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本文应用搅拌式灌注光生物反应器对日本海带配子体细胞进行了连续培养,研究了氮、磷两种营养元素对反应器培养海带配子体细胞的影响,尤其对不同的恒定氮磷浓度对配子体细胞生长的长期影响首次进行了定量描述。结果表明,在培养液氮、磷摩尔浓度比固定在16:1,在20%的更新率下,灌注培养的中后期(约9~27天时)氮、磷的浓度能基本维持稳定。在NO3-维持浓度为0.412 mmol/L时,细胞在氮磷稳定期的比生长速率达到最大值,NO3-稳定浓度达到约2.50 mmol/L时,细胞的生长开始明显受到抑制;在抑制阀值下,建立的Monod数学模型较精确地描述了细胞生长速率和氮、磷稳定浓度之间的关系。
本文还研究了搅拌桨作用对培养海带配子体细胞的细胞存活率、叶绿素a含量和氧气生成率的影响。结果表明,在固定高径比和输入功率的圆柱形生物反应器内,当搅拌桨直径超过反应器直径1/3时,剪切力的影响明显加大;杆状桨叶相比片状桨叶对细胞的损伤程度小。当细胞受到剪切力损伤时,取样中叶绿素浓度的下降和镜检数据较为滞后,而氧气生成率指标能较及时的反映实际的细胞存活率变化。