综述：低共熔溶剂在藻类生物精炼中的应用：循环经济的可持续解决方案

本综述系统阐述了低共熔溶剂(DES)作为绿色溶剂在藻类生物精炼中的创新应用，重点分析了其在生物质预处理、脂质/色素提取等环节的优势，同时指出高粘度、产业化技术不足等挑战，为发展循环经济提供了重要技术参考。

　　

在追求可持续发展的全球背景下，藻类生物精炼技术因其能够将微藻转化为生物燃料、高附加值化学品而备受关注。传统有机溶剂存在的毒性和高能耗问题，促使研究者将目光转向新型绿色溶剂——低共熔溶剂(DES)。

DES的独特优势

DES由氢键供体和受体组成，具有可设计性强、低毒性、生物降解性好等特性。研究表明，特定配比的胆碱基DES在藻类细胞壁破碎效率上比传统方法提高40%，且能保持目标产物的结构完整性。值得注意的是，氯化胆碱-尿素型DES在脂质提取中展现出与氯仿-甲醇混合溶剂相当的效率，但环境友好性显著提升。

关键应用领域

在色素提取方面，DES表现出对β-胡萝卜素等光敏物质的选择性保护作用。乳酸-葡萄糖酸DES系统对藻蓝蛋白的提取率可达92%，远高于磷酸缓冲液提取法。更令人振奋的是，某些DES还能实现产物的原位转化，如将脂肪酸直接转化为生物柴油。

产业化挑战

尽管前景广阔，DES的粘度问题仍制约其工业化应用。实验数据显示，典型DES在25°C时的粘度是水的100-1000倍，这直接导致传质效率下降和能耗增加。此外，DES的回收率目前仅能达到70-85%，需要开发新型膜分离技术来提升经济性。

未来发展方向

最新研究提出"可切换DES"概念，通过调节pH或温度实现溶剂性质的智能调控。计算化学辅助的DES分子设计，以及微流控技术辅助的工艺优化，可能成为突破当前技术瓶颈的关键。特别需要开展全生命周期评价(LCA)，量化DES技术在整个产业链中的碳减排潜力。

这些进展预示着，经过优化的DES系统有望在未来5-10年内成为藻类生物精炼的标准配置，为建立真正的循环经济模式提供核心技术支撑。