[發(fā)明專利]一種微藻利用碳酸鈣碳源的檢測與定量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310001831.6
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN103074411A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳沿友;謝騰祥;李海濤;杭紅濤;劉叢強;王寶利;劉瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所
• 主分類號: C12Q1/02
• 分類號: C12Q1/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微藻利用碳酸鈣碳源的檢測與定量方法，屬于應(yīng)對氣候變化和海洋生物工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在工業(yè)革命前，空氣中二氧化碳的濃度僅為280?ppmv，而現(xiàn)在空氣中的二氧化碳的濃度達(dá)到391?ppmv，已增加了40%。由大氣中二氧化碳的濃度增加為主導(dǎo)的全球變化，給全世界不僅帶來生態(tài)和經(jīng)濟問題，也帶來了政治問題。全球碳酸鹽巖中的碳含量為5×10²¹mol，被認(rèn)為是最大的碳庫。碳酸鈣又是碳酸鹽巖最主要的成分，其在碳酸鹽巖中所占的比例大于50%。此外，現(xiàn)代深海沉積物中，碳酸鈣沉積物約占32.2%(平均值)。海洋和湖泊不僅是碳酸鹽巖的產(chǎn)生場所，也是主要的儲存庫。海洋和湖泊覆蓋了地球表面的70%，含有大量的浮游植物，它貢獻(xiàn)約50%的地球上的凈初級生產(chǎn)力。因此,?海洋生態(tài)系統(tǒng)是最重要的碳匯和碳源。

微藻（microalgae）包括所有生活在水中營浮游生活方式的微小植物，通常就指浮游藻類。微藻結(jié)構(gòu)簡單，其生理過程也相對簡單，有些種類是科學(xué)研究的模式植物，如：萊茵衣藻、小球藻，很多種類還可以人工培養(yǎng)，這為我們的研究提供了便利。

目前海洋碳匯的估算利用的數(shù)據(jù)為大氣中的二氧化碳的通量，忽視了海洋生態(tài)系統(tǒng)中水生生物對碳酸鈣這一巨大碳庫的利用，這嚴(yán)重影響碳匯估算的精度，導(dǎo)致一些應(yīng)對氣候變化的政策和措施的有效性降低。定量微藻對碳酸鈣無機碳源的利用量將有助于科學(xué)估算碳匯，切實有效地制定應(yīng)對氣候變化的政策和措施，同時，也為微藻生物技術(shù)的發(fā)展和水華赤潮的治理提供科學(xué)依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種微藻利用碳酸鈣碳源的檢測與定量方法，填補了碳匯估算中的空白。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：它包括以下步驟：第一，選擇兩種δ¹³C值差值大于8?‰且晶型相同的碳酸鈣粉末作為同位素標(biāo)記1和同位素標(biāo)記2分別添加到培養(yǎng)液中來培養(yǎng)待測微藻，并測定起始的待測微藻的穩(wěn)定碳同位素組成δ¹³C值和蛋白質(zhì)含量N₀；碳同位素標(biāo)記1的碳酸鈣的δ¹³C值為δ_C1，碳同位素標(biāo)記2的碳酸鈣的δ¹³C值為δ_C2；起始的待測微藻的穩(wěn)定碳同位素組成δ¹³C值為δ₀;

第二，在培養(yǎng)過程中，測定各培養(yǎng)條件下不同培養(yǎng)時間微藻的蛋白質(zhì)含量，待培養(yǎng)7至9天后，收獲藻體，分別測定兩種同位素標(biāo)記的培養(yǎng)液培養(yǎng)的相對應(yīng)的各培養(yǎng)條件下的、被考察微藻的穩(wěn)定碳同位素組成δ¹³C的值δ^h_T1、δ^h_T2和蛋白質(zhì)含量N₁、N₂；

第三，利用起始藻體的蛋白質(zhì)含量N₀和穩(wěn)定碳同位素組成δ¹³C值δ₀與收獲時微藻的蛋白質(zhì)含量N_i，通過校正公式：δ^h_Ti=(N₀/N_i)δ₀+(1-N₀/N_i)δ_Ti對收獲時測定的藻體δ¹³C值δ^h_Ti進(jìn)行校正，計算出校正后的藻體δ¹³C值δ_Ti；

第四，通過方程????????????????????????????????????????????????，計算出微藻各培養(yǎng)條件下利用添加的碳酸鈣碳源的份額f_B；

第五，計算不同培養(yǎng)時間不同培養(yǎng)條件下兩種同位素標(biāo)記的培養(yǎng)液培養(yǎng)的微藻蛋白質(zhì)含量的平均值，利用指數(shù)生長方程擬合微藻的蛋白質(zhì)計量的生物量隨時間變化,得出各培養(yǎng)條件下的、被考察微藻生物量Q_T隨時間T變化的方程，Q_T=q+ae^bT，其中Q_T：代表在時間T時以蛋白質(zhì)計量的微藻生物量，q、a和b：代表擬合參數(shù)，e：?2.7183；b的生物學(xué)意義為單位生物量的被考察微藻在單位時間內(nèi)增加的生物量。