[發明專利]一種快速批量靶向化篩選生物柴油微藻的方法及系統

無效

• 申請號: 201310753572.2
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103952310A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 繆曉玲;鞏三強
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C12P7/64;C12R1/89
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術領域

本發明涉及生物質能源技術領域，具體涉及一種快速批量靶向化篩選可用于轉化工業煙道氣二氧化碳為三酰基甘油酯的微藻藻株的方法及系統。?

背景技術

能源危機以及化石燃料燃燒帶來的溫室效應日益嚴峻，直接影響一個國家國際形象，制約者一個國家經濟的可持續發展。因此，在全球共同面對全球變暖、推進經濟社會可持續發展的形勢下，可再生清潔能源的開發及CO₂減排已成為世界各國政府關注的焦點。?

在眾多的可再生能源（風能、地熱能、水能、太陽能、生物質能等）中，生物柴油以其在能量密度、燃燒性等方面與石化柴油具有極高相似性，甚至超過石化柴油，且具有易降解、基本不含硫及芳烴類化合物、碳中性對環境友好等特性，受到世界各國的廣泛關注。一些發達國家于20世紀90年代初便開始了生物柴油的商業化生產。目前商業化生產的生物柴油主要是第一代和第二代生物柴油制備技術。第一代生物柴油制備技術主要是利用油料作物為原料制備生物柴油。第二代生物柴油制備技術主要是利用廢棄油脂以及麻風樹等為原料制備生物柴油。我國生物柴油產業興起較晚，目前，我國生產生物柴油的原料主要是大豆、油菜等油料作物、油棕和麻風樹等油料木果實及廢餐飲油等。但是，這種以傳統農業為基礎的生物柴油生產方式，不僅產量低、成本高，而且不符合“不與農業爭糧爭地”的根本原則，另外不能滿足生物柴油產業對原料持續增長的需求。研究發現許多藻類可以快速生長并在體內產生大量的油脂，被稱為產油微藻。產油微藻即在一定條件下，將CO₂、碳水化合物、碳氫化合物和普通油脂等碳源轉化為微藻細胞內大量貯存的油脂，且油脂含量超過生物總量20%的微型藻類。微藻因含油量高、易于培養、單位面積產量高、可以與廢水廢氣的處理相互耦合等優點而被視為新一代的、甚至是唯一能實現完全替代石化柴油的生物柴油制備原料。?

據不完全統計，目前，國內外從事微藻生物柴油研究及開發的主要機構超過100家，其中有5家正在開展半工業化中試實驗（例如美國的Green?FueL,我國河北新奧等），從2007?年到2009年底，投入微藻生物能源開發的資金總量超過70億美元。但是現階段沒有大規模商業化生產微藻生物柴油的報道。?

近年來，微藻生物柴油技術也引起了我國政府科研機構和企業的重視，被列為科技部863計劃，973基礎規劃，以及國家十二五發展規劃的重點項目之一。各高校和科研院所都開展了這方面的研究，主要集中于藻種的篩選、微藻培養生物反應器設計及下游加工技術。?

雖然微藻生物柴油目前在技術上是可行的，但是與化石柴油相比，微藻生物柴油的生產面臨著兩大“瓶頸”，使得微藻生物柴油的生產嚴重受阻。其一是微藻生物柴油生產成本高，故產品價格也較高，還無法適應當前的市場需求；二是目前藻種自養培養密度低，導致下游加工處理工藝成本過高。而將“微藻生物柴油生產”與“CO₂減排”高度耦合技術，不僅可以降低微藻生物柴油生產成本，實現溫室氣體的減排并且可獲得其它高附加值產品來創造額外的生態及社會經濟效益。這種新理念為緩解當前能源緊缺和溫室效應的形勢提供了新途徑，也為微藻生物柴油的生產提供了一種可行性方案。?

事實上，de?Morays?and?Costa(2007a),Yoo(2010),唐大海(2011)，Fernandez(2012)等人的研究結果表明某些微藻藻種可以用于二氧化碳減排以及生物柴油原材料的生產。但是，藻類種群結構豐富多樣，并不是所有的藻類都能夠滿足生產的需求，因此如何快速高效的從大量樣品中獲得符合要求的目標藻株是該項技術工業化應用的關鍵環節之一。?

發明內容

本發明的目的是提供一種目標微藻藻株高效、快速、易于操作的靶向篩選工具，利用該發明獲得的藻株油脂含量高并且可以耦連高濃度CO₂的高效固定，為微藻碳減排及生物柴油生產的商業化應用以及基礎理論研究提供優良藻種。?

本發明首先公開了一種快速批量靶向化篩選生物柴油微藻的方法，包括以下步驟：?

1）采集含有藻類的酸性廢水水樣；?

2）對步驟1）采集到的廢水水樣進行富集培養，獲得富集水樣；富集培養的條件為：溫度10～40℃，光照強度2500～20000lux，光照時間為8～24h/天，通氣量0.1～1vvm，其中CO₂體積分數為0.03～50%，富集培養時間為8～20天；?