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FMT150藻類培養與在線監測系統

——光氧細菌和藻類培養與狀態在線監測的*結合

     光養生物反應器是指用于培養藻類、光養細菌等的技術系統，一般由培養系統（如光、培養容器、溫度控制等）和監測系統（如PH值等）組成，可分為開放式和封閉式。廣泛應用于生物工程領域如食品、水產養殖、營養保健制劑、醫藥如抗體及抗腫瘤藥物等，生態環境工程領域如水體生態修復、CO2吸收、污水處理如重金屬吸收等，能源領域如微藻生物柴油等。同時，隨著碳排放的增加，海洋藻類對變化的響應也逐漸成為光養生物反應器應用的重要領域。

     FMT150藻類培養與在線監測系統將生物反應器與監測儀器*地結合在一起，用于淡水、海水藻類和藍細菌（藍藻）等的模塊化精確光照培養與生理監測。

     FMT150可以通過控制單元（包括電腦與預裝軟件，軟件分為基本版與高級版）中用戶自定義程序動態自動改變培養條件并實時在線監測培養條件與測量參數。光強、光質、溫度和通入氣體的組分與流速都可以精確調控。加裝恒濁和恒化模塊后還可以調控培養基的pH值和濁度。FMT150可連接多達7個蠕動泵進行不同恒化與pH條件培養。培養條件可以根據用戶自定義方案動態變化，既可以進行恒定條件下的培養，也可以一定的周期自動變化。控制單元可同時控制多臺FMT150進行同步實驗，保證不同處理實驗間的*性。

     儀器內置葉綠素熒光儀和光密度計等。培養藻類的生長狀況由光密度計測定OD680和OD720實現實時監控，并可以通過OD值監測相對葉綠素濃度。葉綠素熒光儀實時監測Ft并可測定F0、Fm、Fm′和QY來反映培養藻類的光合生理狀態。

應用領域：

環境科學與環境工程——藻類的利用與有害控制

用于水體中水華和赤潮現象的模擬、預警防治研究，水體污染治理與生態修復研究如利用藻類進行水體重金屬污染及面源污染的消納研究等，大氣污染生態修復研究如利用藻類對污染排放進行吸收的研究等，及利用藻類吸收大氣二氧化碳的研究等等。

生態學與生態工程

海洋初級生產力研究，海洋碳循環，浮游植物等光養生物生理生態研究，藻類對變化的響應機制，生物圈模擬研究，水體生態修復研究等。

生物工程與生物醫學工程

用于藻類保健營養品的開發研究，藻類轉基因抗腫瘤藥物的開發研究，水產養殖藻類培養等等。

生物能源開發——向藻類要能源

地球上的石油、煤炭等常規能源面臨資源枯竭及環境污染、溫室氣體排放等嚴重問題，用玉米等糧食進行生物柴油的開發一度引起的糧食危機，目前上已將生物柴油的開發焦點轉向藻類，藻類獨居植物產油率。FMT150已成為歐美國家用于藻類生物能源培養研究的熱門設備。

藻類基因組學與分子生物學

為分子、基因實驗提供可靠的預培養樣品，精確模擬培養條件，研究不同環境條件下藻類表型變化

主要特點：

• 藻類光生物反應器技術與藻類生理監測技術（葉綠素熒光技術、光密度測量）結合起來的系統，集成了目前幾乎所有主要的藻類在線培養與生理監測技術

• 內置雙調制葉綠素熒光儀，實時監測培養藻類的生理狀況，測量記錄熒光參數Ft，Fm，QY等

• 內置光密度計，測量OD680和OD720，經過校準可計算生物量（藻類細胞數量）、葉綠素濃度

• 配備氣泡阻斷閥和氣泡加濕器，使熒光和OD值的測定更加精確

• 可同時測量監測溫度、pH值、溶解氧等多種參數

• 精確控制溫度、光質、光強、培養周期等，并可進行恒化或恒濁培養

• 培養容器使用高強度耐熱耐腐蝕材料，可進行高溫滅菌

• 光化學光強度達1500 umol photons m-2 s-1（藍綠藻培養正常光強為90 umol photons m-2 s-1），可升級達3000 umol photons m-2 s-1，光質可根據用戶需求在紅光、藍光、白光中選擇單色光或雙色光，擴展光源中還可以加入紅外光

• 氣流速率、CO2及O2濃度可精確控制（備選）

• 可通過的電腦軟件實現外部控制、數據監測和保存，操作簡單

技術參數指標

• 測量參數：

1. 葉綠素熒光參數：暗適應條件下F0, Fm, Fv(Fm-F0), QY(Fv/Fm)    光適應條件下Ft, Fm‘, Fv‘(Fm‘-Ft), QY(ΦPSII即量子產額)

2. 光密度：OD680、OD720

3. 環境參數：溫度、光照強度、pH、溶解氧（選配）、溶解CO2（選配）

• 調控環境參數：溫度、光強、通氣速度、通入氣體組分與含量（需選配GMS高精度氣體混合系統）、恒化（恒定pH）培養與恒濁（恒定OD）培養（需選配相應模塊），所有參數都可以單獨同步控制。

• 容積：400 ml/1000 ml/3000ml可選

• 溫度精確控制范圍：400 ml/1000 ml標準培養容器15 - 55℃，3000ml標準培養容器18 - 55℃， 400 ml增強培養容器5 - 75℃，1000 ml/3000 ml增強培養容器10 - 75℃（實際控溫效果與環境溫度有關）

• 控溫系統：2個珀耳帖元件（200W，400W）

• 雙顯示：主機控制顯示和外部控制單元實時顯示

• LED光源：

• 標準配制：紅光、藍光或白光、紅光雙色光源，可選白光、藍光雙色光源或白、藍、紅單色光源

• 光強：1500 umol (photons).m-2.s-1 PAR（藍光750/紅光750；白光750/紅光750；可選白光1500，藍光1500，紅光1500，白光750/藍光750）

• 可升級至3000 umol (photons).m-2.s-1 PAR（藍光1500/紅光1500；白光1500/紅光1500；白光或藍光單色3000）

• 外部擴展光源（備選，用于不同有機體培養或者高光強脅迫）：單色光、單色光+紅外光、雙色光

• 光密度測量：通過兩個LED (720nm，680 nm)實時測量OD

• 檢測器：PIN光敏二極管、665 nm-750nm濾波器

• 

• 傳感器：pH/溫度傳感器、溶解氧傳感器（備選）、溶解CO2傳感器（備選）

• GMS高精度氣體混合系統（備選）：可控制氣體流速和成分，標配為控制氮氣/空氣和二氧化碳，氣源需用戶自備

• 選配Oxzala 差分式O2/CO2通量監測系統，在線雙通道監測進氣口和出氣口O2和CO2：

1. 高精度差分式氧氣分析儀，雙燃料電池技術，雙通道差分測量，測量范圍0-100%，精確度0.1%，分辨率0.0001%；溫度補償、氣壓補償，氣壓分辨率0.0001kPa，顯示屏同時顯示通道1O2濃度、通道2O2濃度、通道3ΔO2、通道4氣壓

2. 雙通道CO2分析儀，單光束雙波長紅外技術，測量范圍0-1000ppm，可選配0-2000ppm，精確度優于1.5%，差分測量可達0.3-0.5ppm，自動溫度補償、自定義壓力及相對濕度補償，分辨率1ppm，雙通道數據采集顯示器，LCD背光顯示屏，可顯示雙通道CO2濃度及變化曲線

• 恒濁培養模塊（可選）：包含一個蠕動泵pp600和內置支持控制軟件，通過檢測光密度（OD680或OD720），蠕動泵自動補充培養基實現恒濁培養

• 恒化培養模塊（可選）：包含2個蠕動泵pp600和內置支持控制軟件，通過檢測pH，2個蠕動泵分別自動補充酸液或堿液實現恒化培養

• pH穩定/恒濁模塊（可選）：包含1個帶氣體閥的蠕動泵pp600和內置支持控制軟件，可以進行恒濁培養，也可以通過調節通入培養基的CO2氣流流速來實現pH穩定調控（兩個功能不可同時實現）。CO2氣源需用戶自備

• 

• 額外蠕動泵（可選）：多可同時控制8個蠕動泵

• 其他備選部件：磁力攪拌器（用于無氧狀態培養）、氣體分析系統（測定CO2）、PWM泵（用于控制氣體或液體流速，可以為培養液通氣，也可用于無氧狀態下代替磁力攪拌混勻藻液）

• 控制單元：包括電腦、軟件及硬件綁定的許可證，對一到多臺反應器進行同步控制和數據采集，所有測量數據都可以實時圖形化顯示

• 軟件功能：

• 控光模式：光質和光強均可通過軟件按用戶編制的程序自行動態變化，可模擬自然日照周期、云遮擋造成的光強光質變化等光節律變化

• 控溫模式：溫度可通過軟件按用戶編制的程序自行動態變化，可模擬自然溫度日變化、溫度周期性驟升或驟降等

• Bios：可升級固件

• 數據傳輸：RS-232串口接口或USB接口

• 遠程控制：可通過網絡實現遠程控制與數據下載（需配備固定IP）

• 材料：防火耐熱玻璃、飛機杜拉鋁合金、不銹鋼、硅化墊圈

• 尺寸：400ml，42 cm（H）×35 cm（W）×31 cm（D），重量：15.5kg；1000ml，42 cm（H）×35 cm（W）×31 cm（D），重量：17.5kg；3000ml，50 cm（H）×35 cm（W）×31 cm（D），重量：28kg

• 供電電壓：90-240V

• 可根據用戶需求定制25升等各種大型光養生物反應器

應用案例：

產地：歐洲

參考文獻：

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