盐湖新硅藻Nitzschia sp. Y3的生物精炼：生物活性物质与光伏减反涂层的联产技术开发

针对硅藻产业化面临的高培养成本难题，中国科学院团队从青藏高原盐湖分离获得一株高产棕榈油酸(POA)和岩藻黄素(FX)的Nitzschia sp. Y3，开发出生物活性物质顺序提取与硅壳光伏减反涂层制备的集成工艺。该技术使FX提取率达154.49±13.01%，POA达116.21±0.02%，残余硅壳涂层使光伏器件透光率提升2.5%，光电转换效率达19.93%，为微藻资源高值化利用提供新范式。

　　

在极端环境微生物资源开发与碳中和技术的交叉领域，微藻生物精炼正面临经济可行性的重大挑战。虽然硅藻能合成岩藻黄素(FX)、多不饱和脂肪酸等高值化合物，其独特的硅质细胞壁（硅壳frustule）还具有纳米光学特性，但高昂的培养与采收成本长期制约产业化进程。这一困境的核心在于传统单产物生产模式难以平衡收支，而多联产技术又受限于下游分离纯化成本占比高达50-60%。

中国科学院青藏高原研究所的研究团队另辟蹊径，从海拔4524米的西藏杰则茶卡盐湖（pH 9，矿化度146.1 g/L）分离获得一株极端环境硅藻Nitzschia sp. Y3。该藻株展现出惊人的代谢特性：其棕榈油酸(POA)占总脂肪酸比例创藻类纪录，同时积累高含量FX。研究人员通过培养条件优化建立顺序提取工艺，先以乙醇提取FX，再用正己烷萃取POA，突破性地实现两种物质提取率分别达154.49±13.01%和116.21±0.02%。更具创新性的是，提取后的硅壳被开发为光伏减反涂层，其多层多孔结构使钙钛矿太阳能电池(PSC)透光率达93.4%，光电转换效率(PCE)提升至19.93%，性能超越传统介孔SiO₂涂层。

关键技术包括：盐湖藻种分离与18S rDNA鉴定、气相色谱-质谱(GC-MS)脂肪酸分析、响应面法培养优化、超临界CO₂辅助提取、扫描电镜(SEM)硅壳表征、光伏器件性能测试等。

Isolation, identification, and bioactive substances accumulation
通过形态学与分子鉴定确认Y3为Nitzschia属新种，其POA含量达总脂肪酸36.7±0.8%，FX产量4.08±0.32 mg/g，在氮限制条件下产量进一步提升。

Sequential extraction process development
建立的乙醇-正己烷顺序提取法较传统单一溶剂法效率提升40%以上，且避免硅壳结构破坏。

Frustule application in photovoltaic devices
残余硅壳的介孔结构（孔径~200nm）与93.4%透光率证实其光子捕获增强效应，PCE提升2.4%源于减少界面光反射损失。

这项研究构建了从极端环境藻种选育、代谢产物优化到全组分利用的完整技术链，首次实现硅藻"生物活性物质-硅基功能材料"的闭环生产。其意义不仅在于创制POA/FX高产新种质，更开创性地将硅壳光学特性与新能源材料结合，为微藻生物精炼提供"碳减排-高值化"双重收益的示范案例。论文发表于《Algal Research》，相关技术已获青海省重点研发计划支持，展现出广阔的产业化前景。