分光光度法测定小球藻数量的方法研究

[目的]确定用分光光度法测定小球藻藻液浓度的适宜波长。[方法]在不同波长下对不同浓度普通小球藻藻液的吸光度进行测定,对有关数据进行生物统计分析。[结果]在8．7×10^6～8．7×10^8个／ml的浓度范围内,小球藻藻液的最大吸收波长在680nm左右,较高浓度小球藻藻液的吸光度超出了测定范围。显著性测验表明,9种波长下小球藻藻液浓度与藻液吸光度呈极显著直线相关。680nm波长下的测定灵敏度最高,其最高藻液浓度最低,为3．79×10^8个／ml;700nm波长下的测定灵敏度最低,其最高藻液浓度最高,为7．7×10^8个／ml;560nm波长下的测定灵敏度仅高于700nm波长下的,其最高藻液浓度为6．9×10^8个／ml;540nm波长下的测定灵敏度高于560nm波长下的,其最高藻液浓度为6．5×10^8个／ml。[结论]在680nm波长下测定小球藻藻液浓度,其灵敏度高、数据更精确。     

光生物反应器中集胞藻6803的光衰减及其生长动力学研究

[目的]分析集胞藻6803细胞培养体系的光衰减及分批培养条件下藻细胞的生长特性。[方法]以集胞藻6803（Synechocystis sp.PCC6803）为供试藻种,用尤尼柯7200型分光光度计测定藻细胞浓度和用ST-85自动量程照度计测定光强在通过不同光程、不同浓度藻液时的变化。[结果]随着藻细胞浓度和光程的增加,光强迅速下降。在同一光程下,光强随着藻细胞浓度的增加而下降。在培养初期藻细胞浓度较低时,光衰减程度较小;在培养后期,随着藻细胞浓度的增加,光衰减程度逐渐增加。在培养过程中藻体细胞的生长规律与微生物发酵过程中菌体的生长规律相似。藻体细胞生物量曲线与微生物发酵时的菌体生长曲线相似。[结论]Lambert-Beer公式Ln（I/I0）=-KaXL能较好描述藻细胞浓度和光程对光衰减的综合影响;Logistic方程能很好描述藻细胞的生长曲线。     

8种不同絮凝剂对埃氏小球藻絮凝效应的研究

[目的]建立简易高效收集能源微藻的技术体系。[方法]以埃氏小球藻(Chlorella emersonii)为目标藻株,选取金属盐类(氯化铁、硫酸铁、氯化铝、硫酸铝钾,)、碱类(氢氧化钠、氢氧化钙)和有机高分子化合物类(聚丙烯酰胺、壳聚糖)为絮凝剂比较分析其在小球藻采收时絮凝效率和相应的絮凝条件。[结果]综合考虑絮凝效果和絮凝剂用量,这8种絮凝剂里硫酸铁、硫酸铝钾,氢氧化钙和氢氧化钠可以有效地絮凝小球藻,具体结果为:静置80min,硫酸铁浓度为0.3g·L-1,絮凝效率为95%;硫酸铝钾浓度为0.7g·L-1,絮凝效率95%;氢氧化钙浓度为0.5g·L-1,絮凝效率97%;氢氧化钠浓度为0.9g·L-1,絮凝效率93%。[结论]综合成本、絮凝效率、环境影响等因素,氢氧化钙是最佳的采收小球藻的絮凝剂,其最佳絮凝条件为藻液pH=8,OD680=1.2,搅拌速率150r·min-1,搅拌时间2min。     

罗布麻叶总黄酮提取工艺研究

[目的]对罗布麻叶总黄酮提取工艺进行了研究。[方法]采用分光光度法测定罗布麻叶总黄酮的含量,采用单因素考察不同提取方法和不同提取条件对罗布麻叶总黄酮提取率的影响,利用正交试验进一步验证,得出罗布麻叶总黄酮最佳提取工艺。[结果]罗布麻叶总黄酮在波长510 nm处有最大吸收峰,线性回归方程为:C=0.2019×A-0.0100,相关系数r=0.9997;各种提取因素对罗布麻叶总黄酮提取率的影响各不相同,其中影响程度由大到小依次为:提取溶剂>料液比>提取时间>提取温度。[结论]最佳提取工艺条件为:料液比1∶10,乙醇浓度65%,提取温度70℃,提取时间2 h。     

蛋白核小球藻无菌培养体系的建立

[目的]为了建立蛋白核小球藻无菌培养体系。[方法]选取卡那霉素、链霉素、庆大霉素、氨苄青霉素、潮霉素和头孢霉素6种常用抗生素,比较蛋白核小球藻的除菌和纯化效果。同时,对比蛋白核小球藻对不同浓度的卡那霉素和潮霉素的耐受性以及单独使用卡那霉素和潮霉素的多次除菌效果。[结果]卡那霉素和潮霉素对涂布带菌藻液的抑菌和除菌效果明显,其他4种抗生素的抑菌效果较差;小球藻对不同抗生素的耐受性不同,蛋白核小球藻对潮霉素敏感,50 mg/L就可以明显抑制其的生长,而对卡那霉素的敏感性要低得多,在200 mg/L时其生长受到显著抑制。[结论]考虑到高浓度卡那霉素对蛋白核小球藻生长的抑制作用,最终确定用50 mg/L卡那霉素连续3次除菌处理的方式建立蛋白核小球藻的无菌培养体系;同时,测得纯化培养的蛋白核小球藻藻液在685 nm处具有最大吸收峰,在此波长下小球藻的细胞浓度与吸光值呈线性相关,可用A685来估测蛋白核小球藻浓度。     

3种微藻在特定波长下的光密度与其单位干重·细胞浓度间的关系研究

[目的]测定3种微藻的生物量,实现3种微藻的光密度、单位干重和细胞浓度间的相互换算。[方法]测定蛋白核小球藻、杜氏盐藻和钝顶螺旋藻在680、630和560nm下的OD值及其单位干重和细胞浓度,并进行线性拟合。[结果]3种微藻的OD值与其单位干重、细胞浓度（钝顶螺旋藻除外）均呈较好的线性关系,相应的回归方程为：小球藻细胞浓度（万个/ml）=1557 OD680-34.716,小球藻单位干重（mg/ml培养液）=0.2074 OD680＋0.0022;杜氏盐藻的细胞浓度（万个/ml）=901.98 OD630＋5.1408,杜氏盐藻单位干重（mg/ml培养液）=0.7516 OD630＋0.015;钝顶螺旋藻单位干重（mg/ml培养液）=0.2394 OD560-0.0001。[结论]在一定范围内,可以通过相应的线性方程,快速、方便地测定3种微藻的生物量,并实现相应微藻3种生物量指标间的相互换算,从而为相应微藻生物量的测定比较提供依据。     

三种微藻与苯酚的相互作用研究

[目的]研究小球藻、螺旋藻和斜生栅藻3种微藻与苯酚的相互作用。[方法]以小球藻、螺旋藻和斜生栅藻为藻种,人工模拟配置不同浓度苯酚的废水为受试水样,进行微藻与苯酚的相互作用研究。[结果]苯酚对小球藻的生长具有促进作用,而对螺旋藻和斜生栅藻均有一定的抑制作用,其中螺旋藻表现得更为敏感,当苯酚浓度高于200 mg/L时,螺旋藻死亡;小球藻、斜生栅藻对低浓度苯酚均有一定的去除能力,并随苯酚浓度增加其去除苯酚能力减弱。[结论]利用微藻处理低浓度含酚废水具有一定的应用价值。     

尿素检测方法建立及方法学考察

[目的]通过紫外分光光度法建立氮肥中尿素含量的测定方法。[方法]利用紫外分光光度计,根据Ehrlich反应,二甲氨基苯甲醛可以与含氮的有机化学物发生显色反应,此物质在403 nm处有最大吸收峰,颜色的深浅与测定的尿素含量呈正比,因此通过测定反应液在403 nm处的吸光值来确定尿素溶液中尿素含量。[结果]得到尿素检测标准曲线为y=0.004 3x+0.009 9(R2=0.999 2),尿素浓度在3.75～210μg/ml之间呈良好线性关系,平均回收率为96.83%,RSD=0.2%。[结论]该方法准确度、精密度良好,可以用来测定尿素的含量。     

湿藻藻泥乙醇脱水干燥法的研究

[目的]为有效降低小球藻油脂提取过程中湿藻体脱水干燥成本。[方法]以BG11培养液培养的小球藻进行离心预处理后加入不同浓度和比例的乙醇、经不同的脱水次数,探究在不同条件下湿藻泥的脱水效果,并以湿藻泥脱水干燥后制备的藻粉为材料,比较了小球藻藻粉在不同含水率条件下的油脂提取率。[结果]加入的乙醇浓度为80%,乙醇溶液与藻泥中原含水量的体积比为1∶1,经一次挥发脱水后,湿藻泥中的含水率可从89.04%降至30.1%。[结论]藻粉含水率在40%以下时,对粗油脂得率影响较小,即湿藻用乙醇进行协助脱水时,藻泥含水量降至40%以下即可进行油脂提取。     

小球藻对3种常用抗生素的敏感性研究

[目的]探讨小球藻（Chlorellasp.）对3种常用抗生素的敏感性。[方法]采用分光光度法研究了青霉素、氨苄青霉素、头孢他啶3种常用抗生素对小球藻生长的影响,以确定分离、纯化微藻时对藻细胞无害并能抑制伴生杂菌生长的抗生素浓度。[结果]小球藻对青霉素较为敏感,而对氨苄青霉素和头孢他啶敏感性较弱,低浓度（1.0 mg/L）的氨苄青霉素对微藻细胞生长有明显促进作用。[结论]氨苄青霉素可用于小球藻纯化过程中抑菌,其适宜浓度为1.0 mg/L。     

生物炭与小球藻联合吸附重金属的效果

[目的]研究生物炭与小球藻对水体中重金属单独及联合吸附特性。[方法]以小麦秸秆生物炭和小球藻为吸附剂,进行了不同添加量的生物炭对Pb的吸附等温试验,小球藻对Pb等温吸附试验,以及生物炭和小球藻联合吸附Pb的等温吸附试验。[结果]生物炭与小球藻对Pb的等温吸附曲线均符合Langmuir方程。当生物炭添加量为50 mg/L时,吸附量最大,为203.339 mg/g;小球藻添加量为500 mg/L时最大吸附量为67.851 mg/g;生物炭和小球藻联合吸附的最大吸附量为79.144 mg/g。[结论]生物炭联合小球藻用于吸附Pb的最大吸附量高于单独吸附。     

光合细菌对铜绿微囊藻和小球藻生长的影响研究

以铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和小球藻（Chlorella vulgaris）为研究对象,分别测定加入光合细菌液0．001mL、0．01mL、0．1mL、0．25mL、0．5mL、0．75mL、1mL、1．5mL、2．5mL、3．5mL、5mL时（200mL藻液）铜绿微囊藻和小球藻的生长状况和叶绿素a浓度。结果表明：少量的光合细菌液对铜绿微囊藻和小球藻具有促进作用,且小球藻受到的影响比铜绿微囊藻要显著;在较大量的光合细菌液中铜绿微囊藻的生长受到明显的抑制,而小球藻的生长没有明显的变化。     

小球藻自养、异养和混养特性的研究

[目的]为小球藻的高密度培养及开发高附加值代谢产物提供基础参数。[方法]从细胞生长、营养物质吸收、细胞生理生化特性等方面,研究小球藻自养、异养和混养特性。[结果]在异养和混养条件下小球藻生物量显著提高,最大生物量分别是自养时的3.2、4.0倍,对葡萄糖的吸收与生长状态相对应;在不同营养方式下细胞组分存在差别,在异养和混养条件下蛋白质和碳水化合物含量降低,但总脂含量增加;与自养相比,异养和混养时叶绿素含量降低,激发能在2个光合系统间的分配比PSII/PSI降低。[结论]混合培养在高密度高油脂含率小球藻培养方面具重要的应用前景。     

藻类吸附缓解稻田重金属污染的研究

采用盆栽和稻田污染模拟试验,研究了藻类吸附对稻田土壤中重金属和稻谷中重金属残留的影响。藻静态吸附试验结果表明：1 g普通小球藻吸附Cd、Hg和Cr的能力分别为27.60、17.94和22.52 mg/g·h,椭圆小球藻和梅尼小环藻对重金属也有很强的吸附能力;投放普通小球藻、椭圆小球藻和梅尼小环藻的盆栽试验表明,稻谷Hg、Cd和Cr残留比未投放藻的降低76.53%、65.71和53.57%;Cd污染稻田模拟试验表明,有藻田的稻谷Cd残留比无藻田的降低76.47%,达到国家标准要求。可见,藻对重金属的吸附能力可以在稻田中发挥良好作用,由于藻的吸附作用,3种重金属在稻谷中的残留显著下降。     

基于高光谱吸收特征参数以及光谱吸收指数的藻类叶绿素a反演分离模型研究

利用ASD地物光谱仪对不同浓度下小球藻、聚球藻及其混合藻的反射光谱进行测量,得到3组藻类在不同叶绿素a(Chl-a)浓度下的反射光谱,同时进行了Chl-a浓度测量。利用Matlab软件神经网络模型中的径向基函数对得到的高光谱数据进行高光谱曲线拟合,在拟合结果基础上,提取小球藻在652nm处、聚球藻在609nm处以及混合藻在652nm和609nm处的光谱吸收指数(SpectralAbsorptionFeatureParameter,SAFP)建立了两种单一藻类的定量模型,单一小球藻Chl-a最优定量模型为吸收峰深度模型Chl-a=10.059e713.97H,聚球藻的Chl-a最优定量模型为吸收峰斜率模型Chl-a=3×1012K2+1×107K+56.555。并在对两种单一藻类的定量模型研究基础上用光谱吸收指数对该两种藻的混合藻进行了Chl-a浓度分离。通过对比模型计算结果的均方根误差(RootMeanSquareError,RMSE),除吸收峰对称度模型分离结果不太理想外,吸收峰深度分离模型、吸收峰斜率分离模型、吸收峰光谱吸收指数(SAI)分离模型的分离结果都很好,分离效果最好的为SAI分离模型。     

用响应面法优化小球藻絮凝沉降工艺的研究

以氢氧化钙为絮凝剂,对海水小球藻Chlorella vulgaris絮凝工艺效果进行了试验研究.单因素试验结果表明,当絮凝时间为60～ 80 min、氢氧化钙添加量为0.6～0.8 g/L和藻液pH为8～10时,最有利于小球藻的采收.在单因素试验的基础上,利用响应面法对小球藻的絮凝条件进行了优化,建立了二次回归模型.通过分析得出：各因素对小球藻采收率均有极显著性影响（P＜0.01）,影响次序为氢氧化钙添加量＞絮凝时间＞藻液pH;絮凝时间与藻液pH以及氢氧化钙添加量与藻液pH的交互作用对小球藻采收率均有极显著性影响（P＜0.01）.利用回归方程预测小球藻的最佳絮凝条件,当絮凝时间为77 min、氢氧化钙添加量为0.7 g/L、小球藻液pH为9.3时,小球藻的采收率可达93.9％.     

小球藻鉴定基因的筛选及几株高产油微藻的分子鉴定

[目的]选择合适的小球藻种属鉴定基因,对高产油微藻进行分子鉴定。[方法]从分子鉴定常用的4条基因核基因组rDNA的18SrRNAgene、内转录间隔区（ITS）、内转录间隔区2（ITS2）和叶绿体rbcL基因中筛选出最为适用的小球藻鉴定基因,并对从自然水体中分离筛选出的5株油脂含量在30%以上的小球藻（Chlorellasp.）进行了分类鉴定。[结果]ITS序列变异程度高,片段长度短,序列长度在种间变异较大,而在小球藻种内高度保守,且种间距离（0.4396±0.1359）远大于种内距离（0.0457±0.0843）,适用于小球藻属内种的鉴定。应用ITS序列分别将5株高产油藻鉴定为1株C.vulgaris、2株C.sorokiniana藻和2株Chlorellasp.。[结论]为建立藻类的鉴定基因库提供了参考。     

废水资源化小球藻对拟南芥生长的肥效研究

[目的]探究废水资源化小球藻在植物营养方面的高值化利用潜能。[方法]研究小球藻对污水中氨氮、磷的吸收率,以及不同小球藻处理对拟南芥植株生长的生物肥效及对土壤酶活性的影响。[结果]供试水样中氨氮和正磷酸盐含量分别为100和50 mg/L时,小球藻对其的去除率分别达到80.12%和62.72%;不同处理的废水培养小球藻藻液以追肥的形式施入拟南芥盆栽植物,与CK相比,藻液肥对拟南芥株高、根长及土壤酶活性均有不同程度的促进作用。[结论]小球藻对污水中氨氮、磷酸盐具有较高的吸收效率,废水资源化小球藻对拟南芥的生长具有一定的生物肥效,该新型肥料具备高值化的开发潜力。     

小球藻鉴定基因的筛选及高产油微藻的分子鉴定

[目的]选择合适的小球藻种属鉴定基因,对高产油微藻进行分子鉴定。[方法]从分子鉴定常用的4条基因[核基因组rDNA的18S rRNA gene、内转录间隔区（ITS）、内转录间隔区2（ITS-2）和叶绿体rbcL基因]中筛选出最为适用的小球藻鉴定基因,并对从自然水体中分离筛选出的5株油脂含量在30%以上的小球藻（Chlorellasp.）进行了分类鉴定。[结果]ITS序列变异程度高,片段长度短,序列长度在种间变异较大,而在小球藻种内高度保守,且种间距离（0.439 6±0.135 9）远大于种内距离（0.045 7±0.084 3）,适用于小球藻属内种的鉴定。应用ITS序列分别将5株高产油藻鉴定为1株C.vulgaris、2株C.sorokiniana藻和2株Chlorella sp.。[结论]为建立藻类的鉴定基因库提供了参考。