FMT150藻(zao)類(lei)培養與(yu)在線監測系(xi)統

——光(guang)氧(yang)細菌(jun)和藻(zao)類培養與(yu)狀(zhuang)態(tai)在線監測的*結合

      光(guang)養生(sheng)物(wu)反(fan)應器是(shi)指(zhi)用於(yu)培養藻(zao)類(lei)、光(guang)養細(xi)菌(jun)等(deng)的(de)技術(shu)系(xi)統，壹般由培養系(xi)統（如光(guang)、培養容(rong)器、溫度控制等(deng)）和監(jian)測系(xi)統（如PH值(zhi)等(deng)）組(zu)成，可分為開(kai)放(fang)式和封閉式。廣泛應用於(yu)生(sheng)物(wu)工(gong)程(cheng)領域(yu)如食(shi)品(pin)、水(shui)產(chan)養殖(zhi)、營(ying)養保健(jian)制劑、醫藥(yao)如(ru)抗體及抗(kang)腫瘤(liu)藥(yao)物(wu)等(deng)，生(sheng)態(tai)環境工程領(ling)域(yu)如水(shui)體生(sheng)態(tai)修復(fu)、CO2吸收(shou)、汙(wu)水(shui)處理如(ru)重金(jin)屬(shu)吸(xi)收(shou)等(deng)，能(neng)源領(ling)域(yu)如微(wei)藻(zao)生(sheng)物(wu)柴(chai)油(you)等(deng)。同時，隨(sui)著碳排放的(de)增加，海洋(yang)藻類(lei)對(dui)變(bian)化的響(xiang)應也(ye)逐漸(jian)成為光(guang)養生(sheng)物(wu)反(fan)應器應用的(de)重要領域(yu)。

      FMT150藻類培養與(yu)在線監測系(xi)統將生(sheng)物(wu)反(fan)應器與(yu)監(jian)測儀(yi)器*地(di)結合在壹起，用於(yu)淡(dan)水(shui)、海水(shui)藻(zao)類(lei)和藍(lan)細菌(jun)（藍藻）等(deng)的(de)模塊(kuai)化精(jing)確光(guang)照培養與(yu)生(sheng)理(li)監(jian)測。

      FMT150可以通過控(kong)制單元（包括(kuo)電(dian)腦與(yu)預裝軟件，軟件分(fen)為基(ji)本(ben)版(ban)與(yu)高(gao)級(ji)版）中用戶自(zi)定(ding)義(yi)程(cheng)序(xu)動(dong)態(tai)自動(dong)改(gai)變(bian)培養條件(jian)並(bing)實時在線監測培養條件(jian)與(yu)測量參(can)數(shu)。光(guang)強、光(guang)質、溫度和通入(ru)氣體的組(zu)分(fen)與流速都可以精(jing)確調(tiao)控。加(jia)裝恒濁(zhuo)和恒(heng)化模(mo)塊(kuai)後還(hai)可以調控培養基(ji)的(de)pH值(zhi)和濁(zhuo)度(du)。FMT150可連接(jie)多達7個(ge)蠕動(dong)泵進(jin)行(xing)不同恒化(hua)與pH條件(jian)培養。培養條件(jian)可以根據用戶自(zi)定(ding)義(yi)方(fang)案(an)動(dong)態(tai)變化(hua)，既(ji)可以進行恒(heng)定(ding)條件(jian)下的培養，也(ye)可以壹定(ding)的(de)周(zhou)期(qi)自(zi)動(dong)變(bian)化(hua)。控制單元可同時控(kong)制多臺(tai)FMT150進(jin)行同步實驗，保證(zheng)不同處理實驗間(jian)的(de)*性。

      儀(yi)器內(nei)置葉(ye)綠(lv)素(su)熒光(guang)儀(yi)和光(guang)密(mi)度(du)計等(deng)。培養藻(zao)類(lei)的生(sheng)長(chang)狀況由光(guang)密(mi)度(du)計測定(ding)OD680和OD720實現(xian)實時監(jian)控(kong)，並(bing)可以通過OD值(zhi)監(jian)測相對葉綠(lv)素(su)濃(nong)度(du)。葉綠(lv)素(su)熒光(guang)儀(yi)實時監(jian)測Ft並(bing)可測定(ding)F0、Fm、Fm′和QY來反(fan)映培養藻(zao)類(lei)的光(guang)合(he)生(sheng)理(li)狀(zhuang)態(tai)。

藻類(lei)培養系(xi)統應用領(ling)域(yu)：

環境科(ke)學與(yu)環境工程——藻(zao)類(lei)的(de)利用與(yu)有害(hai)控(kong)制

用於(yu)水(shui)體中水(shui)華(hua)和赤(chi)潮現(xian)象(xiang)的(de)模擬(ni)、預警(jing)防(fang)治(zhi)研究(jiu)，水(shui)體汙染(ran)治(zhi)理與(yu)生(sheng)態(tai)修復(fu)研究(jiu)如(ru)利用藻(zao)類(lei)進行(xing)水(shui)體重金(jin)屬(shu)汙(wu)染(ran)及面(mian)源汙(wu)染(ran)的消(xiao)納(na)研究(jiu)等(deng)，大(da)氣汙(wu)染(ran)生(sheng)態(tai)修復(fu)研究(jiu)如(ru)利用藻(zao)類(lei)對汙(wu)染(ran)排放進(jin)行(xing)吸收(shou)的(de)研究(jiu)等(deng)，及(ji)利用藻(zao)類(lei)吸收(shou)大(da)氣二(er)氧化(hua)碳的研究(jiu)等(deng)等(deng)。

生(sheng)態(tai)學與(yu)生(sheng)態(tai)工程(cheng)

海洋(yang)初(chu)級(ji)生(sheng)產(chan)力(li)研究(jiu)，海洋(yang)碳循(xun)環，浮(fu)遊(you)植物(wu)等(deng)光(guang)養生(sheng)物(wu)生(sheng)理(li)生(sheng)態(tai)研究(jiu)，藻(zao)類對變(bian)化(hua)的響(xiang)應機(ji)制，生(sheng)物(wu)圈(quan)模擬研究(jiu)，水(shui)體生(sheng)態(tai)修復(fu)研究(jiu)等(deng)。

生(sheng)物(wu)工(gong)程(cheng)與生(sheng)物(wu)醫學(xue)工(gong)程

用於(yu)藻(zao)類(lei)保健(jian)營(ying)養品(pin)的(de)開(kai)發(fa)研究(jiu)，藻(zao)類轉(zhuan)基(ji)因(yin)抗腫(zhong)瘤藥(yao)物的開(kai)發(fa)研究(jiu)，水(shui)產(chan)養殖(zhi)藻類(lei)培養等(deng)等(deng)。

生(sheng)物(wu)能(neng)源開(kai)發(fa)——向藻類要能源

地(di)球(qiu)上(shang)的(de)石(shi)油(you)、煤炭等(deng)常(chang)規能(neng)源面(mian)臨資(zi)源枯(ku)竭及環境汙染(ran)、溫室(shi)氣體排放等(deng)嚴(yan)重問題(ti)，用玉(yu)米等(deng)糧食(shi)進(jin)行生(sheng)物(wu)柴(chai)油(you)的開(kai)發(fa)壹(yi)度引(yin)起的(de)糧食(shi)危(wei)機(ji)，目前上(shang)已(yi)將生(sheng)物(wu)柴(chai)油(you)的開(kai)發(fa)焦(jiao)點轉(zhuan)向藻類，藻類獨(du)居(ju)植物(wu)產(chan)油(you)率(lv)。FMT150已成為歐美國(guo)家用於(yu)藻(zao)類(lei)生(sheng)物(wu)能(neng)源培養研究(jiu)的(de)熱門(men)設備。

藻(zao)類(lei)培養系(xi)統
主(zhu)要特點：

• 藻(zao)類(lei)光(guang)生(sheng)物(wu)反(fan)應器技術(shu)與(yu)藻(zao)類(lei)生(sheng)理(li)監(jian)測技術(shu)（葉(ye)綠(lv)素(su)熒光(guang)技術(shu)、光(guang)密(mi)度(du)測量）結合起來的系(xi)統，集(ji)成了(le)目前幾乎(hu)所(suo)有主(zhu)要的藻(zao)類(lei)在線培養與(yu)生(sheng)理(li)監(jian)測技術(shu)
• 內(nei)置雙(shuang)調制葉綠(lv)素(su)熒光(guang)儀(yi)，實時監(jian)測培養藻(zao)類(lei)的生(sheng)理(li)狀(zhuang)況(kuang)，測量記(ji)錄(lu)熒(ying)光(guang)參(can)數(shu)Ft，Fm，QY等(deng)
• 內(nei)置光(guang)密(mi)度(du)計，測量OD680和OD720，經(jing)過校(xiao)準(zhun)可計算生(sheng)物(wu)量（藻類(lei)細(xi)胞(bao)數(shu)量）、葉綠(lv)素(su)濃(nong)度(du)
• 配(pei)備氣泡(pao)阻(zu)斷(duan)閥和氣泡(pao)加(jia)濕器，使(shi)熒(ying)光(guang)和OD值(zhi)的(de)測定(ding)更(geng)加(jia)精(jing)確
• 可同時測量監測溫度、pH值(zhi)、溶(rong)解(jie)氧(yang)等(deng)多(duo)種參(can)數(shu)
• 精(jing)確控(kong)制溫度、光(guang)質、光(guang)強、培養周(zhou)期(qi)等(deng)，並(bing)可進行恒化(hua)或(huo)恒(heng)濁(zhuo)培養
• 培養容(rong)器使(shi)用高(gao)強度(du)耐熱耐腐(fu)蝕(shi)材(cai)料(liao)，可進行高(gao)溫滅菌(jun)
• 光(guang)化(hua)學光(guang)強度(du)達1500 umol photons m-2 s-1（藍(lan)綠(lv)藻(zao)培養正(zheng)常(chang)光(guang)強為(wei)90 umol photons m-2 s-1），可升級(ji)達3000 umol photons m-2 s-1，光(guang)質可根據用戶需求(qiu)在紅(hong)光(guang)、藍(lan)光(guang)、白(bai)光(guang)中(zhong)選擇單色(se)光(guang)或(huo)雙(shuang)色(se)光(guang)，擴(kuo)展光(guang)源中(zhong)還(hai)可以加入紅(hong)外光(guang)
• 氣流(liu)速(su)率(lv)、CO2及O2濃(nong)度(du)可精(jing)確控(kong)制（備選）
• 可通過的(de)電(dian)腦軟件實現(xian)外(wai)部(bu)控制、數(shu)據監測和保存(cun)，操(cao)作(zuo)簡(jian)單

技術(shu)參(can)數(shu)指(zhi)標

• 測量參(can)數(shu)：

1. 葉綠(lv)素(su)熒光(guang)參(can)數(shu)：暗適(shi)應條件(jian)下F0, Fm, Fv(Fm-F0), QY(Fv/Fm)    光(guang)適(shi)應條件(jian)下Ft, Fm‘, Fv‘(Fm‘-Ft), QY(ΦPSII即量子產(chan)額(e))
2. 光(guang)密(mi)度(du)：OD680、OD720
3. 環境參(can)數(shu)：溫度、光(guang)照強度(du)、pH、溶(rong)解氧（選配(pei)）、溶解(jie)CO2（選配(pei)）

?

• 調控(kong)環境參(can)數(shu)：溫度、光(guang)強、通氣速(su)度(du)、通入(ru)氣體組(zu)分(fen)與含量（需選配(pei)GMS高(gao)精(jing)度(du)氣體混(hun)合(he)系(xi)統）、恒化（恒定(ding)pH）培養與(yu)恒(heng)濁(zhuo)（恒(heng)定(ding)OD）培養（需選配(pei)相應模塊(kuai)），所有參(can)數(shu)都可以單獨同步控(kong)制。
• 容積：400 ml/1000 ml/3000ml可選
• 溫度精(jing)確控(kong)制範(fan)圍(wei)：400 ml/1000 ml標準(zhun)培養容(rong)器15 - 55℃，3000ml標準(zhun)培養容(rong)器18 - 55℃， 400 ml增強培養容(rong)器5 - 75℃，1000 ml/3000 ml增強培養容(rong)器10 - 75℃（實際控(kong)溫效果(guo)與環境溫度有關）
• 控溫系(xi)統：2個(ge)珀耳(er)帖(tie)元件(jian)（200W，400W）
• 雙(shuang)顯(xian)示：主(zhu)機(ji)控(kong)制顯(xian)示和外(wai)部控(kong)制單元實時顯(xian)示
• LED光(guang)源：
• 標準(zhun)配(pei)制：紅(hong)光(guang)、藍(lan)光(guang)或(huo)白光(guang)、紅(hong)光(guang)雙(shuang)色(se)光(guang)源，可選白光(guang)、藍(lan)光(guang)雙(shuang)色(se)光(guang)源或(huo)白(bai)、藍、紅(hong)單色(se)光(guang)源
• 光(guang)強：1500 umol (photons).m-2.s-1 PAR（藍(lan)光(guang)750/紅(hong)光(guang)750；白(bai)光(guang)750/紅(hong)光(guang)750；可選白光(guang)1500，藍(lan)光(guang)1500，紅(hong)光(guang)1500，白(bai)光(guang)750/藍(lan)光(guang)750）
• 可升級(ji)至3000 umol (photons).m-2.s-1 PAR（藍(lan)光(guang)1500/紅(hong)光(guang)1500；白(bai)光(guang)1500/紅(hong)光(guang)1500；白(bai)光(guang)或(huo)藍光(guang)單(dan)色(se)3000）
• 外部(bu)擴(kuo)展光(guang)源（備選，用於(yu)不(bu)同有機(ji)體培養或(huo)者(zhe)高(gao)光(guang)強脅(xie)迫）：單(dan)色(se)光(guang)、單(dan)色(se)光(guang)+紅(hong)外光(guang)、雙(shuang)色(se)光(guang)
• 光(guang)密(mi)度(du)測量：通過兩(liang)個(ge)LED (720nm，680 nm)實時測量OD
• 檢測器：PIN光(guang)敏(min)二(er)極管(guan)、665 nm-750nm濾(lv)波(bo)器
• 
• 傳(chuan)感器：pH/溫度傳(chuan)感器、溶(rong)解(jie)氧傳(chuan)感器（備選）、溶解CO2傳(chuan)感器（備選）
• GMS高(gao)精(jing)度(du)氣體混(hun)合(he)系(xi)統（備選）：可控制氣體流速(su)和成分，標配(pei)為控(kong)制氮氣/空(kong)氣和二(er)氧化(hua)碳，氣源需用戶自(zi)備
• 選配(pei)Oxzala 差分(fen)式O2/CO2通量監測系(xi)統，在線雙(shuang)通道(dao)監測進氣口(kou)和出(chu)氣口(kou)O2和CO2：

1. 高(gao)精(jing)度(du)差分(fen)式(shi)氧(yang)氣分(fen)析(xi)儀(yi)，雙(shuang)燃(ran)料電池技術(shu)，雙(shuang)通道(dao)差分測量，測量範(fan)圍(wei)0-100%，精(jing)確度(du)0.1%，分辨率(lv)0.0001%；溫度補(bu)償(chang)、氣壓補(bu)償(chang)，氣壓分(fen)辨率(lv)0.0001kPa，顯(xian)示屏(ping)同時顯(xian)示通道(dao)1O2濃(nong)度(du)、通道(dao)2O2濃(nong)度(du)、通道(dao)3ΔO2、通道(dao)4氣壓
2. 雙(shuang)通道(dao)CO2分析(xi)儀(yi)，單光(guang)束(shu)雙(shuang)波長(chang)紅(hong)外技術(shu)，測量範(fan)圍(wei)0-1000ppm，可選配(pei)0-2000ppm，精(jing)確度(du)優於(yu)1.5%，差(cha)分(fen)測量可達0.3-0.5ppm，自(zi)動(dong)溫度補(bu)償(chang)、自定(ding)義(yi)壓力(li)及(ji)相對濕度(du)補(bu)償(chang)，分辨率(lv)1ppm，雙(shuang)通道(dao)數(shu)據采集(ji)顯(xian)示器，LCD背(bei)光(guang)顯(xian)示屏(ping)，可顯(xian)示雙(shuang)通道(dao)CO2濃(nong)度(du)及變化曲(qu)線(xian)

• 恒(heng)濁(zhuo)培養模(mo)塊(kuai)（可選）：包含(han)壹(yi)個(ge)蠕動(dong)泵pp600和內(nei)置支(zhi)持控(kong)制軟件，通過檢測光(guang)密(mi)度(du)（OD680或(huo)OD720），蠕動(dong)泵自(zi)動(dong)補(bu)充(chong)培養基(ji)實現(xian)恒(heng)濁(zhuo)培養
• 恒(heng)化(hua)培養模(mo)塊(kuai)（可選）：包含(han)2個(ge)蠕動(dong)泵pp600和內(nei)置支(zhi)持控(kong)制軟件，通過檢測pH，2個(ge)蠕動(dong)泵分(fen)別(bie)自動(dong)補(bu)充(chong)酸(suan)液(ye)或堿(jian)液(ye)實現(xian)恒(heng)化(hua)培養
• pH穩定(ding)/恒(heng)濁(zhuo)模(mo)塊(kuai)（可選）：包含(han)1個(ge)帶氣體閥的蠕動(dong)泵pp600和內(nei)置支(zhi)持控(kong)制軟件，可以進行恒(heng)濁(zhuo)培養，也(ye)可以通過調(tiao)節通入(ru)培養基(ji)的(de)CO2氣流(liu)流(liu)速來實現(xian)pH穩定(ding)調(tiao)控(kong)（兩(liang)個(ge)功能(neng)不(bu)可同時實現(xian)）。CO2氣源需用戶自(zi)備
• 
• 額(e)外(wai)蠕動(dong)泵（可選）：多可同時控(kong)制8個(ge)蠕動(dong)泵
• 其(qi)他(ta)備選部件：磁力(li)攪拌(ban)器（用於(yu)無(wu)氧(yang)狀(zhuang)態(tai)培養）、氣體分析(xi)系(xi)統（測定(ding)CO2）、PWM泵（用於(yu)控(kong)制氣體或液(ye)體流速(su)，可以為培養液(ye)通氣，也(ye)可用於(yu)無(wu)氧(yang)狀(zhuang)態(tai)下代替磁力(li)攪拌(ban)混(hun)勻(yun)藻液(ye)）
• 控制單元：包括(kuo)電(dian)腦、軟件及(ji)硬件(jian)綁(bang)定(ding)的(de)許(xu)可證(zheng)，對壹(yi)到(dao)多臺(tai)反(fan)應器進(jin)行(xing)同步控(kong)制和數(shu)據采集(ji)，所有測量數(shu)據都可以實時圖形(xing)化(hua)顯(xian)示
• 軟件功能(neng)： 

• 控(kong)光(guang)模(mo)式：光(guang)質和光(guang)強均(jun)可通過軟件按(an)用戶編制的程(cheng)序(xu)自行(xing)動(dong)態(tai)變化(hua)，可模擬自然(ran)日照周(zhou)期(qi)、雲(yun)遮擋(dang)造(zao)成的光(guang)強光(guang)質變化(hua)等(deng)光(guang)節律變化
• 控(kong)溫模式：溫度可通過軟件按(an)用戶編制的程(cheng)序(xu)自行(xing)動(dong)態(tai)變化(hua)，可模擬自然(ran)溫度日變(bian)化(hua)、溫度周期(qi)性(xing)驟升或(huo)驟降等(deng)
• Bios：可升級(ji)固(gu)件
• 數(shu)據傳(chuan)輸(shu)：RS-232串(chuan)口(kou)接(jie)口(kou)或(huo)USB接(jie)口(kou)
• 遠程(cheng)控(kong)制：可通過網絡(luo)實現(xian)遠程(cheng)控(kong)制與數(shu)據下載（需配(pei)備固(gu)定(ding)IP）
• 材(cai)料(liao)：防(fang)火(huo)耐熱玻(bo)璃、飛機(ji)杜(du)拉鋁合金(jin)、不銹(xiu)鋼(gang)、矽化(hua)墊(dian)圈(quan)
• 尺(chi)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(dian)壓：90-240V
• 可根據用戶需求(qiu)定(ding)制25升等(deng)各種大型光(guang)養生(sheng)物(wu)反(fan)應器

 產(chan)地(di)：歐洲(zhou)

參(can)考(kao)文(wen)獻：

1. Light attenuation changes with photo-acclimation in a culture of Synechocystis sp. PCC 6803. Straka L, et al. 2017, Algal Research, DOI: 10.1016/j.algal.2016.11.024

2. Quantitating active Photosystem II reaction center content from fluorescence induction transients. Murphy CD, et al. 2017, Limnology and Oceanography: Methods, 15(1): 54-69

3. Comparative evaluation of phototrophic microtiter plate c*tion against laboratory-scale photobioreactors. Morschett H, et al. 2017, Bioprocess and Biosystems Engineering, 40(5): 663-673

4. Impaired mitochondrial transcription termination disrupts the stromal redox poise in Chlamydomonas. Uhmeyer A, et al. 2017, Plant Physiology, 174(3): 1399-1419

5. Interactive effects of nitrogen and light on growth rates and RUBISCO content of small and large centric diatoms. Li G, et al. 2017, Photosynthesis Research, 131(1): 93-103

6. A method to decompose spectral changes in Synechocystis PCC 6803 during light-induced state transitions. Acuña AM, et al. 2016, Photosynthesis Research, 130 (1) : 1-13

7. Comparison of D1´‐and D1‐containing PS II reaction centre complexes under different environmental conditions in Synechocystis sp. PCC 6803. Crawford TS, et al. 2016, Plant, Cell & Environment, 39(8): 1715-1726

8. The source of inoculum drives bacterial community structure in Synechocystis sp. PCC6803-based photobioreactors. Zevin AS, et al. 2016, Algal Research, 13: 109-115

9. Flow cytometry enables dynamic tracking of algal stress response: A case study using carotenogenesis in Dunaliella salina, Fachet M, et al. 2016, Algal Research, 13: 227-234

10. The nitrogen costs of photosynthesis in a diatom under current and future pCO2, G Li, et al. 2015, New Phytologist, 205(2): 533-543

11. Synechococcus elongatus UTEX 2973, a fast growing cyanobacterial chassis for biosynthesis using light and CO2. J Yu, et al. 2015, Sci Rep. 5: 8132.

12. Sustained circadian rhythms in continuous light in Synechocystis sp. PCC6803 growing in a well-controlled photobioreactor. P van Alphen, et al. 2015, PLoS ONE 10(6): e0127715.

13. Effects of phosphate limitation on soluble microbial products and microbial community structure in semi‐continuous Synechocystis‐based photobioreactors. AS Zevin, et al. 2015, Biotechnology and Bioengineering, 112(9): 1761-1769

14. C*tion of Nannochloropsis for eicosapentaenoic acid production in wastewaters of pulp and paper industry. A Polishchuk, et al. 2015, Bioresource Technology, 193: 469-476

15. Interactive effects of and light on growth rates and RUBISCO content of small and large centric diatoms. G Li, et al. 2015, Biogeosciences Discuss., 12: 16645-16672

16. The role of an electron pool in algal photosynthesis during sub-second light–dark cycling. C Vejrazka, et al. 2015, Algal Research, 12: 43-51

17. A dynamic growth model of Dunaliella salina: Parameter identification and profile likelihood analysis, M Fachet, et al. 2014, Bioresource Technology, 173: 21-31

18. Effects of light and circadian clock on growth and chlorophyll accumulation of Nannochloropsis gaditana, R Braun, et al. 2014, Journal of Phycology, 50(3): 515-525

19. Ultradian metabolic rhythm in the diazotrophic cyanobacterium Cyanothece sp. ATCC 51142, J ?ervený, et al. 2013, PNAS, 110(32): 13210-13215

20. Temperature-dependent growth rate and photosynthetic performance of Antarctic symbiotic alga Trebouxia sp. c*ted in a bioreactor, K Balarinová, et al. 2013, Czech polar reports, 3 (1):  19-27