胶球藻属的新的抗辐射藻类制造技术

本发明专利技术涉及胶球藻(Coccomyxa)属的新的藻类，特别是被称为C-IR3-4C的新物种的藻类；并且涉及该藻类在捕获水性环境、特别是放射性环境中的金属中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及新的藻类，及其从水性环境中，尤其是从放射性环境中捕获金属的应用。
技术介绍
放射性流出物主要由核电站产生。它们主要是来自乏燃料池的水、来自净化罐的水、来自核厂冷却系统的水或被排放到环境中的最终流出物，这些水或最终流出物由于不活泼化合物被辐射激活或由于放射性化合物的释放和溶解，而最终含有放射性化合物。放射性流出物的其它来源包括核医学、提供放射化疗的医院和使用放射性材料的研究实验室。本专利技术还涉及来自某些非核产业(例如稀土开采)的流出物。含有放射性化合物的流出物(尤其是水)可通过多种物理和化学方法进行纯化。但是，这些方法的运行和设备的成本高，需要重型维护，并且生成大量的放射性废物。此外，这些方法的应用领域常常是有限的。例如，使用离子交换树脂，以在核厂的水中维持低导电性。这些离子交换树脂变得负载有放射性离子，并且当饱和时，被储存起来以等待适当的再处理加工，或被储存在利用有毒或高反应性化合物的条件下。进一步地，一些现存的生物学方法使用例如细菌、真菌、酵母或植物，来纯化受(放射性或非放射性)有毒产物污染的介质(工业流出物、天然介质等)。这些方法使用活的有机体，(通过改变化学形态)来浓缩、同化或降低污染化合物的毒性，或使用无生命的生物质或来自活的有机体的衍生物，对污染物进行生物吸收。生物学方法通常具有比物理和化学方法更宽的应用领域。它们不需要添加化学试剂或产物，并且通常处理成本较低，因此具有经济利益。植物尤其是土壤或水的良好的纯化者，因为植物具有代谢物、蛋白、酶、输入机制、膜通道、内部结构等完整的系统，这使得它们根据具体情况能固定有毒化合物，在植物的外部或内部与它们螯合，经由特异性或非特异性的输入途径以不同的量与它们结合，将它们隔离在细胞内，改变它们的形态，从而使它们无害或毒性较小，使它们的可溶性变低，将它们以非毒性的形式储存在液泡中等。研究已经示出，某些微生物能经由生物吸附浓缩在稀溶液中的金属离子，诸如Ag、Al、Au、Co、Cd、Cu、Cr、Fe、Hg、Mn、Ni、Pb、Pd、Pt、U、Th、Zn等(Whiteetal.,InternationalBiodeterioration&Biodegradation,35:17-40,1995；U.S.Pat.No.6,355,172)。生物吸附(biosorption)是生物质利用无代谢活性的物理化学机制，经由与位于细胞表面上的壁化合物的官能团相互作用，结合重金属的能力。例如，已经公开微生物的混合物以及细菌可用于对重金属进行非选择性生物吸收(biosorb)(U.S.Pat.No.7,479,220；PCT申请WO03/011487)。其它方法使用死亡的生物质或来源于活的有机体培养物的衍生化合物，来净化金属污染的介质。所采用的方法包括无生物活性的物理化学机制，诸如例如与在细胞壁中存在的多糖的离子交换，络合作用或吸附。已经使用来源于藻类的生物质，例如来源于藻类细胞壁的生物质，来纯化在废液中包含的金属(U.S.Pat.No.4,769,223；PCT申请WO86/07346；U.S.Pat.No.5,648,313；PCT申请WO2006/081932)。对于处理被放射性化合物污染的介质，很少有方法使用活的有机体。实际上，在水被放射性化合物污染或靠近放射性源的情况中，必须使用能经受污染物的化学和放射学毒性并且能以足以在工业净化工艺背景中使用的量与这些污染物结合的耐辐射或抗辐射的有机体。还没有对核流出物中的放射性核素进行生物净化方法。但是，在2011年3月11日发生的福岛核事故使日本考虑使用这种类型的解决方案，其中使用了由脱水微藻拟小球藻属(Parachlorellasp.Binos)构成的材料(WO2010/024367)。5克脱水微藻可净化1升组成与福岛反应器的水类似的水。美国一直对利用生物学方法来纯化放射性核素的可行性感兴趣。已经考虑了念珠新月藻(Closteriummoniliferum)(一种结合锶的藻类)的应用，但是还没有测试过这种藻类积累放射性同位素或抗辐射的能力(KrejciM.R.etal.,ChemSusChem,4:470-473,2011；LovettR.A.,Nature,doi:10.1038/news.2011.195,2011)。在天然环境中，积累放射性化合物的有机体通常经受低放射性。例如，在切尔诺贝利事故刚发生之后，对于水环境，反应器冷却罐中的水的内部电离辐射的剂量率不超过100μGy/h，而且1986年的年最大累积剂量是0.01Gy。而位于发电厂附近30km的区域内，来源于沉积在普里皮亚季河(PripyatRiver)沉积物上的放射性核素的剂量率，在事故之后立即增加数倍，达到0.4mGy/h(KryshevandSazykina,JournalofEnvironmentalRadioactivity,28:91-103,1995)。在大多数情况中，针对用于消除放射性污染的材料或流出物的污染和/或用于浓缩放射性化合物所提出的微生物对电离辐射的抗性还没有被测试。实际上，微生物用于提取铀(U)和钍(Th)，而铀(U)和钍(Th)的主要同位素的活性低(例如，含10μg/l的238U或235U的溶液的活性分别是0.13Bq/l或0.8Bq/l)。U.S.Pat.No.4,320,093公开了根霉菌(Rhizopus)属的真菌用于提取包含在水性流出物中的铀或钍的应用。专利GB1,472,626公开了对预习惯于铀的单细胞绿藻进行X射线辐照而获得的单细胞绿藻突变体的应用。另外，专利GB1507003公开了多种微生物，尤其是黑曲霉(Aspergillusniger)和蓝颤藻(Oscillatoriacyanobacteria)的真菌，用于浓缩海水中天然存在的铀的应用。U.S.Pat.No.7,172,691公开了小球藻属(Chlorella)、栅藻属(Scenedesmus)、卵囊藻属(Oocystis)和衣藻属(Chlamydomonas)的活的光合藻类，用于浓缩来自水性介质的放射性污染物，尤其是铀的应用，该水性介质含铀浓度为约0～20ppm，这代表238U和235U的活性分别为260Bq/l和1600Bq/l。相比之下，来自核乏燃料池的水的活性约为300,000Bq/l，该来自核乏燃料池的水构成本专利技术的微藻的生存环境。迄今为止，所公开的抗辐射最强的有机体是原核生物。抗辐射奇异球菌(Deinococcusradiodurans)种具有神奇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胶球藻(Coccomyxa)属的单细胞绿藻，被定义为存在与SEQ ID NO:1的序列具有至少96％的同一性的序列的18S核糖体RNA‑ITS1‑5.8S核糖体RNA‑ITS2‑28S核糖体RNA基因。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.25 FR 13537841.一种胶球藻(Coccomyxa)属的单细胞绿藻，被定义为存在与SEQIDNO:1的序列具有
至少96％的同一性的序列的18S核糖体RNA-ITS1-5.8S核糖体RNA-ITS2-28S核糖体RNA基
因。
2.根据权利要求1所述的单细胞绿藻，具有于2013年1月29日，以编号CCAP216/26保藏
在CCAP的Coccomyxa藻株的特征。
3.根据权利要求1所述的单细胞绿藻，其特征在于，所述单细胞绿藻是于2013年1月29
日，以编号CCAP216/26保藏在CCAP的Coccomyxa藻株。
4.一种用于从水性介质中捕获至少一种放射性或非放射性元素、和/或至少一种放射
性同位素的方法，其中所述放射性或非放射性元素选自Cs、Ag、Co、Mn、Sr、Cu、Cr、Zn、Ni、Fe、
Sb、U、锕系元素、镧系元素和稀土元素，诸如Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、
Er、Tm、Yb、Lu，所述放射性同位素选自14C和3H，该水性介质含有在溶液中的上述元素和/或
上述放射性同位素，其特征在于，所述捕获通过在该水性介质中孵育Coccomyxa属的单细胞
绿藻来进行，该Coccomyxa属的单细胞绿藻选自Coccomyxachodatii和如在权利要求1或2
中定义的绿藻。
5.一种从水性介质中捕获至少一种选自Sr和Cu的放射性或非放射性元素的方法，其中
该水性介质含有在溶液中的上述元素，其特征在于，所述捕获通过在该水性介质中孵育
Coccomyxa属的单细胞绿藻来进行。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述水性介质是放射性介质。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述水性介质是非放射性介质。
8.根据权利要求6所述的方法，用于捕获选自Ag、Co、Cs、U、Mn、Cu...

【专利技术属性】
技术研发人员：科琳娜·里瓦索，埃马纽埃尔·法里，阿里亚纳·阿泰亚，达尼埃莱·普罗，
申请(专利权)人：原子能和替代能源委员会，马克斯·冯·劳厄保罗·朗之万研究所，
类型：发明
国别省市：法国;FR