光養(yǎng)生物反應(yīng)器是指用于培養(yǎng)藻類、光養(yǎng)細菌等的技術(shù)系統(tǒng)，一般由培養(yǎng)系統(tǒng)（如光、培養(yǎng)容器、溫度控制等）和監(jiān)測系統(tǒng)（如PH值等）組成，可分為開放式和封閉式。廣泛應(yīng)用于生物工程領(lǐng)域如食品、水產(chǎn)養(yǎng)殖、營養(yǎng)保健制劑、醫(yī)藥如抗體及抗腫瘤藥物等，生態(tài)環(huán)境工程領(lǐng)域如水體生態(tài)修復(fù)、CO2吸收、污水處理如重金屬吸收等，能源領(lǐng)域如微藻生物柴油等。同時，隨著全，球碳排放的增加，海洋藻類對全，球變化的響應(yīng)也逐漸成為光養(yǎng)生物反應(yīng)器應(yīng)用的重要領(lǐng)域。

FMT150藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測系統(tǒng)將生物反應(yīng)器與監(jiān)測儀器*地結(jié)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(yǎng)與生理監(jiān)測。

FMT150可以通過控制單元（包括電腦與預(yù)裝軟件，軟件分為基本版與高級版）中用戶自定義程序動態(tài)自動改變培養(yǎng)條件并實時在線監(jiān)測培養(yǎng)條件與測量參數(shù)。光強、光質(zhì)、溫度和通入氣體的組分與流速都可以精，確調(diào)控。加裝恒濁和恒化模塊后還可以調(diào)控培養(yǎng)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(yǎng)。培養(yǎng)條件可以根據(jù)用戶自定義方案動態(tài)變化，既可以進行恒定條件下的培養(yǎng)，也可以一定的周期自動變化?？刂茊卧赏瑫r控制多臺FMT150進行同步實驗，保證不同處理實驗間的一致性。

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

應(yīng)用領(lǐng)域：

1.    環(huán)境科學(xué)與環(huán)境工程——藻類的利用與有害控制

用于水體中水華和赤潮現(xiàn)象的模擬、預(yù)警防治研究，水體污染治理與生態(tài)修復(fù)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(tài)修復(fù)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。

2.    生態(tài)學(xué)與生態(tài)工程

海洋初級生產(chǎn)力研究，海洋碳循環(huán)，浮游植物等光養(yǎng)生物生理生態(tài)研究，藻類對全，球變化的響應(yīng)機制，生態(tài)毒理學(xué)研究，生物圈模擬研究，水體生態(tài)修復(fù)研究等。

3.    藻類基因組學(xué)與分子生物學(xué)

為分子、基因?qū)嶒炋峁┛煽康念A(yù)培養(yǎng)樣品，精，確模擬培養(yǎng)條件，研究不同環(huán)境條件下藻類表型變化

4.    生物工程與生物醫(yī)學(xué)工程

用于藻類保健營養(yǎng)品的開發(fā)研究，藻類轉(zhuǎn)基因抗腫瘤藥物的開發(fā)研究，水產(chǎn)養(yǎng)殖藻類培養(yǎng)等等。

5.    生物能源開發(fā)——向藻類要能源

地球上的石油、煤炭等常規(guī)能源面臨資源枯竭及環(huán)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(fā)一度引起全，球的糧食危機，目前上已將生物柴油的開發(fā)焦點轉(zhuǎn)向藻類，藻類獨居植物產(chǎn)油率。FMT150已成為歐美國家用于藻類生物能源培養(yǎng)研究的熱門設(shè)備。

主要特點：

?    首，個將藻類光生物反應(yīng)器技術(shù)與藻類生理監(jiān)測技術(shù)（葉綠素熒光技術(shù)、光密度測量）結(jié)合起來的系統(tǒng)，集成了目前幾乎所有主要的藻類在線培養(yǎng)與生理監(jiān)測技術(shù)

?    內(nèi)置雙調(diào)制葉綠素熒光儀，實時監(jiān)測培養(yǎng)藻類的生理狀況，測量記錄熒光參數(shù)Ft，F(xiàn)m，QY等

?    內(nèi)置光密度計，測量OD680和OD720，經(jīng)過校準可計算生物量（藻類細胞數(shù)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(jiān)測溫度、pH值、溶解氧等多種參數(shù)

?    精，確控制溫度、光質(zhì)、光強、培養(yǎng)周期等，并可進行恒化或恒濁培養(yǎng)

?    培養(yǎng)容器使用高強度耐熱耐腐蝕材料，可進行高溫滅菌

?    光化學(xué)光強度，高達3000 umol photons m-2 s-1（藍綠藻培養(yǎng)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(zhì)可根據(jù)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

?    可通過的電腦軟件實現(xiàn)外部控制、數(shù)據(jù)監(jiān)測和保存，操作簡單

技術(shù)參數(shù)指標

1.    測量參數(shù)：

1）葉綠素熒光參數(shù)：暗適應(yīng)條件下F0, Fm, Fv(Fm-F0), QY(Fv/Fm)

                   光適應(yīng)條件下Ft, Fm‘, Fv‘(Fm‘-Ft), QY(ΦPSII即量子產(chǎn)額)

2）光密度：OD680、OD720

3）環(huán)境參數(shù)：溫度、光照強度、pH、溶解氧（選配）、溶解CO2（選配）

2.    調(diào)控環(huán)境參數(shù)：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(tǒng)）、恒化（恒定pH）培養(yǎng)與恒濁（恒定OD）培養(yǎng)（需選配相應(yīng)模塊），所有參數(shù)都可以單獨同步控制。

3.    容積：400 ml/1000 ml/3000ml可選

4.    溫度精，確控制范圍：400 ml/1000 ml/3000ml標準培養(yǎng)容器18 - 50℃， 400 ml增強培養(yǎng)容器5 - 75℃，1000 ml/3000 ml增強培養(yǎng)容器10 - 75℃（實際控溫效果與環(huán)境溫度有關(guān)）

5.    控溫系統(tǒng)：400 ml/1000 ml，200W珀耳帖控溫單元；3000ml，400W珀耳帖控溫單元

6.    雙顯示：主機控制顯示和外部控制單元實時顯示

7.    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）

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

9.    光密度測量：通過兩個LED (720nm，680 nm)實時測量OD

10.    檢測器：PIN光敏二極管、665 nm-750nm濾波器

11.    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）

12.    GMS高精度氣體混合系統(tǒng)（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

13.    選配Oxzala 差分式O2/CO2通量監(jiān)測系統(tǒng)，在線雙通道監(jiān)測進氣口和出氣口O2和CO2：

a)    高精度差分式氧氣分析儀，雙燃料電池技術(shù)，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

b)    雙通道CO2分析儀，單光束雙波長紅外技術(shù)，測量范圍0-1000ppm，可選配0-2000ppm，精，確度優(yōu)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(shù)據(jù)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

14.    恒濁培養(yǎng)模塊（可選）：包含一個蠕動泵pp600和內(nèi)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(yǎng)基實現(xiàn)恒濁培養(yǎng)

15.    恒化培養(yǎng)模塊（可選）：包含2個蠕動泵pp600和內(nèi)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(xiàn)恒化培養(yǎng)

16.    pH穩(wěn)定/恒濁模塊（可選）：包含1個帶氣體閥的蠕動泵pp600和內(nèi)置支持控制軟件，可以進行恒濁培養(yǎng)，也可以通過調(diào)節(jié)通入培養(yǎng)基的CO2氣流流速來實現(xiàn)pH穩(wěn)定調(diào)控（兩個功能不可同時實現(xiàn)）。CO2氣源需用戶自備

17.    額外蠕動泵（可選）：多可同時控制8個蠕動泵

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

19.    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(yīng)器進行同步控制和數(shù)據(jù)采集，所有測量數(shù)據(jù)都可以實時圖形化顯示

1.          

21.    控光模式：光質(zhì)和光強均可通過軟件按用戶編制的程序自行動態(tài)變化，可模擬自然日照周期、云遮擋造成的光強光質(zhì)變化等光節(jié)律變化

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

23.    Bios：可升級固件

24.    數(shù)據(jù)傳輸：RS-232串口接口或USB接口

25.    遠程控制：可通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程控制與數(shù)據(jù)下載（需配備固定IP）

26.    材料：防火耐熱玻璃、飛機杜拉鋁合金、不銹鋼、硅化墊圈

27.    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

28.    供電電壓：90-240V

29.    可根據(jù)用戶需求定制25升等各種大型光養(yǎng)生物反應(yīng)器

萊茵衣藻多組學(xué)解析的精，確培養(yǎng)條件模擬（Strenkert, 2019, PNAS）

產(chǎn)地：歐洲

參考文獻：

1.    Multiomics resolution of molecular events during a day in the life of Chlamydomonas. Strenkert D, et al. 2019, PNAS, 116 (6): 2374-2383

2.    Chlorella vulgaris integrates photoperiod and chloroplast redox signals in response to growth at high light. Hollis L, et al. 2019, Planta, 249(4): 1189-1205

3.    Growth kinetics and mathematical modeling of Synechocystis sp. PCC 6803 under flashing light. Straka L, et al. 2019, Biotechnology and bioengineering, 116(2): 469-474

4.    CO2 Capture for Industries by Algae. Anguselvi V, et al. 2019, Algae, DOI: 10.5772/intechopen.73417

5.    Glycolate from microalgae: an efficient carbon source for biotechnological applications. Taubert A, et al. 2019, Plant biotechnology journal, DOI: 10.1111/pbi.13078

6.    Response of the thylakoid proteome of Synechocystis sp. PCC 6803 to photohinibitory intensities of orange-red light. Cordara A, et al. 2018, Plant physiology and biochemistry, 132: 524-534

7.    Effect of culture density on biomass production and light utilization efficiency of Synechocystis sp. PCC 6803. Straka L, et al. 2018, Biotechnology and bioengineering, 115(2): 507-511

8.    Effect of carbon limitation on photosynthetic electron transport in Nannochloropsis oculata. Zav?el T, et al. 2018, Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 181:31-43

9.    Diel regulation of photosynthetic activity in the oceanic unicellular diazotrophic cyanobacterium Crocosphaera watsonii WH8501. Masuda T, et al. 2018, Environmental Microbiology, 20(2): 546–560

10.    Analysis of the light intensity dependence of the growth of Synechocystis and of the light distribution in a photobioreactor energized by 635 nm light. Cordara A, et al. 2018, PeerJ, 6:e5256, DOI 10.7717/peerj.5256

11.    C*tion, characterization, and properties of Chlorella vulgaris microalgae with different lipid contents and effect on fast pyrolysis oil composition. Adamakis ID, et al. 2018, Environmental Science and Pollution Research International, 25(23):23018-23032

12.    Dynamic response of Synechocystis sp. PCC 6803 to changes in light intensity. Straka L, et al. 2018, Algal Research, 32:210-220

13.    Growth bottlenecks of microalga Dunaliella tertiolecta in response to an up-shift in light intensity. Binte Safie SR, et al. 2018, European Journal of Phycology, 53(4): 509-519

14.    Advancement of the c*tion and upscaling of photoautotrophic suspension cultures using Chenopodium rubrum as a case study. Sege?ová A, et al. 2018, Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 135(1): 37–51

15.    Enhanced biomass production of Scenedesmus obliquus in a flat-panel photobioreactor, grown in photoautotrophic mode. Trivedi J, et al. 2018, Biofuels, DOI: 10.1080/17597269.2018.1448634