2024年3月1日,亚洲bet57365游戏大厅杨雪薇副教授团队在工程技术领域国际顶级期刊《Chemical Engineering Journal》(IF=15.1)上发表题为“Enhancement of biomass, lipid accumulation, and carbon sequestration potential in microalgae via cultivation with Aggregation-Induced emission Light-Conversion films”的研究论文。
微藻是一种很有前途的生物质能源生产和固碳原料。为了提高细胞生长和生产效率,人们努力探索合适的光照强度和质量,以提高附加值产品的合成。利用微藻处理城市、农业、工业和水产养殖废水,可以去除过量的C、N和P浓度。由于微藻的主要化学成分包括脂肪、蛋白质和碳氢化合物,微藻正在作为第三代生物柴油生产的油的替代品而被研究。微藻作为一种很有前途的生物能源生产原料,可以满足日益增长的生物燃料生产市场的需求。
聚集诱导发射(AIE)描述了分子聚集体表现出比单分子更强的发射的光物理现象。该机制被称为分子内运动限制(RIM),即在聚集状态下,由于分子内运动的限制,非辐射衰变通道被阻塞,导致发射增强。因此,AIEgens在聚集状态下具有高发射率,这提供聚集形成或高浓度,具有更高的无限光转换性能和光稳定性。由于能够改善光质量和增强光合作用效率,一些生物成像、图像引导治疗、传感器和智能材料已经基于AIEgens被开发出来。然而,作为一种可持续的光捕获材料,AIE材料在改善光合生物的光环境方面并不常见。
在本研究中,一种容易获得的AIE材料(Astrazon Brilliant Red 4G)具有将蓝绿光转化为红光(630-680 nm)的活性,并首次被应用于研究中,以获得高脂肪酸产量和良好的碳中和能力。经过10天的培养,AIE转光膜使微藻栅藻斜生栅藻、三角褐指藻和莱茵衣藻的生物量分别增加了13.00%、28.00%和26.00%,总脂质含量增加了34.60%、17.74%、22.63%,固碳能力分别提高17.18%、38.89%、35.71%。此外,AIE 光转换膜促进了所有三种微藻中不饱和脂肪酸 (UFA) 的积累。该研究证明了AIE光转换膜在培养微藻中捕获高二氧化碳用于光合作用、碳中性能量和高价值活性化合物方面的潜在应用。
基金资助包括:国家合成生物学重点研发项目(2018YFA0902500)、广东省自然科学基金(2021A1515012557)、深港创新联合研发项目专项资助(SGLH20180622152010394)、香港创新科技署TCFS (GHP/087/18SZ)、深圳市可持续发展专项(KCXFZ20201221173211033)。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149148
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2024年4月23日