用分光光度計預測小球藻藻液濃度的研究

摘要 [目的] 為實現小球藻大面積推廣生產和產業化發展提供科學、翔實的技術參數。[方法] 通過721型分光光度計，對不同濃度的小球藻藻液在不同波段光照下的透光度進行測定，確定測定小球藻的最佳照射波段，得到最佳照射波段時小球藻藻液的濃度。[結果] 在不同光照對不同濃度小球藻藻液透射的吸光度進行歸一化處理后，得出小球藻的最佳透射波段為670 nm。同時，得出670 nm光照下吸光度與小球藻濃度的回歸方程為：y=-1.479 7+0.987x，相關系數為0.991，說明相關性較好。推導了當量濃度（C）與透光度（I）的公式，C=-ln（I/I0）/（LK），式中L為光徑長度（比色皿寬度），K為小球藻細胞的平均截面面積。[結論] 用分光光度計間接測量小球藻的濃度是可行的。

關鍵詞 小球藻；最佳波段；當量濃度

中圖分類號 S932.7 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）25-08504-02

Abstract [Objective] The research aimed to provide the scientific and detailed technical parameters for the achievement of massive popularization and industrialization development of Chlorella vulgaris Beij. [Method] Different concentrations of Chlorella vulgaris Beij were tested to get the light absorbance of algae by 721 Visible Spectrophotometer under 41 groups of wave bands. So the optimal wave band used to produce Chlorella could be checked out. [Result] The optimal wave band was 670 nm. This was due to the transmitted light intensity of algae got to the peak under 670 nm of incident light. The relationship between the light absorbance and the concentration of algae was y=-1.479 7+0.987x. The relativity between them equaled 0.991. It showed that they had good relativity. The formulate of the algae concentration （C） and the transmitted light intensity （I） was C= -ln（I/I0）/（LK）. L was the width of the vessel， and K was the section area of an algae cell. [Conclusion] The indirect measurement of Chlorella vulgaris Beij by Visible Spectrophotometer was feasible.

Key words Chlorella； Optimal wave bands； Concentration

小球藻（Chlorella vulgaris Beij）屬于綠藻門，綠藻綱，綠球藻目，卵囊藻科，小球藻屬。細胞內含有豐富的蛋白質、多糖、脂類、葉綠素、維生素、微量元素，具有全面而均衡的營養價值，被廣泛應用于保健食品、飼料、食品添加劑、精細化工品和醫藥制劑原料[1]。小球藻生態分布廣，易于培養， 生長速度快， 是進行生物技術研究的很好材料， 而且營養豐富， 是很好的單細胞蛋白來源 （SCP）。

目前，小球藻的培養方式主要包括開放式培養和封閉式培養[2-3 ]。封閉式培養主要有密閉發酵罐和玻璃管道光合生物反應器培養，離心式水泵攪拌或氣升式攪拌，補加無機營養液或有機營養液、CO2。管道化快速養殖小球藻，其快速分裂繁殖在于最大限度地利用陽光。在生產過程中，便于控制，抗污染，可提高產率，生物系統的穩定性好，質量和產量也較穩定。采用血球記數板記數的方法計算小球藻的濃度費時、費力且易出錯。因此，只需測得小球藻的透光度，就能找到適合小球藻生長的最佳波段，并且確定在最佳波段照射下適合小球藻生長的最適濃度，為實現小球藻大面積推廣生產和產業化發展提供科學、詳實的技術參數。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2007年5月～2007年10月在林業部甘肅瀕危動物研究中心高潔凈小球藻試驗示范基地塑料大棚中進行。該地屬于典型大陸性溫帶荒漠氣候，年均氣溫7.7 ℃，年降水量110～170 mm，年均蒸發量2 020 mm以上，平均風速2 m/s，全年日照時數為2 800～3 200 h，高于35 ℃的炎熱日在100 d以上，全年10 ℃以上的有效積溫在5 800 ℃以上，無霜期達150 d左右。

1.2 試驗材料

當地深層地下水；小球藻藻液。

1.3 試驗原理

液體中的物質溶劑、溶質在光的照射激發下產生對光的吸收效應。物質對光的吸收是有選擇性的，不同物質吸收光譜不同。因此，當某單色光通過液體時，其能量就會被吸收而減弱，光能量減弱的程度和液體中物質的濃度有一定的關系，符合比爾定律（Beer’s Law）[4]。

A=KCL

式中，A為吸光度；K為物質的吸光系數；C為物質濃度；L為光徑長度（比色皿寬度）。在同一試驗中，光徑長度即儀器中比色皿寬度是定值，吸光度與物質的吸光系數、物質的濃度呈正比。

1.4 試驗方法

利用不同波段的光透射不同濃度的小球藻藻液，測量不同小球藻濃度下吸光度，由此來確定透射小球藻的最佳波段。其中，將小球藻的濃度設置為C0、C0/2、3C0/10、C0/5與純水對照，透射小球藻的光譜波段從400 nm變化到800 nm，以10 nm為不同的波段，共測定41個不同波段的光照對5種不同濃度小球藻藻液的透光度。

1.5 建立回歸方程

3 結論與討論

研究表明，用分光光度計間接測量小球藻的濃度是可行的。該方法可以用來決定小球藻的最佳脫水時間。小球藻對光線的吸收是有選擇性的，并且對某一波段的光吸收性較好。這為人們今后研究小球藻的生長又提供了一個參數。

參考文獻

[1] 華汝成.單細胞藻類的培養與利用[M].北京：農業出版社，1986：26-29.

[2] BOROWITZKA M A，BOTOWITZKA L J.MircoAlgal Biotechnology[M].Cambridge：Cambridge University Press，1992.

[3] 李師翁，李虎乾.植物單細胞蛋白資源——小球藻開發利用研究的現狀[J].生物技術，1997，7（3）：45-48.

[4] 姚啟鈞.光學教程[M].北京：高等教育出版社，1985.