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新研究:蓝藻或是新能源的未来

文章来源:生物谷

发布者:紫金LD100

2017-08-23 10:23

 

你可能没想过用这种糖来做饭,但是从生物燃料的角度来看,它真的是很有甜头。一个海湾区的公司已经对一群类似藻类、可以产生大量用于生产生物燃料的单细胞微生物申请了专利。桑迪亚国家实验室现在正在帮助HelioBioSys Inc.了解是否可以大范围的地培养这种微生物。

 

对清洁的新能源的需求促使了对藻类的大量研究,藻类是理想的生物燃料来源因为它不与农作物争土地、争水源或者其他资源。用来生产藻类的水通常不适合农作物,而且,藻类培养能产生大量的生物量(指某一时刻单位面积内实存生活的有机物质)。

 

HelioBioSys一直在研究蓝藻,直到20世纪初期以前,蓝藻一直被误认为是藻类,但是这些生物并不像藻类,它们可以直接把大量的糖类分泌到它们所在的水中。根据桑迪亚国家中心的生化学家Ryan Davis介绍,一般藻类每一升水能产一克生物量;而小范围的测试证明蓝藻每升生物量可以产生4-7克的糖类。因此,用蓝藻来生产糖类比用来生产生物量有价值多了。

 

相比于从藻类中提取脂类来说,从水中过滤获取糖类简单多了,而且更便宜。糖类相对于生物量转化成各种各样的化学物质和燃料来讲要方便许多,况且,蓝藻也不需要施肥就能产生糖类,低成本到可以与石油相媲美。所以,蓝藻产生糖类的机制需要更好地了解,这样就能让它们最大限度地生产糖类。“换句话说,我们正试图分析蓝藻的秘密,了解在什么情况下可以让它们大规模地繁殖。”Davis说。

 

从实验室养殖到大规模养殖

 

HelioBioSys的创始人Rocco Mancinelli和David Smernoff说他们选择使用三种蓝藻而不是一种是因为这样的系统跟自然环境更相似,Mancinelli和Smernoff说蓝藻在群体中更强壮,更容易适应环境的变化,比如污染和捕食之类的,桑迪亚国家中心正在帮助他们检测这个想法是否正确。

 

蓝藻已经可以在封闭、可控、无菌的实验室成功生长,桑迪亚的研究者现在正在在像长浴缸一样的大水槽中养殖蓝藻,虽然水槽是室内的、通气的,但是想要捕食蓝藻很困难。“水中的糖类在自然界中不会存在很长时间,我们对水藻的专业培养技能对HelioBioSys公司的项目非常有帮助,因此他们可以向我们了解到如何防止细菌的污染,如何阻止糖类被这些生物分解掉。”Davis解释到。

 

不像真正的藻类,蓝藻拥有与众不同的能力——它们可以固定大气中的氮气来帮助它们生长,这就意味着蓝藻可以不需要使用肥料就能很好的生长。虽然蓝藻的生长需要太阳,Davis认为其中一种蓝藻负责充当遮光的作用,以防止其他蓝藻免受太阳的毒害。同时,Davis和他们的团队还在研究蓝藻是不是需要某一种营养素微量或者是否存在刺激蓝藻生产糖类的物质。

 

如果桑迪亚国家中心的研究成功的话,下一步就要测试蓝藻在室外更大的池塘产量怎么样。如果证明可行的话,HelioBioSys希望能获取批准或者是卖掉此项技术。

 

一项能源部的项目让合作成为可能

 

Mancinelli和Smernof都是有着不寻常背景的微生物学家,他们曾在NASA工作过,主要负责研发能支撑人类在外星生活的系统。而现在,他们在HelioBioSys公司负责研发能支撑人类在地球生活的清洁能源系统。他们说如果没有能源部的“小型企业凭证”项目的话,他们这些造福人类的宏伟愿望也无法实现。“如果没有能源部提供基金支持,没有桑迪亚国家中心的设备和技术支持,这个项目是绝对不可能实现的。”Smernoff说。“所以能让这个项目进行,能让向我们这样的小公司接触到如此资源,对我们来说是无价之宝。”

 

同时,HelioBioSys公司还和劳伦斯·伯克利国家实验室合作,实验室同意在桑迪亚国家中心的试验床上安装正切流过滤装置,这个装置上有一层允许特定分子大小的物质通过的多孔的膜,这样桑迪亚国家中心就能很快地分离和提取水中的糖类。

 

同时,伯克利实验室正在研究把这些糖类转化成生物燃料的可行性,除了生物燃料,糖类还有潜力取代石油,生产一系列目前由石油生产的物质:包括塑料、药品、纤维、尼龙、粘合剂、鞋油、沥青和瓦等。

 

一旦此项目成功,国家将会尝到这种最古老的微生物带来的巨大“甜头”。


来源:生物谷


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