенно коммерческих авиалиний, часто рассчитываются таким образом, чтобы самолеты могли перевозить достаточно топлива без необходимости делать остановки для дозаправки. Таким образом, расстояния выбираются такими, насколько это позволяет запас топлива на борту. Ограничение веса также является причиной того, почему пассажирам разрешено провозить ограниченное количество багажа и почему с них взимается высокая плата за дополнительный или превышающий вес багажа. В некоторых случаях из-за высокой цены на топливо в аэропорту назначения самолет может быть заправлен топливом и для обратного пути — в этом случае ограничения по весу могут быть особенно жесткими.
Грузовые носители
Весовые характеристики особенно важны для самолетов-носителей космических челноков и других подобных моделей, которые предназначены для перевозки другого летательного аппарата, такого как космический корабль. Космический корабль очень тяжелый по сравнению с весом обычных грузов и пассажиров, и космические корабли-носители должны иметь возможность выдерживать этот дополнительный вес и иметь достаточно топлива, чтобы преодолевать необходимое расстояние.
Самый крупный космический корабль и тяжеловесный грузовой самолет Антонов Ан-225 Мрия, в настоящее время эксплуатируемый украинским перевозчиком «Авиалинии Антонова », является примером такого транспортного средства. Он был разработан для перевозки «Бурана», советского орбитального корабля, похожего на космический шаттл НАСА. Ан-225 весит 250 тонн в пустом состоянии и может перевозить до 300 тонн топлива. Общий максимальный вес, который он может поднять, составляет 640 тонн, включая собственный вес. Таким образом, если он несет полные баки топлива, он может перевозить только дополнительный груз весом 640 — 250 — 300 = 90 тонн. Если бы он перевозил пассажиров, 50 тонн этого веса были бы израсходованы на 500 пассажиров с багажом, если мы оценим вес среднего пассажира с багажом в 100 килограммов.С другой стороны, при минимальном расходе топлива на короткие расстояния Ан-225 может перевозить до 250 тонн груза.
Самым тяжелым грузом, который когда-либо находился на борту Ан-225, были 4 боевых танка общим весом 254 тонны. При количестве топлива 640 — 254 — 300 = 86 тонн он преодолел расстояние в 1000 км. На данный момент построен только один самолет Ан-225, второй — незавершенный. Этот самолет перевозил предметы первой необходимости, военное снаряжение и еду, локомотивы, генераторы, ветряные турбины и другие тяжелые или крупногабаритные предметы.
Boeing 777-236 / ER может перевозить до 120 тонн топлива и 440 пассажиров на борту. Это позволяет ему путешествовать без остановок около 15 часов.
Passenger Aircraft
Ниже приводится пример расчета для пассажирского самолета. Общий вес пустого самолета Boeing 777-236 / ER составляет 138 тонн. Максимальный взлетный вес — 298 тонн. Он может вместить до 440 пассажиров, обеспечивая максимальный вес пассажира + груз до 400 × 100 кг = 40 000 кг или 40 тонн.Остается 298 — 40 — 138 = 120 тонн на дополнительный груз и топливо.
Расход топлива варьируется в течение всего полета и для разных рейсов, в зависимости от общей массы перевозимого груза, типа полета и многих других переменных. По очень приблизительной оценке, Boeing 777-236 / ER потребляет около 8000 кг или 8 тонн топлива в час. Это означает, что этот самолет может летать до 15 часов, если он использует все 120 тонн в качестве топлива и имеет на борту все 440 пассажиров с багажом. Проверим точность наших расчетов. В спецификациях на сайте Boeing указано, что при максимальной загрузке 777-236 / ER может летать на расстояние до 14 310 км. Это примерно 8892 мили. Его крейсерская скорость составляет 905 км / ч (562 миль / ч), что означает, что он может летать примерно 14 310/905 = 15,8 часов. Это близко к приведенной выше оценке.
Airbus A310 меньше Boeing 777 и может перевозить на борту только 220 пассажиров.
Для сравнения, межконтинентальный перелет между Лондоном и Нью-Йорком составляет около 7 часов. В настоящее время один из самых продолжительных беспосадочных перелетов между Сингапуром и Ньюарком (18 часов 50 минут).
Другой пример пассажирского авиаперевозчика — Airbus A310. На снимке его кабина во время полета между Монреалем, Канада, и Парижем, Франция. Он меньше, чем Boeing 777-236 / ER: 46,66 метра или 153 фута на 1 дюйм в длину (по сравнению с 63,7 метра или 209 футов 1 дюйм) и 15,80 метра или 51 фут 10 дюймов в высоту (по сравнению с 18,5 метра или 60 футов 9. дюймов). На взлете он может нести до 150 тонн, а его масса без топлива (без топлива) составляет 113 тонн. Это означает, что дополнительный вес, который он может нести, составляет 150 — 113 = 37 тонн.Он может иметь на борту до 220 пассажиров (220 × 100 кг = 22000 кг или 22 тонны), поэтому при полной загрузке он может иметь 37 — 22 = 15 тонн топлива. Airbus указывает, что максимальная полезная нагрузка (груз + пассажиры), которую он может перевозить, составляет 21,6 тонны, а наша оценка веса пассажиров и багажа дает нам 22 тонны. Это означает, что экипаж Airbus должен следить за тем, чтобы пассажиры соблюдали ограничения по весу.
Максимальный вес, разрешенный для эксплуатации ЛА, указан в руководстве по эксплуатации.Воздушным судам не разрешается эксплуатировать с массой, превышающей эти максимальные допуски, поскольку это может поставить под угрозу их безопасность. Эти ограничения по весу могут быть дополнительно уменьшены авиакомпаниями из-за расходов, связанных с использованием аэропортов для более тяжелых самолетов.
Этот катер на подводных крыльях «Восход», построенный на судостроительном заводе «Морье» в Феодосии, Россия, в последний раз видели на канале Велланд в Южном Онтарио в 2010 году. Он прибыл в озеро Онтарио в 1991 году, но, к сожалению, с тех пор мало обслуживается.Судну на подводных крыльях потребуется всего 40 минут, чтобы перевезти 70 пассажиров из Торонто в Ниагарский водопад через озеро Онтарио со скоростью 60 км / час. Однако, похоже, это никого не интересует.
Судно на подводных крыльях
Судно на подводных крыльях так же чувствительно к весу, как и воздушные суда. Как правило, они должны обладать свойствами лодки, чтобы оставаться на плаву, но также и некоторыми аэродинамическими свойствами самолета, чтобы «летать» над поверхностью воды. Крылья остаются погруженными в воду и создают подъемную силу, поднимая корпус из воды.Сопротивление воздуха намного меньше сопротивления воды, и это заставляет эти транспортные средства двигаться быстрее, чем обычные лодки, поскольку сопротивление воды корпусу сводится к минимуму.
Инженеры постоянно работают над улучшением своей конструкции, чтобы сделать ее легче, оставаясь при этом прочной. Это помогает увеличить количество топлива и груза (или количество пассажиров), которое может принять судно на подводных крыльях. Алюминиевые сплавы часто используются для изготовления корпусов судов на подводных крыльях, поскольку они легкие.
На фото судно на подводных крыльях типа «Восход», построенное в Феодосии, Россия, на судостроительном заводе «Море» (от русского «Море»).Изображенное судно на подводных крыльях сейчас эксплуатируется в Канаде. Он разработан для использования на реках, озерах и в прибрежных районах и может развивать скорость до 65 км / час. «Восход» — одна из самых популярных моделей судов на подводных крыльях. Помимо России и Украины, она эксплуатируется в ряде европейских стран, в Китае, Вьетнаме и Таиланде. Существуют и модели местного производства по проекту «Восход», например, в Камбодже.
Некоторые из наиболее экономичных судов на подводных крыльях приводятся в движение человеком, потому что пассажир становится источником топлива, а значит, топливная масса не добавляется. Большинство из них требуют навыков и практики для навигации и могут двигаться со скоростью до 30 км / ч. Это популярные автомобили из-за относительной простоты их конструкции и скорости, которую они могут обеспечить. Существует несколько различных конструкций, и они могут приводиться в действие педалями или подпрыгиванием. Многие веб-сайты предоставляют видеоролики и пошаговые инструкции с фотографиями и схемами о том, как создавать различные типы подводных крыльев с приводом от человека.
Приложения: энергия для обмена веществ
Пример пищи с высокой плотностью энергии.Бекон и яйца богаты жирами. Воспроизведено с разрешения автора.
Еда — энергия для тела животного
Энергия жизненно важна для всех живых существ. Он образуется в результате метаболизма — процесса, в некотором роде похожего на обычное сжигание. Хотя в организме нет «настоящего» огня, горящего, как при горении, кислород все еще требуется для обмена веществ, а энергия вырабатывается из побочных продуктов углекислого газа и воды. Вот почему кислород так важен для всех живых существ.
Источники энергии в пище включают углеводы и белки в концентрации 17 кДж / г, жиры в концентрации 38 кДж / г и спирты в концентрации 30 кДж / г. Метаболизм расщепляет питательные вещества в пищевых продуктах на такие компоненты, как глюкоза, аминокислоты и жирные кислоты, и превращает их в химическую энергию в виде синтезированного фермента аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ передает свою энергию клеткам, которым она необходима, и поглощается этими клетками.
Поход на гору Кинабалу на острове Борнео, Малайзия.Воспроизведено с разрешения автора.
Можно измерить удельную энергию пищи. В некоторых случаях он рассчитывается как джоули на килограмм, но чаще используются калории на грамм. Обычно измерение удельной энергии пищи производится путем сжигания в калориметре бомбы, как и с другими видами топлива. Если пища сжигается в калориметре, ее энергия выделяется с углекислым газом и водой в качестве побочных продуктов — так же, как при метаболизме.
Продукты питания, которые производят большое количество энергии на данную единицу массы, имеют высокую плотность энергии .По мере увеличения количества воды и низкокалорийных питательных веществ, таких как клетчатка, энергетическая плотность продуктов питания снижается. Жир имеет высокую удельную энергетическую ценность, поэтому продукты с высоким содержанием жира имеют высокую энергетическую плотность, что означает, что они имеют высокую удельную энергию на массу.
Полярным исследователям и другим людям, которые работают в суровых условиях с экстремальными температурами, требуется как минимум в три раза больше энергии для повседневной деятельности, чем людям в нормальных условиях
Потребление энергии в экстремальных условиях
Полезно знать удельную энергию продукты при составлении плана питания для походов и других поездок, когда пищу приходится носить с собой людям или животным, особенно в течение длительного времени.Пищевая ценность также чрезвычайно важна, но если вода может быть найдена на пути, по которому люди идут, то предпочтительнее обезвоженные продукты, поскольку они имеют более высокую удельную энергию.
Исследователи Арктики и Антарктики часто используют собак для переноски снаряжения и снаряжения, и для них очень важно минимизировать вес. Часто у них также нет хороших условий для приготовления пищи. Путешественникам для повседневной деятельности требуется как минимум в три раза больше энергии, чем людям в обычных условиях.Это связано с тем, что у них обычно высокий уровень физической активности, и организму требуется дополнительная энергия для поддержания постоянной температуры. Из-за этих ограничений и потребностей они едят много продуктов с высоким удельным содержанием энергии, таких как шоколад (с высоким содержанием углеводов и жиров), масло и орехи, а также обезвоженное мясо.
Считается, что одной из причин, по которой пять исследователей экспедиции Терра Нова к Южному полюсу 1912 года во главе с Робертом Фальконом Скоттом не смогли пережить обратный путь, была неточная оценка общей суточной потребности в энергии на каждого человека. .Они также не употребляли достаточно продуктов с высоким удельным содержанием энергии. В частности, некоторые исследователи считают, что мужчины приносили достаточно еды, чтобы позволить себе 4500 калорий в день, в то время как текущие оценки требуют 6000 калорий и более. Они не могли носить с собой больше еды, потому что выбирали продукты с более низкой энергетической плотностью, такие как белки. Хотя они и ели сливочное масло, исследователи теперь считают, что им нужно было есть больше жиров и углеводов, но не нужно было столько белка, сколько они ели на самом деле.
Верблюды накапливают жир в своем горбе, чтобы иметь доступ к энергии и воде во время длительных путешествий по пустыне
Сохранение жира как источника энергии
Жир — это то, что некоторые животные используют, чтобы пережить нехватку пищи и воды.Вода является побочным продуктом метаболизма, поэтому накопление жира также дает животным доступ к дополнительной воде. Поскольку жир выделяет больше энергии на грамм, чем белки и углеводы, он является предпочтительным топливом для внутреннего хранения. Например, верблюды накапливают жир в своем горбе, чтобы иметь доступ к энергии и воде во время долгих путешествий по пустыне. В них около 15-20 килограммов жира. Киты, тюлени, белые медведи и многие другие существа также откладывают лишнюю пищу в виде жира.
Гнездовая колония северного морского слона в государственном парке Аньо-Нуэво, Калифорния
Некоторые ученые предполагают, что склонность людей накапливать жир проистекает из той же эволюционной потребности, чтобы поддерживать себя во времена нехватки пищи.Некоторые также считают, что женщины имеют более высокий процент жира в организме, потому что они были эволюционно ограничены в охоте и собирательстве при уходе за детьми, поэтому дополнительный жир поддерживал их в те времена. Если ухаживающие за ними мужчины и дети не ловили достаточно еды, возможно, они ели эту пищу сами, а женщины ее не получали. Отсюда необходимость в дополнительных жировых запасах. Сейчас у большинства людей нет этой потребности, но организм по-прежнему накапливает жир, когда люди едят больше, чем им нужно — это одна из возможных причин эпидемии ожирения в большинстве развитых стран, где еда в изобилии, дешевая и легко доступна. .
Оставаясь активным и применяя стратегии разумного образа жизни, вы можете помочь компенсировать сдвиги в скорости метаболизма
Энергия других организмов и растений
Большинство животных получают энергию из органических компонентов, а именно белков, углеводов и жиров. С другой стороны, микробы извлекают энергию из неорганических компонентов, таких как аммиак, водород, сульфиды и монооксид железа. Растения получают энергию из солнечной радиации и преобразуют ее в процессе фотосинтеза в химическую энергию, которую могут использовать их клетки.АТФ используется во время фотосинтеза растений и микробного метаболизма так же, как и у животных.
Удельная энергия обычно используемых видов топлива и продуктов питания
Материал накопителя энергии
Удельная энергия, МДж / кг
Бензин / бензин или дизельное топливо
46
Пропан
Животный или растительный жир
37
Уголь
24
Углеводы
17
Белки
17
Древесина
9126 9126 9126 Катерина Юрий
У вас возникли трудности с переводом единицы измерения на другой язык? Помощь доступна! Задайте свой вопрос в TCTerms , и вы получите ответ от опытных технических переводчиков в считанные минуты.
Расчеты для преобразователя «Конвертер удельной энергии и теплоты сгорания (на массу)» выполняются с использованием математических расчетов с unitconversion.org.
Преобразовать г / ч в л / ч | грамм (масса воды) в час в Литров в час
Количество: 1 грамм (масса воды) в час (г / ч) расхода Равно: 0,0010 литров в час (л / ч) при расходе
Преобразование граммов (массы воды) в час в литров в час Значение на шкале единиц расхода.
TOGGLE: из литров в час в граммы (водная масса) в час и наоборот.
CONVERT: между другими устройствами измерения расхода — полный список.
Сколько литров в час содержится в 1 грамме (массы воды) в час? Ответ: 1 г / ч равняется 0,0010 л / ч
0,0010 л / ч конвертируется в 1 из чего?
Количество литров в час 0,0010 л / ч преобразуется в 1 г / ч, один грамм (массы воды) в час. Это РАВНОЕ значение расхода, равное 1 грамму (масса воды) в час, но в альтернативных единицах измерения расхода литров в час.
г / ч / л / ч результат преобразования расхода
от
символ
равен
результат
символ
1
г / ч 0,00129
=
=
л / ч
Таблица преобразования —
грамм (масса воды) в час от до литров в час
1 грамм (масса воды) в час в Литры в час = 0,0010 л / час
2 грамма ( масса воды) в час в Литров в час = 0.0020 л / ч
3 грамма (масса воды) в час до литров в час = 0,0030 л / час
4 грамма (массы воды) в час до литров в час = 0,0040 л / час
5 граммов (масса воды) в час в литры в час = 0,0050 л / ч
6 граммов (масса воды) в час в литры в час = 0,0060 л / ч
7 граммов (масса воды) в час в литры в час = 0,0070 л / ч
8 граммов (массы воды) в час в литров в час = 0,0080 л / час
9 граммов (массы воды) в час в литров в час = 0. 0090 л / ч
10 грамм (масса воды) в час до литров в час = 0,010 л / час
11 граммов (массы воды) в час до литров в час = 0,011 л / час
12 грамм (масса воды) в час в литров в час = 0,012 л / ч
13 граммов (водная масса) в час до литров в час = 0,013 л / час
14 граммов (водная масса) в час до литров в час = 0,014 л / час
15 граммов (массы воды) в час до литров в час = 0,015 л / час
Категория : главное меню • меню расхода • Грамм (масса воды) в час
Преобразуйте скорость потока грамм (масса воды) в час (г / час) и литров в час (л / час) единиц в обратном порядке из литров в час в граммы (масса воды) в час.
Расход. Газ и жидкости.
Данный калькулятор единиц измерения основан на преобразовании одной пары из двух единиц расхода. Чтобы получить полный набор нескольких единиц для объемного и массового расхода на одной странице, попробуйте инструмент Multi-Unit Converter, который встроен во все варианты единиц измерения расхода. Страница с расходом при обмене парами единиц массы.
Первая единица: грамм (масса воды) в час (г / ч) используется для измерения расхода. Секунда: Литр в час (л / ч) — это единица измерения расхода.
ВОПРОС : 15 г / ч =? Л / ч
ОТВЕТ : 15 г / ч = 0,015 л / ч
Аббревиатура или префикс для грамма (массы воды) в час: г / ч Сокращенное обозначение литра в час: л / ч
Другие применения этого калькулятора расхода …
Благодаря вышеупомянутой двухуровневой вычислительной службе, которую он предоставляет, этот преобразователь расхода оказался полезным также в качестве обучающего инструмента: 1.в граммах (масса воды) в час и литрах в час (г / ч по сравнению с л / ч) измеряется обмен. 2. для коэффициентов преобразования между парами единиц измерения. 3. Работа со значениями и свойствами расхода.
Часть 1 — Представление концепций JSTOR
Статья журнала
Факторы, влияющие на BSFC и выбросы для дизельных двигателей: Часть 1 — Представление концепций
Отто А. Уехара
Сделки SAE
Издатель: SAE International
https://www.jstor.org/stable/44470132
Копировать
Объем рабочего объема на цилиндр в кубических сантиметрах (PCDICC) в зависимости от удельного расхода топлива тормозом (BSFC) был нанесен на график для дизельных двигателей DI и IDI.Самый маленький и самый большой PCDICC — от 25,7 до 2 000 000. Было обнаружено, что для двигателей с DI диапазон от самого низкого до самого высокого (BSFC) составляет примерно от 155 до 450. С точки зрения передаточных чисел они составляют примерно 2,9. Представлены причины увеличения BSFC при уменьшении PCDICC. Справочные материалы представлены, чтобы помочь в объяснении наблюдаемых тенденций. Постулируются граничные условия впрыскиваемого топлива по продолжительности, размеру капель и их влиянию на BSFC, выбросы.
SAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и технических специалистов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой промышленности.Основные направления деятельности SAE International — обучение на протяжении всей жизни и разработка добровольных согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является SAE Foundation, который поддерживает множество программ, включая A World In Motion® и Collegiate Design Series.
× Закрыть оверлей
Закрыть просмотр
Роль водорода и топливных элементов в мировой энергетической системе
rsc.org/schema/rscart38″> Водородные технологии пережили циклы завышенных ожиданий, за которыми следовало разочарование.Тем не менее, все больше данных свидетельствует о том, что эти технологии представляют собой привлекательный вариант для глубокой декарбонизации глобальных энергетических систем и что недавние улучшения в их стоимости и производительности также указывают на экономическую жизнеспособность. Этот документ представляет собой всесторонний обзор потенциальной роли, которую водород может играть в обеспечении электроэнергией, теплом, промышленности, транспорта и хранения энергии в низкоуглеродной энергетической системе, а также оценку статуса водорода в том, что касается его способности выполнять эту задачу. потенциал.Возникающая картина является весьма многообещающей: водород хорошо зарекомендовал себя в определенных нишах, таких как вилочные погрузчики, в то время как сейчас появляются основные приложения. Транспортные средства на водороде коммерчески доступны в нескольких странах, и было продано 225 000 систем домашнего отопления на топливных элементах. Это шаг вперед по сравнению с ситуацией пятилетней давности. Этот обзор показывает, что проблемы, связанные со стоимостью и производительностью, остаются, и для того, чтобы водород стал действительно конкурентоспособным, все еще требуются значительные улучшения.Но такая конкурентоспособность в среднесрочной перспективе больше не кажется нереальной, что полностью оправдывает растущий интерес и политическую поддержку этих технологий во всем мире.
Эта статья в открытом доступе
Подождите, пока мы загрузим ваш контент…
Что-то пошло не так. Попробуй снова?
Калькулятор преобразования единиц измерения
КАЛЬКУЛЯТОРЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
Преобразование между различными единицами измерения
Сочетания клавиш для преобразователей единиц
УСКОРЕНИЕ
УГОЛ
ПЛОЩАДЬ
ПЛОТНОСТЬ ПЛОЩАДИ
ПЛОТНОСТЬ
РАССТОЯНИЕ
ДИНАМИЧЕСКАЯ ВЯЗКОСТЬ
ЭНЕРГИЯ
ПЛОТНОСТЬ ЭНЕРГИИ
ЭНТРОПИЯ
СКОРОСТЬ ПОДАЧИ
РАСХОД
СИЛА
ПОТРЕБЛЕНИЕ ТОПЛИВА
ТЕПЛОЕМКОСТЬ
ПЛОТНОСТЬ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА
КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
ИЗЛУЧЕНИЕ
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ВЯЗКОСТЬ
ДЛИНА
МАССА
МОЩНОСТЬ
ДАВЛЕНИЕ
УДЕЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ
СПЕЦИАЛЬНАЯ ЭНТАЛЬПИЯ
КОНКРЕТНАЯ ЭНТРОПИЯ
УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ
УДЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ
СКОРОСТЬ
ТЕМПЕРАТУРА
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
ВРЕМЯ
МОМЕНТ
СКОРОСТЬ
ОБЪЕМ
ОБЪЕМНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ
Плазменный газовый поток
Префиксы единиц измерения
Твердость МПа — ГПа
Вычисление битов и байтов
Чтобы использовать калькуляторы преобразования измерений, просто введите числовое значение в нужное поле и нажмите «Рассчитать». Все показанные результаты будут эквивалентными значениями. Значения даны до семи значащих цифр (нечетный результат может показывать перебег 9 или 0). Значения от 10 000 или больше будут отображаться в электронном формате, например. 2,3456e7, что равно 2,3456 x 10 7 или 23 456 000. Значения ниже 0,001 будут отображаться в электронном формате, например 2.3456e-5, что равно 2.3456 x 10 -5 или 0,000 023456. Калькуляторы требуют, чтобы в вашем браузере был включен скрипт Java.
Если калькуляторы не отображаются, НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ
Телефон: +44 (0) 1252 405186
Электронная почта: tsc @ gordonengland.co.uk
Знакомство с
Сущность покрытий с термическим напылением
Инженерия поверхности в двух словах
Форум по проектированию поверхностей
Услуги по ремонту пистолетов-распылителей
Расходные детали для плазменных панелей
Порошковые принадлежности для термического напыления
Нанесение покрытия:
на полимерах, армированных углеродным и стекловолокном
Покрытие HVOF рулона бумаги
Истираемые покрытия
Микрофотографии
Процессы термического напыления:
Проволока сгорания Процесс термического напыления
Процесс термического напыления 2
Процесс термического напыления Процесс термического напыления
Процесс термического напыления плазмой
Процесс термического напыления HVOF
Процесс термического напыления HVAF
Процесс термического напыления с детонацией
Теория плазменного пламени
Процесс нанесения покрытия холодным напылением
Износ и использование покрытия rmal Spray Coatings
Коррозия и использование покрытий с термическим напылением
Глоссарий терминов по термическому напылению и поверхности
Каталог изображений для покрытий с термическим напылением
Информация о потоке газа в плазме
Калькулятор коррекции потока газа в плазме
Контактная форма
Ссылки на другие интересные сайты, связанные с термическим напылением и инженерией поверхностей
Взаимные связи
Периодическая таблица элементов
Единицы СИ
Калькуляторы для преобразования между единицами измерения
Испытания на твердость
Архив доски сообщений по проектированию поверхностей
Проектирование поверхностей Индекс архива доски сообщений
Условная экспрессия PfAP2-G для контролируемого массового полового преобразования у Plasmodium falciparum
ВВЕДЕНИЕ
Малярия — это трансмиссивное заболевание, вызываемое простейшими паразитами из рода Plasmodium. Из пяти видов, поражающих людей, Plasmodium falciparum является наиболее смертоносным. Во время своего ~ 48-часового цикла внутриэритроцитарного развития паразит развивается через стадии бесполого кольца, трофозоита и многоядерного шизонта. При выходе до 32 дочерних мерозоитов высвобождаются и проникают в новые эритроциты. Бесполый рост паразита в крови человека ответственен за все симптомы малярии, но бесполые стадии не могут инфицировать анофелиновых комаров-переносчиков. Передача от человека к переносчику требует, чтобы некоторые паразиты дифференцировались в нереплицирующиеся половые формы, называемые гаметоцитами, которые развиваются через морфологически различные стадии с I по V в течение ~ 10 дней.Незрелые гаметоциты секвестрируются в тканях, таких как костный мозг, до тех пор, пока они не высвобождаются обратно в периферическое кровообращение в виде зрелых (стадия V) гаметоцитов, заразных для комаров ( 1 , 2 ). Поскольку гаметоциты необходимы для передачи, они являются привлекательной мишенью для вмешательства в контексте возобновленных усилий по ликвидации малярии ( 3 ).
Первым шагом к производству гаметоцитов является привлечение субпопуляции бесполых паразитов к половому развитию ( 1 , 2 , 4 ).Приверженность, определяемая как состояние клетки, которое необратимо приводит к сексуальному преобразованию на более позднем этапе ( 5 ), отмечается экспрессией главного регулятора PfAP2-G ( 6 — 8 ), фактора транскрипции ApiAp2. семья ( 9 ). У бесполых паразитов ген pfap2-g эпигенетически подавляется гетерохроматином, содержащим гистоновую метку h4K9me3 и белок гетерохроматина 1 (HP1) ( 10 — 12 ). Активация гена, запускающего программу полового развития, требует вытеснения HP1 белком развития гаметоцитов 1 (GDV1) ( 13 , 14 ).
Следующим этапом производства гаметоцитов является половая конверсия, отмеченная экспрессией специфических белков, отсутствующих на каких-либо стадиях репликации крови ( 5 ). В течение многих лет преобладающей моделью было то, что сексуально переданные паразиты должны пройти дополнительный раунд репликации перед сексуальным преобразованием ( 4 ), но недавние исследования с участием P. falciparum и малярийного паразита мышей Plasmodium berghei показали, что когда AP2 Экспрессия -G начинается достаточно рано на стадии кольца, преобразование может происходить напрямую без дополнительной репликации после фиксации ( 5 , 15 ).Два альтернативных пути половой дифференциации называются конверсией следующего цикла (NCC) и конверсией того же цикла (SCC) ( 5 ). Первой стадией развития при сексуальном преобразовании любым путем является половое кольцо, также называемое кольцом сексуальных или гаметоцитов, или кольцом гаметоцитов ( 1 , 13 , 16 — 18 ). Половые кольца развиваются в гаметоциты стадии I, а затем следуют половому развитию, пока не достигнут зрелости (стадия V).
В п.falciparum , доля паразитов, которые отказываются от бесполого роста и начинают дифференцироваться в гаметоциты, называемая половой конверсией, обычно низкая (<10%) как в условиях культивирования, так и при инфицировании человека. Уровень инвестиций в производство половых форм варьируется в зависимости от клонов паразита и также зависит от окружающей среды: хотя существует базовый уровень спонтанной активации pfap2-g и сексуального превращения ( 6 ), несколько типов стресса, включая иммунное давление, ограничение питательных веществ и давление лекарств были предложены для стимулирования конверсии ( 1 , 16 ).На сегодняшний день наиболее установленным стимулом является истощение сывороточного липида лизофосфатидилхолина или холина из культуральной среды ( 19 ).
Нет никаких известных различий в морфологии или физических свойствах между сексуально совершенными шизонтами и их бесполыми собратьями или между половыми и асексуальными кольцами. Вместе с низким уровнем сексуальной конверсии это ограничивает возможность изучения этих начальных стадий полового развития, так как трудно получить достаточный биологический материал, и их нельзя легко отделить от бесполых паразитов ( 1 ). Чтобы преодолеть это ограничение, мы создали линии паразитов, в которых экспрессия pfap2-g может быть условно активирована, чтобы вызвать массовое синхронное сексуальное преобразование. Используя эти новые линии паразитов, мы получили очень чистые препараты сексуально переданных паразитов и половых колец, которые позволили охарактеризовать эти в значительной степени неизученные стадии паразитов на нескольких уровнях.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Условная активация
pfap2-g приводит к массивной сексуальной конверсии
Условно активирует экспрессию pfap2-g и запускает сексуальную конверсию у P.falciparum , мы разработали конструкцию условной активации, которая была вставлена непосредственно перед кодирующей последовательностью pfap2-g [73 пары оснований (п.о.) перед стартовым кодоном, то есть между промотором и кодирующей последовательностью] с использованием CRISPR- Система Cas9 ( 20 ). Конструкция состояла из сильного конститутивного промотора кальмодулина (5 ‘ cam ), селектируемого маркера hdhfr (придает устойчивость к лекарству WR99210) и терминаторной последовательности. Маркер и терминатор hdhfr фланкированы сайтами loxP , так что после рекомбинации между двумя сайтами loxP промотор 5 ‘ cam находится рядом с кодирующей последовательностью pfap2-g и, как ожидается, будет контролировать его выражение. Рекомбинация опосредуется индуцибельной рекомбиназой Cre (DiCre), которая активна только при индукции димеризации рапамицином (рис. 1А) ( 21 ).
Рис. 1. Генерация линий трансгенных паразитов для условной активации экспрессии pfap2-g .
( A ) Обзор стратегии создания индуцибельных линий паразитов. Кассета условной активации была интегрирована с использованием технологии CRISPR-Cas9. Стрелки указывают положение праймеров, используемых для диагностической ПЦР. Ножницы указывают положение, на которое нацелена направляющая РНК, где ожидается Cas9-опосредованное расщепление. HR относится к областям гомологии. Часть восходящей области pfap2-g (5 ‘ pfap2-g ), предположительно включающая промотор гена, остается интактной после редактирования. ( B ) Схема стратегии интеграции кассеты экспрессии DiCre в локус lisp1 с использованием технологии CRISPR-Cas9. ( C ) Диагностический ПЦР-анализ для проверки интеграции конструкций и оценки рекомбинации в образцах, собранных через 24 часа после индукции рапамицином, и в контролях, обработанных ДМСО. WT, дикий тип.
Мы интегрировали конструкцию условной активации в линию E5, субклон 3D7 с высокими уровнями сексуального преобразования ( 6 ).У этой линии паразитов преобразование стимулируется истощением холина ( 22 ). В предварительной серии экспериментов рекомбиназа DiCre экспрессировалась эписомально. Обработка рапамицином приводила к ~ 30% сексуальной конверсии, тогда как гаметоциты никогда не наблюдались в контрольных культурах, обработанных диметилсульфоксидом (ДМСО) (рис. S1, A и B). Для достижения более высоких показателей конверсии мы создали новую трансгенную линию, в которой кассета экспрессии DiCre была интегрирована в локус специфического для печени белка 1 ( lisp1 ), который является незаменимым на стадиях крови (рис. 1, B и C, и рис. S1C) ( 23 ). Линия паразитов, называемая линией, индуцируемой гаметоцитами E5 (E5ind), поддерживалась под постоянным давлением WR99210 для отбора паразитов, которые поддерживают отредактированный локус pfap2-g в транскрипционно активном состоянии. Обработка рапамицином приводила к эффективному удалению флоксованной области с неопределяемыми уровнями неотредактированного локуса с помощью диагностической полимеразной цепной реакции (ПЦР) (рис. 1С).
Чтобы определить оптимальное время для индукции, мы добавляли рапамицин к синхронизированным культурам E5ind на разных стадиях.Индукция на поздней стадии трофозоитов привела к максимальной сексуальной конверсии в цикле после индукции (путь превращения NCC) и максимальному общему количеству гаметоцитов (рис. S2). Конверсия через SCC-путь наблюдалась, когда культуры обрабатывались через 0-5 часов после инвазии (hpi), но происходила на относительно низких уровнях (<10%) (рис. S2B). Низкие уровни конверсии путем SCC ожидались исходя из кинетики активности DiCre, поскольку для удаления 50% паразитов требуется> 10 часов ( 24 ). Таким образом, у большинства паразитов прямая конверсия по маршруту SCC становится невозможной к моменту, когда происходит рекомбинация и экспрессируется PfAP2-G ( 5 ).
На основе этих результатов мы разработали простой протокол индукции, в котором рапамицин добавляется к сорбит-синхронизированным культурам, когда большинство паразитов достигают стадии позднего трофозоита / раннего шизонта (~ 20 часов после синхронизации) (рис. 2A) . Используя этот протокол, мы стабильно получали ~ 90% сексуальной конверсии (например,g., 90% колец в цикле после обработки рапамицином развились в виде гаметоцитов), как определено анализом световой микроскопии мазков, окрашенных по Гимзе (фиг. 2B). Начав с культур с высокой паразитемией, мы получили уровень гаметоцитемии до 12%. В обработанных ДМСО контрольных культурах гаметоцитов не наблюдалось.
Рис. 2 Сексуальное преобразование при условной активации pfap2-g .
( A ) Схема процедуры, используемой для индукции экспрессии pfap2-g и запуска полового преобразования в индуцибельных линиях. GlcNAc, N-ацетилглюкозамин. ( B ) Репрезентативные изображения мазков, окрашенных по Гимзе, гаметоцитов, полученных после индукции и количественной оценки показателей половой конверсии на основе анализа мазков, окрашенных по Гимзе (гаметоциты 5-го дня). Данные представлены в виде среднего значения и SEM шести (E5ind) или пяти (1.2Bind) независимых экспериментов. Масштабная линейка 10 мкм. ( C ) Репрезентативные изображения Pfs16 IFA и количественная оценка процента Pfs16-положительных паразитов, определенного через 3 дня после индукции рапамицина, в культурах, обработанных или не обработанных ML10.Гистограмма справа показывает распределение шизонтов и одноядерных клеток (по количеству ядер) среди Pfs16-отрицательных паразитов в культурах, обработанных ML10. Данные представлены в виде среднего значения и SEM четырех (левая столбчатая диаграмма) или трех (правая столбчатая диаграмма) независимых экспериментов. В каждом эксперименте было подсчитано> 250 паразитов. Масштабные линейки 10 мкм. ( D до F ) Транскрипционный анализ pfap2-g , hdhfr и эндогенного cam через 24 часа после обработки рапамицином или ДМСО (контроль) и на 4 или 7 день гаметоцитов.Уровни транскрипта нормализованы относительно убиквитин-конъюгированного фермента ( uce ). Данные представлены как среднее значение и SEM трех независимых экспериментов.
Сходные коэффициенты конверсии были оценены с использованием иммунофлуоресцентных анализов (IFA) с антителами против маркера ранних гаметоцитов Pfs16, который экспрессируется, начиная со стадии I развития гаметоцитов ( 5 ). Долю Pfs16-позитивных клеток определяли через 3 дня после индукции, когда бесполые паразиты находятся на стадии шизонта, а паразиты, подвергающиеся половому развитию, находятся на стадии I гаметоцитов и уже экспрессируют Pfs16.В некоторых экспериментах культуры обрабатывали ингибитором цГМФ-зависимой протеинкиназы (PKG) ML10 для блокирования разрыва шизонта и реинвазии ( 25 ), тем самым предотвращая амплификацию неконвертирующихся паразитов. Во всех случаях ~ 90% паразитов были Pfs16-положительными в индуцированных рапамицином культурах E5ind, тогда как Pfs16-положительные паразиты не наблюдались в контрольных культурах, обработанных DMSO (рис. 2C). Большинство Pfs16-отрицательных паразитов в индуцированных культурах, обработанных ML10, были мононуклеарными, что позволяет предположить, что паразиты, которые не смогли преобразоваться при индукции, были преимущественно мертвыми или их рост был остановлен.Только ~ 2% паразитов в этих культурах находились на стадии многоядерного шизонта, стадии, ожидаемой для здоровых размножающихся паразитов через 3 дня после индукции (рис. 2С).
Условная активация
pfap2-g спасает продукцию гаметоцитов в линии непродуцентов гаметоцитов
Для тестирования индуцибельной системы в линии непродуцентов гаметоцитов мы использовали субклон 3D7 1.2B, полученный из запаса 3D7-A. В линии 3D7-A и ее субклонах, включая 1.2B, pfap2-g экспрессируется на очень низких уровнях и, следовательно, гаметоциты не продуцируются ( 6 , 26 ). Секвенирование следующего поколения генома 1.2B, проведенное в рамках продолжающегося сравнительного исследования секвенирования иммунопреципитации хроматина (ChIP-seq), выявило бессмысленную мутацию в гене gdv1 , которая вводит преждевременный кодон STOP (Q578 *), что приводит к усеченный белок GDV1, лишенный последней 21 аминокислоты. Мутация подтверждена секвенированием по Сэнгеру (рис. S3). Учитывая, что GDV1 является вышестоящим регулятором активации pfap2-g ( 14 ), усечение GDV1 в 1.Линия 2B, вероятно, лежит в основе его неспособности образовывать гаметоциты.
Мы отредактировали геном 1.2B аналогичным образом, как мы это сделали с линией E5 для генерации линии 1.2Bind. Индукция рапамицином приводила к ~ 70% сексуальной конверсии, определяемой либо с помощью световой микроскопии, либо с помощью Pfs16 IFA, тогда как в контрольных культурах гаметоцитов не наблюдали (фиг. 1C и 2, от A до C). Этот результат показывает, что условная система активации pfap2-g может преодолеть дефицит фактора, действующего выше pfap2-g , что указывает на то, что активации PfAP2-G достаточно для запуска сексуального преобразования. Это также поддерживает идею о том, что GDV1 необходим для обращения подавления молчания pfap2-g ( 14 ), но после этого он незаменим для нормального развития гаметоцитов.
Транскрипционные изменения в локусе
pfap2-g после индукции
Транскрипционный анализ E5ind и 1.2Bind через 24 часа после обработки рапамицином выявил активацию экспрессии pfap2-g и потерю экспрессии hdhfr , как и ожидалось (рис. 2, Г и Д). Однако уровни транскриптов pfap2-g были в> 25 раз ниже, чем уровни эндогенных транскриптов cam (рис.2F) и скорее напоминали уровни pfap2-g у паразитов дикого типа ( 5 ). Кроме того, уровни транскрипта pfap2-g сильно снизились в созревающих гаметоцитах E5ind (гаметоциты 4 или 7 дня), аналогично паттерну экспрессии pfap2-g у паразитов дикого типа ( 5 , 27 ), но, напротив, к эндогенным транскриптам cam (рис. 2, D и F). Три особенности системы могут неисключительно объяснить эти наблюдения: во-первых, существуют важные различия между последовательностью 5 ‘ cam , используемой здесь (и широко используемой в исследованиях малярии для управления экспрессией маркеров лекарственной устойчивости) ( 28 ) и эндогенная cam восходящая область, которая может определять различную промоторную активность. Во-вторых, после индуцированной рапамицином рекомбинации экспрессия pfap2-g находится под контролем двух промоторов в тандеме, интактного эндогенного промотора pfap2-g и 5 ‘промотора cam . Хотя промотор 5 ‘ cam расположен в более проксимальном положении (рис. 1A), дистальный промотор pfap2-g и связанная с ним ауторегуляторная петля положительной обратной связи PfAP2-G ( 6 , 7 , 29 ) также может способствовать определению экспрессии pfap2-g .Транскрипты, содержащие последовательности проксимальной части промотора pfap2-g или промотора 5 ‘ cam , встречались на одинаково высоких уровнях (сравнимых с эндогенными уровнями транскриптов cam ), что может отражать транскрипцию из pfap2-g. или двунаправленная активность промотора 5 ‘ cam (фиг. S4A) ( 28 ). Однако транскриптов, содержащих кодирующую последовательность pfap2-g , было гораздо меньше, чем транскриптов, содержащих промоторные последовательности, что выявляет сложный ландшафт, позволяющий предположить важную роль посттранскрипционных механизмов или усечения транскрипции сразу после сайта loxP . В-третьих, гетерохроматиновая среда локуса pfap2-g может влиять на активность промотора 5 ‘ cam . Независимо от лежащего в основе механизма, примерно физиологические уровни транскриптов pfap2-g и временная динамика в индуцибельных линиях являются явным преимуществом нашей системы, поскольку она более точно напоминает естественное сексуальное преобразование, чем если бы ген был значительно сверхэкспрессирован.
Для дальнейшего изучения влияния обратимых эпигенетических состояний на активацию pfap2-g , мы поддерживали E5ind и 1.2 Свяжите культуры без давления WR99210 в течение 5 недель и затем индуцируйте конверсию рапамицином. В обеих линиях паразитов показатели конверсии были явно ниже, чем в культурах при постоянном лекарственном давлении (рис. S4B). При обратном отборе культур с WR99210 показатели конверсии (при индукции) восстанавливались до исходных уровней (рис. S4C), что согласуется с уровнями конверсии в зависимости от обратимых эпигенетических состояний. Эти результаты предполагают, что в отсутствие отбора гетерохроматин ограничивает транскрипцию в локусе pfap2-g даже после рекомбинации, индуцированной рапамицином.Напротив, лекарственное давление отбирает паразитов, которые имеют химеру 5 ‘ cam — hdhfr в активном состоянии, что определяет экспрессию pfap2-g при рекомбинации. Ранее сообщалось о распространении гетерохроматина и влиянии эпигенетического состояния одного гена на его соседей в других локусах P. falciparum ( 30 , 31 ).
Несколько паразитов, которые продолжают бесполый рост после индукции, имеют гетерохроматин на эндогенном промоторе
pfap2-g
Примерно через 1 неделю мы смогли создать стабильно растущие популяции из нескольких паразитов, которые не преобразовались после индукции и продолжили размножаться, что мы назвали E5ind + Rapa_prol и 1.2Bind + Rapa_prol. Диагностический ПЦР-анализ геномной ДНК показал, что DiCre-опосредованная рекомбинация протекала правильно у этих паразитов (рис. 3А). Неожиданно новые гаметоциты образовывались в каждом цикле роста в E5ind + Rapa_prol, но не в 1.2Bind + Rapa_prol, с половой конверсией и уровнями транскрипта pfap2-g , которые напоминали уровни в соответствующих родительских линиях E5 и 1.2B дикого типа ( Рис. 3Б). Это наблюдение поддерживает идею о том, что, несмотря на то, что конститутивный промотор 5 ‘ cam находится непосредственно перед кодирующей последовательностью pfap2-g , вероятность активации pfap2-g зависит от гетерохроматинового окружения в pfap2-g. локус.
Рис. 3 Характеристика паразитов, которые продолжают бесполый рост после рекомбинации, индуцированной рапамицином.
( A ) Диагностическая ПЦР для оценки рекомбинации в локусе pfap2-g у паразитов, которые продолжают пролиферировать после индукции рапамицина. Геномную ДНК экстрагировали через 2–3 недели после индукции. ( B ) Показатели сексуальной конверсии (слева) и анализ относительных уровней транскриптов pfap2-g (справа) у паразитов, которые продолжают пролиферировать после индукции рапамицином, определяемые через 2–3 недели после индукции. Уровни транскрипта нормализованы относительно убиквитин-конъюгированного фермента ( uce ). Данные представлены как среднее значение и стандартная ошибка среднего для трех биологических повторов из независимых индукций (за исключением скоростей превращения в E5ind + Rapa_prol, N = 5). ( C и D ) Профили ChIP-Seq нормализованного сигнала h4K9me3 относительно входа в локусе pfap2-g . Линии E5ind и 1.2Bind были проанализированы до индукции (C) или у паразитов, которые продолжают пролиферировать после индукции (D).
Для дальнейшего изучения этой возможности мы выполнили анализ ChIP-seq h4K9me3 для характеристики распределения гетерохроматина в линиях E5ind + Rapa_prol и 1.2Bind + Rapa_prol, а также в линиях E5ind и 1.2Bind до индукции рапамицином. В то время как у бесполых паразитов дикого типа гетерохроматин охватывает полную кодирующую последовательность и около 3,5 т.п.н. в восходящей области ( 32 ), в неиндуцированных линиях E5ind и 1. 2Bind h4K9me3 присутствует в кодирующей последовательности pfap2-g , но почти отсутствует в эндогенной области pfap2-g , расположенной выше по течению, и встроенной конструкции (рис.3С). Однако у паразитов, которые не смогли превратиться в гаметоциты при рекомбинации, индуцированной рапамицином (линии E5ind + Rapa_prol и 1.2Bind + Rapa_prol), как эндогенная область pfap2-g , расположенная выше по течению, так и кодирующая последовательность были гетерохроматическими и только 5 ‘ cam последовательность была лишена h4K9me3 (рис. 3D). Этот результат показывает, что, когда культуры E5ind и 1.2Bind поддерживаются под давлением WR99210, у большинства паразитов эндогенный промотор pfap2-g остается в эухроматическом состоянии, что позволяет им легко экспрессировать pfap2-g и превращаться в гаметоциты. при рекомбинации, индуцированной рапамицином.В небольшой субпопуляции паразитов, которая была больше в 1.2Bind (рис. 3C), этот промотор находится в гетерохроматической конформации, которая предотвращает экспрессию pfap2-g даже после того, как рекомбинация размещает промотор 5 ‘ cam рядом с геном . Поскольку эти паразиты продолжают размножаться, они выбираются, когда культура поддерживается в течение нескольких дней после индукции, и демонстрируют скорость сексуального превращения, которая, вероятно, зависит от GDV1-опосредованного разрушения гетерохроматина на промоторе pfap2-g (не встречается в 1.2B, потому что GDV1 усечен).
Характеристика зрелых индуцированных гаметоцитов
И E5ind, и 1.2Bind продуцировали зрелые гаметоциты мужского и женского пола с явно нормальной морфологией и с аналогичной скоростью, что и у контрольной линии NF54 (рис. S5, от A до D). Однако из-за дефектной эксфлагелляции зрелых мужских гаметоцитов и, как следствие, серьезного снижения образования оокинет, ни одна индуцибельная линия не продуцировала ооцисты при инфицировании комарами (фиг. 4, A и B, и фиг. S5, E и F).Дефект эксфлагелляции в E5ind не может быть отнесен на счет системы условной активации, так как родительская линия E5 также не смогла эксфлагеллировать (рис. S5G). Анализ IFA во время активации гаметоцитов предполагает, что недостаточная репликация ДНК лежит в основе неспособности мужских гаметоцитов E5ind и 1.2Bind эксфлагеллировать и инфицировать комаров (рис. 4, C и D, и рис. S5H). Специфический молекулярный дефект в линиях E5 и 1.2B не идентифицирован. Хотя этот дефект не предотвращает развитие или активацию гаметоцитов (включая округление и выход), формально остается возможным, что он приводит к неизвестным в настоящее время изменениям на стадиях, предшествующих формированию гамет.
Рис. 4. Характеристика зрелых гаметоцитов E5ind и 1.2Bind.
( A ) Скорость эксфлагелляции (процент эксфлагелляции, нормализованный гаметоцитемией) зрелых гаметоцитов различных линий паразитов. Данные представлены в виде среднего и SEM пяти-семи независимых экспериментов. ( B ) Количество ооцист в средней кишке комара через 9 дней после кормления кровью. Данные представлены в виде среднего значения и SEM объединенных значений из трех независимых экспериментов по кормлению (E5, 117 средней кишки; 1. 2Б, 155 средней кишки; NF54, 137 средней кишки). ( C ) Распределение типов мужских гамет через 25 мин после активации. Мужские гаметы были разделены на четыре категории после ИФА с использованием антител против α-тубулина (окрашивает микротрубочки, включая жгутики) и антител против гликофорина A (маркер мембраны эритроцитов) и 4 ‘, 6-диамидино-2-фенилиндола (DAPI). ядер. Дефект репликации: паразиты, которые собрались, но не реплицировали геном (одно ядро). Отсроченный выход: паразиты, которые реплицировали геном и образовывали аксонемы, но все еще находились внутри красных кровяных телец.Прочие: другие дефекты, такие как паразиты, лишенные правильно сформированных аксонем. Exflagellating: паразиты, которые развились правильно. Данные представлены в виде среднего и SEM трех или четырех независимых экспериментов (E5ind, 389 мужских гамет; 1.2Bind, 769 мужских гамет; NF54, 406 мужских гамет). ( D ) Репрезентативные изображения категорий, описанных в (C). Масштабные линейки 10 мкм.
Транскриптомное профилирование сексуально совершенных шизонтов и половых колец
Наша индуцибельная система сексуального преобразования дает большое количество синхронных паразитов на начальных стадиях полового развития с уровнем чистоты, который не был достигнут с помощью предыдущих подходов.Это дает уникальную возможность описать в значительной степени не охарактеризованные этапы сексуального шизонта и сексуального кольца. Здесь мы охарактеризовали начальные транскрипционные изменения при активации pfap2-g с использованием транскриптомного анализа времени всего генома.
В целом, мы идентифицировали 379 генов с измененной экспрессией между обработанными рапамицином и контрольными культурами E5ind [log 2 (кратное изменение)> 1 в двух независимых биологических повторностях], из которых 77 показали log 2 (кратное изменение )> 3 (рис.5, А и Б, рис. S6A и файл данных S1). Семейства генов, такие как surfin или etramp , были обогащены генами с повышенной регуляцией, тогда как большие семьи, вовлеченные в антигенные вариации, обычно были обогащены генами с пониженной регуляцией (рис. S6B и файл данных S2). Большинство транскрипционных различий наблюдались в самый последний проанализированный момент времени, который соответствует стадии позднего полового кольца (~ 15-20 hpi цикла после индукции) (рис. 5C). На стадии раннего полового кольца (~ 5-10 hpi) наиболее активным геном был ранний половой маркер gexp02 (рис.5, А и Б) ( 22 ). Гены, сильно активируемые при активации pfap2-g , включали хорошо известные маркеры ранних гаметоцитов, такие как pfs16 , pfg27 / 25 и pfg14-744 , а также многие гены, активируемые рано во время P. falciparum половое развитие, идентифицированное недавними полногеномными исследованиями (рис. 5A) ( 6 , 7 , 10 , 14 , 17 , 19 , 33 , 34 ).Многие из наиболее активированных генов (71% генов с log 2 [кратное увеличение]> 3) были связаны с PfAP2-G согласно недавнему исследованию ChIP-seq (рис. 5A) ( 29 ), тогда как только 7% остальных генов в геноме были связаны ( P = 2,2 × 10 -16 с использованием точного критерия Фишера). Этот результат указывает на то, что большинство высоко регулируемых генов являются прямыми мишенями для PfAP2-G. Напротив, очень немногие из генов, подавляемых при активации pfap2-g , связываются с PfAP2-G (5% генов с log 2 [кратное уменьшение]> 3) или, как сообщалось, изменяются во время половое развитие (рис.5А). Подавляемые гены включали гены с известными функциями, связанными с бесполым развитием, такие как mesa , hrpIII , pfemp3 , pf332 и kahrp , и выявили множество потенциальных ранее не идентифицированных маркеров бесполого паразита. Высокий уровень чистоты наших сексуальных и контрольных препаратов (~ 90% половых и 100% бесполых, соответственно) позволяет идентифицировать гены, подавляемые во время полового акта и развития. Это было невозможно при использовании предыдущих подходов, в которых многие бесполые паразиты все еще присутствовали в препаратах, обогащенных половыми паразитами. Только исследование с использованием флюоресцентной сортировки клеток и сортировки ранних половых паразитов ( 17 ) выявило значительную часть наиболее подавляемых генов в нашем анализе, которые являются генами, которые демонстрируют снижение экспрессии на стадии позднего полового кольца (рис. 5А).
Рис. 5 Транскриптомный анализ изменений, которые происходят после активации pfap2-g .
( A ) Профиль экспрессии генов с логарифмом 2 кратного изменения экспрессии (FC) между индуцированными и контрольными культурами> 3 в двух независимых биологических повторностях (в любой из анализируемых моментов времени).Значения представляют собой среднее значение журнала 2 (FC) в двух повторностях. Гены упорядочены по величине FC. Образцы собирали при 40-45 hpi цикла индукции или от ~ 5 до 10 и ~ 15-20 hpi следующего цикла. Идентификаторы PlasmoDB предоставляются для генов, не имеющих уникальной аннотации. Гены, которые были идентифицированы как маркеры гаметоцитов в интегративном анализе (фиолетовый), прямые мишени для PfAP2-G, как определено с помощью ChIP-seq (оранжевый), и гены, регулируемые с повышением (темно-синий) или подавляемые (светло-синий) в гаметоцитах в предыдущих исследованиях указаны. ( B ) Динамика относительных уровней экспрессии (нормализованный логарифм 2 отношение сигнала Cy5-меченых образцов к Cy3-меченному сигналу контрольного пула) выбранных генов в DMSO (контроль) и культурах, обработанных рапамицином. Пунктирные линии указывают время разрыва шизонта и повторного вторжения. ( C ) Диаграмма Венна, показывающая количество генов с измененной экспрессией в каждый момент времени [log 2 (FC)> 1]. ( D ) Экспрессия FC только для генов, показывающая log 2 (FC)> 1 при 40-45 hpi.
Затем мы сосредоточились на генах, демонстрирующих измененную экспрессию на стадии коммитированного шизонта (от 40 до 45 hpi индукционного цикла). Тридцать шесть генов были активированы у коммитированных шизонтов по сравнению с некоммиттированными (log 2 [кратное изменение]> 1 в двух биологических повторностях), включая несколько ранее описанных маркеров приверженности и мишеней PfAP2-G, тогда как только шесть генов были подавлены. регулируется в дополнение к маркеру hdhfr (рис. 5, B и D). Следует отметить, что три из этих шести генов ( clag3.1 , clag2 и rhoph4 ) кодируют компоненты комплекса RhopH, который участвует в инвазии эритроцитов и транспорте растворенных веществ ( 35 — 37 ).
Недавнее сообщение показало, что у сексуально совершенных шизонтов PfAP2-G связывает промотор многих генов, связанных с инвазией, что предполагает, что он может вносить вклад в их регуляцию ( 29 ). Мы обнаружили, что экспрессия большинства генов инвазии, связанных с PfAP2-G, не изменилась между индуцированной и контрольной культурами (рис.S6C). Мы идентифицировали очень небольшое количество дифференциально экспрессируемых генов инвазии: за исключением псевдогенов, только msrp1 и, в меньшей степени, msp11 были активированы, тогда как только компоненты комплекса RhopH были подавлены. Как активируемые, так и подавляющие гены инвазии и псевдогены связаны с PfAP2-G (рис. S6C), в отличие от генов, подавляемых на стадии полового кольца, которые обычно не связаны с PfAP2-G (рис. 5A). Следует отметить, что активированный псевдоген rh6 находится в непосредственной близости от msrp1 , что указывает на события региональной активации, возможно, связанные с топологией хромосом ( 38 ).
Комплекс RhopH и транспорт растворенных веществ подавляются во время полового развития
Чтобы определить, снижается ли экспрессия генов комплекса RhopH в коммитированных клетках дикого типа, мы проанализировали их уровни транскриптов в линии NF54 в базовых условиях (половая конверсия скорость ~ 10%) и после стимуляции конверсии за счет истощения холина (конверсия ~ 50%) ( 22 ). В соответствии с результатами для линии E5ind, экспрессия clag3.1 и rhoph4 была ниже в стимулированных культурах, тогда как уровни транскриптов rhoph3 и rap1 не изменились (рис.6А). Умеренная величина различий, наблюдаемых в этих экспериментах, была ожидаемой, учитывая, что обедненные холином культуры все еще содержат много бесполых паразитов. Вестерн-блот-анализ гранул шизонта E5ind и супернатантов культур с антителами против CLAG3 (связанный с цитоадгезией асексуальный белок 3) выявил четкое снижение уровней CLAG3 в индуцированных культурах по сравнению с контрольными культурами (рис. 6B), подтверждая, что более низкие уровни транскриптов у коммитированных шизонтов являются на более низкий уровень белка.
Рис. 6 Функциональная характеристика сексуально совершенных шизонтов и ранних половых стадий.
( A ) Экспрессия генов комплекса RhopH и rap1 (контроль) у коммитированных шизонтов линии NF54. Значения представляют собой FC между индуцирующим (-холин) и неиндуцирующим (+ холин) состояниями. Уровни транскрипта были нормализованы относительно rama . На всех панелях данные представлены в виде среднего и SEM независимых биологических повторов. N = 4.( B ) Вестерн-блот-анализ супернатанта культуры E5ind или осадка зрелого шизонта с антителами против CLAG3 и контрольными нагрузками AMA1 или HSP70. Гистограмма показывает кратное уменьшение нормированной интенсивности полос между индуцированными и неиндуцированными культурами. N = 3 (супернатант) или 4 (осадок). ( C ) Анализ устойчивости к сорбиту выполняли от ~ 30 до 40 hpi за цикл после индукции. Значения представляют собой процент пигментных паразитов, выживших после обработки сорбитом. Shield 1 (Shld) стабилизирует PfAP2-G в культурах E5-PfAP2-G-DD. N = 3. ( D ) Поглощение 5-ALA в индуцированных и неиндуцированных культурах E5ind. Показаны репрезентативные изображения флуоресцентной микроскопии и количественная оценка доли положительных паразитов. N = 3. Масштабные линейки 10 мкм. ( E ) Анализ проточной цитометрии предпочтения инвазии коммитированными и незафиксированными мерозоитами. Ретикулоциты идентифицировали по сигналу CD71, а паразитов — по сигналу Hoechst. Показаны характерные точечные графики. ПЭ, фикоэритрин. ( F ) Распределение паразитов между эритроцитами и ретикулоцитами после инвазии коммитированных и незафиксированных мерозоитов. N = 2.
Комплекс RhopH первоначально экспрессируется у шизонтов. После реинвазии и созревания до стадии трофозоитов он участвует в формировании поверхностного анионного канала плазмодий (PSAC) ( 36 ), который определяет проницаемость инфицированных эритроцитов для множества растворенных веществ, включая сорбит. Чтобы определить, связана ли более низкая экспрессия компонентов RhopH у сексуально совершенных шизонтов со сниженной активностью PSAC, мы провели эксперименты по лизису сорбита с культурами E5ind в цикле после индукции рапамицина.10-минутная обработка 5% сорбита вызвала осмотический лизис всех зрелых паразитов (трофозоитов и шизонтов) в контрольных культурах E5ind, тогда как в индуцированных культурах большинство паразитов (гаметоциты стадии I) выжило. Уровень выживаемости сорбита также коррелировал с уровнем сексуальной конверсии у независимой линии паразитов E5-PfAP2-G-DD, которая имеет дестабилизирующий домен, присоединенный к PfAP2-G для модуляции половой активности (рис. 6C) ( 6 ) . Эти результаты согласуются с предыдущими сообщениями, показывающими, что гаметоциты более устойчивы к лизису сорбита, чем бесполые паразиты поздней стадии ( 39 ).Мы также охарактеризовали функцию PSAC, оценивая поглощение 5-аминолевулиновой кислоты (5-ALA), которая требует функционального PSAC ( 37 ). Как и ожидалось, доля паразитов, включающих соединение, была намного ниже в индуцированных культурах, чем в контрольных культурах (фиг. 6D). Вместе эти результаты подтверждают, что экспрессия некоторых компонентов комплекса RhopH снижена у сексуально совершенных шизонтов, что приводит к снижению активности PSAC у половых паразитов.
Мерозоиты, совершенные половым путем, не имеют предпочтения в отношении инвазии ретикулоцитов.
Высокая чистота препаратов коммитированных шизонтов E5ind позволяет фенотипически характеризовать паразитов на этой стадии.Дифференциальная экспрессия лигандов у коммитированных шизонтов и мерозоитов ранее была предложена как механизм, лежащий в основе возвращения половых паразитов в костный мозг или усиления инвазии ретикулоцитов, которых в этой ткани много ( 29 , 40 ). Чтобы проверить, поражают ли коммитированные мерозоиты преимущественно ретикулоциты, мы сравнили относительную инвазию ретикулоцитов и эритроцитов шизонтами, очищенными перколлом, из индуцированных и контрольных культур. В качестве источника ретикулоцитов и эритроцитов использовали пуповинную кровь, обогащенную ретикулоцитами.Анализ проточной цитометрии выявил аналогичное распределение новых колец в ретикулоцитах (CD71-позитивных) и эритроцитах (CD71-негативных) между индуцированными и контрольными культурами (рис. 6, E и F). Хотя мы не можем полностью исключить возможность того, что в ретикулоциты из других источников могут преимущественно вторгаться сексуально совершенные мерозоиты, этот результат предполагает, что коммитированные мерозоиты не обладают специфическим тропизмом для ретикулоцитов.
ОБСУЖДЕНИЕ
Исследованиям сексуально совершенных шизонтов и половых колец препятствовала относительно низкая распространенность этих стадий в смешанных культурах и трудности в достижении эффективного отделения от их бесполых собратьев. Здесь мы описываем систему условной активации для pfap2-g , которую можно использовать для индукции массового синхронного сексуального преобразования. Высокая эффективность системы, при которой паразиты, растущие бесполым путем, практически отсутствуют после индукции, позволяет охарактеризовать преданных шизонтов и ранние половые стадии без какой-либо дополнительной стадии очистки. Мы демонстрируем полезность системы, предоставляя подробную характеристику транскриптома этих стадий и показывая его пригодность для фенотипической характеристики.Система также может использоваться для характеристики ранних половых паразитов на любом другом уровне (например, скрининг лекарственной чувствительности, измерения зарождающихся транскриптов и эпигеномный, метаболомный или протеомный анализ). Мы также использовали эту систему, чтобы показать, что активация pfap2-g достаточна для запуска продуктивной сексуальной конверсии даже в паразитарных линиях с дефектами GDV1. Тот же подход, который использовался здесь для создания линий E5ind и 1. 2Bind, может быть применен в будущем на фоне линии паразитов, способной к заражению комарами (например,г., NF54). Однако, хотя получение высокообогащенных препаратов паразитов на начальных этапах полового развития до сих пор было невозможно, эффективные методы получения чистых препаратов зрелых гаметоцитов в больших количествах уже доступны ( 41 , 42 ). Таким образом, мы считаем, что наша система будет иметь ограниченную полезность для изучения зрелых гаметоцитов.
Предыдущие системы индуцибельной сексуальной конверсии у P. falciparum обеспечивали показатели сексуальной конверсии от 30 до 60% ( 5 , 6 , 10 , 14 , 19 ), как выражение главный регулятор pfap2-g напрямую не контролировался.С постоянной скоростью полового превращения ~ 90% в линии E5ind и большинством оставшихся ~ 10% паразитов, которые не развиваются, а не растут бесполым путем, представленная здесь система выделяется как метод, обеспечивающий высочайшую чистоту P. falciparum препараты ранних половых паразитов. У индуцированных паразитов промотор 5 ‘ cam соседствует с кодирующей последовательностью pfap2-g , что приводит к активации гена у подавляющего большинства паразитов. Однако временная динамика экспрессии и уровней транскрипта pfap2-g напоминает экспрессию эндогенного pfap2-g у паразитов дикого типа, а не экспрессию эндогенного гена cam .Хотя нам не удалось полностью прояснить механизм, лежащий в основе этого неожиданного наблюдения, физиологическая экспрессия pfap2-g является полезной особенностью системы, которая способствует правильному образованию гаметоцитов и устраняет необходимость в скрининге нескольких промоторов. Условная активация сексуального преобразования также описана в P. berghei . Используя подход, аналогичный описанному здесь, основанный на условной активации ap2-g при опосредованном DiCre перевороте промотора, конверсия большинства паразитов была достигнута ( 15 ).
Вместе с одноклеточными транскриптомными подходами, очисткой половых паразитов и сравнительным анализом продуцирующих и непродуцирующих гаметоцитов линий ( 7 , 17 , 27 , 33 , 43 , 44 ), Ранее описанные индуцибельные системы сыграли важную роль в понимании транскриптома начальных стадий полового развития. Однако высокая скорость конверсии, полученная с помощью нашей индуцибельной системы, обеспечивает важные преимущества для точного транскриптомного профилирования этих стадий.В то время как большинство генов, активируемых у совершенных или ранних половых паразитов, ранее было идентифицировано другими подходами, высокий уровень чистоты наших препаратов шизонта и полового кольца также позволил идентифицировать гены с отрицательной регуляцией. В предыдущих исследованиях подавление регуляции, вероятно, было замаскировано транскриптами, происходящими от многочисленных бесполых паразитов, присутствующих в основной массе населения. Наш подход также дает представление о временном порядке событий в регуляторном каскаде половой приверженности: предполагалось, что гены, которые должны изменяться перед активацией PfAP2-G, такие как геликазы ISWI и SNF2L или GDV1 ( 7 , 14 ), были не активируются при активации PfAP2-G, что подтверждает идею о том, что они действуют выше PfAP2-G.Наши результаты также ясно демонстрируют, что, хотя экспрессия некоторых генов, участвующих в половом обязательстве и развитии, может происходить независимо от PfAP2-G ( 18 , 45 ), активации этого фактора транскрипции достаточно, чтобы запустить весь процесс. Однако охарактеризовать транскрипционные изменения, происходящие сразу после активации PfAP2-G с высоким временным разрешением, было невозможно из-за внутреннего времени, необходимого для индуцированной рапамицином рекомбинации с системой DiCre ( 24 ).
Мы показываем, что относительно небольшое количество генов изменило экспрессию на стадии коммитированного шизонта, и широкое ремоделирование транскриптома не происходит до стадии полового кольца. Очень немногие гены, вовлеченные в инвазию эритроцитов, показали измененную экспрессию у сексуально совершенных шизонтов по сравнению с незарегистрированными. Помимо псевдогенов, msrp1, и гены, кодирующие компоненты комплекса RhopH, были единственными четко регулируемыми генами, связанными с инвазией, соответственно.Повышение регуляции msrp1 у коммитированных шизонтов, функциональное значение которого до сих пор неизвестно, постоянно наблюдалось в нескольких исследованиях ( 7 , 10 , 14 , 17 , 19 , 29 , 33 ). Напротив, подавление генов, кодирующих компоненты комплекса RhopH, ранее не было идентифицировано. В предыдущем исследовании сообщалось о повышении регуляции некоторых компонентов комплекса ( 33 ). Хотя причины расхождения неясны, наши наблюдения согласуются с известным снижением функции PSAC и чувствительности гаметоцитов к сорбиту ( 39 ), что мы подтвердили.Наши результаты показывают, что преданные шизонты экспрессируют компоненты RhopH на пониженных уровнях, чтобы регулировать проницаемость сексуально развивающихся паразитов при повторном заражении, возможно, для адаптации к более низким потребностям в питательных веществах или для предотвращения проникновения токсичных соединений ( 46 ). Следует отметить, что гены, которые активируются, и гены, которые подавляются у коммитированных шизонтов (но не на других стадиях), связаны с PfAP2-G. Предполагается, что взаимодействия между PfAP2-G и другим фактором транскрипции ApiAP2, PfAP2-I ( 47 ), лежат в основе регуляции генов инвазии у коммитированных шизонтов ( 29 ).Сложные взаимодействия между двумя факторами могут определять транскрипционный результат связывания PfAP2-G, начиная от активации большей части его полового кольца и мишеней на стадии гаметоцитов до отсутствия транскрипционных изменений для многих генов, связанных с инвазией, и даже снижения экспрессии участвующих генов. в транспорте растворенных веществ, таких как гены rhoph4 и clag .
Встраивание конститутивного промотора для управления экспрессией pfap2-g также предоставило понимание регуляции самого pfap2-g .В культурах, поддерживаемых без лекарственного давления, показатели сексуальной конверсии были ниже, и это было исправлено при повторном выборе препарата. Это указывает на обратимое расширение гетерохроматина из соседних регионов, влияющее на активацию pfap2-g в индуцибельной системе. Более того, в неиндуцированных культурах E5ind и 1.2Bind при постоянном давлении WR99210 гетерохроматин присутствует в кодирующей последовательности pfap2-g , но не в промоторе, что примерно соответствует распределению гетерохроматина в гаметоцитах ( 32 ).У этих паразитов ген легко активируется при рекомбинации, индуцированной рапамицином, что указывает на то, что гетерохроматин в кодирующей последовательности pfap2-g совместим с активной экспрессией гена. Напротив, мы обнаружили, что несколько паразитов, которые избежали конверсии после рекомбинации, индуцированной рапамицином, имели эндогенный промотор pfap2-g в гетерохроматическом состоянии, что было связано с ограниченной активацией гена и приводило к показателям половой конверсии, которые отражали наблюдаемые в соответствующих родительских строках.Вместе эти наблюдения показывают, что в индуцибельных линиях конститутивный промотор, прилегающий к гену, эндогенный промотор и окружение хроматина локуса — все они вносят вклад в регуляцию pfap2-g . Мы предлагаем модель эндогенной регуляции pfap2-g , согласно которой кодирующая последовательность является конститутивно гетерохроматической на всех стадиях жизненного цикла, включая коммитированные половым путем и ранние половые стадии, на которых ген активно экспрессируется. Это может служить постоянным «резервуаром», из которого гетерохроматин распространяется в промоторную область на стадиях, на которых необходимо эпигенетически замолчать ген, включая стадии бесполой крови и стадии комара ( 32 , 48 ).В этом сценарии активация экспрессии pfap2-g у коммитированных паразитов требует демонтажа гетерохроматина только в промоторной области.
Возможным дополнительным слоем регуляции экспрессии pfap2-g в гаметоцитах индуцибельных линий, действующих на посттранскрипционном уровне, является стабильность транскриптов. Следует отметить, что изменение активности экзонуклеазы PfRNase II привело к усилению регуляции PfAP2-G, среди других половых маркеров ( 49 ). Это поднимает интригующую возможность того, что эта экзонуклеаза, участвующая в регуляции гена var , также регулирует экспрессию pfap2-g .В поддержку этой идеи недавний транскриптомный анализ динамики развития гаметоцитов показал, что экспрессия гена pfap2-g достигает пика на стадии I развития гаметоцитов, что совпадает с падением транскриптов pfap2-g ( 27 ). .
Таким образом, мы разработали индуцибельных трансгенных линий P. falciparum , которые демонстрируют самый высокий уровень сексуального преобразования, о котором сообщалось до сих пор. Используя эти линии, мы обеспечиваем новое понимание регуляции pfap2-g и транскриптомных и функциональных изменений, которые происходят на начальных этапах полового развития.Эти индуцируемые линии будут способствовать более глубокому пониманию формирования половых стадий, что, как ожидается, облегчит разработку новых инструментов для блокирования передачи малярии.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Культивирование паразитов и индукция полового преобразования
Субклоны 3D7 E5 (производные от исходной массы 3D7-B) и 1.2B (производные от исходной массы 3D7-A), E5-PfAP2-G-DD линия и линия NF54 были ранее описаны и охарактеризованы ( 6 , 26 , 41 ).Паразитов культивировали в эритроцитах B + при гематокрите 3% в стандартных условиях с питательной средой на основе RPMI 1640. Для культур, полученных из 3D7, мы использовали среды с добавлением 0,5% Albumax II (Invitrogen). Культуры NF54 выращивали в среде с добавлением 0,25% Альбумакса II и 5% сыворотки крови человека ( 41 ). Для получения гаметоцитов для заражения комарами использовали гематокрит 4%. Культуры регулярно синхронизировались лизисом сорбита для устранения поздних бесполых стадий (трофозоитов и шизонтов).Для некоторых экспериментов культуры были строго синхронизированы с 5-часовым возрастным окном путем очистки стадий шизонта с использованием градиентов Перколла (63% Перколла) с последующим лизисом сорбита через 5 часов. Ингибитор PKG ML10 использовали в концентрации 80 нМ для ингибирования выхода мерозоитов ( 25 ). AquaShield-1 (Cheminpharma) использовали в концентрации 0,5 мкМ для стабилизации PfAP2-G в линии E5-PfAP2-G-DD.
Чтобы вызвать сексуальную конверсию, культуры E5ind или 1.2Bind синхронизировали с сорбитом и после синхронизации поддерживали без WR99210 (Jacobus Pharmaceutical Co., СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ). Обычно через ~ 20 часов после синхронизации культуры обрабатывали 10 нМ рапамицином (Sigma-Aldrich, R0395) или растворителем ДМСО (контроль) в течение 1 часа ( 24 ) с последующей промывкой неполной культуральной средой (культуральная среда без Альбумакса II) перед возвращением в культуру. После повторной инвазии клетки выращивали в среде с добавлением сыворотки, поскольку это улучшало развитие гаметоцитов. Скорости полового превращения измеряли путем обработки культур на стадии кольца после повторной инвазии (день 0) 50 мМ N -ацетилглюкозамина (Sigma-Aldrich, A3286) в течение 5 дней для устранения бесполых паразитов.Коэффициент сексуальной конверсии рассчитывали как гаметоцитемию на 5 день относительно паразитемии начального кольца на 0 день ( 5 ). Паразитемию и гаметоцитемию измеряли количественным анализом с помощью световой микроскопии мазков, окрашенных по Гимзе.
Для стимуляции сексуальной конверсии в линии NF54 мы использовали метод истощения холина ( 14 , 19 ). Культуры регулярно поддерживали в культуральной среде на основе RPMI 1640 с 0,5% Albumax и 2 мМ холина (Sigma-Aldrich, C7527), и холин удаляли на стадии цикла для стимуляции превращения, как описано ранее ( 22 ).
Плазмиды
Плазмида pL7-Ind-ap2g была получена из плазмиды pL6-egfp-yfcu ( 20 ). Кассету yfcu удаляли с использованием сайтов рестрикции Not I и Sac II. Затем сайт loxP был клонирован в сайт BamH I между 5 ‘ cam и геном hdhfr с использованием двух отожженных и фосфорилированных олигонуклеотидов (p1 и p2), содержащих последовательность loxP . Второй сайт loxP клонировали вместе с областью 2 гомологии pfap2-g (HR2) между 3 ‘ hrp2 и HR2.Последовательность loxP добавляли к праймеру p3, который использовали вместе с p4 для амплификации HR2 (положения от -73 до +311 п.н. относительно стартового кодона pfap2-g ). pfap2-g HR1 (положения от -449 до -160 п.н.) амплифицировали с праймерами p5 и p6. HR1 и HR2 были клонированы в сайты Spe I / Afl II и EcoR I / Nco I соответственно. Наконец, чтобы клонировать направляющую, плазмиду расщепляли BtgZ I, и два отожженных олигонуклеотида (p7 и p8), содержащие направляющую последовательность (расположенную на уровне от -139 до -158 п.н.), были клонированы в этот сайт с использованием In-Fusion HD Cloning. Комплект (Clontech).
Плазмида pHh2-cambsd-DiCre была основана на плазмидах pHh2_SERA5del3DC ( 21 ) и E140-0 ( 50 ). Кодирующую последовательность bsd амплифицировали с праймерами p9 и p10 и клонировали в E140-0 с использованием сайтов рестрикции BamH I и Xho I, заменяя кодирующую последовательность hdhfr и удаляя ненужные элементы плазмиды. После создания сайтов рестрикции Afl II и Spe I перед кассетой bsd с амплифицированным с помощью ПЦР (праймеры p11 и p12) фрагментом плазмиды, реклонированным в сайты Hind III и EcoR I, кассета DiCre, полученная Afl II и Spe I расщепление pHh2SERA5del3DC было клонировано в новые сайты Afl II и Spe I.
Плазмида pHHI-DiCre-lisp1, которая содержит кассету экспрессии DiCre, фланкированную lisp1 HR, была получена из pHh2-cambsd-DiCre. Сначала HR2 (положения от +5891 до +6235 п.н. относительно стартового кодона lisp1 ) амплифицировали с помощью ПЦР с использованием праймеров p13 и p14 и клонировали в сайты Spe I и Not I в pHHI-cambsd-DiCre. HR1 (положения от +5169 до +5523 п.н.) амплифицировали с использованием праймеров p15 и p16 и клонировали в сайт Afl II с использованием системы набора In-Fusion. Для создания плазмиды pDC2-Cas9-hDHFRyFCU-lisp1 руководство, охватывающее положения от +5526 до +5545 п.н. из стартового кодона lisp1 , было подготовлено путем отжига олигонуклеотидов p17 и p18 и клонирования в сайт Bbs I плазмиды pDC2-CasRyFCyFChDHF ( 24 ) с помощью системы In-Fusion.
Руководства были разработаны с использованием веб-инструмента EuPaDGT. ПЦР-амплификации из геномной ДНК P. falciparum проводили с использованием ДНК-полимеразы LA Taq (Takara). Для клонирования плазмид мы использовали Escherichia coli DH5α или ультракомпетентный MAX Efficiency DH5α (Invitrogen) для трудного клонирования. Олигонуклеотиды были от Integrated DNA Technologies. Все праймеры и олигонуклеотиды описаны в таблице S1.
Генерация трансгенных линий
Все трансфекции проводили путем электропорации культур на стадии цикла.Для индуцибельной линии с эписомальной экспрессией DiCre культуры E5 трансфицировали 60 мкг pUF1-Cas9-ydhodh ( 20 ) и 12 мкг pL7-Ind-ap2g, линеаризованным с использованием сайта Sca I (расположенного в остове плазмиды). . Культуры постоянно поддерживали под давлением 10 нМ WR99210. После подтверждения того, что локус pfap2-g был правильно отредактирован, культуры трансфицировали 100 мкг плазмиды pHHI-cambsd-DiCre и непрерывно отбирали бластицидином S (2,5 мкг / мл) (Thermo Fisher Scientific, R21001).Для подходов, включающих стабильную интеграцию кассеты экспрессии DiCre, мы использовали стратегию с тремя плазмидами. Шестьдесят микрограммов pDC2-Cas9-hDHFRyFCU-lisp1, 12 мкг pHHI-DiCre-lisp1 и 12 мкг pL7-Ind-ap2g, последние два линеаризовали с использованием сайта Sca I (расположенного в остове плазмиды), были котрансфицированы и выбранный с 10 нМ WR99210 в течение 4 дней, как описано ранее ( 24 ). Правильная редакция двух локусов с использованием этой стратегии была достигнута только для линии E5. Для линии 1.2B нам пришлось использовать стратегию последовательного редактирования: культуры сначала трансфицировали 60 мкг pDC2-Cas9-hDHFRyFCU-lisp1 и 12 мкг линеаризованных плазмид pHHI-DiCre-lisp1 и отбирали с помощью 10 нМ WR99210 в течение 4 дней. .После субклонирования и обработки 1 мкМ 5-фторцитозина (клиническая степень Ancotil, Mylan NV) в течение 2 недель для уничтожения паразитов, которые поддерживают эписомальные копии плазмиды pDC2-Cas9-hDHFRyFCU-lisp1, был проведен второй раунд трансфекции с использованием 60 мкг pUF1-Cas9-ydhodh и 12 мкг линеаризованной плазмиды pL7-Ind-ap2g с последующей непрерывной селекцией с использованием 10 нМ WR99210.
Диагностическая ПЦР для оценки правильности интеграции трансгенов выполнялась с использованием ДНК-полимеразы LA Taq (Takara).Праймеры, используемые для диагностической ПЦР, описаны в таблице S1, и их относительное положение показано на рис. 1.
Экстракция РНК и анализ транскрипции с помощью количественной ПЦР с обратной транскриптазой
Для большинства образцов РНК экстрагировали методом TRIzol. , обработанные и очищенные дезоксирибонуклеазой с использованием протокола, оптимизированного для малых количеств РНК ( 51 ), и подвергнутые обратной транскрипции с использованием набора для обратной транскрипции AMV (Promega) со смесью олиго (dT) и случайных праймеров.Обилие транскриптов измеряли с помощью количественной ПЦР в реальном времени (qPCR) с использованием метода стандартной кривой в системе 7900HT Fast Real-Time PCR System и Power SYBR Green Master Mix (оба от Applied Biosystems). Для образцов из гаметоцитов стадии V РНК, собранную в TRIzol, экстрагировали с помощью набора Direct-zol RNA MiniPrep (Zymo Research), синтез комплементарной ДНК (кДНК) выполняли с помощью набора для синтеза кДНК iScript (Bio-Rad), и анализ qPCR у мужчин. и женские маркеры ( 52 ) получали с использованием метода стандартной кривой в LightCycler 480 Instrument II (Roche) с SsoAdvanced Universal SYBR Green Supermix (Bio-Rad).В качестве стандартной кривой мы использовали геномную ДНК из той же анализируемой линии паразитов. Использовали уровни транскриптов убиквитин-конъюгированного фермента ( uce ; ID: PF3D7_0812600), серин-тРНК-лигазы ( serrs ; ID: PF3D7_0717700) или ассоциированного с роптри мембранного антигена ( rama D); нормализация, как указано. Все праймеры, используемые для анализа количественной ПЦР, описаны в таблице S1. Для анализа уровней транскрипта pfap2-g на фиг. 2 и 3 мы использовали праймеры p23 и p24.
IFA и анализ поглощения 5-ALA
Для анализа бесполых паразитов и незрелых гаметоцитов IFA-анализ проводили на мазках, фиксированных параформальдегидом (PFA), в основном, как описано ( 5 ). Для анализа гаметоцитов или активированных гамет на стадии V образцы фиксировали 4% PFA в течение 15 мин и инкубировали в течение ночи на покровных стеклах, предварительно покрытых поли-l-лизином (Merck Millipore), с последующей пермеабилизацией, блокированием и антителами. инкубации.Чтобы идентифицировать оокинет в средней кишке комара (через 24 часа после кормления кровью), высушенные на воздухе капли крови из одной средней кишки фиксировали PFA и анализировали с помощью IFA. В качестве первичных использованных антител были мышиные анти-Pfs16 (от 1: 400 до 1: 2000; 32F717: B02, подарок Р. Зауэрвейна, Университет Радбауда), мышиные анти-α-тубулин (1: 700; DM1A; Sigma-Aldrich, T6199), кроличий антигликофорин А (1: 200; EPR8200; Abcam, ab129024), кроличий анти-Pfg377 (1: 1000; партия 6809; подарок от Л. Ранфорд-Картрайт, Университет Глазго) и мышиные анти- Клон Pfs25 4B7 (1: 3000; MRA-315, BEI Resources), конъюгированный с Cy3 (GE Healthcare) ( 41 ).Вторичные антитела представляли собой козий антимышиный иммуноглобулин G (IgG) –Alexa Fluor 488 (от 1: 500 до 1: 1000; Thermo Fisher Scientific, A11029) и ослиный антикроличий IgG – Alexa Fluor 594 (1: 500; Thermo Fisher Scientific , R37119). Препараты визуализировали с помощью эпифлуоресцентного микроскопа Olympus IX51, а изображения получали с помощью камеры Olympus DP72 с использованием программного обеспечения cellSens Standard 1.11 или, для экспериментов с гаметами, широкоугольного микроскопа Nikon Ti-E с линзой объектива от 60 до 100 и снимали в 0.Изображения Z-стека срезов размером 3 мкм, которые были преобразованы в проекции максимальной интенсивности в NIS Elements v4.20. Вся дальнейшая обработка изображений производилась с помощью ImageJ.
Поглощение 5-ALA определяли, как описано ранее ( 37 , 46 ). Синхронизированные культуры E5ind обрабатывали рапамицином или ДМСО и после повторного заражения, когда культуры находились на стадии цикла, добавляли 200 мкМ 5-ALA (Sigma-Aldrich, A3785). Внутри инфицированных эритроцитов 5-ALA превращается в флуоресцентный протопорфирин IX.Поглощение определяли при ~ 30-40 hpi после окрашивания ядер с помощью Hoechst (2 мкг / мл) в течение 10 минут при 37 ° C на предметном стекле с восьмилуночной камерой для флуоресцентной микроскопии живых клеток. Изображения были получены с использованием эпифлуоресцентного микроскопа Olympus IX51 и проанализированы с помощью ImageJ.
Секвенирование иммунопреципитации хроматина
Экстракцию хроматина из культур на поздней стадии трофозоитов / шизонта проводили, как описано ранее ( 30 ), с небольшими модификациями. Вкратце, после стадий сшивания и промывки использовали систему иммунопреципитации хроматина MAGnify (Life Technologies).Образцы обрабатывали ультразвуком с помощью ультразвукового устройства M220 (Covaris) при коэффициенте заполнения 10%, 200 циклах на пакет, 140 Вт пиковой падающей мощности в течение 10 мин. Иммунопреципитацию проводили в течение ночи при 4 ° C с 4 мкг хроматина и 8 мкг антител против h4K9me3 (Diagenode, C15410193), предварительно связанных с магнитными шариками с белком A / G, входящими в комплект. Промывка, удаление перекрестных связей и элюирование выполняли в соответствии с рекомендациями системы MAGnify ChIP, но избегали высоких температур, которые могут привести к денатурации чрезвычайно богатых AT межгенных областей: удаление перекрестных связей, обработка протеиназой K и элюирование проводили при 45 ° C ( в течение 2 часов, на ночь и 1.5 часов соответственно).
Библиотеки для секвенирования Illumina были приготовлены из 5 нг иммунопреципитированной ДНК с использованием протокола, адаптированного для генома с чрезвычайно высоким содержанием AT ( 53 ). Вкратце, после репарации концов и добавления 3 ‘A-выступов лигируют NEBNext Multiplex Oligos для Illumina (NEB, E7335 и E7500). Этапы очистки были выполнены с использованием гранул Agencourt AMPure XP (Beckman Coulter). Библиотеки амплифицировали с помощью набора KAPA HiFi PCR Kit (Kapa Biosystems) в буфере KAPA HiFi Fidelity Buffer (5 ×) при следующих условиях: 95 ° C в течение 3 минут, девять циклов при 98 ° C в течение 20 с и 62 ° C в течение 2.5 мин и 62 ° C в течение 5 мин. Амплифицированные библиотеки очищали с использованием гранул 0,9 × AMPure XP для удаления димеров адаптера. Размер библиотеки анализировали в системе 4200 TapeStation (Agilent Technologies). С помощью системы HiSeq2500 (Illumina) мы получили от 12 до 26 миллионов считываний парных концов по 125 пар оснований на образец.
Транскриптомный анализ с использованием микрочипов
Транскриптомный анализ динамики времени проводили с использованием строго синхронизированных культур, индуцированных при 25-30 hpi. Образцы для транскриптомного анализа собирали через 15, 28 и 38 часов после индукции (что соответствует шизонтам от 40 до 45 hpi первого цикла и от ~ 5 до 10 или от ~ 15 до 20 колец hpi следующего цикла, соответственно).РНК очищали с использованием метода TRIzol, а кДНК синтезировали, очищали и метили в основном, как описано ( 26 , 54 ). Образцы анализировали на заказных микрочипах Agilent на основе двухцветных длинных олигонуклеотидов. Дизайн микроматрицы был основан на дизайне Agilent AMADID # 037237 ( 54 ), модифицированном путем добавления новых зондов для генов, лишенных уникальных зондов, а также для некоторых некодирующих РНК и репортерных генов (новые конструкции: AMADID-084561 и AMADID-085763; файл данных S3 ). Все образцы, меченные Cy5, были гибридизированы с контрольным пулом, меченным Cy3, состоящим из смеси кДНК из колец, трофозоитов и шизонтов E5 и E5ind в равных количествах.Гибридизацию микрочипов и получение изображений выполняли, как описано, с использованием сканера микрочипов (№ G2505C, Agilent Technologies), расположенного в вытяжном шкафу с низким содержанием озона ( 54 ).
Биоинформатический анализ
Для анализа данных ChIP-seq мы сначала удалили повторяющиеся k -меров из считываний с помощью BBDuK (v36.99) с параметрами ktrim = r, k = 22 и mink = 6. После этой первоначальной фильтрации считывания, выровненные с измененными эталонными геномами 3D7, отражающими изменения, внесенные редактированием генома CRISPR-Cas9 и рекомбинацией, индуцированной рапамицином (т.е.(e., интеграция кассеты экспрессии DiCre в локус lisp1 , интеграция кассеты условной активации перед кодирующей последовательностью pfap2-g и рекомбинация между сайтами loxP в образцах, обработанных рапамицином). Выравнивание считываний проводили с использованием Bowtie (v1.2) с параметрами — очень чувствительный и —local , обрезая 4 п.н. с обоих концов 5 ‘и 3’ и ограничивая размер фрагмента от 50 до 200 п.н. После выравнивания повторяющиеся чтения, где они удалены с помощью PicardTools MarkDuplicates (v2.9.4). Для каждого образца охват на основе базы был рассчитан с помощью BEDtools (v2.27.1) и разделен на количество миллионов чтений (RPM). Для каждой базы обогащение h4K9me3 рассчитывали как ChIP (RPM) / input (RPM) с псевдосчетом 0,1, чтобы избежать деления на 0. Данные визуализировали с помощью IGV (Integrative Genomics Viewer; v2.4.10).
Первоначальная обработка данных микрочипа, включая нормализацию, была выполнена с использованием программного обеспечения Feature Extraction (Agilent) с параметрами по умолчанию. Следующие шаги анализа были выполнены с использованием Bioconductor в среде R (версия R 3.5.3). Для каждого отдельного микрочипа мы рассчитали фоновые сигналы Cy3 и Cy5 как медианное значение 100 зондов с самым низким сигналом для каждого канала. Зонды с сигналами Cy3 и Cy5 ниже трехкратного уровня фона массива были исключены. Журнал уровня гена 2 Значения (Cy5 / Cy3) и статистическая оценка возраста паразитов вычисляли, как описано ( 26 ). Гены с пропущенными значениями или гены, которые во всех выборках имели значения экспрессии в пределах самого низкого 20-го процентиля интенсивности (канал Cy5), были исключены из последующего анализа, включая идентификацию дифференциально экспрессируемых генов, поскольку различия в генах, экспрессируемых на почти фоновых уровнях, являются низкими. уверенность.Тепловые карты были созданы с использованием TMEV 4.9. Анализ обогащения набора генов (GSEA) со списками генов, соответствующими семействам генов (файл данных S2), был выполнен с использованием предварительного ранжирования GSEA.
Вестерн-блот
Подготовка образцов для Вестерн-блот-анализа выполнялась в основном, как описано ранее ( 50 ). Вкратце, очищенные перколлом шизонты помещали в культуру при гематокрите 0,3%, и через 13-20 часов культуральные супернатанты собирали и смешивали с равным объемом буфера для загрузки белка для электрофореза в 2 × SDS-полиакриламидном геле (PAGE).Экстракты шизонта получали путем ресуспендирования шизонтов, очищенных перколлом, в 20 объемов осадка фосфатно-солевого буфера (PBS) и добавления равного объема 2 × буфера для загрузки белка SDS-PAGE. Образцы нагревали в течение 5 минут при 95 ° C перед хранением при -80 ° C. Для SDS-PAGE добавляли β-меркаптоэтанол до конечной концентрации 4%, и после повторного кипячения в течение 5 минут при 95 ° C белки разделяли в 4-8% SDS-PAGE, переносили на нитроцеллюлозные мембраны, инкубировали с антителами. , и промыли в соответствии со стандартными процедурами.В качестве первичных используемых антител были мышиные поликлональные антитела против CLAG3 ( 36 ) в соотношении 1: 2000 (167 # 2, распознают как CLAG3.1, так и CLAG3.2; подарок от SA Desai, NIAID-NIH, США), кроличьи антитела против Поликлональные антитела -3D7 AMA1 в концентрации 1: 2000 (подарок от RF Anders, Университет Ла Троб, Австралия) и кроличьи поликлональные антитела против PfHSP70 в концентрации 1: 10 000 (StressMarq Biosciences, SPC-186C, лот № 1007). В качестве вторичного антитела мы использовали пероксидазу хрена мыши (HRP) (Sigma-Aldrich, A9044) или антитело против HRP кролика (Sigma-Aldrich, A6154) в соотношении 1: 5000.Сигнал HRP детектировали с использованием субстрата для вестерн-блоттинга Pierce ECL (Thermo Fisher Scientific), и мембраны отображали в системе LAS4000. Количественное определение полос было выполнено с использованием ImageJ.
Анализ инвазии ретикулоцитов
Образцы пуповинной крови человека были получены из Барселонского банка крови и тканей (www.bancsang.net/) после утверждения протокола и информированного согласия Комитетом по этике клинических исследований при университетской больнице Валль д’Эброн. [PR (CS) 236/2017].Препараты ретикулоцитов человека выполняли, как описано ранее ( 55 ), с некоторыми модификациями. Вкратце, образцы центрифугировали при 1000, g, в течение 15 минут (ускорение = 6, замедление = 2), и плазму удаляли. Осадки клеток промывали неполной культуральной средой при 500 г в течение 10 минут и ресуспендировали при 50% гематокрите в неполной культуральной среде. Пять миллилитров ресуспендированной крови осторожно загружали в 6 мл 70% перколла (GE Healthcare) и центрифугировали при 1200 g в течение 15 минут при 20 ° C (ускорение = 4, замедление = 0).Ретикулоциты, сконцентрированные на интерфейсе Percoll, собирали и трижды промывали неполной культуральной средой (центрифугирование при 400, g, , 5 мин). Для истощения лейкоцитов гранулы, обогащенные ретикулоцитами, ресуспендировали до конечного объема 900 мкл в неполной культуральной среде и инкубировали со 100 мкл CD45 MicroBeads (Miltenyi Biotec, 130-045-801) в течение 18 минут при 4 ° C, перемешивая каждые 3 мин. Клетки промывали неполной культуральной средой и пропускали через колонки LS (Miltenyi Biotec, 130-042-401), помещенные на магнитную подставку.Элюенты, содержащие фракции, обогащенные ретикулоцитами, дважды промывали неполной культуральной средой, и количество ретикулоцитов определяли путем инкубации в течение 15 минут при комнатной температуре с анти-CD71-фикоэритрином (PE) (Miltenyi Biotec, clone AC102, 130-099-219 ) при конечном разбавлении 1: 400. Количественное определение ретикулоцитов выполняли с использованием проточного цитометра BD LSRFortessa.
Шизонтов E5ind, обработанных рапамицином или ДМСО, очищали в 70% градиентах перколла и смешивали с обогащенными ретикулоцитами или контрольными препаратами обычных эритроцитов для достижения ~ 1% паразитемии.После создания культур с 3% гематокритом паразитам позволяли повторно проникнуть в организм в течение ночи и анализировали на следующий день с помощью проточной цитометрии. Образцы промывали PBS и инкубировали в течение 15 мин при комнатной температуре с антителами к CD71-PE. После промывки PBS ядра паразитов окрашивали Hoechst (2 мкг / мл) в течение 20 мин. Перед анализом на цитометре BD LSRFortessa образцы снова промывали в PBS. Всего на одну выборку было записано 200 000 событий. После стробирования эритроцитов для определения популяции синглетов использовали графики зависимости высоты прямого рассеяния (FSC-H) от площади прямого рассеяния (FSC-A).Неокрашенные образцы и неинфицированные контрольные эритроциты использовали для определения пороговых значений для положительности.
Анализы активации гамет
Для оценки эксфлагелляции 30 мкл образца зрелых культур гаметоцитов E5ind и 1.2Bind 12-го дня смешивали с равным объемом среды оокинет [100 мкМ ксантуреновой кислоты, бикарбоната натрия (2 г / л), и гипоксантин (50 мг / л) в RPMI 1640-Hepes (pH 7,4)] с разведением 1: 1500 антител против Pfs25-Cy3. В качестве контроля мы использовали зрелые гаметоциты NF54, индуцированные, как описано ранее ( 41 ).Часть препарата сразу переносили в гемоцитометр и инкубировали при комнатной температуре. Через 15 мин подсчитывали центры эксфлагелляции и плотность эритроцитов с помощью светлопольной микроскопии (10-кратное увеличение) для расчета процента эксфлагелляции (количества центров эксфлагелляции по отношению к количеству эритроцитов) ( 56 ). Чтобы сравнить эксфлагелляцию между экспериментами, мы определили скорость эксфлагелляции, нормализовав процент эксфлагелляции гаметоцитемией.
Для определения количества выходящих самок оставшуюся часть препарата инкубировали в течение ночи при 26 ° C в темноте, чтобы обеспечить максимальную экспрессию Pfs25 на поверхности макрогаметы ( 56 ). Числа самок подсчитывали на слайдах FastRead (Immune Systems) и нормализовали по гаметоцитемии. Для анализа IFA активированных мужских гамет 200 мкл культур гаметоцитов стадии V смешивали с 200 мкл среды ookinete и инкубировали при комнатной температуре в течение 25 мин перед фиксацией 4% PFA.
Эксперименты по заражению комарами
Зрелые культуры гаметоцитов E5ind, 1.2Bind и NF54 (дни с 12 по 16) были предоставлены 3-7-дневным комарам Anopheles stephensi , которых голодали за день до кормления. Культуры для кормления комаров всегда обрабатывали при 37 ° C, чтобы предотвратить преждевременную активацию гаметоцитов. От 50 до 150 мкл предварительно нагретых свежих эритроцитов человека использовали в качестве подушки для добавления сверху от 10 до 40 мл культуры гаметоцитов. Смесь центрифугировали при 500, g, в течение 5 минут при 38 ° C, супернатант удаляли и осадок смешивали с равным объемом предварительно нагретой сыворотки крови человека.Пятьсот микролитров смеси переносили в питатели с трехмерной печатью, прикрепленные к циркуляционной водяной бане с температурой 38 ° C (Grant Instruments) ( 57 ), причем Parafilm помещался на дно питателей, чтобы иметь тонкую мембрану, через которую комары могут питаться. Комаров давали кормиться в течение 20-30 минут, а затем поддерживали при 26 ° C и влажности 80%. Через двадцать четыре часа после кормления голодных комаров удаляли. Для определения присутствия оокинеток москитов вскрывали для получения средней кишки (также через 24 часа после кормления), болюс крови наносили на предметное стекло и фиксировали 4% PFA, и оокинет / самок выявляли с использованием антитела Pfs25.Через девять дней после кормления среднюю кишку комаров окрашивали 0,1% меркурохромом в PBS в течение 15 минут, фиксировали в 4% PFA и окрашивали 4 ‘, 6-диамидино-2-фенилиндолом (DAPI). Интенсивность заражения оценивали путем подсчета количества ооцист в средней кишке с 20-кратным увеличением.
Благодарности: Мы благодарим Х. А. дель Портильо (ICREA в ISGlobal) за полезные научные обсуждения; G. A. Josling и M. Llinás (Государственный университет Пенсильвании) за предоставление списка целей PfAP2-G ChIP-seq перед публикацией; М.Ллинасу за полезные комментарии к рукописи; Р. Бартфаи (Университет Радбауд) за технические консультации по ChIP-seq; Х. Португализа и С. Банселлс (ISGlobal) за предоставление кДНК NF54 и полезное обсуждение; А. Черчьярду, С. Яхия и Ф. Дахалану (Имперский колледж) за техническую помощь в тестировании активации гамет и кормлении комаров; C. Collins и M. Blackman (Институт Фрэнсиса Крика) за предоставление плазмиды pHh2_SERA5del3DC; J. J. López-Rubio (Университет Монпелье) для плазмиды pL6-egfp-yfcu; Э.Knuepfer (Институт Фрэнсиса Крика) для плазмиды pDC2-Cas9-hDHFRyFCU; С. Осборн (LifeArc) и Д. А. Бейкер (LSHTM) для соединения ML10; R. W. Sauerwein (Университет Радбауда) для антитела против Pfs16; Л. Рэнфорд-Картрайт (Университет Глазго) для антитела против Pfg377; S. A. Desai (NIAID-NIH) для антитела против CLAG3; и R.F. Anders (Университет Ла Троба) для антитела против AMA1. Финансирование: Эта работа была поддержана грантом Министерства экономики и конкурентоспособности Испании (MINECO) / Agencia Estatal de Investigación (AEI) (SAF2016-76190-R к A.C.), софинансируемый Европейским фондом регионального развития (ERDF, Европейский союз), а также получил финансирование от банковского фонда «la Caixa» под кодом проекта HR18-00267, присужденного A.C. O.L.-B. был поддержан стипендией FPU Министерства образования, культуры и спорта Испании (FPU014 / 02456) и краткосрочной стипендией EMBO (№ 7732). Л.М.-Т. был поддержан стипендией Министерства экономики и конкурентоспособности Испании (BES-2017-081079). H.T. при поддержке Secretaria d’Universitats i Recerca del Departament d’Economia i Creixement, Generalitat de Catalunya.C.F.-B. была частично поддержана грантом MINECO (SAF2016-80655-R). Работа в лаборатории Баума финансировалась Wellcome (Investigator Award 100993 / Z / 13 / Z). Это исследование является частью программы ISGlobal по молекулярным механизмам малярии, которая частично поддерживается Фондом Рамона Аресеса. Мы признательны за поддержку со стороны Министерства науки и инноваций Испании в рамках программы Centro de Excelencia Severo Ochoa 2019-2023 (CEX2018-000806-S) и поддержку со стороны Generalitat de Catalunya в рамках программы CERCA. Вклад авторов: O.L.-B. проводил эксперименты. Л.М.-Т. и О.Л.-Б. провели биоинформатический анализ. К.В. проводили эксперименты, обучали и вместе с J.B. контролировали эксперименты со зрелыми гаметоцитами и инфекциями комаров. H.T. и C.F.-B. обеспечивал обогащенную ретикулоцитами пуповинную кровь и наблюдал за экспериментами по инвазии ретикулоцитов. О.Л.-Б. и A.C. разработали проект, разработали эксперименты и написали рукопись. Конкурирующие интересы: Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов. Доступность данных и материалов: Данные ChIP-seq и микроматрицы депонированы в базе данных GEO с регистрационным номером GSE135006. Все данные, необходимые для оценки выводов в статье, представлены в документе и / или дополнительных материалах. Материалы и протоколы доступны у соответствующего автора по обоснованному запросу. Скрипты, используемые для анализа микрочипов и данных ChIP-seq, будут доступны по разумному запросу без каких-либо ограничений.
Конвертировать MPG в L / 100 км
Автомобильные калькуляторы
Этот калькулятор переводит миль на галлон США в л / 100 км ( миль на галлон в литры на 100 км ) и наоборот — л / км в MPG.
Введите MPG или л / 100 км для преобразования:
Тип преобразования: MPG => L / 100KML / 100KM => MPG
Выберите округление: 1 цифра после десятичной точки 2 цифры после десятичной точки 3 цифры после десятичной точки 4 цифры после десятичной точки 5 цифр после десятичной точки
Одна миля США на галлон ( миль на галлон) определяется как 235.214583 литров на 100КМ . Эта единица измерения в основном используется в автомобильной промышленности США и на американском автомобильном рынке для определения расхода топлива (иногда также называемого экономией топлива) легковых автомобилей, внедорожников, грузовиков, автобусов, лимузинов и минивэнов. Этот онлайн-калькулятор обеспечивает преобразование миль на галлон в л / 100 км и наоборот. Меньшие двигатели обычно дают лучшие показатели расхода газа, это компромисс между меньшей мощностью двигателя и меньшей динамикой ускорения.
Пример таблицы преобразования
Марка
Toyota Corolla 2018 г.
1.8L
Honda Civic 2018 г.
2,0 л
Форд Фокус 2018
2,0 л
Мазда 3 2018
2,0 л
Мощность двигателя, л.с.
132
158
151
150
MPG город / шоссе
27.67 / 35,64
27,67 / 39,2
30,16 / 41,27
27,67 / 37,94
л / 100 км город / шоссе
8,5 / 6,6
8,5 / 6,0
7,8 / 5,7
8,5 / 6,2
Автомобильные калькуляторы:
Калькулятор автокредита Преобразование лошадиных сил в киловатт (л.