專利名稱：為密閉空間定時(shí)定量提供氧氣的技術(shù)的制作方法
藍(lán)藻的細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有真正意義的細(xì)胞核、葉綠體及線粒體。但藍(lán)藻的光合系統(tǒng)與高等綠色植物相似，以水為電子供體，有光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)II，所以藍(lán)藻很可能是第一個(gè)向原始大氣中釋放氧氣的有機(jī)體，并促使了需氧代謝的進(jìn)化發(fā)展。螺旋藻是藍(lán)藻門(mén)段殖體綱、顫藻科的一個(gè)屬，由于我們發(fā)現(xiàn)了螺旋藻細(xì)胞激發(fā)放氧的特性，并且激發(fā)條件是光照強(qiáng)度和溫度，所以只要將光照和溫度合理匹配，就可做到定時(shí)定量地控制細(xì)胞向環(huán)境放出氧氣，這就孕育著極大地應(yīng)用價(jià)值。早在上個(gè)世紀(jì)前蘇聯(lián)、美國(guó)等國(guó)家在航天飛機(jī)、空間站、宇宙飛船上應(yīng)用綠藻釋放O2，為載人飛行器提供O2，然而，當(dāng)時(shí)無(wú)法做到控制集中大量放氧，人類(lèi)沒(méi)有做到使藻類(lèi)細(xì)胞定時(shí)定量地向外部環(huán)境釋放O2，這必定影響了應(yīng)用質(zhì)量和應(yīng)用范圍。如果該領(lǐng)域應(yīng)用螺旋藻細(xì)胞，采用該項(xiàng)技術(shù)至少有三大優(yōu)勢(shì)(1)能夠做到為密閉空間能夠定時(shí)定量提供O2；(2)在應(yīng)用過(guò)程中，能夠?yàn)橛詈絾T提供新鮮的保健食品；(3)在5～48℃范圍調(diào)節(jié)溫度，而這一溫度區(qū)間正包括了人體適應(yīng)范圍，也可通過(guò)調(diào)節(jié)光強(qiáng)將溫度控制在更適合生活和工作的范圍。
將螺旋藻細(xì)胞控制在5℃的條件下，其細(xì)胞基本不向外釋放氧氣，從20℃～35℃之間，細(xì)胞放氧速率隨著溫度增加而增加，當(dāng)作用溫度在25℃以上，光照200μmol·m-2·s-1以上時(shí)，螺旋藻細(xì)胞就可發(fā)生激發(fā)放氧，激發(fā)放氧量相當(dāng)于正常狀態(tài)下細(xì)胞放氧量的100倍左右。而激發(fā)放氧持續(xù)的時(shí)間大約在200min.以上。也可通過(guò)提高光強(qiáng)使螺旋藻細(xì)胞發(fā)生激發(fā)放氧，如當(dāng)光強(qiáng)提高到1329μmol·m-2·s-1時(shí)，作用溫度在25℃時(shí)，該細(xì)胞只需幾分鐘就可發(fā)生細(xì)胞激發(fā)放氧。如果在60m3的封閉空間，O2濃度維持在20％，需要12m3的氧氣量，約需3.2升螺旋藻藻液(OD值為0.59)供氧，OD值在1以下的藻液均可正常生長(zhǎng)，所以藻液的體積仍有減少的可能，換句話說(shuō)，1.9升藻液(OD值為1)就可滿足供氧需要。藻液量較小，藻液所占空間就小，其控制范圍卻可在0～3724 O2L/L/h之間，而且控制范圍的變化可通過(guò)調(diào)節(jié)光照和溫度的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明應(yīng)用成本低廉、操作方便，應(yīng)用范圍廣，生產(chǎn)潛力大，生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益高。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一項(xiàng)為密閉空間定時(shí)定量提供氧氣的新技術(shù)，其特征在于螺旋藻細(xì)胞在強(qiáng)光、高溫條件下，能夠發(fā)生細(xì)胞激發(fā)放氧，通過(guò)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度和作用溫度達(dá)到細(xì)胞定時(shí)定量釋放氧氣的目的。
2.根據(jù)權(quán)力要求1.在細(xì)胞放氧期間，光照強(qiáng)度可調(diào)節(jié)區(qū)間在大于螺旋藻光補(bǔ)償點(diǎn)到2000μmol·m-2·s-1之間。
3.根據(jù)權(quán)力要求1.在細(xì)胞放氧期間，藻液溫度可在5～48℃之間調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1.，螺旋藻細(xì)胞向外釋放氧氣量取決于將權(quán)利要求2.和權(quán)利要求3.的上述光照和溫度交互作用的結(jié)果，所以只能通過(guò)雙因子雙向調(diào)節(jié)，才能達(dá)到細(xì)胞定時(shí)定量釋放氧氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1.，該技術(shù)適用于所有需氧的密閉空間，如室內(nèi)、太空飛行器、潛艇等。
全文摘要
本發(fā)明涉及一項(xiàng)為密閉空間定時(shí)定量提供氧氣的技術(shù)，其特征在于通過(guò)調(diào)控作用光強(qiáng)、溫度使螺旋藻細(xì)胞定時(shí)定量向外釋放氧氣。由于我們首次發(fā)現(xiàn)的螺旋藻細(xì)胞激發(fā)放氧的現(xiàn)象，使可控細(xì)胞單位放氧量比其在一般條件下，光合作用的單位放氧量增加100倍以上，這樣就孕育著極大的應(yīng)用價(jià)值?？蓱?yīng)用在室內(nèi)、太空飛行器、潛艇等。
文檔編號(hào)C12N1/12GK1616649SQ200310113319
公開(kāi)日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2003年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月10日
發(fā)明者尹偉倫, 李博生 申請(qǐng)人:尹偉倫, 李博生