[发明专利]一种同步化培养微藻的方法

说明书

本发明公开了一种同步化培养微藻的方法：首先通过分组试验获取微藻同步化生长的最适宜条件，从而在短时间内获得高密度的微藻细胞群体；然后在微藻细胞密度较大的时候进行目标产物的诱导，从而在短期内就得到较高产量的目标产物。因此本发明的同步化培养微藻的方法具有明显的效率高、周期短、用料少、同步化代数更多的优点。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种同步化培养微藻的方法。

背景技术

在微藻的培养过程中，由于细胞生长的非同步化，导致细胞生长缓慢、糖转化率低、细胞产量小。同步化培养技术是通过一定的物理或化学方法，使细胞群体处于比较一致的生理状态生长，这是反映细胞代谢的有效方式，也是细胞规模化培养，实现稳定、高产的有效保证。

细胞同步化可分为自然同步化和人工同步化。微藻规模化培养时，主要采用人工同步化培养的方法，其又可细分为选择同步法与诱导同步法。

选择同步法是根据细胞的物理性质，如细胞大小、密度、形状、电荷差异性，选择细胞分裂后的细胞形态有明显转变的生长阶段，主要包括密度梯度离心法、过滤法、膜吸附法。选择同步法需要一定的特殊设备，如密度梯度离心法需要特殊的梯度离心设备，且该方法操作繁琐，耗时长，易污染，制备量少，难以满足工业化生产的需求，仅停留在实验室研究阶段。

诱导同步法通过改变细胞生长的环境变量和操作变量，使细胞状态停留在某一生长阶段，随后解除变量的抑制作用，细胞立即开始同步生长。诱导同步法可阻断细胞周期，获得较高的同步化效率。但现有的诱导同步法中使用的化学物质较为昂贵，繁殖效率低，周期长，且对操作人员和水产养殖动物有害，不适合微藻大规模的培养应用。

此外，以上无论哪种方法，同步化处理的细胞传代培养2-3代后，细胞生长趋向于混乱生长。

因此，需要一种适宜大规模高效率同步化培养微藻的新方法。

发明内容

本发明提供一种同步化培养微藻的方法，通过对微藻进行细胞生长同步化预处理和同步化的诱导，从而在短期内就可得到生长同步化并且高密度的微藻细胞。具体包括以下步骤：

(1)将微藻以10％接种量接种于含有葡萄糖的培养基中，15-45℃，100-300rpm，50-500μmo l/m²/s的光照条件下培养1-2天；

(2)将步骤(1)获得的微藻的培养温度迅速降至4℃进行低温诱导培养1-3个月；

(3)将步骤(2)获得的微藻的培养温度重新升至15-45℃，继续培养1-5天，以获得基本处于同步化生长的细胞；

(4)将步骤(3)获得的细胞利用分批培养方式培养，按10％的接种量接种于生物反应器中，培养条件为：接种量为10％，装液系数0.70，培养温度15-45℃，气液比0.2-2.0vvm，初始转速50-200rpm；

(5)当步骤(4)获得的细胞密度达到80-100g/L时，流加补料培养基；

(6)流加培养10-48小时后停止补料，使细胞饥饿一定时间，调控细胞代谢处于饥饿状态，细胞溶氧迅速上升，恢复补料后，溶氧迅速下降，调控细胞代谢恢复至营养代谢状态；

(7)重复步骤(6)若干次，直至细胞密度达到预期值。

通过上述步骤(1)-(7)可在短期内获得高密度微藻，并且用料少，成本低，周期短。

进一步地，在本发明的一些实施例中，在步骤(1)后、步骤(2)之前，在培养基中补加保护剂，以避免低温处理对细胞的损伤。

进一步地，在本发明的一些实施例中，饥饿时间为2-8小时，当溶氧开始上升时，记为饥饿开始时间，溶氧开始下降时，记为饥饿结束时间。