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微藻生物固碳研究：多通道藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測(cè)
發(fā)布時(shí)間： 2022-04-19 點(diǎn)擊次數(shù)： 4182次日前，美-巴能源高級(jí)研究中心(USPCAS-E)的研究人員報(bào)道了兩種新型微藻：它們能夠在高濃度CO2（4%）培養(yǎng)環(huán)境中提升生物量產(chǎn)量，保持高生長(zhǎng)速率和高固碳率，因而具備CO2生物固定的潛力。
研究人員對(duì)比了MC1000 8通道藻類培養(yǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)室常規(guī)反應(yīng)器（下圖）對(duì)微藻的培養(yǎng)效率和表現(xiàn)。前者由8個(gè)100ml藻類培養(yǎng)試管、水浴控溫系統(tǒng)、LED光源控制系統(tǒng)及光密度和溶解氧（選配）在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。后者則由置于層流室中的500mL試劑瓶組成。
發(fā)現(xiàn)在相同CO2濃度下，使用MC1000培養(yǎng)的兩種新型微藻的生物量濃度（下左圖）、比生長(zhǎng)速率和CO2固定率（下右圖）均顯著高于實(shí)驗(yàn)室常規(guī)反應(yīng)器。
MC1000多通道藻類培養(yǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)秀的表現(xiàn)和更高的效率得益于其*的設(shè)計(jì)和多樣的功能：
（1）水浴溫控：MC1000可實(shí)現(xiàn)精確水浴控溫，如本案例中設(shè)定26±0.5 ℃的恒溫條件。而實(shí)驗(yàn)室常規(guī)反應(yīng)器不具備水浴溫控功能，只能在實(shí)驗(yàn)室溫度內(nèi)（26℃-33℃）上下波動(dòng)，影響微藻的生長(zhǎng)。
（2）均質(zhì)光照：MC1000培養(yǎng)體積和試管直徑較小，從而使微藻溶液的光透性更好；氣液傳質(zhì)效率更高，因而細(xì)胞混勻程度更高，細(xì)胞能夠獲得強(qiáng)度相同的光照。相反地，實(shí)驗(yàn)室常規(guī)反應(yīng)器體積較大，光很難透過(guò)所有細(xì)胞。光的吸收和散射會(huì)使高密度微藻溶液深處的光強(qiáng)大大減小，細(xì)胞也無(wú)法獲得相同強(qiáng)度的光。
（3）持續(xù)實(shí)時(shí)OD測(cè)量：MC1000內(nèi)置OD680和OD720測(cè)量功能，因此無(wú)需取樣即可定期檢測(cè)藻液的OD值的變化，用以評(píng)估生物量濃度。實(shí)驗(yàn)室常規(guī)反應(yīng)器則需取樣后額外借助分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。生物量濃度—OD680擬合結(jié)果表明MC1000同樣能夠達(dá)到較高的線性相關(guān)程度。
因而MC1000多通道藻類培養(yǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)既能夠提供精確可控的培養(yǎng)環(huán)境（光照、溫度、氣體混勻、氣體濃度），又能夠提供OD在線測(cè)量功能，用于快速評(píng)估微藻生物量濃度和生長(zhǎng)速率。MC1000集實(shí)驗(yàn)處理、精確培養(yǎng)和在線監(jiān)測(cè)于一體，是評(píng)估微藻固碳能力的利器。可選配藻類光合作用在線監(jiān)測(cè)單元，在線監(jiān)測(cè)藻類光合作用（產(chǎn)氧量）及headspace CO2監(jiān)測(cè)?？蛇x配藻類葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)單元。
參考論文：Khan T A, Liaquat R, Khoja A H, et al. Biological carbon capture, growth kinetics and biomass composition of novel microalgal species[J]. Bioresource Technology Reports, 2022, 17: 100982.
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