蛋白核小球藻的光衰减模型及藻细胞受光特性参数的模拟

采用不同的光衰减模型对浓度0.06~2.68 g/L的蛋白核小球藻藻液中光的衰减特性进行对比. 结果表明,Cornet模型能较好地描述和预测藻液中光的衰减特性,光吸收系数Ea和光散射系数Es分别为0.0014和0.9022 m2/g;随藻细胞中色素含量增加,Lambert-Beer模型中的消光系数Ka和Es增大,而Ea减小. 与高藻细胞浓度相比,低藻细胞浓度时藻细胞中色素含量对藻液中光衰减程度影响更显著. 结合计算流体力学和Cornet光衰减模型计算了平板式光生物反应器中藻细胞受光特性参数,在相同的外部条件下,与3 L平板式光生物反应器相比,15 L平板式光生物反应器中的藻细胞时均光强平均下降35.5%,藻细胞光暗循环周期平均增加78.1%.     

转基因聚球藻7942培养中光传递及其对细胞生长的影响

对转人源胸腺素a1基因聚球藻7942光生物反应器分批培养过程中光的分布、平均光强变化及其对藻细胞生长的影响进行了分析. 结果表明，Hyperbolic光衰减模型较之Lambert-Beer光衰减模型能更好地描述转基因聚球藻7942培养液中的光衰减；随着藻细胞密度的增加，光生物反应器内平均光强不断减小，藻细胞的光能比吸收速率也不断降低，反应器中“暗区”体积不断加大；培养时间0~1.5 d，藻细胞能获得充足光能，因而呈指数生长；1.5 d后藻细胞处于光限制，比生长速率不断下降，但体积光能吸收速率达到最大并保持恒定，藻细胞进入线性生长期；5 d后光生物反应器“暗区”体积超过了反应器总体积的50%，藻细胞吸收的光能用于维持的比例不断增加，从而导致生长速率下降；培养8 d，转基因聚球藻7942中人源胸腺素a1表达量为4.53 mg/L.     

盐藻在气升式光生物反应器中的光自养培养

在气升式光生物反应器中进行了盐藻培养特性的研究，确定了盐藻在2.5 L气升式光生物反应器中培养的适宜条件为：温度30℃，光强1.6 mW/cm2，盐浓度16%，通气量20 ml/min. 扩大到20 L反应器培养盐藻生长良好. 采用气升式光反应器培养盐藻生长快，周期短，4~7 d后即可进入稳定期；最终细胞密度大，最大为1.6?106 cells/ml；藻液中胡萝卜素含量高，最高含量32 mg/L.实验表明气升式光生物反应器适合于盐藻的培养.     

用于微藻培养的气升式光生物反应器

基于微藻光自养培养特性 ,构建了具有较大面积体积比的 15 L内外光源相结合的气升式光生物反应器 ,考察了两种不同形态藻细胞培养体系中 ,光强随细胞浓度及光程距离衰减的规律 ,得到了描述光衰减的数学关系式 ,即在鱼腥藻 712 0培养体系中为 I=I0 exp[- (0 .0 131+0 .987OD750 )·L],在聚球藻 70 0 2培养体系中为 I=I0 exp[- (- 0 .0 2 39+0 .0 777OD750 )·L],并据此对培养过程中光强沿反应器径向的动态分布情况进行了估算。在该反应器中进行了鱼腥藻 712 0和聚球藻 70 0 2两种蓝藻的光自养培养 ,藻细胞培养终密度分别达到 1.5 3g/ L和 3.4g/ L ,体积产率分别为 0 .31g L-1d-1和 0 .5 7g L-1d-1,说明该反应器适合于微藻的高密度培养     

温度、营养和光强对发状念珠藻生长的影响

研究了温度、营养和光强对发状念珠藻(Nostoc flagelliforme Born. et Flah.)生长的影响. 结果表明,温度、营养和光强的变化影响其生长速率和细胞的生化组成. 藻细胞在25℃温度与45 μmol/(m2×s)光强下培养分别得到最大比生长速率;而N, P和Ca2+缺乏显著降低细胞的比生长速率,微量元素As和K缺乏对细胞生长速率没有明显影响. 随着培养温度的增加,胞外多糖含量逐渐下降;而不同光强对胞外多糖含量也具有显著影响,高光强和低光强下的多糖含量均高,而15~45 mmol/(m2×s)光强下的胞外多糖含量仅是高光强和低光强实验组的10%~20%左右;营养成份的缺失不利于多糖的合成,缺Ca等对胞外多糖的分泌影响较大. 适宜的生长温度(25℃)下蛋白质含量高于其它温度;高光强[90~180 μmol/(m2×s)]下的蛋白质含量显著高于其它光强;营养成份缺失的实验组蛋白质含量均比未缺失的对照组(BG11)低.     

菌藻混合液中光强的指数形式衰减

光照是影响菌藻共牛系统的重要条件。探索光强在菌浓度和藻浓度分别在0.5~4 g/L时菌藻混合液中随光程衰减的规律。结果表明,光强在菌藻混合液中以指数形式衰减.衰减规律为:I=I_0exp[(-A_1X_(TSS1)-A_2X_(TSS2)+B)x]。光强的衰减与藻的浓度X_(TSS1)有关.也与菌的浓度X_(TSS2)有关。研究采用的菌藻混合液对应的衰减系数A_1为2.881.A_2为0.808。这意味着同等浓度下,藻对光强的衰减效位数倍于细菌的光强衰减效应。     

发状念珠藻单体细胞混合营养模式下光合自养和异养代谢的关系

采用摇瓶培养研究了发状念珠藻单体细胞混合营养模式下光合自养和异养代谢的关系.结果表明在混合营养模式和光合自养模式中,发状念珠藻单体细胞的生长和胞外多糖的累积均随着光照强度的增加而增加.添加50 μmol.L-1的光合抑制剂DCMU可以完全抑制发状念珠藻单体细胞的光合自养生长.发状念珠藻单体细胞混合营养模式中细胞的光合自...     

海水淡化浓排水中铜对2种海洋微藻的影响

研究了海水淡化浓排水中的金属铜对2种海洋微藻塔玛亚历山大藻和海洋原甲藻的影响。配制一系列含不同含量Cu2+的海水培养了2种海洋微藻,统计海藻生长过程中的藻细胞数量变化,做出不同Cu2+含量下海藻的生长曲线,了解Cu2+对海藻生长的影响;利用生物显微镜观察海洋微藻在不同Cu2+含量环境中的生存状况及细胞形态变化。结果表明,Cu2+含量的升高会一定程度上限制塔玛亚历山大藻的生长、繁殖和游动能力,而对细胞形态的变化影响较小;Cu2+的加入会对海洋原甲藻的细胞形态产生较大影响,但是随着培养时间的延续,则会对海藻的生长和繁殖起到一定的促进作用。     

转光膜在雨生红球藻养殖上的应用

通过对雨生红球藻在不同光质条件下生长的比较,确定了红色光有利于藻生长,进而用2.5 L气升式光照反应器在转光膜及普通PE膜下培养藻进行对比,结果显示雨生红球藻生物量、色素、光合活性等几项生物指标在转光膜条件下明显高于普通PE膜. 在气升式反应器内培养的藻细胞,接种9 d,虾青素含量可达3.57 mg/L,叶绿素浓度达到12.42 mg/L,干重提高8.8%以上.     

鱼腥藻 Anabaena sp. PCC7120的混合营养生长

在高光强为１６０μＥ／（ｍ２·ｓ）、低光强为１６μＥ／（ｍ２·ｓ）、葡萄糖浓度０～３０ｇ／Ｌ范围内,、进行了鱼腥藻Ａｎａｂａｅｎａｓｐ．ＰＣＣ７１２０的摇瓶光自养和混合营养培养．在高光强下最大藻细胞密度（０．９２～３．１ｇ／Ｌ）明显高于低光强（０．１１～０．５８ｇ／Ｌ）,而且高光强使混合营养培养的对数期缩短．在不同光强下,葡萄糖浓度在０～１８ｇ／Ｌ范围内提高显著促进了细胞的生长,在１８～３０ｇ／Ｌ范围内变化对细胞生长不再有更大的影响．高光强促进了藻细胞对葡萄糖的利用．在高光强下随着葡萄糖浓度的提高,细胞得率逐渐变小．     

光生物反应器中光强和Fe3+浓度对铜绿微囊藻生长和毒素合成的影响

在2.5 L光生物反应器中考察了光强、通气量等对铜绿微囊藻生长的影响,确定了最佳生长条件. 在此条件下考察不同Fe3+浓度(0~500 mmol/L)对铜绿微囊藻的生长、叶绿素及微囊藻毒素(MC-LR)含量的影响,同时考察光照强度对铜绿微囊藻产毒素的影响. 实验结果表明,在低铁(Fe3+<0.1 mmol/L)、缺铁(Fe3+<0.01 mmol/L)及高铁(Fe3+>100 mmol/L)环境下,微囊藻生长、叶绿素及毒素合成均受到抑制. 生物量和叶绿素在Fe3+浓度为100 mmol/L时含量最高,毒素在Fe3+浓度为10 mmol/L、光强为30 mmol/(m2×s)时含量最大.     

High Density Culture of Porphyridium cruentum in a 42 L Internal Airlift Loop Photobioreactor

1 INTRODUCTION Porphyridium cruentum is a kind of unicellular microalgae, which can live widely in freshwater, marine, brackish, and soil environment[1]. Great attention has been paid to its potential economic value such as the high content of essential high unsaturated fatty acids, especially arachidonic acid (AA) and eicosapentaenoic acid (EPA) (ca 50% in the total fatty acids), ploysaccharides, and synthetic pigments, especially phycoerythrin (PE)[2,3]. During cultivation, the cells…     

小球藻在内光源气升式反应器中的培养工艺优化

为探索小球藻在内光源气升式光生物反应器中的培养工艺,本文采用自行设计的50L内光源气升式反应器为实验装置,以藻细胞密度为考察指标,采用单因素法分别考察了内置光源波长、光源强度、光暗周期以及二氧化碳供应量对小球藻生长的影响。在此基础上,利用响应面设计法对工艺条件进行了优化,优化结果为：反应器内置光源为红蓝光,光照强度9615lux,光暗周期17.5h：6.5h,二氧化碳通气量为30L/h。在该优化条件下,进行3次验证实验,经15天培养,小球藻的收获藻细胞密度均值为5.48×10⁷ cells/mL,与预测值5.5×10⁷ cells/mL相近。收获小球藻干重为1.21g/L,相较优化前提高了157%。该结果为内光源气升式反应器在微藻培养的应用提供了重要的参考。     

不同氮磷水平下微小原甲藻对营养盐的吸收及光合特性

研究了微小原甲藻对无机氮、磷的吸收特性和在室内批量培养条件下,无机氮、磷浓度对微小原甲藻生长和光合作用的影响. 结果表明,低氮(0.0882 mmol/L NaNO3)条件下,微小原甲藻具有最高的比生长速率,为0.46 d 1,而中氮(0.882 mmol/L NaNO3)条件下具有最大的细胞密度,为54900个/mL,分别比低氮和高氮(2.646 mmol/L NaNO3)下增加7.2 和20.1 . 随着培养基中磷浓度的升高,最大细胞密度和比生长速率也增加,在高磷(0.108 mmol/L KH2PO4)条件下达到最大值,分别为57400个/mL和0.45 d 1. 高营养源(高氮或高磷)状态下生长的藻细胞具有更高的单位细胞和单位叶绿素a表示的光饱和的光合作用速率(Pmchl a和Pmcell)和光饱和点. 低氮和高氮条件下的藻细胞同样具有高的单位细胞和单位叶绿素a表示的光合效率( chl a和 cell),而单位叶绿素a表示的光合效率( chl a)则在高磷下最大. 在氮源充足条件下,低的N/P有利于微小原甲藻细胞的生长.     

蓝细菌鱼腥藻7120混合营养培养的生长和生理特征

Mixotrophic growth is one potential mode for mass culture of microalgae and cyanobacteria particularly suitable for the production of high value bioactive compounds and fine chemicals.The typical heterocystous cyanobacterium Anabaena sp.PCC 7120 was grown in the presence of exogenous glucose in light.Glucose improved the cell growth evidently,the maximal specific growth rate under mixotrophic condition(0.38 d1)being 1.6-fold of that of photoautotrophic growth.Mixotrophy caused a variation in cellular pigment composition,increasing the content of chlorophyll a and decreasing the contents of carotenoid and phycobiliprotein relative to chlorophyll a.Fluorescence emission from photosystem II(PSII)relative to photosystem I was enhanced in mixotrophic cells,implying an increased energy distribution in PSII.Glucokinase(EC 2.7.1.2)activity was further induced in the presence of glucose.The mixotrophic culture was scaled up in a 15 L airlift photobioreactor equipped with an inner and an outer light source.A modified Monod model incorporating the specific growth rate and the average light intensity in the reactor was developed to describe cell growth appropriately.The understanding of mixotrophic growth and relevant physiological features of Anabaena sp.PCC 7120 would be meaningful for cultivation and exploitation of this important cyanobacterial strain.     

光照与培养密度对螺旋藻生长的影响

利用光生物反应器对螺旋藻在自然温度和光照条件下的生长进行了研究．结果表明,光照强度、培养温度、培养密度对藻体细胞的生长有极显著的影响．在通气培养条件下,当培养密度较高时,螺旋藻细胞不仅能耐受超高光照强度的照射,而且还可以获得很高的生长速度．     

紫球藻的光生物反应器培养

利用光生物反应器就碳源及其供给形式、光强和反应器的操作条件等影响紫球藻生长的因素进行了研究.结果表明:反应器良好的液体循环速度有助于培养液中每个细胞对光能的吸收利用,使紫球藻细胞可以获得较大的生长速度;利用CO2为碳源可以获得比利用NaHCO3更大的生长速度,有效地提高了紫球藻的生物量产量.在本实验条件下,细胞的生长速度和生物量产率分别达到了0.952 d-1和42.31 g/(m2.d).     

发状念珠藻细胞液体悬浮培养的研究

为解决天然发状念珠藻生长缓慢的问题,从天然藻体中分离出细胞对其进行液体悬浮培养。结果表明,液体悬浮培养可以显著提高发状念珠藻细胞的生长速度,同时提高发状念珠藻胞外多糖的产量。采用BG-11培养基,添加2.5 g/L硝酸钠,培养温度25℃,光照强度40μmol/(m2.s),转速130 r/min,培养20 d细胞干质量浓度达到1.05 g/L,胞外多糖产量89.9 mg/L。培养发状念珠藻细胞的基本成分和细胞培养液的HPLC指纹图谱分析表明其生化组成和多糖的合成与天然发状念珠藻相似。与其他人工培养方法相比,液体悬浮培养更适合大规模工业化生产。     

转hTNF-α基因聚球藻培养条件的初步研究

以转hTNF-α基因聚球藻7002为对象,在摇瓶培养下对其生长条件进行了初步研究. 结果表明,当光照强度为100 μmol/(m2×s)时,藻细胞生长速率最大;35oC为其最佳培养温度;氯化钠浓度为12~24 g/L生长良好,最适浓度为24 g/L;转hTNF-α基因的聚球藻7002能利用铵盐和硝酸盐为氮源,其中硝酸盐对其生长最有利,硝酸钠最适浓度为1 g/L;加入有机碳源可以显著促进藻细胞生长,其中5 g/L的蔗糖对其促进作用最明显.