蓝藻是内陆富营养水体水华发生的主要优势藻种, 而藻蓝蛋白(Phycocyanin, PC)是蓝藻的标志性色素, 因此利用遥感估算水体中藻蓝蛋白浓度从而对蓝藻水华预警具有重要意义。利用太湖、滇池、洪泽湖的实测数据, 构建藻蓝蛋白随机森林遥感估算模型, 并将模型应用到哨兵3A-OLCI影像。通过对随机森林的输入自变量进行重要性分析, 发现第7波段(620 nm)、第8波段(665 nm)和第9波段(675 nm)三个波段对藻蓝蛋白反演的影响程度最大。同时, 反演结果表明, 随机森林反演的藻蓝蛋白浓度平均绝对百分比误差(MAPE)为34.86%, 均方根误差(RMSE)为38.67 μg/L, 与Simis等半分析算法和齐琳的PCI(Phycocyanin Index)指数模型相比, 平均绝对百分比误差(MAPE)分别提高了85.06%和15.65%, 均方根误差分别提高了26.08 μg/L和19.86 μg/L。利用地面实测数据对同步卫星影像大气校正进行精度评价, 发现MUMM(The Management Uint Mathematical Model)算法可以用于OLCI影像的大气校正, 尤其在560~779 nm处共8个波段的MAPE低于30%, 光谱曲线与实测光谱曲线形状保持一致。结果表明所构建的基于哨兵3A-OLCI影像的藻蓝蛋白随机森林反演模型, 可以成功的应用于我国的内陆富营养化湖泊, 为我国内陆湖泊藻蓝蛋白浓度的遥感反演提供一个新的算法。

蓝藻生物量检测技术发展是应对目前频繁发生的水华事件的重要环节。 藻蓝蛋白作为蓝藻的特异性蛋白, 在一定程度上比叶绿素更能准确反应自然水体中的蓝藻生物量, 因而成为蓝藻生物量检测技术的重要指标。 本文利用三维荧光光谱技术, 以不同光照、 不同生长期的铜绿微囊藻、 鱼腥藻活体为研究对象, 比较了单点法和包络法两种光谱解析方法的可靠性, 探究了不同生境条件下的藻蓝蛋白活体荧光光谱特性。 结果表明: (1)荧光光谱强度随生长期延长而增大; (2)采用包络法解析藻蓝蛋白特征荧光光谱的方法比单点法更为可靠; (3)在不同生境条件下, 铜绿微囊藻藻蓝蛋白活体荧光激发波长基本保持614 nm、 发射波长基本保持654 nm不变, 鱼腥藻藻蓝蛋白活体荧光激发波长随生长期在610和620 nm之间波动减小, 发射波长随生长期在650和660 nm之间波动增大。 这种波动与藻种样品颗粒度大小和光谱扫描模式有关。 该研究结果为发展蓝藻生物量活体荧光监测技术发展提供了实验基础。

以巢湖新鲜蓝藻为处理对象, 采用冻融破壁方法获得藻蓝蛋白粗提液, 采用两步盐析结合两步柱层析的方法纯化藻蓝蛋白粗提液, 以最终获得试剂级藻蓝蛋白。 分别将纯化过程中各阶段得到的藻蓝蛋白溶液和杂质液进行紫外-可见光谱扫描。 经光谱扫描发现: 藻蓝蛋白溶液经一步盐析、 二步盐析、 一步柱层析和二步柱层析的四步纯化实验过程中, 在250～300 nm吸收谱带中, 吸收峰从260 nm红移至280 nm; 在500～700 nm吸收谱带中, 吸收峰从617 nm红移至620 nm, 并表现为最大特征吸收峰。 对四步纯化工艺过程中分别得到的不同杂质液同样进行250～700 nm全波段光谱扫描, 分析判断得出: 一步盐析杂质液成分主要含有杂蛋白和部分藻蓝蛋白; 二步盐析的杂质液中主要成分为核酸和维生素类物质; 一步柱层析分离的先出组分主要成分为藻红蛋白; 二步柱层析分离的后出组分主要成分为别藻蓝蛋白。 经四步纯化工艺后, 最终得到了纯度大于4以上的试剂级藻蓝蛋白。 由此可见, 两步盐析的工艺主要作用在于去除杂蛋白、 核酸和维生素类物质; 两步柱层析工艺主要作用在于分离出和藻蓝蛋白性质接近的藻红蛋白和别藻蓝蛋白。

以藻蓝蛋白标准品和室内培养的铜绿微囊藻、 鱼腥藻为参照, 于2011年春、 夏、 秋三季在太湖采集75个水样, 分析太湖水体中藻蓝蛋白的紫外-可见吸收光谱特征, 及其与标准品、 单一藻种光谱特征的区别和联系。 结果表明: 太湖水体中藻蓝蛋白的吸收光谱形态可根据500～700 nm的吸收峰个数划分为无峰型、 单峰型和双峰型三类。 无峰型光谱在500～700 nm间变化平缓, 620 nm附近无藻蓝蛋白的特征吸收峰出现。 根据300～450 nm的吸收差异, 无峰型可划分为无峰Ⅰ和无峰Ⅱ两个亚类。 峰型Ⅰ仅在260 nm附近出现吸收峰, 250～800 nm的谱型更接近于有色可溶性有机物（CDOM）; 峰型Ⅱ在260和330 nm处均有吸收峰出现。 单峰型光谱在620 nm的藻蓝蛋白特征吸收峰明显, 受藻种差异和提取纯度的影响, 其在250～300, 300～450和500～700 nm的吸收峰出现位置和峰值比与标准品、 单一藻种不同。 双峰型光谱在620和670 nm附近各具一个吸收峰, 同时在350～450 nm出现吸收肩, 兼具藻蓝蛋白和叶绿素复合蛋白的吸收特征。

2009年10月15～16日,在巢湖蓝藻暴发期间进行实际采样和数据分析，通过Gons和Simis算法对浮游植物色素吸收及其浓度遥感反演进行了研究.结果表明,Gons和Simis算法可以用于蓝藻水华未覆盖水体的遥感反演，而在水华覆盖水体表面时算法失效；在未覆盖水体时，Gons算法(RMSE=0.04 m-1)相对于Simis算法(RMSE=0.13 m-1)可以更好地反演浮游植物色素吸收；Simis算法可以用于巢湖藻蓝素反演，但模型参数需要重新率定.总体来说，Gons和Simis算法在巢湖取得了较好的结果，有助于浮游植物色素遥感反演后续工作的进行.

为了探讨肿瘤抑制因子LKB1蛋白在肿瘤光动力疗法中作用, 先用MTT法检测藻蓝蛋白亚基脂质体(PEG-PCS-Lip)对人乳腺癌细胞MCF-7, 鼠乳腺癌细胞MA-782的光动力杀伤效果, 分光光度法检测活性氧ROS的产量, Western blot检测LKB1激酶表达水平; 然后用免疫组织化学方法观察PEG-PCS-Lip介导的光动力作用在乳腺癌模型鼠对LKB1基因表达影响。 结果显示在光照剂量为29.17 J/cm2时, 用0~25 μg/mL PEG-PCS-Lip处理会小幅度促进MA-782和MCF-7细胞的生长, 同时细胞中的ROS和LKB1蛋白的量下降; 当用25~100 μg/mL PEG-PCS-Lip处理则明显抑制MA-782和MCF-7细胞的生长, 同时细胞中的ROS和LKB1蛋白的量随PEG-PCS-Lip量的增加而增加。用10 mg/kg PEG-PCS-Lip静脉注射荷瘤小鼠, 光照剂量为208.2 J/cm2时, 其抑瘤率可达到68.9 %, LKB1在乳腺癌组织中的表达量则增加了33.9 %, 同时, LKB1激酶从细胞核转移到细胞质的量也在增加。 因此, PEG-PCS-Lip PDT作用所产生的ROS可能是激活LKB1的表达的原因之一, 二者协同作用在一定的光敏剂浓度范围内增强了PDT抑制肿瘤生长的疗效。