[发明专利]一种基于微电场/磁场复合调控丝状微藻生物量的方法

说明书

本发明属于生物工程或生物物理技术领域，涉及一种微电场/磁场复合调控丝状微藻生物量的方法；丝状微藻在收获、抗虫害污染等方面具有特有工业应用优势，且藻细胞常含有高油脂、多糖及生物活性物质，可作为高附加值保健品、动物饲料、生物柴油等行业的生产原料；本发明利用复合磁/电场调控丝状微藻开放生长，复合场中微电场强度在0～1.2V/cm内，定时刺激，同时叠加磁场强度在0～60mT范围内施用，磁/电场复合调控对丝状微藻生长有显著促进作用，可以提高丝状微藻生物量累积以及营养物去除率，磁/电复合场干预不会造成微藻生长的滞后，是一种有效的促进丝状微藻生物量生长的新技术。

技术领域

本发明属于属生物工程或生物物理技术领域，涉及一种基于微电场/磁场复合调控丝状微藻生物量的方法。

背景技术

由于微藻富含蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素以及叶绿素等，具有较高的营养价值，在食品、医药、化妆品、燃料、净化环境等都有着广泛应用，所以关于微藻生长影响因素人们做了大量的研究。由于丝状微藻易采收、油脂含量高、生命力顽强可在极端环境中生长，培养成本较低，所以丝状微藻是未来最有应用潜力的研究方向。对微藻等微生物培养效果提升的研究主要集中在培养条件优化，传统诱变筛选以及分子生物学的基因改造等方面。然而，开放环境条件可控性有限、优化难以实施；诱变育种方向性差、工作量庞大，而现代基因工程手段研究投入成本较高。要想充分发挥水解酸化耦合丝状微藻开放体系处理废水潜力，就需要以经济、有效的方式为藻类生长的改善提供新的策略。

其中磁场、电场作为安全非电离辐射物理场，具有清洁无污染、适用范围广、操作简单、易放大、效果好等优点。近年来，磁/电场促进微生物生化进程已成功应用。Tu等研究报道，静磁场作用于微藻-细菌共生系统，促进了微藻生物量的累积及水中产氧量；Kricelle等研究表明静态磁场可以增加小球藻对CO₂的生物固定作用，与对照组相比，60mT磁强作用于小球藻1h/d，CO₂生物固定增加了49.7％，CO₂固定与微藻收获生物量有着直接的联系，这种方法有效的促进微藻生长和二氧化碳生物固定作用；Darcy等研究结果表明：经10mT处理的微藻，在透射电镜下观察微藻叶绿体增大，类囊体排列减少，说明光合作用显著增强，这与先前的研究结论一致；Han等研究用城市污水培养小球藻，通过静磁场处理后降低了废水的浑浊度，增加活性氧，杀死水中的病原菌。Qin等研究结果，脉冲电场可以微生物细胞裂解，故具有灭活细菌的作用；

电场或磁场等在一定程度上可以促进微藻的生长，物理场具有杀菌作用，降低污染程度，从而更好地促进微藻生长，提高其营养价值。但是，与单独外加磁场、电场相比，将这两种低强度物理场同时引入该体系则是否可以起到显著的协同增效作用并不可知；物理场中的电场和磁场共同作用于微藻，未有研究报道；如何结合电场和磁场调控丝状微藻生物量，使得微藻生长代谢和生物量产生累积效应，是亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明旨在解决所述问题之一；提供一种微电场/磁场复合调控丝状微藻生物量的方法。

为了实现以上目的，本发明微电场/磁场复合调控丝状微藻生物量的方法，具体包括以下步骤：

(1)丝状微藻的培养：首先配制微藻培养基，然后接种对数生长期微藻于含有培养基的培养容器中，再转移至人工气候培养箱中进行培养，设置光照条件为1000～10000Lux、温度为10～40℃和光照时间为24h进行培养，所述丝状微藻批式培养周期为9～15d；

(2)在微藻的培养过程中，通过磁场装置对培养容器内的微藻提供一定强度的磁场；其中磁场装置由磁铁或磁感线圈组成，磁铁设置于培养容器的两侧，磁场强度大小调节由两边增减磁铁控制或通过调控线圈匝数或电流强度控制其强度；通过电场装置对培养容器内的微藻提供一定强度的电场；其中电场由常规电极连接恒流电源组成；通过电场/磁场的复合调控，实现丝状微藻生物量的增长。