一种基于微流控芯片的多光谱微藻光合作用研究装置和进行微藻研究实验方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种微藻光合作用研究装置和进行微藻研究实验方法。
【背景技术】
[0002]随着世界人口的增长和化石燃料储量的消耗，发展可供选择的能源研究逐渐受到重视。另外，由于化石燃料的过渡消耗引发的环境问题，也成为21世纪制约经济发展的主要因素。因此发展可再生清洁能源刻不容缓，能源微藻由于其越来越广泛的应用，其经济重要性也逐渐显示。近年来，微藻由于其能通过光合作用吸收二氧化碳转化为油脂，蛋白质和碳水化合物等营养物质，越来越受到了许多学者的研究兴趣。特别的，由于某些藻种能通过光转化生产氢气这样一种无污染的清洁能源，更加显示了其强大的潜能。
[0003]在微藻研究中光合作用始终是其中非常重要的一环，在多光谱光合作用的研究中，传统上是利用不同频率的光进行分别照射。目前针对微藻的常规研究主要集中于通过前期培养和后期生理检测相结合，现有的微藻培养和研究的器皿一般是传统的试管、烧杯、培养皿等，当进行光合作用研究时，需要对每个实验对象分别进行培养操作和实验操作，导致工作量非常大，整个实验操作过程复杂，而且药剂的消耗量也非常大；同时针对光合作用研究还要对每个实验对象分别进行光照调整，更加导致了整体实验过程工作量巨大，并且除了光照条件外的其他变量条件不易得到有效控制。
【发明内容】
[0004]本发明是为了解决利用传统的器皿进行微藻光合作用研究时存在的工作量大、药剂消耗大的问题以及光照条件需要分别设置的问题。
[0005]—种基于微流控芯片的多光谱微藻光合作用研究装置，包括微流控芯片和分光装置，所述微流控芯片包括微藻流道、密封液流道、主流道和阵列单元;所述的微藻流道一端设有微藻流道入口，密封液流道一端设有密封液流道入口 ；微藻流道的另一端与密封液流道的另一端共同连接主流道的一端，主流道的另一端设有出口，主流道中部设有阵列单元；阵列单元为若干个回路单元串联而成，串联的若干个回路单元呈阵列分布;所述的回路单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联设置(上回路流道和下回路流道的入口相连，上回路流道和下回路流道的出口相连)；下回路流道包括微型培养池和微型培养池末端的缩口；微流控芯片水平设置，所述的分光装置设置在微流控芯片的上方，分光装置将光照进行分光并将分光后的光束照射在阵列单元上;利用分光装置进行分光处理，使得不同位置微型培养池中的微藻的光照条件不同(除光照以外的其他条件均保持相同)，从而实现多光谱微藻光合作用的研究。
[0006]本发明具有以下效果:
[0007]由于本发明装置中微流控芯片的阵列单元结构可以同时进行多组微藻光合作用研究实验，而且通过分光装置，可以同时进行多光谱的研究，能够大量节省微藻光合作用研究实验操作的时间、减少实验工作量、降低实验的复杂度，使得实验具有高通量的特点；并且能够大量减少光合作用研究实验中的药剂消耗。相比传统的器皿微藻培养和光合作用研究实验方法，本发明能够减少70%以上的工作量、减少80%的药剂消耗，而且进行研究实验的操作十分简单。
[0008]利用本发明进行微藻光合作用研究实验能够方便、有效地对除光照条件外的其他变量条件进行有效的控制。
【附图说明】
[0009]图1为本发明装置的示意图；
[0010]图2为微流控芯片的结构示意图；
[0011]图3为回路单元示意图；
[0012]图4为回路单元的结构示意图；
[0013]图5为下回路流道的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]【具体实施方式】一:结合图1-图5说明本实施方式，
[0015]—种基于微流控芯片的多光谱微藻光合作用研究装置，包括微流控芯片a和分光装置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和阵列单元4;所述的微藻流道I一端设有微藻流道入口，密封液流道2—端设有密封液流道入口 ；微藻流道I的另一端与密封液流道2的另一端共同连接主流道3的一端，主流道3的另一端设有出口，主流道3中部设有阵列单元4;阵列单元4为若干个回路单元4-1串联而成，串联的若干个回路单元4-1呈阵列分布;所述的回路单元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并联设置(上回路流道4-1-1和下回路流道4-1-2的入口相连，上回路流道4-1-1和下回路流道4-1-2的出口相连)；下回路流道4-1-2包括微型培养池4-1-3和微型培养池末端的缩口 4-1-4;微流控芯片a水平设置，所述的分光装置b设置在微流控芯片a的上方，分光装置b将光照进行分光并将分光后的光束照射在阵列单元4上;利用分光装置b进行分光处理，使得不同位置微型培养池中的微藻的光照条件不同(除光照以外的其他条件均保持相同)，从而实现多光谱微藻光合作用的研究。
[0016]【具体实施方式】二:
[0017]本实施方式所述的微藻流道入口设有微量注射栗，所述的密封液流道入口设有微量注射栗。
[0018]其它结构及参数与【具体实施方式】一相同。
[0019]【具体实施方式】三:
[°02°]本实施方式所述分光装置b为三棱镜。
[0021 ]其它结构及参数与【具体实施方式】二相同。
[0022]【具体实施方式】四:
[0023]本实施方式所述微流控芯片a材质可根据实验需要选用，如玻璃材质或PDMS等。
[0024]其它结构及参数与【具体实施方式】二或三相同。
[0025]【具体实施方式】五:
[0026]本实施方式所述微流控芯片a采用软光刻方法制造。该微流控芯片a包含上下两层，上层包含流道网格(微藻流道、密封液流道、主流道和阵列单元等共同构