醋酸盐兼养培养下蛋白小球藻油脂积累的研究

以醋酸盐作为蛋白小球藻兼养生长中的有机碳源,采用尼罗红三维荧光-区域体积积分法测定中性脂含量,研究了蛋白小球藻生长过程中的中性脂积累规律,分析了兼养和自养条件下生物量产率、总脂产率以及油脂的脂肪酸组成差异.结果显示,加入醋酸钠后,蛋白小球藻即进入对数增长期,生长迅速,且同时启动中性脂的积累.5g/L醋酸钠既能促使藻细胞生长和中性脂的持续积累,又能避免过高的有机碳源所带来的环境胁迫,培养12d后,单位细胞中性脂含量达到自养条件下对照样的4.5倍,生物量和总脂产率分别是对照样的2.1倍和3.1倍.5g/L醋酸钠作用下,油脂脂肪酸以饱和脂肪酸C16:0(22.42%)和不饱和脂肪酸C18:1(31.58%)、C18:2(10.89%)为主.

固定化核蛋白小球藻对人工废水中不同形态氮和磷的去除

采用固定化核蛋白小球藻去除人工废水中不同形态的氮磷,以评估其在生态环境中的生物选择性和可利用性.研究结果表明,当废水中同时存在氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮时,固定化微藻首先去除氨氮,然后依次是亚硝酸盐氮和硝酸盐氮,在为期5d的试验中其去除率分别为100%、79.2%±0.8%和61.2%±0.2%;当废水中同时存在正磷酸盐和六偏磷酸盐时,固定化核蛋白小球藻优先去除正磷酸盐,然后去除六偏磷酸盐,在为期4d的试验中,其去除率分别为71.4%±1.6%和80.3%±1.0%.因此,固定化核蛋白小球藻对不同形态氮和磷的去除具有一定的选择性.

低温水热预处理对高蛋白小球藻N分布和藻渣热解特性的影响

利用水热釜研究了低温水热预处理过程中高蛋白小球藻的水热降解特性,考察了125-200℃各相产物产率、元素组成、能量回收率和关键元素C、N的分布规律。结果表明,大量的C、N元素富集在水相中,且提高温度(>175℃)有利于脱氨反应进而提高水相中NH3的相对含量。随着预处理温度升高,N在油相产物中分布逐渐增加且在175℃后快速增加;固相产率及能量回收率逐渐降低,但同时其N/C和O/C也降低,表明水热预处理是一个提质过程。借助FT-IR、XPS、TG-FTIR-MS和Py-GC-MS对比分析了原料和藻渣的官能团结构和热降解特性。结果表明,水热预处理过程改变了C、N不同官能团的相对含量,与原料相比,藻渣中C-C相对含量增加,而C-N、C-O等相对含量降低;除了蛋白质-N和季胺类-N,预处理后藻渣中出现了少量吡啶-N。固体藻渣官能团组分含量和结构变化降低了热失重过程NH3和HCN的释放、及快速热解产物中含N杂环化合物的含量。

城市污水培养富油蛋白小球藻的研究

为研究城市污水培养富油蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidsa)的可行性,分别采用了高压和紫外2种方式进行城市污水的灭菌,对蛋白核小球藻进行培养,考察了净化水质的效果及其油脂含量和脂肪酸组成的变化.结果表明:该株蛋白核小球藻有较高的耐污能力,对城市污水有较好的净化效果.紫外灭菌和高压灭菌后培养的蛋白核小球藻对水质的净化效果差别不大,其中COD去除率高于67.0%,总氮和氨氮去除率高于95%,总磷去除率最高达到92.87%,其中紫外灭菌培养的藻在生长初期对COD的去除率更有效.高压灭菌后培养的藻的生物量是紫外灭菌后培养的藻生物量的1.43倍,灭菌方式对城市污水培养藻的油脂含量的影响较小.基于生产的成本和操作的便利性,紫外灭菌方式更适用于基于城市污水大规模养藻系统.

蛋白核小球藻光谱辐射特性实验研究

微藻是一种非常有发展前景的生物质能源。为提高其生物质产率并降低成本,需要对光生物反应器进行优化设计,藻细胞光谱辐射特性是进行相关光学分析的基础物性参数。本文对蛋白核小球藻(Chlorella Pyrenoidosa)在可见光波段的光谱吸收截面、散射截面、衰减截面、散射反照率等光谱辐射特性参数进行了实验研究。在3种不同藻细胞浓度下测得的光谱吸收截面、散射截面及衰减截面基本相同,这与光散射理论结果吻合,即截面参数与粒子浓度无关,验证了测量结果的准确性。本文测量数据可为蛋白核小球藻混悬液中光场分布分析及相关光生物反应器优化提供必要的光学物性参数。

喹诺酮和四环素两类抗生素对蛋白核小球藻的生理生化响应

以3种常见的喹诺酮类抗生素(氧氟沙星(OFX)、恩诺沙星(ENR)、环丙沙星(CIP))和2种四环素类抗生素(四环素(TC)和土霉素(OTC))为目标污染物,研究其在96 h暴露时间下的藻细胞生长抑制率及对叶绿素、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、总蛋白(TP)和微量丙二醛(MDA)的生理生化响应。结果表明,5种抗生素的生长抑制与叶绿素a(Chl a)均呈正相关关系;除环丙沙星外,其余抗生素暴露下的MDA含量随浓度的升高而升高;2种四环素的暴露会增强SOD的活性,而喹诺酮类抗生素暴露后会降低SOD的活性。环丙沙星对蛋白核小球藻的生长出现了低浓度促进和高浓度抑制现象,其中环丙沙星的最大促进效应为17.39%,归因于环丙沙星的暴露加速了光合速率并且增强了藻细胞CAT酶的活性。5种抗生素的暴露对TP的生成都有一定的促进作用。研究结果为这5种抗生素对水生生态系统的潜在风险评估提供科学依据和理论基础。

基于蛋白核小球藻响应预测土壤铅、锌和镉浓度

基于绿藻响应预测土壤重金属浓度具有时间短、成本低的优点。本研究以Pb、Zn、Cd及其混合物污染土壤为研究对象,以蛋白核小球藻作为受试生物,通过土壤浸提液暴露的响应预测单一重金属及其混合物的浓度。研究结果表明,不同浓度Pb、Zn、Cd及其混合物污染土壤浸提液对蛋白核小球藻均具有平滑且单调的浓度-效应曲线(concentration-response curves,CRCs);在暴露时间为96~168 h,重金属及其二元、三元混合物浓度大小与蛋白核小球藻的生长抑制率成正比。将未测试绿藻响应的重金属及其混合物污染土壤浸提液进行绿藻暴露实验,每个重金属及其混合物设置2~3个浓度点,测试其对蛋白核小球藻的毒性响应,将毒性响应值分别代入单一重金属及其混合物的CRCs,预测重金属及其混合物的浓度。结果表明96 h暴露数据可准确预测土壤Pb、Zn、Cd单一及混合污染土壤。因此,基于蛋白核小球藻响应预测土壤铅、锌和镉浓度具有可行性,且96 h的绿藻暴露数据更适用于预测。

蛋白核小球藻产油率的影响因素

采用BG-11为基础培养基,通过添加、替换不同碳源和氮源、改变碳源和氮源比例、去除磷元素或硫元素及额外添加植物生长调节剂建立不同培养体系,进行蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)培养,考察各因素对蛋白核小球藻生长情况及产油率的影响。结果表明,无论是自养体系还是异养体系,蛋白核小球藻生长量和产油率均比普通小球藻(Chlorella vulgaris)更优,异养体系下2种小球藻产油率分别为20.14%和18.66%;葡萄糖为碳源时蛋白核小球藻生长情况最好且产油率最高,产油率为26.40%;氮源为尿素时蛋白核小球藻有最大产油率,为32.70%;碳氮比为30∶1时蛋白核小球藻产油率最高,为34.42%;硫元素缺乏时蛋白核小球藻产油率比对照提高28.54个百分点;1.5 mg/L茉莉酸干扰下,蛋白核小球藻产油率最高,为40.42%。由此得出,蛋白核小球藻生长量和产油率都比普通小球藻更优;葡萄糖为最优碳源;尿素为最优氮源;碳氮比为30∶1时产油率最高;硫元素缺乏时对蛋白核小球藻影响更大;1.5 mg/L茉莉酸干扰下,蛋白核小球藻产油率最高。

蛋白核小球藻原位催化制备生物柴油的研究

化石燃料是全球能源供应的主要来源,在过去的几十年里,由于人口和能源需求的增加,导致能源消耗和CO_(2)排放量迅速增加,加剧了全球气候变化。利用生长迅速、含油量高、对环境友好的蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)催化转化生物柴油具有很大发展潜力,可以实现“碳中和”及可持续发展。传统的两步酯交换法制备生物柴油在经济环境上是不可行的,脱水干燥和脂质提取过程消耗了大量能源和成本,采用“一步”原位酯交换方法替代传统的两步酯交换将微藻转化为低成本高附加值产品,可以实现高生物柴油产率及高C16、C18脂肪酸甲酯组分含量,产生高质量的生物柴油,具有生态和经济效益。

蛋白核小球藻降解四环素的途径及机理

用离子阱测定四环素非生物降解的产物及加入蛋白核小球藻后生物降解的产物,根据降解产物推测出四环素可能的降解途径,探究蛋白核小球藻生物去除四环素的过程中,生物吸附、生物吸收和生物降解3个过程分别对四环素去除效果的贡献程度,揭示四环素在蛋白核小球藻作用下的代谢途径及占主导的代谢过程。结果表明,蛋白核小球藻对四环素的降解有明显的促进作用,其中生物降解起主导作用,其次为生物吸附。在蛋白核小球藻存在的情况下,四环素经过脱甲基作用、脱氢作用、脱羰基作用和脱氨基作用等反应达到降解的效果。

蛋白核小球藻多糖对石斑鱼损伤肠道的保护作用

近年来,由于高密度养殖和高蛋白高脂饲料以及抗生素的滥用,鱼类肠道疾病变得越来越普遍,严重影响鱼类的生长质量,甚至导致鱼类死亡。鱼类的肠道是非常重要的消化器官,它能将食物分解成更小的分子,并吸收这些分子以提供营养。鱼类的肠道内有微生物群落,可以分解食物中难以消化的多糖和其他复杂分子,将其转化为可被鱼类可吸收的形式,如氨基酸和脂肪酸等。因此,肠道对于鱼类营养吸收起着至关重要的作用,保持健康的肠道能够促进鱼类的生长和健康。

铜、锌和锰抑制蛋白核小球藻生长的毒性效应

运用评价化学品毒性藻类测试的标准实验方法 ,得到铜、锌和锰对蛋白核小球藻生长的安全浓度分别为31 .8μg/L、65.0 μg/L和 5.5mg/L ,抑制蛋白核小球藻生长的 96h EC50 分别为 67.3μg/L、4 73.0 μg/L和 1 7.0mg/L .实验结果表明无论从安全浓度还是从 96h EC50 考虑 ,都证明抑制蛋白核小球藻生长的毒性由大到小的顺序是铜 >锌 >锰 .不同金属离子与藻细胞的不同亲和性是导致金属离子抑制蛋白核小球藻生长毒性差异的主要原因 .

蛋白核小球藻不同培养方式的比较

采用自养、异养、混养3种方式对蛋白核小球藻15 2070进行了培养.测定了3种培养方式获得的生长曲线、最高生物量(干重)和最大比生长速率.对3种方式培养获得的藻细胞的化学组分进行了检测,并比较了三者之间的差异.

蛋白核小球藻对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的生物吸附及其影响因素

藻类吸附作用影响重金属在水生生态系统中的迁移过程及其环境行为。同时,利用藻类吸附能力是修复重金属污染水体和重金属废水处理的一项清洁、廉价和高效的技术。测定了蛋白核小球藻对Pb2+和Cd2+的吸附和脱附动力学,表明吸附是快速表面过程,吸附4 h后基本达到平衡,不易脱附。研究了蛋白核小球藻对Pb2+和Cd2+的吸附热力学,绘制了吸附等温线,并用Langmuir模型进行拟合,相关系数R2分别为0.9906和0.9827,计算得到最大吸附量分别为0.373 mmol Pb/g和0.249 mmolCd/g。考察了pH值、离子强度和温度等环境因素对蛋白核小球藻吸附Pb2+和Cd2+的影响。结果表明,蛋白核小球藻对Pb2+和Cd2+的吸附量在pH值5.0—6.0之间达到最大值,并随着溶液离子强度的增加而降低,随着溶液温度的升高而增加。温度的影响还表明,蛋白核小球藻对Pb2+和Cd2+的吸附是吸热过程。实验还考察了水体环境中普遍存在的溶解性有机质主要成分-富里酸的影响,表明富里酸会抑制蛋白核小球藻对Pb2+和Cd2+的吸附,重金属离子浓度较低时的抑制效果更明显,最大抑制率分别达到了34.2%和34.9%。由于其对重金属的较高吸附量和吸附本身快速完成的特性,蛋白核小球藻有望成为较理想的生物吸附剂,在重金属污染水体的生物修复及废水处理中发挥重要作用。

铜绿微囊藻和蛋白核小球藻对不同形态有机磷的利用及其生长

本研究探索了铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)在单藻批式培养条件下对三种不同形态的可溶性有机磷化合物:1-磷酸-葡萄糖,环磷酸腺苷(c-AMP)和三磷酸腺苷(ATP)的利用及其生长.结果表明铜绿微囊藻和蛋白核小球藻能够利用这三种有机磷源进行生长.铜绿微囊藻对三种不同形态有机磷源的利用效率由高到低依次是:1-磷酸-葡萄糖,ATP和c-AMP,尤其是对磷酸单酯类磷源——1-磷酸-葡萄糖有极高的利用效率,在该磷源培养条件下微囊藻最大藻浓度能达到正磷酸盐培养条件下的最大藻浓度.小球藻对1-磷酸-葡萄糖和ATP的利用率略高于c-AMP.总体上铜绿微囊藻对这三种有机磷源的利用能力要高于小球藻.碱性磷酸酶与藻利用有机磷的能力有重要的关系,藻对有机磷的利用能力随着胞内酶活的增加而增强.随着富营养化程度的加剧,水体中可溶性有机磷在总磷中的比例也不断升高,铜绿微囊藻对可溶性有机磷的较强利用能力,可能促使其成为富营养化水体中优势种的原因之一.

蛋白核小球藻与DEP的相互作用

运用评价化学品对藻类毒性的标准实验方法，得出邻苯二甲酸二乙酯（ＤＥＰ）抑制蛋白核小球藻生长的９６ｈ－ＥＣ５０为８０ｍｇ／Ｌ。实验结果表明，蛋白核小球藻对ＤＥＰ有明显的富集与降解作用，富集量和浓缩系数（ＢＣＦ）都在１２ｈ达到最大，分别为９．８ｍｇ／ｇ和２０５。此后富集量随时间的延长而逐渐降低，９６ｈ降到１．８ｍｇ／ｇ。ＢＣＦ在７２ｈ内也随时间的延长而逐渐减小，并在７２ｈ降到最小８０，７２ｈ以后又随时间的延长而升高，９６ｈ增加到９１。蛋白核小球藻日平均降解７．３ｍｇ／ＬＤＥＰ，日平均降解率１４．６％。用动力学方程（－ｄｅ／＆＝ＫＮ，）拟合降解过程，计算值与实测值的平均相对偏差为４．０％。

不同形态磷酸盐对铜绿微囊藻和蛋白核小球藻生长的影响

为了探讨不同形态磷酸盐对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)藻细胞生长的影响,采用3种不同形态的磷酸盐:磷酸氢二钾(K2HPO4),焦磷酸钠(Na4P2O7)和三聚磷酸钠(Na5P3O10)作为BG-11培养基中的添加磷源.从两种藻的生长趋势可以看出,在K2HPO4培养基中小球藻在生长初期生长速度显著高于微囊藻,当小球藻的生长到达静止期时,微囊藻的生长速度便超过了小球藻且其藻密度也高于小球藻;而在焦磷酸钠和三聚磷酸钠培养基中,小球藻的生长速度要显著高于微囊藻.同时微囊藻和小球藻在K2HPO4培养基中的生长速度则始终高于另两种磷酸盐培养基中的生长速度.藻细胞碱性磷酸酶活性变化曲线也显示,小球藻的磷利用能力要高于微囊藻.由此可见,小球藻对磷的吸收利用能力高于微囊藻,从而表明铜绿微囊藻成为水华优势种并不是取决于其对磷酸盐的吸收利用能力.

蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)微板毒性分析方法优化

以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa,CP)为指示生物,96孔微板为暴露载体,污染物对藻的72 h生长抑制率为毒性指标,通过系统地检测蛋白核小球藻的生长曲线和吸收光谱,确定藻细胞密度和683 nm波长处光密度(D683)之间的线性关系,考察不同初始藻密度、照度、暴露时间和暴露体积对藻生长的影响,建立了蛋白核小球藻微板毒性分析方法(CP-MTA法).将CP-MTA法应用于重金属盐、除草剂、杀虫剂以及离子液体等8种化学品对蛋白核小球藻的生长抑制毒性测试,以pEC50为毒性指标,毒性大小顺序为敌草快>CuSO4.5H2O≈CdCl2.2.5H2O>氯化1-甲基-3-辛基咪唑([Omim]Cl)>草甘膦>氯化1-甲基-3-丁基咪唑([Bmim]Cl)>敌敌畏>乐果,与文献结果一致.CP-MTA法由于以微板为反应载体,所需样品少,便于多次平行,数据重复性好.

蛋白核小球藻提取物的抑瘤作用及对免疫功能的影响

目的: 研究蛋白核小球藻提取物(CE)的抗癌作用及其对免疫功能的影响。方法: 以动物移植性肿瘤肉瘤S180、肝癌HCA腹水瘤为模型,以环磷酰胺为阳性对照,以生理盐水为阴性对照,观察356、178mg/ml的CE的体内外抗肿瘤作用,采用CE对巨噬细胞吞噬功能及对淋巴细胞增殖反应的作用观察其对免疫系统的影响。结果: 两种浓度的CE与阴性对照组相比在体外对肉瘤S180、肝癌HCA腹水瘤细胞均有较强的杀伤力,在体内对两种肿瘤抑癌作用显著,与环磷酰胺联合使用效果更佳,且CE对小鼠免疫系统具有较强的激活作用。结论: CE对移植性S180肉瘤小鼠和肝癌HCA腹水瘤小鼠具有抗肿瘤作用及化疗增效作用,并对免疫功能有调节作用。

蛋白核小球藻对铅、镉和汞吸附速率及其影响因素的研究

通过吸附时间、藻细胞密度和重金属浓度等参数条件的变化,研究蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)对海水中Pb2+、Cd2+和Hg2+的吸附。结果表明,蛋白核小球藻对Pb2+、Cd2+和Hg2+的吸附率分别在2～4d内快速升高后趋于平衡,而吸附量在第1d达到最大值后逐渐变小。藻细胞密度为1×106cell·mL-1时,吸附量最大,当藻细胞密度达到4×106cell·mL-1时,吸附率增幅减小并趋于平衡。随着Pb2+、Cd2+和Hg2+浓度升高,吸附率呈逐渐变小趋势,吸附量却增加。蛋白核小球藻吸附Pb2+符合Freundlich等温线方程,而吸附Cd2+和Hg2+符合Dubimim-Radushkevich等温线方程。蛋白核小球藻对Pb2+、Cd2+和Hg2+的最大吸附量分别为4.84、37.7mg·L-1和5.61μg·L-1,吸附能力顺序为Cd2+>Pb2+>Hg2+。