综述：结构导向的微藻生物质资源化及其可再生多元化应用

（编辑推荐）本综述系统阐述微藻生物质（含脂类TAGs/PLs、蛋白质、多糖及色素）的结构特征与功能应用关联，提出基于分子结构解析的"结构-功能-应用"（Structure-Property-Application）协同开发策略，为应对资源短缺（CO2减排）、能源危机（生物燃料）及健康需求（活性物质）提供可持续解决方案。

　　

微藻细胞结构驱动生物质形成

微藻生物量的积累受其细胞超微结构直接调控。叶绿体中类囊体（thylakoid）的堆叠模式决定光合碳固定效率，直接影响生物质产量。细胞壁的刚性结构（如纤维素-藻胶复合体）则影响后续提取工艺的选择。

脂质结构与分析技术突破

微藻脂质以甘油三酯（TAGs）和磷脂（PLs）为主，其脂肪酸链长（C14-C22）和饱和度决定生物柴油的冷流性能。新型原位拉曼成像技术可实现单细胞脂质分布可视化，而GC-MS与HPLC-ELSD联用可精准解析sn-2位脂肪酸构型。

蛋白质层级结构与功能关联

微藻蛋白质具有四级结构特征：初级结构的疏水性氨基酸占比影响乳化性；β-折叠二级结构赋予热稳定性；三级结构中的二硫键网络决定其作为肉类替代物的质构特性。表面等离子共振（SPR）技术可实时监测蛋白质-受体相互作用。

多糖构效关系研究进展

微藻多糖的[C_x(H₂O)_y]_n基本单元通过α-1,4或β-1,3糖苷键连接，分子量10-1000kDa不等。硫酸化修饰度（每糖单元0.2-2.4个-SO₃H）与免疫调节活性呈正相关，原子力显微镜（AFM）可观测其链构象从球状到纤维状的动态转变。

色素分子特性与应用创新

叶绿素（Chl a/b）的卟啉环镁配位结构决定光捕获效率；类胡萝卜素的共轭双烯数（n=9-11）影响抗氧化能力；藻胆蛋白（PE/PC）的四吡咯发色团使其成为天然荧光标记物。超临界CO₂萃取可保持色素分子完整性。

挑战与未来展望

需建立"培养-提取-应用"全链条集成系统，开发冷冻电镜（Cryo-EM）原位解析技术阐明结构-功能关系，并通过生命周期评价（LCA）优化生产工艺。基因编辑（如CRISPR-Cas9）靶向调控脂质合成通路（ACCase过表达）将成为研究热点。