[发明专利]一种小球藻磁性分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于小球藻磁性分离的磁性介质回收方法，其属于微藻分离领域。

背景技术

小球藻属于单细胞绿藻，是真核生物，细胞内含有丰富的叶绿素。小球藻含有丰富的蛋白质、维生素、矿物质、食物纤维、核酸及叶绿素等，特别是其含有令人注目的生物活性物质糖蛋白、多糖体以及高达13％的核酸等物质。

小球藻具有增强人体免疫、防止病毒增殖、抑制癌细胞增殖、抑制血糖上升，降低血清胆固醇含量，排除毒素，迅速修复机体的损伤等功能。例如，1977年在中国台湾医学会杂志上，发表了台北医学院生化科研究室以花鼠做实验的报告，证实小球藻对糖尿病有降低血糖因子的作用，而且血糖降低后，并不会因此继续降低而呈低血糖。1978年11月10日，日本《读卖新闻》发表文章，报道根据近畿大学医学教授研究小组多年的实验证明，小球藻有很好的降血压效果。1979年，日本九州大学野本龟久雄教授发表实验报告，证实小球藻能使生物体内免疫细胞中的T细胞活化，有效地复活免疫功能，延长癌症患者的生命。1988年，日本政府厚生省正式立法将小球藻列为具有疗效的机能食品。1997年10月28日《中国时报》报道，台北医学院医院系林松洲教授的实验证明小球藻可防止肺细胞纤维化，预防肺癌；CGF有协同性的杀菌效果，抗生素的剂量及其所带来的副作用可减至最低。

基于小球藻的上述重要作用，小球藻在保健食品、天然产物类胡萝卜素、水产养殖饵料、畜牧饲料添加剂的生产等方面被广泛应用。例如，小球藻为世界上公认的健康食品，全世界微藻产业中产量最多的品种，在日本保健品中连续十年销量第一，全世界年产量2000吨，主要生产地为东南亚地区。在日本，小球藻已应用于临床，对创伤、便秘、白细胞减少、缺铁性贫血、少儿偏食造成的营养不良、高血压、糖尿病、动脉粥样硬化和高胆固醇血症以及肿瘤等进行辅助治疗。

近年来，随着藻类生物技术的迅速崛起，小球藻在“太空藻类学”、光合作用机理、跨膜转运机理等研究方面成为了一种很好的模式生物，是外源基因转化和表达的优良宿主，成为高附加值生物医药产品的生产者。

由于小球藻的广泛应用，因此市场上对小球藻的需求量较大，但微藻的分离和收集制约了微藻培养大规模放大及其工业化应用。目前微藻的分离和收集的方法主要包括：离心、过滤、絮凝、气浮。

离心分离法采用离心机来分离获得微藻。典型的离心分离法如CN102051332A所示，其公开了一种含油微藻的收集方法，其包括如下步骤：将壳聚糖-路易斯酸絮凝剂加入到含油微藻培养液中，使微藻培养液中路易斯酸浓度为3-9mg/L，壳聚糖浓度为2-30mg/L；以200-500rpm的转速快速搅拌微藻培养液1-5min，再以20-70rpm的转速慢速搅拌20-40min，之后将微藻培养液静置沉淀15-60min；将微藻絮体在转速3000～5000rpm的条件下离心脱水，所得到的藻泥总脱水率可达98％以上。但由于离心法必须采用离心设备，一般是离心机来进行，所需设备价格昂贵，固定资产(离心机)投资大且能耗较高。

CN 101693878A公开了一种微藻的过滤方法，其将微藻液体中的水分过滤后通过虹吸排出并收集水分，以实现微藻和水分的分离，其所用装置包括：微藻培养池，用于培养和收集微藻；微滤器，置于微藻培养池中，微滤器中安装有能通过水分的微滤膜，用于过滤微藻中的水分和截流微藻；虹吸管，其一端为三通管，其中的一通连接微滤器的出水口，用于水的自吸，防止断流，另一通连接水分收集池，将微藻培养池中的水分通过虹吸管以自流的方式流向位于水分收集池，第三通连接气/液反冲入口；连接水分收集池的虹吸管上和气/液反冲入口处均分别各安装一电磁阀，该电磁阀用于控制反冲，实现微藻浓缩和收集连续操作。但由于微藻的直径一般较小，例如小球藻直径只有3～8微米，因此采用过滤方法的效率低，膜容易堵塞，操作难度大。

CN 101095459A公开了一种利用絮凝法浓缩海洋微藻的方法，其向微藻培养液中加入壳聚糖的有机酸水溶液，使微藻培养液中壳聚糖的浓度为0.3～8.0毫克/升，然后调节微藻培养液的pH值为4.5～8.5，使微藻絮凝，并采用静止分层或气浮方法收集絮凝物。一般情况下，采用絮凝方法分离和收集微藻需要使用各种磁性分离介质，而磁性分离介质与微藻分离困难，容易造成目标产物的污染。

气浮分离在微藻中应用时通常需要磁性分离介质或表面活性剂的辅助，因此存在着和絮凝方法同样的问题。