微生物学通报  2020, Vol. 47 Issue (8): 2571−2581
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微藻是地球上生长速度最快的光合微生物之一，在各种生态环境中广泛分布，例如淡水、海洋、雪地、平原和温泉等。微藻可以通过光合作用消耗CO2，同时将光能转变为化学能并释放氧气，在保护环境、减缓温室效应领域发挥着重要的作用。微藻细胞内积累脂质、蛋白质，并产生一些高价值的化学产品，如二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid，DHA)、二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid，EPA)和色素等，这些物质在营养保健和化妆品行业广泛应用[1-2]；此外，化石燃料的过度使用导致环境恶化、水体污染等问题日益突出，开发微藻基清洁能源(如氢气、生物柴油、甲烷等)，以及利用微藻处理污水是当前的研究热点[2-3]。
虽然微藻具有很高的利用价值，但采收成本过高是限制微藻应用和产业快速发展的重要瓶颈之一[1]。由于微藻细胞体积微小(3−30 μm)，培养液中培养密度比较低(开放池一般 < 0.6 g/L，光反应器一般 < 3 g/L)，藻细胞表面带有负电荷(−7.5–−40 mV)等特性，导致微藻细胞一般稳定悬浮于培养液中，采收难度加大，增加了采收成本[4]。分析估算表明采收环节的成本约占整个微藻生产成本的20%−30%[5]。因此，寻找一种低成本、高效率的采收技术对于促进微藻产业的快速发展至关重要。本文对近年来报道的微藻采收技术进行总结，着重介绍了絮凝技术在微藻采收方面的研究进展，期望能对降低采收成本和促进微藻产业的快速发展提供一定的理论基础和技术支持。
1 微藻采收技术简介目前，微藻采收主要使用的技术包括离心分离、过滤、沉降、浮选和絮凝[6]。下面分别针对不同采收技术进行介绍。
1.1 离心分离技术离心技术(centrifugation)是利用离心机高速旋转时产生的强大离心力使微藻与培养液发生分离，进而对微藻进行采收的一种技术，是目前应用范围最为广泛的微藻采收技术之一。
离心一般可获得较高的采收率，通常高于95%。微藻细胞的大小、密度、沉降特性、离心液体积、离心力大小和离心时间都会对采收效率产生影响[7]。Heasman等[7]通过离心分离技术对9种微藻(P. lutheri，Isochrysis sp.，C. calcitrans，S. costatum，T. pseudonana，P. tricornutum，C. muelleri，T. chui，N. oculata)进行了采收实验，在离心力13 000、6 000和1 300×g条件下，9种微藻的采收效率分别在95%−100%、46%−79%和5%−66%之间。张剑桥等[8]使用28 000 r/min的转速和0.82 L/min的进水速率对城市污水中培养的微藻(浓度1.2 g/L和pH 7.0)进行离心分离采收，采收速率为0.76 g/min，采收效率为84.1%，浓缩倍数高达337.1倍。
利用离心分离技术采收微藻具有操作简单、效率高、无任何添加剂、应用范围广等优点[9]，特别适合用于食品微藻的采收。但在大规模使用该技术时，存在能耗高、设备运行和维护成本投入大等问题，这无疑加重了企业的运行成本，因此该技术更适合于微藻高附加值产品的研究和应用。
1.2 过滤技术过滤(filtration)是一种常见的固液分离技术。在微藻采收过程中利用重力、压力和真空力等的作用使培养液通过滤膜进入到膜的另一侧，而微藻细胞则被过滤膜截留下来集中在一起，从而实现采收微藻的目的。
根据溶液特点、动力学条件和过滤膜特点的不同，过滤可以分为微滤(microfiltration，0.1−10 μm)、粗滤(smacrofiltration，10 μm)、死端过滤(dead end filtration)、超滤(ultrafiltration，0.02−0.2 μm)、切面流超滤(tangential flow filtration)、真空过滤(vacuum filtration)和压力过滤(pressure filtration)。常用的膜材料包括聚偏氯乙烯(polyvinylidene chloride，PVDF)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile，PAN)、聚醚砜(polyethersulfone，PES)、聚四氯乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)、聚醚砜-聚乙烯吡咯烷酮(polyethersulfone polyvinyl-pyrollidone，PES-PVP)[10]。膜表面的带电性会直接影响微藻的过滤效果，膜表面带正电性的过滤效果远远低于中性电荷的膜[11]。
微藻细胞的体积大小和细胞外泌物是影响过滤效率的主要因素，直接影响滤膜的选择和过滤工艺。对细胞体积较大的微藻，过滤技术采收效率高，如螺旋藻(Spirulina sp.)、空心藻(Coelastrum sp.)；而细胞体积较小的微藻，如小球藻(Chlorella sp.)、微拟球藻(Nannochloropsis sp.)则容易在过滤过程中发生堵塞过滤膜的现象，导致过滤效率下降[12]。在微藻培养过程中细胞碎片和细胞外分泌物(如多糖、蛋白质类等物质)也会堵塞滤膜，严重影响过滤效果[13]。吴晓甜等[14]采用孔径100 nm的陶瓷膜在次临界通量条件下，多周期过滤能够有效收获小球藻。98%的进水藻细胞以滤饼方式被截留，通过清洗膜表面能够获得高浓度藻液，浓缩因子高于34。张克峰等[15]在砂滤池表面增加10 cm无烟煤，可有效提高滤池过滤性能，大大减少由于传统砂滤池表层易被堵塞，延长过滤周期，从而高效过滤微藻，而且滤前投加次氯酸钠也使过滤周期显著延长。
过滤过程中不需要添加任何化学试剂就能高效回收微藻。因此过滤技术不会引入有毒有害物质，是一种天然的方法。但过滤膜受外界和培养液环境的影响较大，容易出现膜污染的问题，需要不定时地更换或者清洗过滤膜，这些问题无疑增加了采收成本，制约了过滤技术的进一步推广和应用。
1.3 沉降技术沉降(sediment)是利用重力作用对微藻进行沉降采收的一种技术。微藻细胞密度[16]和细胞大小[17]对沉降效率有显著的影响。沉降技术更适用于收集细胞密度较大的微藻，如硅藻(Melosira sp.)，而细胞密度较小的微藻如铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)一般不适宜沉降技术采收。许多环境因素都会影响微藻沉降，例如温度和微藻生活习惯等[16, 18-19]。
由于沉降技术存在效率低、耗时长等问题，因而在实际生产中，沉降技术一般会与絮凝、超声波、离心等技术结合使用，以减少沉降时间，提高效率[9, 20]。
1.4 气浮技术气浮技术(air flotation)是利用微气泡作为载体(气泡直径 < 0.1 mm)，将产生的大量微小气泡附着在微藻细胞的表面，利用气泡作为载体降低细胞密度，然后将微藻细胞运送到液体表面，在液体表面对微藻进行富集采收的一种技术[1]。根据气泡形成不同，气浮技术分为泡沫气浮、压力溶气浮选和电解气浮等[21]。
泡沫气浮是向溶液中鼓入气泡，将微藻细胞吸附在气泡上面并随着气泡浮到水面，从而实现微藻采收。泡沫浮选不需要额外加压，因此能耗相对较低，是微藻浮选研究的一项热门技术。但大多数时候气泡和微藻都会带负电，在自然情况下很难与气泡结合形成有效浮选。因此，在气浮过程中需要添加起泡剂和浮选剂改变颗粒表面疏水性，增加颗粒的气浮性能，使颗粒直接与气泡机密结合，从而增加微藻采收率。然而这些药剂的添加会对微藻的生长产生不良影响，并对下游工艺造成污染[22]。张海阳等[23]通过添加十二胺作为捕收剂，利用气浮技术采收小球藻，在最适捕收剂用量、搅拌转速、藻液浓度、溶液pH和浮选时间条件下，采收率高达98.35%。Garg等[24]添加十二烷基吡啶(dodecyl pyridinium chloride，DPC)作为表面活性剂，利用气浮技术对海洋微藻(Tetraselmis sp. M8)进行了分离采收实验，收集的海洋微藻(Tetraselmis sp. M8)最终浓度增加了23倍，采收效率可以达到99%以上。Wang等[25]利用分散空气浮选法采收含藻废水，回收率为96.5%，并通过技术改进有效去除起泡剂和浮选剂。
压力溶气气浮是使空气在一定的压力下溶于水中呈饱和状态，然后使水压力骤降，利用改变压力的方式产生微气泡(一般为20−100 μm)的工艺，能很好地满足气浮要求。与泡沫浮选相比，溶气气浮减少了浮选药剂的添加，减少了对下游微藻产品的污染。压力溶气气浮的应用目前更为普遍，对藻液的来源也没有要求，无论是营养液还是富营养化的废水培养均可。但由于增压步骤在一定程度上增加了能耗，该方法的能耗较高且需要加压设备，操作较为复杂[26]。李秀辰等[27]采用压力溶气气浮技术对两种小球藻和一种金藻进行了采收，发现多种因素如微藻液位高度、藻液流量、溶气压力或气体流量均对微藻的采收产生影响，优化采收条件后，两种小球藻和一种金藻的采收率分别为60.3%、68.1%和65.4%。Nguyen等[28]利用压力溶气气浮法采收江水中的蓝藻和绿藻，在1.5 kg(f)/cm2压力下叶绿素a的去除率达到99%。
电解气浮是通过添加直流电，分别在阴极和阳极电解出氢气和氧气的微小气泡，微藻附着在气泡上从而达到采收微藻的目的。电解气浮主要包括以下步骤：首先反应性阳极溶解产生絮凝剂；然后这些絮凝剂与微藻细胞相互作用，使细胞失稳；接下来，不稳定的细胞结合形成絮状絮凝物，最终在阴极上形成气泡，与絮体结合漂浮至溶液表面[29]。电解气浮产生的气泡粒径非常小(其粒径在22−50 μm)，而且密度也小，因此电解气泡截获微藻细胞的能力较高[30]；另外，电解气浮受溶液pH值影响小(适用于pH 4.0−10.0的溶液)[31]。但电解气浮不适用于采收海水藻，易在阳极表面形成氧化膜，影响采收效率，仍处于实验室研究阶段[29]。
由于微藻细胞与气泡之间的粘附并不牢靠，易受水流环境的剪切而脱附，进而影响采收效率。上述气浮技术均存在弊端，阻碍其产业化[1]。因此，急需改进气浮技术。
虽然上文描述的几种采收技术都凭借各自的优势和特点在微藻产业生产中得到了应用，并取得了一定的效果，然而这几种采收技术的缺点和应用范围也使其在微藻采收环节难以发挥更大的作用。因此，为促进微藻产业的快速发展，寻找一种经济、环保、高效的采收技术仍然具有十分重要的意义。
2 絮凝技术采收微藻絮凝(flocculation)采收微藻主要是通过电荷中和、架桥、网捕作用将微藻细胞聚集在一起，然后通过固液分离进而完成微藻采收目的。絮凝微藻具有较高的经济性和采收效率，并能显著降低能耗。因此絮凝技术是目前微藻采收最常用的方法之一。目前常用的絮凝方法主要包括化学絮凝、物理絮凝和生物絮凝三大类[32-33]。
2.1 化学絮凝无机化学絮凝是向培养液中加入相应的化学物质，通过电荷中和、架桥作用使培养液中分散悬浮的微藻细胞聚集成团，加快其沉降速度，从而实现对微藻细胞的絮凝采收。根据絮凝剂的不同，化学絮凝可以分为两大类：无机絮凝和高分子絮凝。
2.1.1 无机絮凝金属离子(如Fe3+、Al3+、Mg2+等)可以中和微藻细胞表面的负电荷，消除微藻细胞间的静电斥力，加速微藻细胞之间的聚集，最终达到絮凝沉降的效果。因此，金属离子经常用于微藻的絮凝采收。当微藻培养液呈碱性时，这些金属离子还能形成相应的氢氧化物难溶物，如Fe(OH)3、Al(OH)3和Mg(OH)3，通过网捕沉淀作用加快微藻的絮凝沉降。
郭婷婷等[34]使用Al2(SO4)3、NH4Al(SO4)2、KAl(SO4)2、MgSO4、Fe2(SO4)3、FeCl3这6种无机絮凝剂对布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)进行了絮凝实验，发现6种絮凝剂对布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)均有絮凝作用，其中Al2(SO4)3、KAl(SO4)2和FeCl3这3种絮凝剂在浓度分别为1.1、0.45、0.9 g/L时絮凝效率最高，分别为91.2%、93.5%、88.0%。赵奎等[35]使用FeCl3、Fe2(SO4)3、AlCl3、KAl(SO4)2、Ca(OH)2、NaOH、聚丙烯酰胺和壳聚糖8种絮凝剂对埃氏小球藻(Chlorella emersonii)进行了絮凝实验，其中Fe2(SO4)3、白矾、Ca(OH)2、NaOH在浓度分别为0.3、0.7、0.5、0.9 g/L及静置沉降时间为80 min的实验条件下，埃氏小球藻(Chlorella emersonii)的絮凝效率均可以达到90%以上。
Fe3+、Al3+等金属盐在培养液中还可以形成聚铁、聚铝等聚合体，如聚合硫酸铁[36]、聚合氯化铝[37]、聚合氢氧化铁和聚合氢氧化铝等。以吸附架桥形式絮凝微藻细胞，加快其沉降速度，实现快速采收的目的[38]。彭超等[36]利用1.5 g/L聚合硫酸铁絮凝雨生红球藻(Haematococcus pluvialis) 120 min时的絮凝效率可以达到90%。Wu等[37]发现4种浓度(300、500、700和900 mg/L)聚合氯化铝均能高效絮凝一种海洋微藻——球等鞭金藻(Isochrysis galbana)，絮凝效率均在98.2%以上。
无机絮凝技术具有操作过程简单、絮凝效率高、应用范围广等优点。但在絮凝过程中由于引入了金属离子，如果处理不当，可能会对培养微藻的水体和收集的微藻造成污染，不利于环境保护和后续微藻产品的加工生产，因此该技术的推广使用受到了限制。
2.1.2 高分子絮凝高分子絮凝的工作机理是高分子的吸附架桥、网捕等作用实现微藻细胞的聚焦成团[32]。常用的高分子絮凝剂主要包括壳聚糖(chitosan)、阳离子淀粉(cationic starch)[39]、菊粉(inulin)[40]、二烯丙基二甲基氯化铵(diallyldimethylammonium chloride，DADMAC)、次乙二胺(ethyleneimine)、聚乙烯亚胺(polyethyleneimine polymers，PED)和乙烯胺(vinylamine)等。
Rashid等[41]利用壳聚糖絮凝采收小球藻，在2−3 min内小球藻的絮凝效率便可以达到90%以上，但培养液的pH会影响壳聚糖的絮凝效率。冯闪闪等[42]利用制备的阳离子淀粉对野生蓝藻的絮凝效率可以达到90%以上，并且培养液pH在5.0−9.0的范围内对阳离子淀粉的絮凝效率无任何影响。
壳聚糖和阳离子淀粉作为新型的天然高分子絮凝剂，具有安全环保、可生物降解、无污染、使用剂量小等优点。但因为生产成本高，导致目前难以代替传统的高分子絮凝剂大规模使用。目前大量的研究集中在优化壳聚糖[43]和阳离子淀粉[44]的生产条件上，以期降低生产成本，适用于大规模使用。
2.2 物理絮凝技术物理絮凝主要包括电絮凝和磁絮凝。与化学絮凝相比，物理絮凝在一定程度上可以避免化学絮凝剂产生的污染问题，更能促进微藻产业的可持续健康发展。
2.2.1 电絮凝电絮凝(electrocoagulation)是利用阳极电解氧化释放的金属离子中和微藻细胞表面的负电荷，破坏微藻悬浮液的稳定状态，使其形成絮凝体，而阴极生成的氢气气泡可以附着在微藻絮凝体上面，使其上浮到液体，在培养液表面对微藻进行采收。电絮凝的絮凝效率取决于电极材料、电解时间、电流密度以及培养液组成成分[45]。在电絮凝时可根据要求添加适量絮凝载体以提供必需的絮凝核心，这对生成稳定絮体至关重要。
研究表明在使用电絮凝技术对微藻进行采收时，铝的絮凝效率远远高于铁[46]。这主要是因为在电絮凝过程中，铝的导电性能与铁相比更加优良，在相同的电解条件下，金属铝能产生更多的金属离子[47]。Landels等[45]利用电絮凝可以有效采收细胞直径从1−40 μm的9种微藻，既包括淡水微藻，也包括海水微藻。添加铝盐后采收效率进一步增加。Liu等[48]以铝电极絮凝20 min时，杜氏盐藻(Dunaliella salina)絮凝效率为97%，同时能耗较低，仅为0.11 kWh/kg干重。章表明等[49]在电流密度为12 mA/cm2，通电时间为30 min，电极板相距2.0 cm的实验条件下，絮凝采收海洋微藻湛江等鞭金藻(Isochrysis zhangjiangensis)，絮凝效率高于92%，并且电絮凝过程的能耗仅为2.0 kWh/kg干重。
电絮凝具有絮凝效率高、适用范围广等优点，但絮凝过程中使用传统的电极产生的金属离子会残留在培养液和收集的微藻中，可能会影响培养液的回收利用和微藻后续产品的加工利用。此外该技术需要定期更换电极，增加了生产成本[45]。石墨基电极[50]的开发能有效解决金属离子残留问题。未来新型电极的研究开发是电絮凝的重要研究领域。
2.2.2 磁絮凝磁絮凝(magnetic flocculation)是利用磁性纳米或微米颗粒絮凝吸附在微藻细胞表面，在外部磁场的作用下收集微藻的过程[51]。藻细胞外表面分布着大量的羟基、胺基和磷酸基等官能团，通过这些官能团与磁性颗粒之间存在静电吸引作用，接着通过在外部施加磁场驱动磁性纳米颗粒将微藻与培养液分离，进而对微藻进行采收。
常用的磁性颗粒包括裸磁颗粒、具有光活性的磁性颗粒和改性的磁颗粒等。裸磁颗粒在一定的条件下也具有显著的微藻收获能力，如Fe3O4[52]。光磁颗粒不仅有被磁性物质吸引的特点，而且具有光催化活性，如ZnFe2O4。在H2O2辅助条件下，光照促进微藻细胞壁裂解，有利于释放油脂，可以大大简化微藻的下游工艺[53]。裸磁在采收微藻的过程中也存在一定的局限性，如现有的磁性颗粒产生的磁场范围小，一般只有几立方米范围内而且磁场感应强度较低(一般 < 2 T)，限定了磁絮凝的应用范围[54]。另外，絮凝后还需要物理去磁，以保证磁颗粒反复应用[55]。通过在裸磁材料表面涂覆不同的材料来增加比表面积，给微藻吸附和桥架提供更多的活性位点[52]。Zhao等[52]以胺甲基化改性植物多酚和Fe3O4为材料制备了一种新型的铁磁性颗粒，该颗粒可直接回收培养浓度为20 g/L的小球藻(Chlorella vulgaris)，絮凝效率可以达到93.0%，并且回收的磁性颗粒在性能方面表现出了极高的稳定性，在使用5次之后对小球藻的絮凝效率仍能保持87.5%以上。Hu等[56]研制了一种由永磁鼓、分离室和刮板等主要部件组成的磁性分离器，该磁性分离器对小球藻(Chlorella ellipsoidea)的采收效率可以达到95%以上。此外，小球藻的采收效率会随着分离室内液体流量的增加而降低，当液体流量小于100 mL/min时，采收效率可以维持在95%以上[56]。
磁絮凝技术虽然具有絮凝效率高、藻类适用范围广泛等优点。但磁絮凝技术仪器操作要求较高，功能颗粒合成工艺复杂，设备的运行和维护需要大量的资金投入，因此使用范围受到限制[52]。与化学絮凝技术相比，物理絮凝技术几乎适用于所有微藻，但存在仪器设备操作难度大和能耗高等缺点。
2.3 生物絮凝技术生物絮凝主要是利用生物体本身或其代谢产生的粘性物质和生物表面活性剂，通过网捕或键桥作用使微藻细胞相互聚集，实现微藻絮凝采收[41]。目前生物絮凝技术的研究方向主要分为微生物絮凝、微生物絮凝剂絮凝以及细胞自絮凝三大类。
2.3.1 微生物絮凝在自然界中，一些微生物(例如真菌、细菌等)可以诱导微藻发生絮凝现象。这些微生物的细胞外聚合物不同[57]，从而影响微藻的采收效果[58]。其中真菌通过菌丝与微藻细胞之间的电性中和作用使微藻产生絮凝[58-61]，细菌主要是通过粘附作用聚集微藻细胞[62-63]。
Li等[61]从活性污泥中分离获得一株丝状真菌Aspergillus niger hsn26，在Ca2+的协助下(钙桥作用下)该真菌对小球藻(Chlorella vulgaris)的絮凝效率可以达到90%以上。Lei等[63]使用海杆菌株Marinobacter sp. FL06直接采收海洋微藻(Thalassiosira pseudonana)，絮凝效率为92.7%，并且在该絮凝过程中没有添加任何的金属离子；此外，菌株Marinobacter sp. FL06具有较强的稳定性和适用于采收多种微藻，在不同的温度和pH范围内均能保持良好的絮凝效率。
微生物絮凝与化学絮凝相比具有可生物降解性，但该技术可能会引发生物安全性问题。
2.3.2 微生物絮凝剂絮凝微生物絮凝剂是指由微生物产生的絮凝活性物质，将其加入到微藻培养液中对微藻进行絮凝采收。
董新姣等[64]提取芽孢杆菌Bacillus sp. WZ01产生的生物絮凝剂，在培养液pH为7.5−8.5、培养温度为20−40 ℃、絮凝剂浓度在40.0−60.0 mg/L范围内时，絮凝采收米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense) 2 h内絮凝效率均达到80%以上。Wan等[65]利用单芽孢杆菌Solibacillus silvestris W01产生的生物絮凝剂，在没有添加任何额外的金属离子(如Ca2+或Fe3+等)的条件下采收微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)，絮凝效率高达90%，该生物絮凝剂是由75.1%碳水化合物和24.9%蛋白质组成的蛋白多糖，这种组成成分的絮凝剂在絮凝过程中不会影响藻类的正常生长，还可以避免微藻采收过程中发生污染现象。
微生物絮凝剂具有可生物降解、安全无毒等优点，因而受到研究人员的广泛关注，成为生物絮凝技术研究的热门方向之一。但絮凝剂生产工艺复杂、产量低、稳定性差以及存储困难等缺点制约了这项技术在微藻采收中的推广和应用。
2.3.3 细胞自絮凝1988年Sukenik等[66]首次观察到微藻细胞的自絮凝(self-flocculation)现象。迄今为止，研究者发现大量的微藻具有自絮凝能力。微藻细胞将合成的糖苷或多糖等絮凝活性物质分泌到细胞表面，通过与周围微藻细胞之间的相互作用，从而引发了藻细胞发生自动聚集絮凝的现象[67]。此外，具有自絮凝能力的微藻不仅对同种类型的藻细胞具有絮凝效果，还可以诱导其他类型的藻细胞发生絮凝现象[68]。在微藻的培养过程中，温度、光照、pH、溶解氧水平和/或培养基中营养成分(如N、P、Ca2+含量)的改变会对微藻细胞的自絮凝现象产生一定的影响[67]。
Lv等[67]发现一株具有高自絮凝能力的栅藻(Scenedesmus rubescens SX)，在酸性pH条件下细胞生长和自絮凝能力均较低，而在弱碱性pH条件下能显著增加栅藻自絮凝，同时胞外聚合物中含有羟基和羧基基团的比例增加。Zhao等[68]发现两种难絮凝微藻-栅藻(Desmodesmus sp. ZFY)和单壳缝藻(Monoraphidium sp. QLY-1)在单独培养时，自絮凝率分别为57.98%和32.45%，但混合培养4 h后自絮凝率显著增加，为85.33%；混合培养能显著改变胞外聚合物的浓度和组成，混合培养的胞外多糖约占总细胞干重的46.53%，而单独培养栅藻和单壳缝藻的胞外多糖仅为总细胞干重的27.01%和27.35%。Guo等[69]发现海水微藻斜生栅藻(S. obliquus AS-6-1)和小球藻(C. vulgaris JSC-7)不仅可以自絮凝，而且还能絮凝处于游离状态下的淡水藻株斜生栅藻和小球藻，并且对游离状态的海水藻株微拟球藻也有将近60%的絮凝效率。通过降低pH低于小球藻(Chlorella vulgaris JSC-7)等电点促进细胞自絮凝[70]。添加Zn2+离子能显著增加四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)的自絮凝率，最高可达86.7%[71]。
自絮凝微藻的采收具有环保无污染、安全性高、操作过程简单以及絮凝成本低等优点。但目前能进行自絮凝的微藻种类和数量有限，此外该技术的可靠性和适用性还有待进一步研究。因此，细胞自絮凝技术在微藻大规模采收中的应用还需要大量的研究。
3 结论与展望大力发展微藻产业不仅能治理环境和水体污染、扩展食物来源、缓解耕地和能源紧张，对促进世界经济的可持续健康发展具有十分重要的意义。然而，微藻采收成本过高限制了微藻产业的发展。因此，开发出一种低成本、无污染、高效率的微藻采收技术已经迫在眉睫。
目前微藻采收技术主要包括离心分离、沉降、过滤、浮选和絮凝，其中絮凝技术，尤其是生物絮凝具有环保性高、安全无毒、操作简便等优势，具有巨大的发展潜力。但该技术目前存在的问题包括：(1)生物安全性问题；(2)微生物絮凝剂生产工艺复杂不成熟、生产成本高、絮凝剂稳定性差的问题；(3)自絮凝微藻种类和数量有限、适用范围有限等问题，限制了生物絮凝技术的应用。
因而在未来的研究中，可以通过以下几项措施来发展和完善生物絮凝技术，以促进微藻生产业的快速发展：(1)建立自絮凝微生物库，筛选出絮凝效率优良的微生物；(2)通过基因改造技术生产、制备絮凝效果优良的微生物絮凝剂菌种，提高絮凝剂的生产产量，提升絮凝效率，增强絮凝剂的稳定性，降低生产成本等；(3)对微藻的最佳絮凝条件进行研究和探索，减少絮凝时间，降低絮凝成本；(4)加大力度寻找具有自絮凝能力的微藻，建立自絮凝微藻种类库。
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