日前，由中國科學院海洋研究所劉建國研究員等完成的“微藻規(guī)模培養(yǎng)的管道光生物反應器”獲國家發(fā)明專利授權。

       該發(fā)明屬于微藻生物技術領域，具體是一種封閉式微藻規(guī)模培養(yǎng)的管道光生物反應器裝置。該發(fā)明采用大型氣體解析裝置、將直線平行排列的透明管道進行并聯(lián)、機械推動水體流動、以及細胞相互遮光等新思路，解決了封閉管道光生物反應器氣體交換難的問題，降低了氧化損傷作用，有效補償二氧化碳，保障微藻正常光合代謝，降低了強光引起的光損傷作用，減少了氣泡柱形成對水流阻礙作用，突破了管道長度增加的限制，提高了微藻培養(yǎng)效率，很容易將封閉式管道光生物反應器放大到幾噸到上百噸。同時將管道光生物反應器建立在太陽光線充足的地方，充分利用自然陽光降低培養(yǎng)成本。

       該發(fā)明的優(yōu)點是：克服了受材料和技術限制——封閉光生物反應器不能有效放大的技術難題，通過建立兩個大型封閉氣體解析裝置與多條平行的透明管道并聯(lián)，理論上可以無限放大培養(yǎng)微藻，為微藻資源的有效開發(fā)利用提供了高效途徑。它借助機械裝置推動水流動和攪拌藻液，不僅保障了體系內部的培養(yǎng)液消毒充分和營養(yǎng)分布均勻一致，避免了反應器內存在的死角問題，而且氣體交換(解析氧氣和利償二氧化碳)充分。微藻規(guī)模培養(yǎng)的管道光生物反應器建立在太陽光線充足的地方(如室外、日光溫室或塑料大棚內)，最經(jīng)濟地利用自然陽光。改變傳統(tǒng)透明管道的“U”回折為直線狀平行排列，在管道兩端分別設置氣體解析裝置，不僅增加了氣體交換，同時防止了氣泡在透明管道內增大形成氣柱，避免了氣柱對藻液流動產(chǎn)生的阻礙作用。構建可應用到生產(chǎn)中的噸級以上新型封閉式光生物反應器裝置，成為開發(fā)微藻資源的關鍵核心技術。

       微藻作為生物圈中第一生產(chǎn)力的重要組成部分，是水生態(tài)系統(tǒng)中水產(chǎn)動物整個生長過程(或特定發(fā)育階段)的唯一餌料或餌料生物的餌料。同時，微藻接近植物種類的500/o，在種質、生態(tài)分布、遺傳信息、生化組成、代謝途徑等方面具有出多樣性、復雜性和特殊性，進一步?jīng)Q定了其潛在的營養(yǎng)和藥學價值，人類可能從中開發(fā)出大量結構特異的高附加值生物活性成分。而自然界并沒有可以大量直接收集的微藻，開發(fā)微藻資源需要通過工程培養(yǎng)生產(chǎn)原料。國際上，目前微藻規(guī)模化人工培養(yǎng)主要有開放池和封閉光生物反應器兩類方式：開放式培養(yǎng)(如循環(huán)跑道池)相對簡單、投資低，但該方式培養(yǎng)條件變化較大，微藻產(chǎn)率低，并存在嚴重的生物污式光生物反應器雖然投資費用相對較大，由于可以調控多項培養(yǎng)參數(shù)，更易于控制生物污染，培養(yǎng)微藻的產(chǎn)率更高，近年來微藻研究已經(jīng)成為該領域研發(fā)主要趨勢。