一種基于微流控芯片的多光譜微藻光合作用研究裝置和進(jìn)行微藻研究實(shí)驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種微藻光合作用研究裝置和進(jìn)行微藻研究實(shí)驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界人口的增長(zhǎng)和化石燃料儲(chǔ)量的消耗，發(fā)展可供選擇的能源研究逐漸受到重視。另外，由于化石燃料的過(guò)渡消耗引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題，也成為21世紀(jì)制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素。因此發(fā)展可再生清潔能源刻不容緩，能源微藻由于其越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，其經(jīng)濟(jì)重要性也逐漸顯示。近年來(lái)，微藻由于其能通過(guò)光合作用吸收二氧化碳轉(zhuǎn)化為油脂，蛋白質(zhì)和碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，越來(lái)越受到了許多學(xué)者的研究興趣。特別的，由于某些藻種能通過(guò)光轉(zhuǎn)化生產(chǎn)氫氣這樣一種無(wú)污染的清潔能源，更加顯示了其強(qiáng)大的潛能。
[0003]在微藻研究中光合作用始終是其中非常重要的一環(huán)，在多光譜光合作用的研究中，傳統(tǒng)上是利用不同頻率的光進(jìn)行分別照射。目前針對(duì)微藻的常規(guī)研究主要集中于通過(guò)前期培養(yǎng)和后期生理檢測(cè)相結(jié)合，現(xiàn)有的微藻培養(yǎng)和研究的器皿一般是傳統(tǒng)的試管、燒杯、培養(yǎng)皿等，當(dāng)進(jìn)行光合作用研究時(shí)，需要對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象分別進(jìn)行培養(yǎng)操作和實(shí)驗(yàn)操作，導(dǎo)致工作量非常大，整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程復(fù)雜，而且藥劑的消耗量也非常大；同時(shí)針對(duì)光合作用研究還要對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象分別進(jìn)行光照調(diào)整，更加導(dǎo)致了整體實(shí)驗(yàn)過(guò)程工作量巨大，并且除了光照條件外的其他變量條件不易得到有效控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決利用傳統(tǒng)的器皿進(jìn)行微藻光合作用研究時(shí)存在的工作量大、藥劑消耗大的問(wèn)題以及光照條件需要分別設(shè)置的問(wèn)題。
[0005]—種基于微流控芯片的多光譜微藻光合作用研究裝置，包括微流控芯片和分光裝置，所述微流控芯片包括微藻流道、密封液流道、主流道和陣列單元;所述的微藻流道一端設(shè)有微藻流道入口，密封液流道一端設(shè)有密封液流道入口 ；微藻流道的另一端與密封液流道的另一端共同連接主流道的一端，主流道的另一端設(shè)有出口，主流道中部設(shè)有陣列單元；陣列單元為若干個(gè)回路單元串聯(lián)而成，串聯(lián)的若干個(gè)回路單元呈陣列分布;所述的回路單元包括上回路流道和下回路流道，上回路流道和下回路流道并聯(lián)設(shè)置(上回路流道和下回路流道的入口相連，上回路流道和下回路流道的出口相連)；下回路流道包括微型培養(yǎng)池和微型培養(yǎng)池末端的縮口；微流控芯片水平設(shè)置，所述的分光裝置設(shè)置在微流控芯片的上方，分光裝置將光照進(jìn)行分光并將分光后的光束照射在陣列單元上;利用分光裝置進(jìn)行分光處理，使得不同位置微型培養(yǎng)池中的微藻的光照條件不同(除光照以外的其他條件均保持相同)，從而實(shí)現(xiàn)多光譜微藻光合作用的研究。
[0006]本發(fā)明具有以下效果:
[0007]由于本發(fā)明裝置中微流控芯片的陣列單元結(jié)構(gòu)可以同時(shí)進(jìn)行多組微藻光合作用研究實(shí)驗(yàn)，而且通過(guò)分光裝置，可以同時(shí)進(jìn)行多光譜的研究，能夠大量節(jié)省微藻光合作用研究實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)間、減少實(shí)驗(yàn)工作量、降低實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜度，使得實(shí)驗(yàn)具有高通量的特點(diǎn)；并且能夠大量減少光合作用研究實(shí)驗(yàn)中的藥劑消耗。相比傳統(tǒng)的器皿微藻培養(yǎng)和光合作用研究實(shí)驗(yàn)方法，本發(fā)明能夠減少70%以上的工作量、減少80%的藥劑消耗，而且進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)的操作十分簡(jiǎn)單。
[0008]利用本發(fā)明進(jìn)行微藻光合作用研究實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚍奖?、有效地?duì)除光照條件外的其他變量條件進(jìn)行有效的控制。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明裝置的示意圖；
[0010]圖2為微流控芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3為回路單元示意圖；
[0012]圖4為回路單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖5為下回路流道的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1-圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，
[0015]—種基于微流控芯片的多光譜微藻光合作用研究裝置，包括微流控芯片a和分光裝置b，所述微流控芯片a包括微藻流道1、密封液流道2、主流道3和陣列單元4;所述的微藻流道I一端設(shè)有微藻流道入口，密封液流道2—端設(shè)有密封液流道入口 ；微藻流道I的另一端與密封液流道2的另一端共同連接主流道3的一端，主流道3的另一端設(shè)有出口，主流道3中部設(shè)有陣列單元4;陣列單元4為若干個(gè)回路單元4-1串聯(lián)而成，串聯(lián)的若干個(gè)回路單元4-1呈陣列分布;所述的回路單元4-1包括上回路流道4-1-1和下回路流道4-1-2，上回路流道4-1-1和下回路流道4-1-2并聯(lián)設(shè)置(上回路流道4-1-1和下回路流道4-1-2的入口相連，上回路流道4-1-1和下回路流道4-1-2的出口相連)；下回路流道4-1-2包括微型培養(yǎng)池4-1-3和微型培養(yǎng)池末端的縮口 4-1-4;微流控芯片a水平設(shè)置，所述的分光裝置b設(shè)置在微流控芯片a的上方，分光裝置b將光照進(jìn)行分光并將分光后的光束照射在陣列單元4上;利用分光裝置b進(jìn)行分光處理，使得不同位置微型培養(yǎng)池中的微藻的光照條件不同(除光照以外的其他條件均保持相同)，從而實(shí)現(xiàn)多光譜微藻光合作用的研究。
[0016]【具體實(shí)施方式】二:
[0017]本實(shí)施方式所述的微藻流道入口設(shè)有微量注射栗，所述的密封液流道入口設(shè)有微量注射栗。
[0018]其它結(jié)構(gòu)及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0019]【具體實(shí)施方式】三:
[°02°]本實(shí)施方式所述分光裝置b為三棱鏡。
[0021 ]其它結(jié)構(gòu)及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】二相同。
[0022]【具體實(shí)施方式】四:
[0023]本實(shí)施方式所述微流控芯片a材質(zhì)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選用，如玻璃材質(zhì)或PDMS等。
[0024]其它結(jié)構(gòu)及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】二或三相同。
[0025]【具體實(shí)施方式】五:
[0026]本實(shí)施方式所述微流控芯片a采用軟光刻方法制造。該微流控芯片a包含上下兩層，上層包含流道網(wǎng)格(微藻流道、密封液流道、主流道和陣列單元等共同構(gòu)