[发明专利]一种基于太赫兹波谱技术的微藻细胞中油脂的测定方法

说明书

本发明公开了一种基于太赫兹波谱技术的微藻细胞中油脂的测定方法，包括：采用傅里叶变换远红外光谱仪获取微藻细胞样本的太赫兹光谱原始信息，然后将所得的太赫兹光谱原始信息依次进行基线校正和去噪平滑预处理，最终得到待测微藻细胞的太赫兹光谱曲线，将待测微藻细胞在9.3THz处的太赫兹吸收峰面积值作为x代入y＝1.133x‑0.197中，计算得到微藻细胞中的油脂含量。根据本发明，该测定方法不需要对样品进行前处理，操作简单，从而大大的节约了人力和时间的成本。

技术领域

本发明涉及微藻细胞中油脂含量的测定的技术领域，特别涉及一种基于太赫兹波谱技术的微藻细胞中油脂的测定方法。

背景技术

微藻用于生产生物柴油已经有了一定的研究，但是在微藻积累油脂的原理及积累的动态过程等方面研究还相对较少。目前研究发现，脂肪酸的合成需要经过一系列的酶促反应，参与酶促反应的酶包括丙酮酸脱氢酶、乙酰-CoA羧化酶、脂肪酸合酶等，而经过这一系列的反应后脂肪酸需要进入叶绿体、内质网和细胞溶胶等细胞结构中进行长链脂肪酸的合成。各种藻类合成的脂肪酸成分与含量有较大的差异，脂肪酸在微藻干重中的比例也有显著差距，甚至在不同的培养条件下同种微藻内的脂肪酸成分和含量也会有产生影响。将微藻用于生产生物柴油时，细胞中的脂肪酸含量是重要的考虑因素之一。但是目前的检测手段对于微藻内油脂成分及含量的检测耗时长并且预处理复杂，不仅无法及时检测细胞内油脂含量并且无法对油脂积累的机理进行快速准确研究。

太赫兹(Terahertz)波的范围为0.1-10THz，介于微波和红外区域之间(图1.2)。由于缺乏有效的光源和检测器，直到1980年代物理技术发展之前，电子与光子之间的“太赫兹间隙”一直未得到开发。近年来由于太赫兹光谱技术的快速发展，该波段光谱技术已被广泛应用于生物学等领域。在太赫兹区域的电磁光谱中，傅里叶变换远红外光谱技术是目前最流行的两种技术之一。

自2000年以来，傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)因分析速度快、无化学污染、无复杂样品处理等优点，已被用于检测微藻中的大分子。例如，Giordano等研究了在氮限制条件下Chaetoceros muelleri L的碳分配模式,他们认为在这种条件下，碳是直接用于脂质而不是蛋白质和叶绿素的合成，而与氮的来源无关。Heraud等研究了使用红外显微技术检查了磷和氮的供应恢复后微藻中脂质和蛋白质的分布。Sigee等基于FTIR显微技术研究了海藻在磷限制期间的碳分配，并表明在细胞磷限制下，该微藻中的脂质积累比细胞外磷饥饿更为明显。虽然FTIR已被广泛应用于研究微藻，但是研究者的工作大多基于中红外波段，而忽视了太赫兹(远红外)波段。与主要反映分子内振动的中红外和拉曼光谱相反，太赫兹波段的光谱信息富含分子间弱相互作用和大分子骨架振动等，这与分子结构更直接相关。

目前微藻细胞中的油脂含量检测方法主要采用干重法和气相色谱质谱法(GC-MS)方法，这些方法需要对样品进行前处理，因此该检测方法存在操作过程繁琐，耗时费力，需要消耗大量的有机试剂，难以实现大批量地快速定量检测等技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种基于太赫兹波谱技术的微藻细胞中油脂的测定方法，该测定方法不需要对样品进行前处理，操作简单，从而大大的节约了人力和时间的成本。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种基于太赫兹波谱技术的微藻细胞中油脂的测定方法，包括以下步骤：

S1、采用傅里叶变换远红外光谱仪测定淀粉标准品的太赫兹光谱曲线，计算淀粉标准品在9.0THz和10.5THz的吸收峰面积值为S”_淀粉；

S2、制备待测藻细胞样品，并且制备待测微藻薄膜样品；

S3、将步骤S2所得的待测微藻薄膜样品，放置于中空的样品架上，然后放置在傅里叶变换远红外光谱仪的载物台上，傅立叶变换远红外光谱参数设置为分辨率为0.06THz(2cm^-1)，扫描次数为128次，使用Bruker 66v/s傅里叶变换光谱仪测量范围在2-20.4THz；