CN117925409A - 一种适用于实验室酸化条件的微藻培养方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于微藻养殖领域，公开了一种适用于实验室酸化条件的微藻培养方法，通过通入二氧化碳便利地形成了预定酸性环境的微藻溶液样本，从而能够在减少操作成本的前提下明显提高微藻的培养增殖速率，首先，将预定微藻培养形成指数期微藻溶液；然后，使得指数期微藻溶液与空气接触，并对指数期微藻溶液通入二氧化碳，从而形成微藻溶液样本，最后，对微藻溶液样本持续连续培养第一预定时长后，再对微藻溶液样本持续半连续培养第二预定时长。本发明还公开了一种适用于实验室酸化条件的微藻培养装置，用于实施上述适用于实验室酸化条件的微藻培养方法。
Description
技术领域
本发明属于微藻养殖领域，具体涉及一种适用于实验室酸化条件的微藻培养方法与装置。
背景技术
微藻以其丰富的代谢产物及独特的生理特性在可再生能源、生物医药、食品工业和环境监测等方面有着广泛的应用。
目前，如何在控制成本的前提下对微藻进行更具性价比的规模化培养成为业界的主要的研究方向。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种适用于实验室酸化条件的微藻培养方法及装置，能够在减少操作成本的前提下明显提高微藻的培养增殖速率。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案为：
一种适用于实验室酸化条件的微藻培养方法，用于对预定微藻进行培养，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：通过预定培养液将预定微藻培养至指数期，从而形成指数期微藻溶液；
步骤S2：使得指数期微藻溶液与空气接触，并对指数期微藻溶液通入预定量的二氧化碳，从而形成微藻溶液样本；
步骤S3：对微藻溶液样本持续连续培养第一预定时长后，再对微藻溶液样本持续半连续培养第二预定时长。
优选地，在步骤S2中，通过曝气形式对指数期微藻溶液通入预定量的二氧化碳。
优选地，第一预定时长与第二预定时长的比例范围为1:3-1:4。
优选地，在半连续培养时，微藻溶液样本的每次更新比的范围为20％至30％。
优选地，预定量的二氧化碳在通入指数期微藻溶液之前经过无菌滤膜的过滤。
一种适用于实验室酸化条件的微藻培养装置，用于实施上述的适用于实验室酸化条件的微藻培养方法，其特征在于，包括：软质培养容器，内部容纳有指数期微藻溶液，给气装置，用于供应预定浓度的二氧化碳，给气管道，用于将给气装置和软质培养容器内的指数期微藻溶液连通，其中，软质培养容器的上部向空气环境开放。
优选地，给气装置对二氧化碳加压供应，并且给气管道与软质培养容器的底部连通。
优选地，软质培养容器的底部还设置有排出管，排出管通过球阀启闭。
优选地，给气管道设置有无菌滤膜和气体止回阀，并且气体止回阀较无菌滤膜靠近软质培养容器，当二氧化碳在给气管道内流动时，无菌滤膜用于对二氧化碳内含有的杂质进行去除，气体止回阀用于阻止二氧化碳逆流。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.因为本发明的适用于实验室酸化条件的微藻培养方法，首先，将预定微藻培养形成指数期微藻溶液；然后，使得指数期微藻溶液与空气接触，并对指数期微藻溶液通入二氧化碳，从而形成微藻溶液样本，最后，对微藻溶液样本持续连续培养第一预定时长后，再对微藻溶液样本持续半连续培养第二预定时长，因此，本发明通过通入二氧化碳便利地形成了预定酸性环境的微藻溶液样本，并在连续培养、非连续培养之后使得微藻浓度的明显的增加，即本发明能够在减少操作成本的前提下明显提高微藻的培养增殖速率。
2.因为本发明通过曝气形式对指数期微藻溶液通入预定量的二氧化碳，因此，本发明通过曝气形式使得预定量的二氧化碳平均溶解入指数期微藻溶液中，从而使得指数期微藻溶液的PH值分布均匀。
3.因为在本发明的半连续培养时，微藻溶液样本的每次更新比的范围为20％至30％，因此，本发明能够进一步提升微藻的培养增殖速率。
4.因为本发明的适用于实验室酸化条件的微藻培养装置，用于实施上述的适用于实验室酸化条件的微藻培养方法，包括软质培养容器、给气装置以及给气管道，软质培养容器的内部容纳有指数期微藻溶液，并且上部向空气环境开放，给气装置用于供应二氧化碳，给气管道用于将给气装置和软质培养容器内的指数期微藻溶液连通，因此，本发明的适用于实验室酸化条件的微藻培养装置能够更好地实施适用于实验室酸化条件的微藻培养方法，并且结构简单、装配即移动方便。
5.因为本发明的给气装置对二氧化碳加压供应，并且给气管道与软质培养容器的底部连通，即在给气装置中直接对二氧化碳加压，使得二氧化碳加压供应至指数期微藻溶液，形成曝气效果，因此，本发明的给气装置能够同时实现给气和曝气的效果，使得本发明的实施更加便利、经济，并且能够通过对给气装置的出气控制便利地调节二氧化碳的给气速率。
6.因为本发明的软质培养容器的底部还设置有排出管，排出管通过球阀启闭，因此，本发明通过排气管能够便利地对微藻溶液样本进行更新，且能对更新比进行精确控制。
附图说明
图1为本发明的实施例的适用于实验室酸化条件的微藻培养方法的步骤示意图；
图2为本发明的实施例的普通培养环境与预定酸度的培养环境的球等鞭金藻的密度增长曲线的对比示意图；
图3为本发明的实施例的普通培养环境与预定酸度的培养环境的球等鞭金藻的最大光化学效率(A)、叶绿素含量(B)的对比示意图(p为显著性值)；
图4为本发明的实施例的普通培养环境与预定酸度的培养环境的球等鞭金藻的总蛋白含量(A)、可溶性糖(B)、总酚(C)、碳氮比(D)和总油脂含量(E)的对比示意图(p为显著性值)；
图5为本发明的实施例的适用于实验室酸化条件的微藻培养装置的示意图；
图6为本发明的实施例的滤膜耦合件的剖意图。
图中：S100、适用于实验室酸化条件的微藻培养方法，10、适用于实验室酸化条件的微藻培养装置，1、软质培养容器，11、排出管，2、给气装置，3、给气管道，31、滤膜耦合件，311、耦合本体，311a、耦合通孔，312、无菌滤膜，32、气体止回阀。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的适用于实验室酸化条件的微藻培养方法及装置作具体阐述，需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
如图1所示，本实施例中的适用于实验室酸化条件的微藻培养方法S100，用于对预定微藻进行培养，具体地，预定微藻为球等鞭金藻。
适用于实验室酸化条件的微藻培养方法S100包括以下步骤：
步骤S1：通过预定培养液将预定微藻培养至指数期，从而形成指数期微藻溶液。
在本实施例中，预定培养液为人工海水加上f/2营养盐，指数期微藻溶液的微藻接种密度为0.3×106cells/mL。
步骤S2：使得指数期微藻溶液与空气接触，并对指数期微藻溶液通入预定量的二氧化碳，从而形成微藻溶液样本。
具体地，通过曝气形式对指数期微藻溶液通入预定量的二氧化碳，从而使得指数期微藻溶液的PH值下降，并且预定量的二氧化碳在通入指数期微藻溶液之前经过无菌滤膜的过滤以消除二氧化碳所含杂质对指数期微藻溶液的污染，指数期微藻溶液的培养环境为普通培养环境，在本实施例中，指数期微藻溶液的PH值为PH8.1，微藻溶液样本的PH值为PH7.7。
步骤S3：对微藻溶液样本持续连续培养第一预定时长后，再对微藻溶液样本持续半连续培养第二预定时长。
具体地，第一预定时长与第二预定时长的比例范围为1:3-1:4。在半连续培养时，微藻溶液样本的每次更新比的范围为20％至30％，在本实施例中，培养的环境条件为：温度22℃，光强3000至3500k，光暗周期为12小时：12小时，第一预定时长为6天，第一预定时长为21天，更新频率为1次/天，每次更新20％，即将微藻溶液样本移除20％，然后再补充入20％。
如图2所示，将指数期微藻直接通过持续连续培养6天，再半连续培养21天与微藻溶液样本通过持续连续培养6天，再半连续培养21天全过程的微藻密度变化情况(即反应微藻培养增殖速率)，显然，微藻溶液样本对微藻的培养增殖速率更高；如图3所示，对培养完成后的两者的最大光化学效率、叶绿素含量进行比较，显然，微藻溶液样本的相关指标值更高；如图4所示，对培养完成后的两者的总蛋白含量、可溶性糖、总酚、碳氮比以及总油脂含量进行比较，显然，微藻溶液样本的相关指标值更高。
如图5所示，适用于实验室酸化条件的微藻培养装置10用于实施上述的适用于实验室酸化条件的微藻培养方法S100，包括软质培养容器1、给气装置2以及给气管道3。
软质培养容器1的内部容纳有预先调制的指数期微藻溶液，软质培养容器的上部通过开口向空气环境开放，软质培养容器1的底部还设置有排出管11，排出管11通过球阀(附图中未示出)启闭，具体地，排出管11通过球阀形在实现启闭的同时还可以调节球阀的开启大小，当更新微藻溶液样本，通过排气管11能够精准地控制微藻溶液样本的移除量。
给气装置2用于供应预定浓度的二氧化碳，并且给气装置2对二氧化碳加压供应，给气管道2与软质培养容器1的底部连通，具体地，给气装置2为容纳有加压的二氧化碳的气瓶，预定浓度为400ppm或者1000ppm。
给气管道3用于将给气装置2和软质培养容器1内的指数期微藻溶液连通。
给气管道3设置有无菌滤膜312和气体止回阀32，并且气体止回阀32较无菌滤膜312靠近软质培养容器1，当二氧化碳在给气管道3向内指数期微藻溶液加压流动时，无菌滤膜312用于对二氧化碳内含有的杂质进行去除，气体止回阀32用于阻止二氧化碳的逆流。
具体的，如图6所示，给气管道3上拦设有滤膜耦合件31，滤膜耦合件31包括耦合本体311和封装在耦合本体311内部的无菌滤膜312。
耦合本体311上具有对穿形成的耦合通孔311a，该对耦合通孔311a分别向无菌滤膜312的两侧开放，给气管道3具有两端管段，一段与给气装置2的出口连通，另一段与软质培养容器1的底部连通，且两段均对应插入耦合通孔311a内，从而使得从给气管道3流出的二氧化碳经过无菌滤膜312后流向气体止回阀32，并且流过气体止回阀32后，二氧化碳被阻止逆流，只能定向流入软质培养容器1内，对指数期微藻溶液进行二氧化碳的曝气溶解。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围，本领域普通技术人员在所附权利要求范围内不需要创造性劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。
Claims (9)
1.一种适用于实验室酸化条件的微藻培养方法，用于对预定微藻进行培养，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：通过预定培养液将所述预定微藻培养至指数期，从而形成指数期微藻溶液；
步骤S2：使得所述指数期微藻溶液与空气接触，并对所述指数期微藻溶液通入预定量的二氧化碳，从而形成微藻溶液样本；
步骤S3：对所述微藻溶液样本持续连续培养第一预定时长后，再对所述微藻溶液样本持续半连续培养第二预定时长。
2.根据权利要求1所述的适用于实验室酸化条件的微藻培养方法，其特征在于：
其中，在步骤S2中，通过曝气形式对所述指数期微藻溶液通入预定量的二氧化碳。
3.根据权利要求1所述的适用于实验室酸化条件的微藻培养方法，其特征在于：
其中，所述第一预定时长与所述第二预定时长的比例范围为1:3-1:4。
4.根据权利要求1所述的适用于实验室酸化条件的微藻培养方法，其特征在于：
其中，在半连续培养时，所述微藻溶液样本的每次更新比的范围为20％至30％。
5.根据权利要求1所述的适用于实验室酸化条件的微藻培养方法，其特征在于：
其中，预定量的二氧化碳在通入所述指数期微藻溶液之前经过无菌滤膜的过滤。
6.一种适用于实验室酸化条件的微藻培养装置，用于实施权利要求1-5任意一项所述的适用于实验室酸化条件的微藻培养方法，其特征在于，包括：
软质培养容器，内部容纳有所述指数期微藻溶液，
给气装置，用于供应预定浓度的二氧化碳，
给气管道，用于将所述给气装置和所述软质培养容器内的所述指数期微藻溶液连通，
其中，所述软质培养容器的上部向空气环境开放。
7.根据权利要求6所述的适用于实验室酸化条件的微藻培养装置，其特征在于：
其中，所述给气装置对二氧化碳加压供应，并且所述给气管道与所述软质培养容器的底部连通。
8.根据权利要求6所述的适用于实验室酸化条件的微藻培养装置，其特征在于：
其中，所述软质培养容器的底部还设置有排出管，该排出管通过球阀启闭。
9.根据权利要求6所述的适用于实验室酸化条件的微藻培养装置，其特征在于：
其中，所述给气管道设置有无菌滤膜和气体止回阀，并且该气体止回阀较所述无菌滤膜靠近所述软质培养容器，
当二氧化碳在所述给气管道内流动时，所述无菌滤膜用于对二氧化碳内含有的杂质进行去除，所述气体止回阀用于阻止二氧化碳逆流。
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