平板式光生物反应器在饵料微藻培养中的应用

对自主研发的平板式光生物反应器的主要性能参数进行了测定,并以纤细角毛藻和等鞭金藻为培养对象对平板反应器培养微藻的条件进行研究.结果表明,光照和通气速率是影响微藻在反应器中生长的主要因素,一定范围内高光照强度和高通气速率有利于微藻细胞的生长.通过与开放式培养系统对照培养表明,平板反应器能够有效提高培养密度.纤细角毛藻在培养8 d后,仍然能够保持缓慢的增殖状态,细胞生长趋于稳定期,培养末期的细胞密度达到5.01×108个/mL,高于开放系统培养的1.81×107个/mL.该平板反应器具有操作简单、容易放大、价格低廉等优势,适用于工业化生产.     

纤细角毛藻平板反应器培养条件的优化

纤细角毛藻作为海洋生物的饵料,生长密度低、应用成本高一直是制约其利用的关键因素．本研究采用自行研制开发的平板式密闭光生物反应器培养纤细角毛藻,考察光照强度、光照周期、通气量、接种量等环境因素对藻细胞生长的影响,并采用均匀设计方法获得了优化的培养条件：光照时间24h,光照强度为6mW／cm^2,通气速率为8．43L／min,在优化条件下预期细胞密度最大值可达（6．94±0．88）×10^8／mL,验证实验获得最大的细胞密度为（6．18±0．13）×10^8／mL,理论计算值与实验值一致．     

饵料型微藻新品系培育及工程化高效生产技术

建立以主要饵料微藻的可持续育种技术体系和育种群体,培育高产、抗逆新品系,突破微藻培养广鉴技术,构建成熟的微藻饵料工程化生产技术与工艺为目标。通过对18S r DNA、rbc L基因和ITS区序列的测定及系统进化分析,建立了微藻种间及株系间分子鉴别技术;对多株饵料微藻的生长及适应性进行了比较研究,筛选出了适应不同光强的雨生红球藻藻株,抗逆性强的小球藻、三角褐指藻,耐高温的纤细角毛藻藻株及盐藻、扁藻等多株优良饵料微藻,为规模化培养提供了良好材料。研究了微藻高密度培养中的生长指标和适应机制,并在此基础上针对雨生红球藻、微拟球藻、三角褐指藻、小球藻等多种饵料微藻研究了不同培养条件及添加物对其生长及营养物质积累的影响,建立了多种饵料微藻的高密度培养技术,其中微拟球藻在气升式螺旋管道(光径1.2 cm)光生物反应器中培养时,最高密度可达15 g/m2,比目前常规技术提高了3~4倍。针对饵料微藻的特点,设计了规模大小递增的光生物反应器,建立了敌害生物综合防御的方法和技术体系,有效降低污染几率;克服了传统封闭培养中氧气解析、二氧化碳补偿、光线分布、物料均质、细胞贴壁等难题,实现了主要参数温度、p H值和溶解氧等数据的在线检测和自动控制。通过实验室100m L-500m L-,户外200L-多组并联柱状光生物反应器逐级扩大培养,建立了多种饵料微藻工程化生产工艺,建设了2个产业化基地,实现300 t体积的规模培养。以三角褐指藻、小球藻和牟氏角毛藻3种饵料型微藻为对象,通过在现有液固分离的小型设备上进行浓缩效果实验,确定了生产型的浓缩设备并针对以上3种不同微藻的特性,进行了微藻浓缩工艺的研究,建立了不同微藻的浓缩工艺。优化了微藻产品(藻膏)低温保存技术,形成微藻产品浓缩与保存技术规模和规范。     

平板式光生物反应器的Parietochloris incisa超高密度培养

利用平板式光生物反应器对一种新分离的微藻Parietochlorisincisa进行了室外放大培养研究。在最适培养条件下 ,实现了对该微藻的超高密度培养 ,使单位培养体积和单位培养面积的细胞生物量分别达到了 7.35g/ (L·d)和 96 .12 g/ (m2 ·d)     

采用PhR-L20C光生物反应器培养转胸腺素α1基因蓝藻的研究

采用PhR L20C光生物反应器对转胸腺素α1基因聚球藻Synechococcussp.PCC7942进行6批次的培养,结果表明,采用本实验室优化后的培养条件,根据该型气升式光生物反应器所具备的各项性能指标和参数条件进行培养,一个培养收获周期为6d,平均生长速率为0.61OD730/d,6d后藻细胞平均终浓度达到OD730=4.27,绘制了转基因藻细胞的光密度与其干质量的标准曲线,通过曲线得出产率平均约为0.36g/(Ld),最高0.40g/(Ld);最终细胞密度平均可达2.52g/L,最高2.84g/L.     

碱性阴离子交换膜燃料电池用于消除微藻固碳过程中溶氧效应的实验研究

针对微藻固碳过程中藻液产生的高浓度溶氧会抑制藻细胞生长、降低CO2固定效率的问题,搭建了管式光生物反应器实验台用于藻类的高效培养和固碳,提出了利用电化学方法抑制藻液中溶氧效应的研究思路。首先开展管式光生物反应器培养小球藻的实验研究,对比了光生物反应器与锥形瓶2种培养装置对小球藻生长特性的影响,其次实验研究了利用碱性阴离子交换膜燃料电池的阴极氧还原反应去除藻液中的溶解氧。结果表明:管式光生物反应器运行10个周期之后,微藻的质量浓度达到769mg/L,生物量增长了10倍,培养效果明显优于锥形瓶培养;经过系统持续运行4h之后,藻液中的溶氧量由18.35mg/L降低到6.19mg/L,溶氧消耗效率为66.3%,电池的最大功率密度达到81 W/m2。研究证明,采用燃料电池的阴极电化学反应可以实现藻液中溶解氧快速有效地消耗,这一方面提升了微藻的固碳效率,另一方面输出了电能,降低了系统能耗。     

两种生物反应器高密度培养小球藻研究

小球藻在水产、环保、医疗和重要生命活性物质生产等众多领域的研究与应用得到不断深入,如何高效培养出高密度小球藻以满足各个应用领域的需要是亟待解决的难题。试验探索了利用生物反应器高密度异养培养小球藻的方法,利用气升式、机械搅拌式两种生物反应器对小球藻进行培养,初步比较了流加培养方式应用在两种生物反应器的效果。通过流加高浓度培养基得到细胞总数1.988×107/mL,最大细胞干重29.944g/L。结果表明,在机械搅拌式生物反应器中流加培养基能够获得最大生长量。     

3种海洋浮游微藻影响太平洋纺锤水蚤存活、发育和繁殖的比较研究

采用实验生态的方法,研究了3种海洋浮游微藻对太平洋纺锤水蚤(Acartia pacifica)存活、发育和繁殖的影响.实验以不同浓度的微藻投喂太平洋纺锤水蚤,测定了无节幼体发育到桡足幼体、桡足幼体发育到成体的时间和最终存活率,以及发育到成体后,在各浓度下,成体每天的产卵量和卵孵化率.结果表明:球等鞭金藻(Isochrysis galbana)、海洋原甲藻(Prorocentrum micans)适宜于作为太平洋纺锤水蚤生长、繁殖的饵料;摄食牟氏角毛藻(Chaetoceros mulleri)的太平洋纺锤水蚤可以完成无节幼体到成体的发育,但牟氏角毛藻对太平洋纺锤水蚤的生长、发育和繁殖具有一定的负面影响;牟氏角毛藻对太平洋纺锤水蚤产卵量和卵孵化的抑制作用更为显著,只有在低细胞碳质量浓度(0.35μg/mL)时,成体产卵量和卵的孵化才正常,当牟氏角毛藻细胞碳质量浓度达到1.70μg/mL或更高时,该桡足类的产卵量下降,且没有卵能孵化出幼体,表明牟氏角毛藻显著抑制了太平洋纺锤水蚤的繁殖过程.     

昆虫细胞Sf9在四种生物反应器中的培养

昆虫细胞表达系统已广泛的应用于表达各种重组蛋白,研究昆虫细胞Sf9分别在4种生物反应器:转瓶、摇瓶、Bellocell反应器、发酵罐中进行悬浮培养.转瓶、摇瓶、Bellocell和发酵罐的细胞接种密度都是5×102/mL.对细胞数量、葡萄糖浓度以及主要代谢产物乳酸、氨的浓度进行检测.昆虫细胞经转瓶和摇瓶培养,细胞密度达到最高分别为:5.5×106、7.3×106/mL,是起始密度的11倍和14.6倍.昆虫细胞经Bellocell和发酵罐培养,细胞密度达到最高分别为:8.01×106、1.52×107/mL,是起始密度的16.02倍和30.4倍.昆虫细胞经四种生物反应器中的悬浮培养之后,都达到了很高的密度,尤其是经发酵罐培养达到如此高密度,为高效大规模表达药物蛋白,奠定重要的基础.     

BHK21细胞在新型微载体培养系统生长条件优化

目的：使用BelloCell-500AP生物反应器和BioNOC-II微载体,对BHK21细胞在此新型高密度培养生物反应器中的生长特性进行研究。方法：首先将1.5×108个BHK21细胞悬液加入含有微载体的生物反应器内,按生物反应器厂家推荐参数进行培养,每天取载体计数观察BHK21的生长特性。然后调整细胞浓度和微载体培养系统运行参数。结果：BHK21细胞经过6 d培养载体中细胞总数达到峰值,细胞密度是起始接入数量的31倍为4.41×109个;经过培养过程参数优化,确定适于BHK21细胞高密度培养参数。试验成...