2024年3月1日，深圳大学生命与海洋科学学院杨雪薇副教授团队在工程技术领域国际顶级期刊《Chemical Engineering Journal》（IF=15.1）上发表题为“Enhancement of biomass, lipid accumulation, and carbon sequestration potential in microalgae via cultivation with Aggregation-Induced emission Light-Conversion films”的研究论文。

微藻是一种很有前途的生物质能源生产和固碳原料。为了提高细胞生长和生产效率，人们努力探索合适的光照强度和质量，以提高附加值产品的合成。利用微藻处理城市、农业、工业和水产养殖废水，可以去除过量的C、N和P浓度。由于微藻的主要化学成分包括脂肪、蛋白质和碳氢化合物，微藻正在作为第三代生物柴油生产的油的替代品而被研究。微藻作为一种很有前途的生物能源生产原料，可以满足日益增长的生物燃料生产市场的需求。

聚集诱导发射（AIE）描述了分子聚集体表现出比单分子更强的发射的光物理现象。该机制被称为分子内运动限制（RIM），即在聚集状态下，由于分子内运动的限制，非辐射衰变通道被阻塞，导致发射增强。因此，AIEgens在聚集状态下具有高发射率，这提供聚集形成或高浓度，具有更高的无限光转换性能和光稳定性。由于能够改善光质量和增强光合作用效率，一些生物成像、图像引导治疗、传感器和智能材料已经基于AIEgens被开发出来。然而，作为一种可持续的光捕获材料，AIE材料在改善光合生物的光环境方面并不常见。

在本研究中，一种容易获得的AIE材料（Astrazon Brilliant Red 4G）具有将蓝绿光转化为红光（630-680 nm）的活性，并首次被应用于研究中，以获得高脂肪酸产量和良好的碳中和能力。经过10天的培养，AIE转光膜使微藻栅藻斜生栅藻、三角褐指藻和莱茵衣藻的生物量分别增加了13.00%、28.00%和26.00%，总脂质含量增加了34.60%、17.74%、22.63%，固碳能力分别提高17.18%、38.89%、35.71%。此外，AIE 光转换膜促进了所有三种微藻中不饱和脂肪酸 (UFA) 的积累。该研究证明了AIE光转换膜在培养微藻中捕获高二氧化碳用于光合作用、碳中性能量和高价值活性化合物方面的潜在应用。

基金资助包括：国家合成生物学重点研发项目(2018YFA0902500)、广东省自然科学基金(2021A1515012557)、深港创新联合研发项目专项资助(SGLH20180622152010394)、香港创新科技署TCFS (GHP/087/18SZ)、深圳市可持续发展专项(KCXFZ20201221173211033)。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149148

生命与海洋科学学院

2024年4月23日