专利名称：一种利用光合产氢微藻高效筛选放氢催化剂的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用光合产氢微藻高效筛选放氢催化剂的方法。
背景技术：
化石能源日渐枯竭及燃烧过程产生废物造成的环境污染和温室效应，已成为制约人类社会可持续发展的全球性问题。随着我国经济增长方式的转变，能源问题也越来越成为影响我国可持续发展的关键性问题。氢气是最好的清洁能源，燃烧时只生成水，不产生任何污染物，但目前人们制备氢气90%以上依赖于化石燃料重新转化，不能实现氢能的可持续发展。微藻光合产氢是蓝藻和绿藻利用太阳能分解水产氢的过程，具有可再生、制氢过程清洁等明显优点，是直接利用太阳能生物转化制氢最理想途径。但是，由于微藻细胞自身所固有的氢酶对氧气有极高的敏感性，导致微藻光合作用放氧与氢酶催化产氢过程不能同·时进行，制约了微藻光合产氢的产业化应用。因此，建立高效稳定的方法，从人工合成的化合物中筛选出耐氧性强活性高的产氢反应催化剂，对克服光合产氢过程的最大障碍，推进该途径产业化应用进程具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供光合产氢微藻的新用途。本发明所提供的一个用途是光合产氢微藻在鉴定或辅助鉴定待测化合物是否为放氢催化剂中的应用。其中，鉴定或辅助鉴定待测化合物是否为放氢催化剂的方法，具体可包括如下步骤将待测化合物加入到光合产氢微藻的产氢培养体系中得到待测化合物的产氢培养体系，所述待测化合物在所述待测化合物的产氢培养体系中的浓度不影响或促进所述光合产氢微藻细胞的生长；同时设不加所述待测化合物的所述光合产氢微藻的产氢培养体系作为对照产氢培养体系，在相同条件下进行培养，检测如下时间段内所述待测化合物的产氢培养体系和所述对照产氢培养体系内的氢气产量，如果所述待测化合物的产氢培养体系的氢气产量高于所述对照产氢培养体系的氢气产量，该待测化合物为候选放氢催化剂，如果所述待测化合物的产氢培养体系的氢气产量不高于所述对照产氢培养体系的氢气产量，该待测化合物为非候选放氢催化剂；所述时间段为所述对照产氢培养体系内的所述光合产氢微藻的产氢活性最高时期。所述产氢活性最高时期可为加入待测化合物后的24-48小时。所述产氢培养体系为适合光合产氢微藻产氢的培养体系，如莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的产氧培养体系选用TAP-S培养基。TAP-S培养基是将TAP培养基中的硫化物以等摩尔换成相应的氯化物得到的液体培养基。TAP培养液，溶剂为水，溶质如下NH4Cl 0. 4g/L ；MgS04 7H20 0. lg/L ；CaCl2 2H20 0. 05g/L ；K2HP040. 108g/L ；KH2P040 . 0 56g/L ；Trisbase 2. 423g/L ;亨特微量兀素(Hunter，s trace elements) ImL/L,冰乙酸lmL/L。其中，亨特微量元素(Hunter，s trace elements)溶质如下，溶剂为水=H3BO4Il. 4g/L, ZnSO4 7H20 22. Og/L, MnCl2 4H20 5. 06g/L, CoCl2 6H20 I. 61g/L,CuSO4 5H20 I. 57g/L, (NH4)6Mo7O24 4H20 I. lOg/L, FeSO4 7H20 4. 99g/L。所述方法中，可按照包括如下步骤的方法，确定待测化合物不影响所述光合产氢微藻细胞生长的浓度1)将所述待测化合物加入处于对数生长前期的所述光合产氢微藻的正常生长培养体系中，得到各个浓度的待测化合物培养体系，同时设不加所述待测化合物的所述光合产氢微藻的正常 生长培养体系作为对照培养体系，在相同条件下进行培养，检测如下时间段内各个浓度的待测化合物培养体系中所述微藻细胞的生长速率V __& 和所述对照培养体系中所述微藻细胞的生长速率VCK，选择= (I ±0. 05) *VCK的所述待测化合物的浓度，作为不影响所述光合产氢微藻生长的浓度；所述时间段为所述对照培养体系内的所述光合产氢微藻的对数生长期。所述光合产氢微藻的正常生长培养体系，是适合所述光合产氢的微藻生长的培养体系，如莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的正常生长培养体系中可选用TAP培养基。所述光合产氢微藻具体可为莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)野生型CC124。所述待测化合物具体可为如下式I所示的化合物
权利要求
1.光合产氢微藻在鉴定或辅助鉴定待测化合物是否为放氢催化剂中的应用。
2.鉴定或辅助鉴定待测化合物是否为放氢催化剂的方法，包括如下步骤 将待测化合物加入到光合产氢微藻的产氢培养体系中得到待测化合物的产氢培养体系，所述待测化合物在所述待测化合物的产氢培养体系中的浓度不影响或促进所述微藻细胞的生长；同时设不加所述待测化合物的微藻产氢培养体系作为对照产氢培养体系，在相同条件下进行培养，检测如下时间段内所述待测化合物的产氢培养体系和所述对照产氢培养体系内的氢气产量，如果所述待测化合物的产氢培养体系的氢气产量高于所述对照产氢培养体系的氢气产量，该待测化合物为候选放氢催化剂，如果所述待测化合物的产氢培养体系的氢气产量不高于所述对照产氢培养体系的氢气产量，该待测化合物为非候选放氢催化剂；所述时间段为所述对照产氢培养体系内的所述光合产氢微藻的产氢活性最高时期。
3.根据权利要求I所述的应用、根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述光合产氢 微藻为莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)野生型CC124。
4.根据权利要求3所述的应用或方法，其特征在于所述待测化合物是如下式I所示的化合物
5.根据权利要求4所述的应用或方法，其特征在于所述待测化合物是下述H)T、ADT-1和ADT-2这三种化合物中的任一种
6.根据权利要求5所述的应用或方法，其特征在于所述待测化合物为所述ADT-I，不影响所述光合产氢微藻细胞生长的浓度是10_6mol/L。
7.根据权利要求3-6中任一所述的应用或方法,其特征在于所述光合产氢微藻的产氢培养体系采用的培养基中不含硫。
8.权利要求I和权利要求3至7中任一所述的应用或权利要求2至7中任一所述的方法在筛选放氢催化剂中的应用。
9.制备生产氢气产品的方法，包括如下步骤将莱茵衣藻(Chlamydomonasreinhardtii)接入含有10_6mol/L的ADT-I的无硫培养液中，得到的培养体系即为生产氢气的产品；所述ADT-I的结构式如下
10.由莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)和含有 10—6mol/L 的 ADT-1 的无硫培养液中组成的产品在生产氢气中的应用；所述ADT-I的结构式如下
全文摘要
本发明公开了一种利用光合产氢微藻高效筛选放氢催化剂的方法。该方法包括鉴定或辅助鉴定待测化合物是否为放氢催化剂的步骤，该步骤如下将待测化合物加入到光合产氢微藻的产氢培养体系中得到待测化合物的产氢培养体系，所述待测化合物在所述待测化合物的产氢培养体系中的浓度不影响所述微藻细胞的生长；检测产氢活性最高时期所述待测化合物的产氢培养体系和所述对照产氢培养体系内所述光合产氢微藻的氢气产量，如果所述待测化合物的产氢培养体系的氢气的产量高于所述对照产氢培养体系的氢气产量，该待测化合物为候选放氢催化剂，如果所述待测化合物的产氢培养体系的氢气的产量不高于所述对照产氢培养体系的氢气产量，该待测化合物为非候选放氢催化剂。
文档编号C12R1/89GK102747127SQ20111010077
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者吴骊珠, 孙永乐, 王红艳, 赵磊, 陈彬, 陈梅, 黄芳 申请人:中国科学院植物研究所, 中国科学院理化技术研究所