生长因子对微藻叶绿素 a 和 b 生产的影响评价

摘要

本研究强调了采用 Jeffrey 和 Humphrey 开发的方法从微藻中提取和量化脂溶性色素的优势。该方法是评估生长因子对这些生物体中叶绿素产生和细胞含量影响的宝贵工具。

摘要

微藻包含两大类色素：叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素是一种绿色色素，可吸收光能并将其转化为化学能，以促进有机化合物的合成。由于其高抗氧化性能和着色能力，这种颜料是食品、制药和化妆品行业生物技术输入产品的宝贵主要来源。本研究的目的是通过田口 L₄ 实验设计评估生长因子（CO₂ 浓度、光色和光强度）对小球藻细胞生长和叶绿素 a 和 b 细胞含量的影响，然后使用雨生红球藻验证该方法微藻作为附加研究模型。使用光密度分光光度法在 550 nm 波长下定量细胞生长。为了定量叶绿素，使用 90% 纯丙酮溶液获得细胞提取物，然后，根据 Jeffrey 和 Humphrey 描述的方法，使用 647 nm 和 664 nm 波长的分光光度技术定量叶绿素 a 和 b 的浓度。实验结果表明，控制低 CO₂ 添加、紫光和低光强度的条件会增加细胞生长和细胞内叶绿素 a 和 b 的浓度。这种叶绿素定量方法的实施允许快速、简单和精确地测定叶绿素含量，因为使用的波长位于两种叶绿素的吸光度峰，这使得该技术很容易对研究中的任何微藻进行重现。

引言

近年来，人为活动造成的日益严重的环境问题及其对生态系统健康和平衡的不利影响推动了人们寻求更高效、更环保的生产系统。这加速了工业的进程，并促进了生物修复处理的实施和生物化合物的开发，以减轻这些有害影响¹。

这种背景导致微藻研究的显着增长，因为需要为当前的环境和经济挑战寻找创新解决方案。微藻在水生环境中茁壮成长，分别使用阳光和二氧化碳作为能源和碳的来源。这一特性使它们成为生产各种有价值产品的可持续且有前途的替代品。该领域的研究侧重于了解这些细胞的生理学和代谢，以及开发用于其培养和加工的高效技术²。

显然需要开发可访问且可靠的工具来研究微藻，以加快研究过程并加深对其生理学、新陈代谢和潜在应用的理解。这些工具应能够快速分析环境和生产因素对关键参数的影响，例如叶绿素浓度，这是这些生物体健康和发育的基本指标。叶绿素含量的降低可能表明环境压力、营养缺乏或疾病。

这些绿色色素在光合作用中起着至关重要的作用，捕获阳光能量，将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气，占微藻生物量的 0.5% 至 5%³。除了在维持生命过程方面的重要作用外，叶绿素还应用于各个行业。叶绿素提取物在食品和饮料....

研究方案

1. 培养基制备和接种物制备

1. 准备 1 L 3N-BBM+ V（CCAP） 生长培养基（常量营养素：NaNO₃ [0.75 g ^L-1]、CaCl₂ [0.019 g ^L-1]、MgSO₄ [0.019 g ^L-1]、K₂HPO₄ [0.057 g ^L-1]、NaCl [0.025 g ^L-1]、KH₂PO₄ [0.175 g ^L-1];微量营养素：Na2_EDTA [0.0186 g ^L-1]、 FeCl₃ [0.0024 g ^L-1]、MnCl₂ [0.001 g ^L-1]、ZnCl₂ [1.25 x ^10-4 g ^L-1]、CoCl₂ [5 x ^10-5 g ^L-1]、Na₂MoO₄ [9.98 x ^10-5

讨论

雨 生 H. pluvialis 和 C. sorokiniana 之间的比较研究揭示了叶绿素产生动力学的显着差异。虽然 H. pluvialis 在整个实验中表现出叶绿素浓度的降低，但 C. sorokiniana 表现出稳定的增加。此外，最初两个物种中叶绿素 a 的比例较低，但该比例在特定的生长条件下发生了逆转，这可能表明通过特定波长的选择性或暴露诱导了所述叶绿素的产生。这些?.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
C3H6O	Meyer	67-64-1	Acetone 90%
15 mL tube	Biologix	10-9502	Test tube
2510-DTH	Branson	D-73595	Sonicator
5 mL screw cap test tube	Kimax	45066-13100	Test tube
50 mL centrifuge tube	Biologix	10-9151	Test tube
Aluminum foil	Reynolds	611 standard, 12" x 1000 feet	Test tube cover
CaCl2	Meyer	0925-250	Calcium Chloride
Centrifuge	Dynamica	14 R	Centrifuge Refrigerated
CoCl2	Merck	1057-100	Cobalt dichloride
FeCl3	Merck	157740	Iron(III) Chloride
K2HPO4	Meyer	2051-250	Dipotassium Phosphate
KH2PO4	Meyer	2055-250	Monopotassium Phosphate
MgSO4	Meyer	1605-250	Magnesium Sulphate
Micropipette	LabNet	Model Beta-Pette	Micropipette
MnCl2	Merck	429449	Manganese(II) Chloride
Na2 EDTA	Merck	200-449-4	Edatamil, Edetato Disodium Salt Dihydrate
Na2MoO4	Merck	243655	Sodium Molybdate
NaCl	Meyer	2365-500	Sodium Chloride
NaNO3	Meyer	2465-250	Sodium Nitrate
RGB LED stripe	Steren	GAD-LED2	Light source
Spectrophotometer	PerkinElmer	Model Lambda35	Spectrophotometer
spectroradiometer	Gigahertz-Optik	model BTS256
Vortex	Scientific Industries	Vortex-Genie® 2	Vortex
ZnCl2	Merck	208086	Zinc Chloride