一种利用光合微藻制备富氢水的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种利用光合微藻制备富氢水的方法及装置。本发明专利技术利用微藻将太阳光转化为氢气，并通过排水法实时将氢气通入无菌生理盐水中，利用微藻产生氢气本身的压力将其溶解于生理盐水中，排出的生理盐水即为富氢水，同时收集纯度极高的氢气气体。此方法相比较传统富氢水制备方法具有清洁高效安全的特点。

A method and device for preparing hydrogen rich water by photosynthetic microalgae

【技术实现步骤摘要】
一种利用光合微藻制备富氢水的方法及装置
本专利技术属于新能源及生物制氢
，具体涉及一种利用光合微藻制备富氢水的方法及装置。
技术介绍
氢分子是自然界最小、最简单的分子。穿透性极强，容易穿透皮肤和黏膜而进入细胞、细胞核和线粒体，极易被人体吸收、利用。氢气具有抗氧化作用，可高效清除恶性自由基，维持细胞内外体液的内环境平衡，保持有效的免疫力和自我修复能力[OhsawaI,IshikawaM,TakahashiK,etal.Hydrogenactsasatherapeuticantioxidantbyselectivelyreducingcytotoxicoxygenradicals.[J].NatureMedicine,2007,13(6):688]；而且可以改善病症，改善过敏体质，起到良好的减肥效果[余光宇.美丽肌肤的“氢”春[G].郑州:世界中医养生美容学术大会,2015]；同时还可降低血黏度和血压，缓解糖尿病[KajiyamaS,HasegawaG,AsanoM,etal.Supplementationofhydrogen-richwaterimproveslipidandglucosemetabolisminpatientswithtype2diabetesorimpairedglucosetolerance[J].NutrRes,2008,28:137-143；NakaoA,ToyodaY,SharmaP,EvansM,GuthrieN.Effectivenessofhydrogenrichwateronantioxidantstatusofsubjectswithpotentialmetabolicsyndrome－anopenlabelpilotstudy[J].JClinBiochemNutr,2010,46:140-149；SongG,LiM,SangH,etal.Hydrogen-richwaterdecreasesserumLDL-cholesterollevelsandimprovesHDLfunctioninpatientswithpotentialmetabolicsyndrome[J].JLipidRes,2013,54:1884-1893]。同时氢气能减轻辐射引起的小肠、肝脏、生殖器细胞的损伤，并且对脏器具有明显的保护作用。由于氢气具有易燃、易爆性，所以对氢气制备、保存、使用条件有一定的局限性。目前比较理想的方法是通过一定压强(0.4-0.6MPa)，将高纯度工业氢气溶解在水或生理盐水中4小时以上，制成富氢饱和液[6]，可口服应用，但这样造成了氢气的大量浪费且具有极大的安全隐患。并且富氢水在保存过程中，氢气浓度会随着放置时间的延长而逐渐降低，并且氢气浓度变化与储存容器和保存温度无明显相关关系[秦秀军,安全,张伟,等.富氢水制备及保存方法的初步研究[J].癌变·畸变·突变,2013,25(6):457-460]。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种制备富氢水的装置及利用其制备富氢水的方法。本专利技术所提供的制备富氢水的装置，包括微藻光合产氢系统，排水收气系统和富氢水收集系统，所述微藻光合产氢系统、排水收气系统和富氢水收集系统通过无菌导管顺序连接；所述微藻光合产氢系统包括一个微藻培养瓶，所述微藻培养瓶内放置有由光合微藻细胞悬浮液及缺硫TAP培养液组成的微藻培养体系；所述微藻光合产氢系统还可进一步包括一组LED灯，一个磁力搅拌器、太阳能板和蓄电池；所述太阳能板用于将太阳能转化为电能储存于蓄电池中；所述蓄电池用于对LED灯及磁力搅拌器供电，以支持微藻光合产氢；所述微藻培养瓶的瓶口采用带有无菌导管的橡皮塞密闭；所述排水收气系统为一个装满灭菌生理盐水的无菌瓶；所述富氢水收集系统为真空无菌袋；所述微藻光合产氢系统通过橡皮塞上带有的无菌导管与所述装满灭菌生理盐水的无菌瓶的一端连接，所述装满灭菌生理盐水的无菌瓶的另一端与真空无菌袋连接；所述连接微藻光合产氢系统、排水收气系统和富氢水收集系统的无菌导管上均带有可控阀门。本专利技术还提供一种利用光合微藻制备富氢水的方法。所述利用光合微藻制备富氢水的方法包括：1)首先按照上述制备富氢水的装置的各个部件的连接关系，构建所述制备富氢水的装置，然后向所述微藻光合产氢系统的微藻培养瓶中加入由光合微藻细胞悬浮液及缺硫TAP培养液组成的微藻培养体系，2)用带有无菌导管的橡皮塞封住培养瓶的瓶口，将所述无菌导管连接至装满灭菌生理盐水的无菌瓶(即排水收气系统)的一端，并将所述装满灭菌生理盐水的无菌玻璃瓶的另一端与真空无菌袋(即富氢水收集系统)连接；3)开启装置进行连续光照培养；4)光照培养的同时通过排水法实时将产生的氢气通入无菌生理盐水中，利用微藻产生的氢气本身的压力将其溶解于生理盐水中，排出的生理盐水即为富氢水，同时收集高纯度氢气气体。上述方法中，所述培养瓶具体可为Schott培养瓶；所述光合微藻具体可为莱茵衣藻(Chlamydomonasreinhardtii)；所述光合微藻细胞悬浮液通过包括下述步骤的方法制备得到：a)挑取平板培养两周内的光合微藻细胞转入TAP培养液中，摇床培养，得到预培养的光合微藻细胞；b)收集预培养的细胞，接种至TAP培养液中，培养24-36h；c)将步骤b)所得细胞用缺硫TAP培养液悬浮，得到光合微藻细胞悬浮液；上述方法中，TAP培养液的组成为(g/L)：NH4Cl0.4；MgSO4·7H2O0.1；CaC12·2H2O0.05；K2HPO40.108；KH2PO40.056；Trisbase2.423；Hutner’straceelement1mL，冰乙酸1ml；缺硫TAP培养液的组成为(g/L)：将TAP培养液中的硫化物以等摩尔换成相应的氯化物；固体TAP培养基为：在TAP培养液中加1.5％的琼脂粉；Hutner’straceelement(g/L):步骤a)中，所述摇床培养的条件为：25℃，60rpm，100μEs-1m-2摇床培养24-36h；步骤b)中，所述预培养的光合微藻细胞在TAP培养液中的起始浓度可为(1-5)×105cells/ml。步骤1)所得体系中，光合微藻细胞的起始叶绿素浓度为25μg/mL；步骤3)中，所述连续光照培养的光照强度为：100μEs-1m-2，温度为25℃；所述连续光照培养的时间大于30小时，具体可为30-120小时。本专利技术通过光合微藻排水法制备富氢水不需要另外购买工业氢气及产氢设备，自身以光能为能源，整个生产过程清洁无污染；光合微藻排水法获得的富氢水，由于其产生过程为持续利用微藻产生的氢气压力将水排出，水分子均匀包裹氢分子，使氢气和水达到稳定结合，具有较高的含氢量且在储存过程中氢含量较为稳定；光合微藻排水法，整个过程是无菌密闭环境，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备富氢水的装置，包括微藻光合产氢系统，排水收气系统和富氢水收集系统，所述微藻光合产氢系统、排水收气系统和富氢水收集系统通过无菌导管顺序连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备富氢水的装置，包括微藻光合产氢系统，排水收气系统和富氢水收集系统，所述微藻光合产氢系统、排水收气系统和富氢水收集系统通过无菌导管顺序连接。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述微藻光合产氢系统包括一个微藻培养瓶，
所述微藻培养瓶内放置有由光合微藻细胞悬浮液及缺硫TAP培养液组成的微藻培养体系。


3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述微藻光合产氢系统还包括一组LED灯，一个磁力搅拌器、太阳能板和蓄电池；
所述太阳能板用于将太阳能转化为电能储存于蓄电池中；
所述蓄电池用于对LED灯及磁力搅拌器供电，以支持微藻光合产氢。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于：所述微藻培养瓶的瓶口采用带有无菌导管的橡皮塞密闭；
所述排水收气系统为一个装满灭菌生理盐水的无菌瓶；
所述富氢水收集系统为真空无菌袋；
所述微藻光合产氢系统通过橡皮塞上带有的无菌导管与所述装满灭菌生理盐水的无菌瓶的一端连接，所述装满灭菌生理盐水的无菌瓶的另一端与真空无菌袋连接；
所述连接微藻光合产氢系统、排水收气系统和富氢水收集系统的无菌导管上均带有可控阀门。


5.一种利用光合微藻制备富氢水的方法，包括：
1)向微藻培养瓶中加入光合微藻细胞悬浮液及缺硫TAP培养液，得到微藻培养体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈梅，
申请(专利权)人：北京雀林麦田科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11