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荧光法结合化学计量学同步监测富含类胡萝卜素的杜氏盐藻生产过程中的细胞浓度、细胞活力及培养基硝酸盐含量

DOI：10.1016/j.algal.2019.101720 期刊：Algal Research 出版年份：2019 更新时间：2025-11-14 15:32:45
摘要： 二维（2D）荧光光谱被研究作为监测高类胡萝卜素浓度杜氏盐藻培养、采收及废水处理的工具，旨在优化生产工艺并降低成本。通过化学计量学分析（即主成分分析PCA和偏最小二乘法PLS），基于直接从藻悬液中获取的荧光激发-发射矩阵（EEMs），建立了估算细胞浓度、细胞活性及培养基中硝酸盐浓度的模型。培养与采收阶段的细胞浓度可通过单一模型预测（解释92.0%方差，训练集与验证集的R2分别为0.92和0.97）；超滤采收阶段的细胞活性建模解释79%方差（训练集R2=0.79，验证集R2=0.73）；培养与渗透液处理阶段的硝酸盐浓度通过单一模型成功预测（解释81.8%方差，训练集与验证集的R2分别为0.82和0.80）。本研究表明，二维荧光光谱与化学计量学的结合在微藻生产过程监测中具有显著应用潜力。
作者： Marta Sá，Joana Monte，Carla Brazinha，Claudia F. Galinha，Jo?o G. Crespo
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究将二维（2D）荧光光谱技术作为杜氏盐藻高类胡萝卜素浓度培养、采收及废水处理的监测工具，以优化生产工艺并降低成本。

研究成果

该研究表明，将二维荧光技术与化学计量学相结合，在监测微藻生产过程中的不同环节（包括细胞浓度、细胞活性和硝酸盐浓度）方面具有巨大潜力。这种方法能够优化杜氏盐藻培养的操作控制，从而更精准地判断启动类胡萝卜素诱导生产或收获的最佳时机。

研究不足

该研究承认需要在高细胞浓度范围内获取更多实验数据以提高模型的稳健性。此外，通过纳入pH值或盐度等物理参数，可能提高细胞存活率模型的准确性。

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