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  光氧生物反應(yīng)器技術(shù)作為光氧生物特別是藻類生物技術(shù)，包括藻類生物能源生產(chǎn)、污水處理、碳固定、環(huán)境污染生物傳感檢測(cè)、營(yíng)養(yǎng)健康食品乃至藥品研發(fā)生產(chǎn)等，已成為現(xiàn)代生物技術(shù)中不可替代的重要工具。易科泰生態(tài)技術(shù)公司積20年來藻類培養(yǎng)與測(cè)量監(jiān)測(cè)技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)及近10年來的研發(fā)，提供光氧生物反應(yīng)器——藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測(cè)技術(shù)全面解決方案，廣泛應(yīng)用于藻類生物技術(shù)、藻類表型分析、生態(tài)環(huán)境研究監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

• 多通道智能LED光源技術(shù)，溫度、CO2、pH等不同環(huán)境控制
• 在線監(jiān)測(cè)光密度、葉綠素?zé)晒夤夂仙碇笖?shù)、溶解氧、pH、碳排放等
• 通過葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)，在線監(jiān)測(cè)藻類生長(zhǎng)狀態(tài)、脅迫狀態(tài)、生理健康狀態(tài)等
• 可在線監(jiān)測(cè)藻類熒光快速動(dòng)力學(xué)曲線OJIP
• 可在線監(jiān)測(cè)Q^-A再氧化動(dòng)力學(xué)，詳細(xì)解析光合作用電子傳遞過程
• 早期、無損、超高靈敏度在線監(jiān)測(cè)藻類對(duì)環(huán)境的響應(yīng)，如對(duì)環(huán)境污染的響應(yīng)等

應(yīng)用案例：

  Aleksandra等（Scientific Report，2024）利用光養(yǎng)生物反應(yīng)器技術(shù)與雙調(diào)制超高靈敏度葉綠素?zé)晒鈧鞲屑夹g(shù)，對(duì)抗污涂層（antifouling）對(duì)水環(huán)境污染及藻類早期響應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)選用AF1、AF2、AF3、AF4四種抗污涂層，在早期分別浸入生物反應(yīng)器的萊茵衣藻培養(yǎng)體系中，這4種涂層的氧化銅含量保持一致，但代森鋅（Zineb）濃度依次為12.8%、8.6%、4.3%、及無Zineb，無AF涂層侵入的作為對(duì)照組（control），通過監(jiān)測(cè)和分析藻類培養(yǎng)過程中的光合指標(biāo)Fv/Fm、超高靈敏度葉綠素?zé)晒釷^-_A再氧化動(dòng)力學(xué)等參數(shù)，用于評(píng)估藻類對(duì)AF涂層污染的早期響應(yīng)。

左圖為系統(tǒng)配置，包括平板式光養(yǎng)生物反應(yīng)器與雙調(diào)制葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量單元；右圖為四個(gè)處理組（AF1、AF2、AF3、AF4）和對(duì)照組24小時(shí)內(nèi)Fv/Fm（反映PSII光合效率）變化

  通過PSII光化學(xué)最大光量子產(chǎn)率（Fv/Fm）這一參數(shù)（參見上圖）來評(píng)估AF涂層對(duì)PSII活性的影響?？梢钥闯?，所有測(cè)試的AF涂層均對(duì)萊茵衣藻的光合活性有顯著的抑制作用，在暴露后的第1個(gè)小時(shí)內(nèi)Fv/Fm急劇下降，之后Fv/Fm值緩慢上升，并在第11小時(shí)達(dá)到最大值，然而，這種恢復(fù)后的水平仍然比對(duì)照組低50%。

  通過對(duì)Q^-_A再氧化動(dòng)力學(xué)在線監(jiān)測(cè)，更詳細(xì)地理解電子傳遞過程以及PSII在不同環(huán)境條件下的動(dòng)態(tài)行為（參見下圖）。結(jié)果表明，AF涂層對(duì)Q^-_A再氧化動(dòng)力學(xué)有顯著影響，不同AF處理下動(dòng)力學(xué)曲線呈現(xiàn)出不同的模式。研究人員引入了特征時(shí)間常數(shù)（t_i）這一概念進(jìn)一步分析Q^-_A再氧化動(dòng)力學(xué)，將動(dòng)力學(xué)響應(yīng)曲線分為快相（phase）、中期相和慢相幾個(gè)階段，可以看出，含有最高除藻劑濃度的AF1組其特征時(shí)間常數(shù)（藍(lán)色柱）與其它組有非常大的差異，以上分析涵蓋了從微秒到秒級(jí)的時(shí)間尺度。

左圖為暴露于AF涂層的萊茵衣藻Q^-_A再氧化熒光動(dòng)力學(xué)曲線；右圖為不同AF（抗污涂層）處理藻類特征時(shí)間常數(shù)差異變化

參考文獻(xiàn)：Orzechowska, A. et al. Novel technique for the ultra-sensitive detection of hazardous contaminants using an innovative sensor integrated with a bioreactor. Sci Rep 14, 12836 (2024).