技术摘要：
本发明属于生物工程或生物物理技术领域，涉及一种微电场/磁场复合调控丝状微藻生物量的方法；丝状微藻在收获、抗虫害污染等方面具有特有工业应用优势，且藻细胞常含有高油脂、多糖及生物活性物质，可作为高附加值保健品、动物饲料、生物柴油等行业的生产原料；本发明利  全部
背景技术：
由于微藻富含蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素以及叶绿素等，具有较高的营养 价值，在食品、医药、化妆品、燃料、净化环境等都有着广泛应用，所以关于微藻生长影响因 素人们做了大量的研究。由于丝状微藻易采收、油脂含量高、生命力顽强可在极端环境中生 长，培养成本较低，所以丝状微藻是未来最有应用潜力的研究方向。对微藻等微生物培养效 果提升的研究主要集中在培养条件优化，传统诱变筛选以及分子生物学的基因改造等方 面。然而，开放环境条件可控性有限、优化难以实施；诱变育种方向性差、工作量庞大，而现 代基因工程手段研究投入成本较高。要想充分发挥水解酸化耦合丝状微藻开放体系处理废 水潜力，就需要以经济、有效的方式为藻类生长的改善提供新的策略。 其中磁场、电场作为安全非电离辐射物理场，具有清洁无污染、适用范围广、操作 简单、易放大、效果好等优点。近年来，磁/电场促进微生物生化进程已成功应用。Tu等研究 报道，静磁场作用于微藻-细菌共生系统，促进了微藻生物量的累积及水中产氧量； Kricelle等研究表明静态磁场可以增加小球藻对CO2的生物固定作用，与对照组相比，60mT 磁强作用于小球藻1h/d，CO2生物固定增加了49.7％，CO2固定与微藻收获生物量有着直接的 联系，这种方法有效的促进微藻生长和二氧化碳生物固定作用；Darcy等研究结果表明：经 10mT处理的微藻，在透射电镜下观察微藻叶绿体增大，类囊体排列减少，说明光合作用显著 增强，这与先前的研究结论一致；Han等研究用城市污水培养小球藻，通过静磁场处理后降 低了废水的浑浊度，增加活性氧，杀死水中的病原菌。Qin等研究结果，脉冲电场可以微生物 细胞裂解，故具有灭活细菌的作用； 电场或磁场等在一定程度上可以促进微藻的生长，物理场具有杀菌作用，降低污 染程度，从而更好地促进微藻生长，提高其营养价值。但是，与单独外加磁场、电场相比，将 这两种低强度物理场同时引入该体系则是否可以起到显著的协同增效作用并不可知；物理 场中的电场和磁场共同作用于微藻，未有研究报道；如何结合电场和磁场调控丝状微藻生 物量，使得微藻生长代谢和生物量产生累积效应，是亟需解决的问题。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的不足，本发明旨在解决所述问题之一；提供一种微电场/磁 场复合调控丝状微藻生物量的方法。 为了实现以上目的，本发明微电场/磁场复合调控丝状微藻生物量的方法，具体包 括以下步骤： (1)丝状微藻的培养：首先配制微藻培养基，然后接种对数生长期微藻于含有培养 基的培养容器中，再转移至人工气候培养箱中进行培养，设置光照条件为1000～10000Lux、 3 CN 111607587 A 说　明　书 2/4 页 温度为10～40℃和光照时间为24h进行培养，所述丝状微藻批式培养周期为9～15d； (2)在微藻的培养过程中，通过磁场装置对培养容器内的微藻提供一定强度的磁 场；其中磁场装置由磁铁或磁感线圈组成，磁铁设置于培养容器的两侧，磁场强度大小调节 由两边增减磁铁控制或通过调控线圈匝数或电流强度控制其强度；通过电场装置对培养容 器内的微藻提供一定强度的电场；其中电场由常规电极连接恒流电源组成；通过电场/磁场 的复合调控，实现丝状微藻生物量的增长。 优选的，步骤(1)中所述微藻培养基由水和培养营养盐成分组成；所述水为山泉 水、井水、自来水或农业污水；所述培养营养盐成分具体为：300mg/L  CO(NH2)2(尿素)、60mg/ L  KH2PO4、60mg/L  MgSO4·7H2O和1mg/L  FeSO4·7H2O。 优选的，步骤(1)中所述的培养容器为透明玻璃材质。 优选的，步骤(1)中所述丝状微藻接种量为0.1～0.2g/L，所述培养过程使用空气 泵或空压机持续通气以阻止丝状藻的沉降；所述通气过程中混入浓度为0.5～5％的二氧化 碳，提高光合作用效果。 优选的，步骤(1)中所述为光照条件为5400Lux、温度为25℃，批式培养周期为9d。 优选的，步骤(1)中所述丝状微藻培养容器使用前使用NaClO过夜消毒；NaClO以有 效氯浓度计算，有效氯的终浓度为7.5ppm；所述丝状微藻接种对数生长期为微藻藻种活化 生长后3～6天。 优选的，步骤(2)中所述电场/磁场的复合调控的作用方式-叠加磁场磁感线方向 与电场方向，两者组合成一定角度，夹角为0～180°。 优选的，步骤(2)中所述磁场强度大小调节由两边增减磁铁控制，磁场强度在0～ 60mT，但不能为0；所述磁场为静磁场，磁场对微藻培养过程中施加的时间为1h～24h/d。 优选的，步骤(2)中所述电场强度大小由电源控制，电场强度在0～1.2V/cm，但不 能为0；所述电场在丝状微藻生长至对数生长期时进行施加，施加时间为10～60min。 本发明的有益效果为： (1)本发明提供的方法所需设备简单，操作方便成本低；联合弱电场/磁场共同作 用于丝状微藻生长过程，实现促进微藻生长的作用；复合场和仅仅电场作用相比，微藻生物 量提高10～22％；复合场调控还可以起到杀菌杀虫的作用，解决微藻工业化培养过程中遭 受轮虫等微生物污染问题。 (2)复合场调控并不是简单的累加，简单的累加并不能起到良好的效果；需要确定 何时施加、施加的强度以及施加的时间；本发明限定磁场强度在30～60mT，施加的时间为1h ～24h/d；电场强度在0.6～1.2V/cm，施加时间为30～60min，基于这些条件，才能通过复合 场调控降低微藻生产成本，实现微藻生物量累积，提高生物化合含量及微藻营养价值。 附图说明 图1为实施例1中的丝状微藻在不同条件处理下的生物量浓度。 图2为实施例1中的丝状微藻在不同条件处理下的TN去除百分含量。 图3为实施例2中的丝状微藻在不同条件处理下的生物量浓度。 图4为实施例2中的丝状微藻在不同条件处理下的TN去除百分含量。 4 CN 111607587 A 说　明　书 3/4 页