微藻生物固碳研究：多通道藻類(lèi)培養與在線(xiàn)監測

   日前，美-巴能源高級研究中心(USPCAS-E)的研究人員報道了兩種新型微藻：它們能夠在高濃度CO2（4%）培養環(huán)境中提升生物量產(chǎn)量，保持高生長(cháng)速率和高固碳率，因而具備CO2生物固定的潛力。

研究人員對比了MC1000 8通道藻類(lèi)培養監測系統和實(shí)驗室常規反應器（下圖）對微藻的培養效率和表現。前者由8個(gè)100ml藻類(lèi)培養試管、水浴控溫系統、LED光源控制系統及光密度和溶解氧（選配）在線(xiàn)監測系統等組成。后者則由置于層流室中的500mL試劑瓶組成。

發(fā)現在相同CO2濃度下，使用MC1000培養的兩種新型微藻的生物量濃度（下左圖）、比生長(cháng)速率和CO2固定率（下右圖）均顯著(zhù)高于實(shí)驗室常規反應器。

MC1000多通道藻類(lèi)培養監測系統優(yōu)秀的表現和更高的效率得益于其*的設計和多樣的功能：

（1）水浴溫控：MC1000可實(shí)現精確水浴控溫，如本案例中設定26±0.5 ℃的恒溫條件。而實(shí)驗室常規反應器不具備水浴溫控功能，只能在實(shí)驗室溫度內（26℃-33℃）上下波動(dòng)，影響微藻的生長(cháng)。

（2）均質(zhì)光照：MC1000培養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，因而細胞混勻程度更高，細胞能夠獲得強度相同的光照。相反地，實(shí)驗室常規反應器體積較大，光很難透過(guò)所有細胞。光的吸收和散射會(huì )使高密度微藻溶液深處的光強大大減小，細胞也無(wú)法獲得相同強度的光。

（3）持續實(shí)時(shí)OD測量：MC1000內置OD680和OD720測量功能，因此無(wú)需取樣即可定期檢測藻液的OD值的變化，用以評估生物量濃度。實(shí)驗室常規反應器則需取樣后額外借助分光光度計進(jìn)行測定。生物量濃度—OD680擬合結果表明MC1000同樣能夠達到較高的線(xiàn)性相關(guān)程度。

   因而MC1000多通道藻類(lèi)培養監測系統既能夠提供精確可控的培養環(huán)境（光照、溫度、氣體混勻、氣體濃度），又能夠提供OD在線(xiàn)測量功能，用于快速評估微藻生物量濃度和生長(cháng)速率。MC1000集實(shí)驗處理、精確培養和在線(xiàn)監測于一體，是評估微藻固碳能力的利器?？蛇x配藻類(lèi)光合作用在線(xiàn)監測單元，在線(xiàn)監測藻類(lèi)光合作用（產(chǎn)氧量）及headspace CO2監測?？蛇x配藻類(lèi)葉綠素熒光檢測單元。

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.