一 光照模块硬件安装前期检查
1. 硬件配件清点
首先需要明确基础版Bioscreen‑C‑Pro整机原厂并不内置光照组件,微藻、光合细菌培养需要额外加装外置配套LED光照模组,整套外设配件包含腔体顶部LED光照板、亮度控制器、时序控制接线、供电电源;优先选用400‑700 nm全光谱光合LED,适配微藻叶绿素吸收波段。
关闭Bioscreen‑C‑Pro主机电源,等待氙灯光源充分冷却之后开启孵育舱上盖。
2. 光照模组固定安装
将LED光照板水平固定在热盖内侧,保证两块蜂窝板上方光照板位置居中,两块培养托盘受光范围均匀,不存在局部阴影、光线死角;调整模组高度,LED板面和蜂窝微孔液面保持固定垂直距离,防止远近位置光强偏差。
接好控制器信号线与供电线路,线路避开加热组件,防止高温老化线材。
3. 光照均匀度校准
托盘安放两块空载蜂窝板,使用光合辐射检测仪逐个检测左板边角、中心、右板边角、中心点位的光量子通量密度;调整LED高度,保证各个点位光强差值小于±5%。
微藻常用光强区间控制在20‑800 μmol/m²/s,可以通过控制器分档调节亮度档位。
4. 其余配套硬件检查
清洁上下光路窗口,杜绝灰尘、污渍干扰浊度读数;需要自养培养的微藻,连接原厂厌氧气体模块,准备含二氧化碳的混合气,供给微藻无机碳源;检查托盘振荡电机、温控系统运行正常。
二 微藻样品预处理以及装板操作
1. 藻种活化
提前对目标微藻进行预培养,达到对数生长期;配置无菌藻类专用培养基,自养组培养基不需要添加有机碳源。
2. 接种加样
超净环境下完成藻液接种,每一个微孔添加200‑250 μL藻液;外圈微孔设置空白培养基对照孔,抵消基质背景浊度;所有微孔液面高度统一,液面高低会改变微孔接收到的实际光照强度。
3. 封板放置
选用透气封板膜用于通入二氧化碳,严格厌氧异养光合微藻则使用气密性密封膜;蜂窝板对准托盘卡位安装到位,保证板底受热均匀,关闭孵育舱舱门。
三 主机软件、外接光照控制器参数设置
1. 孵育温控参数
参照微藻适宜生长温度设定恒温,常见淡水微藻设置25 ℃、海水藻20‑22 ℃;腔体提前空舱预热40 min,温度场稳定之后再正式运行实验。
2. 振荡参数配置
开启读数前自动振荡,每次光学扫描之前振荡60‑120 s,振荡结束静置30 s消除气泡之后采集浊度信号。微藻细胞极易沉降,持续间歇振荡能够维持藻细胞悬浮,规避贴底造成OD读数偏低。
3. 光学检测通道选择
优先开启宽波段浊度通道;微藻培养液含有叶绿素、有色代谢物,宽波段可以削弱色素带来的背景干扰;需要专门测定叶绿素吸光度时,额外选用680 nm单色滤光通道。
设置扫描间隔,常规生长监测30‑60 min采集一次浊度数据。
4. 外接光照模块时序程序设置
设备本体控制系统不能够管控外接LED光源,光照时长、明暗循环、光强全部依靠外置灯光控制器独立调试,主要分为三种模式:
连续光照模式:适合强光型小球藻等,LED恒定开启,固定光强全程不变。
昼夜循环模式:按照自然节律设定,举例12 h光照、12 h黑暗循环;光照阶段开启LED,黑暗阶段光源断电熄灭,部分实验可设置昼夜差异化温度。
光强梯度对照实验:两块蜂窝板分别设置不同LED亮度档位,完成光胁迫、光响应梯度筛查。
5. 气体参数设置
自养微藻培养启动气体通路,通入含有1%‑5%二氧化碳的混合气,控制通气流速;严格把控腔体氧气含量,针对厌氧光合微藻先使用氮气吹扫腔内氧气之后再开启光照程序。
四 实验运行期间管控要点
1. 整个实验周期不可频繁开启舱门,开盖不仅扰动温度,还会造成腔内光照环境剧烈波动、二氧化碳流失。
2. 定时查看光照控制器工作状态,排查LED频闪、局部光源损坏;如果两块蜂窝板光照不均,参照前文光照均匀校准方式修正模组高度。
3. 留意微孔液面蒸发情况,长时间多日培养选用双层加热热盖减少水汽散失;一旦液面下降,微孔接受光照面积改变,会带来系统误差。
4. 振荡强度不要过高,剧烈晃动产生大量微小气泡,气泡散射光线干扰浊度检测数值。
五 实验结束之后关机与养护步骤
1. 先关闭外接LED光照模块电源,之后停止主机运行程序,导出并且备份宽波段浊度动力学原始数据。
2. 在通风环境打开舱门,取出蜂窝板,藻液做灭菌处理。
3. 擦拭孵育腔体、上下光学窗口,清除培养基飞溅残留;检查LED灯板表面有没有水汽凝结,晾干之后收纳外设光照配件。
4. 长期不使用光照模组时,断开外设控制器电源,做好防尘存放。
六 实操注意事项
所有对照组、实验组的光照周期、光强、温度、振荡参数、通气条件保持一致;开展多板对照实验时定期互换两块蜂窝板摆放位置,抵消光照、温度的空间偏差。
光源开启之后LED会散发热量,长时间强光培养留意腔体温度上升,必要时修正孵育温度参数。
撰写科研文章时需要标注LED光谱、光量子通量密度、光周期、振荡时序、检测通道类型,方便他人复现光合生长实验。
