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  光氧生物反應器技術(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、營養(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)與測量監(jiān)測技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗及近10年來的研發(fā)，提供光氧生物反應器——藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測技術(shù)全面解決方案，廣泛應用于藻類生物技術(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)測光密度、葉綠素熒光光合生理指數(shù)、溶解氧、pH、碳排放等
• 通過葉綠素熒光技術(shù)，在線監(jiān)測藻類生長狀態(tài)、脅迫狀態(tài)、生理健康狀態(tài)等
• 可在線監(jiān)測藻類熒光快速動力學曲線OJIP
• 可在線監(jiān)測Q^-A再氧化動力學，詳細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)測藻類對環(huán)境的響應，如對環(huán)境污染的響應等

應用案例：

  Aleksandra等（Scientific Report，2024）利用光養(yǎng)生物反應器技術(shù)與雙調(diào)制超高靈敏度葉綠素熒光傳感技術(shù)，對抗污涂層（antifouling）對水環(huán)境污染及藻類早期響應進行了實驗研究。實驗選用AF1、AF2、AF3、AF4四種抗污涂層，在早期分別浸入生物反應器的萊茵衣藻培養(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涂層侵入的作為對照組（control），通過監(jiān)測和分析藻類培養(yǎng)過程中的光合指標Fv/Fm、超高靈敏度葉綠素熒光Q^-_A再氧化動力學等參數(shù)，用于評估藻類對AF涂層污染的早期響應。

左圖為系統(tǒng)配置，包括平板式光養(yǎng)生物反應器與雙調(diào)制葉綠素熒光測量單元；右圖為四個處理組（AF1、AF2、AF3、AF4）和對照組24小時內(nèi)Fv/Fm（反映PSII光合效率）變化

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

  通過對Q^-_A再氧化動力學在線監(jiān)測，更詳細地理解電子傳遞過程以及PSII在不同環(huán)境條件下的動態(tài)行為（參見下圖）。結(jié)果表明，AF涂層對Q^-_A再氧化動力學有顯著影響，不同AF處理下動力學曲線呈現(xiàn)出不同的模式。研究人員引入了特征時間常數(shù)（t_i）這一概念進一步分析Q^-_A再氧化動力學，將動力學響應曲線分為快相（phase）、中期相和慢相幾個階段，可以看出，含有最高除藻劑濃度的AF1組其特征時間常數(shù)（藍色柱）與其它組有非常大的差異，以上分析涵蓋了從微秒到秒級的時間尺度。

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

參考文獻：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).