微藻规模培养的管道光生物反应器获国家发明专利

        日前，由中国科学院海洋研究所刘建国研究员等完成的“微藻规模培养的管道光生物反应器”获国家发明专利授权。

        该发明属于微藻生物技术领域，具体是一种封闭式微藻规模培养的管道光生物反应器装置。该发明采用大型气体解析装置、将直线平行排列的透明管道进行并联、机械推动水体流动、以及细胞相互遮光等新思路，解决了封闭管道光生物反应器气体交换难的问题，降低了氧化损伤作用，有效补偿二氧化碳，保障微藻正常光合代谢，降低了强光引起的光损伤作用，减少了气泡柱形成对水流阻碍作用，突破了管道长度增加的限制，提高了微藻培养效率，很容易将封闭式管道光生物反应器放大到几吨到上百吨。同时将管道光生物反应器建立在太阳光线充足的地方，充分利用自然阳光降低培养成本。

        该发明的优点是：克服了受材料和技术限制——封闭光生物反应器不能有效放大的技术难题，通过建立两个大型封闭气体解析装置与多条平行的透明管道并联，理论上可以无限放大培养微藻，为微藻资源的有效开发利用提供了高效途径。它借助机械装置推动水流动和搅拌藻液，不仅保障了体系内部的培养液消毒充分和营养分布均匀一致，避免了反应器内存在的死角问题，而且气体交换(解析氧气和利偿二氧化碳)充分。微藻规模培养的管道光生物反应器建立在太阳光线充足的地方(如室外、日光温室或塑料大棚内)，最经济地利用自然阳光。改变传统透明管道的“U”回折为直线状平行排列，在管道两端分别设置气体解析装置，不仅增加了气体交换，同时防止了气泡在透明管道内增大形成气柱，避免了气柱对藻液流动产生的阻碍作用。构建可应用到生产中的吨级以上新型封闭式光生物反应器装置，成为开发微藻资源的关键核心技术。

        微藻作为生物圈中第一生产力的重要组成部分，是水生态系统中水产动物整个生长过程(或特定发育阶段)的唯一饵料或饵料生物的饵料。同时，微藻接近植物种类的500/o，在种质、生态分布、遗传信息、生化组成、代谢途径等方面具有出多样性、复杂性和特殊性，进一步决定了其潜在的营养和药学价值，人类可能从中开发出大量结构特异的高附加值生物活性成分。而自然界并没有可以大量直接收集的微藻，开发微藻资源需要通过工程培养生产原料。国际上，目前微藻规模化人工培养主要有开放池和封闭光生物反应器两类方式：开放式培养(如循环跑道池)相对简单、投资低，但该方式培养条件变化较大，微藻产率低，并存在严重的生物污式光生物反应器虽然投资费用相对较大，由于可以调控多项培养参数，更易于控制生物污染，培养微藻的产率更高，近年来微藻研究已经成为该领域研发主要趋势。