基于典型硅藻生长退化现象的培养研究.docVIP

 n 基于典型硅藻生长退化现象的培养研究# 陈明丽1，蔡军1，张德远2，王瑜1，潘骏峰1** （1. 北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京 100191； 5 10 2. 北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京，100191） 摘要：硅藻壳体是微纳米技术领域关注的新型功能结构，大尺寸且结构均一的壳体具有重要 的意义。然而实验室培养的硅藻多存在尺寸和结构退化现象，获取大尺寸且结构均一的壳 体难以实现。本文选用三种典型硅藻进行不同方法培养，以 49d 为培养周期观察其生长状 况，发现自然水域条件和微生物共存环境能有效抑制藻种退化，使硅藻恢复天然尺寸，尤 其是批量培养平台可实现硅藻优质，快速繁殖，可获取尺寸大、均一且优质的硅藻壳体， 这类壳体用于微纳米制造和功能微器件研究优于一般实验室培养的壳体。 关键词：硅藻；微纳米结构；培养；生长退化 中图分类号：TB34 15 Special culture methods of typical diatoms based on growth degradation phenomena CHEN Mingli1, CAI Jun2, ZHANG Deyuan2, WANG Yu2, PAN Junfeng2 (1. Mechanical Engineering and Automation School,Beihang University,Beijing 100191; 20 25 30 35 40 2. Mechanical Engineering and Automation School,Beihang University,Beijing 100191) Abstract: Diatom frustules are novel functional structure in nanotechnology field, and it is full of importance that frustules is big and uniform. However, it is difficult to obtain diatom frustules with bigger and uniform size in laboratory culture environment, because growth degradation of diatom is hard to avoid.In this paper，three type of diatom was cultured in different environment and observed in the following 49 days. The experimental results indicate that natural water and microorganism environment successfully prevent diatom from growth degrading and make diatom recover to original size. The batch culture system in this study can be used to obtain bigger and uniform frustules, which is more funtional used in micro-nanofabrication and functional microdevice study. Key words: diatom; micro-nanostructure; culture; growth degradation 0 引言 硅藻是单细胞光合藻类，现存 11000 余种，广泛分布于海水、淡水水域甚至沼泽、湿土， 生产了地球 25%的氧气，而且是鲍鱼等珍贵水生物种的重要饵料[1]。硅藻在工业技术方面 的重要价值是具有 SiO2 构成的细胞壁，这层玻璃外壳具有上千种微纳米尺度三维结构和规 则排列的多级微纳米孔，以及强表面吸附性、兼容硅加工工艺、材质透明、光致发光、光子 晶体等优良特性，是微纳米制造领域关注的新型功能结构[2,3]。 近期国际顶级期刊报道了系列利用硅藻壳体制作功能器件的技术创新性研究，如硅藻壳 体化学硅化制作微电路器件和微气体传感器[4-5]，典型硅藻壳体及微结构的机械强度标定 [6]，壳体封装接枝动力菌制作药物缓释微器件[7]，硅藻阵列检测基片[8]和生物检测芯片 [9-10]等，这些研究亟需解决的技术难题是如何获取结构完整稳固，尺寸大而均一的硅藻壳 体。 上述实验研究多使用廉价硅藻土，其壳体尺寸较大且结构稳固，但土矿杂质多，且埋藏 基