六价铬（Cr(VI)）因强氧化性可致 DNA 损伤等严重健康危害，是优先环境污染物。传统检测方法成本高且缺乏实时监测能力，亟需低成本实时生物传感器。本研究开发基于单室微生物燃料电池（MFC）的新型生物传感器，用于连续监测 Cr(VI)。生物识别元件为工程化大肠杆菌 ChrA-ChrB-E. coli，通过引入 Cr(VI) 抗性基因...
本研究开发了一种基于支链淀粉和聚(N-异丙基丙烯酰胺)（poly(NIPAm)）的多功能可生物降解干凝胶膜，其中掺入由红洋葱皮（ROP）制备的硫、氮掺杂碳量子点（S,N-CQDs）。密度泛函理论（DFT）计算揭示了含S,N-CQDs复合膜（amylopectin-S,N-CQDs15）中相互作用和稳定性增强。傅里叶变换红外光谱（FT...
本研究构建携带不同启动子插入在铬酸盐感应调控基因 chrB 与报告基因 luxAB 之间的重组大肠杆菌菌株，用于感知低浓度六价铬 Cr(VI)（<0.05 mg/L），并评价其在水体中测定 Cr(VI) 的灵敏度、选择性和特异性。发光强度受 pH、温度、检测时间、共存碳源、共存离子、Cr(VI) 氧阴离子形态、浓度、菌种和培养基影响...
毒性生物传感器因在线监测潜力受到关注。然而，毒物效应以及剂量、暴露时间、呼吸底物（RS）类型和浓度对生物反应器性能的影响具有物种特异性。这些因素需逐例研究，因为它们可能导致受染微生物损伤或自我修复，但以往研究很少考虑。本文首次考察了休息时间和 RS 浓度对 Cr6+ 水毒性生物传感系统性能的影响，并首次将新型非接触流体输送系统应用于...
六价铬是工业过程排入环境和水体的有毒重金属，传统分析方法需要昂贵设备和复杂样品前处理，不适合现场检测。滤纸因毛细作用可吸液、轻便、廉价且易于裁切，可作为酶固定化平台。本研究比较了壳聚糖、海藻酸钠和右旋糖酐三种多糖在滤纸上包埋葡萄糖氧化酶（GOx）的包埋效率、活性和稳定性。其中壳聚糖在0.3%（w/v）时包埋效率约90%，表现最佳；4...
铬在钢铁、电镀、制革、木材处理等工业中的广泛使用，使环境中排放大量不同价态的铬化合物，尤其六价铬对生态和生物危害显著。电化学传感器和生物传感器是测定铬的有用装置。近五年，研究者利用氟化锡、二氧化钛、碳纳米材料、金属纳米粒子和纳米复合材料修饰电极表面，构建了多种电化学传感器；同时采用微生物燃料电池、细菌、酶和DNA等生物识别元件，发展...
铬是世卫组织按公共卫生重要性排名的五大毒性重金属之一，天然存在形式为Cr(III)，人为来源主要为Cr(VI)。美国环保署规定饮用水中总溶解铬最大污染水平为10−6 M，即0.1 mg/L或100 ppb。为监测饮用水是否低于安全阈值，本文报道了一种基于场效应晶体管（FET）的传感器设计，将高目标特异性离子选择性膜（ISM）与扩展栅...
六价铬（Cr(VI)）化合物具有高毒性、致突变性和致癌性。现有酶基或细胞基生物传感器虽可用于 Cr(VI) 检测，但对环境敏感、多限于痕量测量且需离线部署。本研究开发了一种接种 Exiguobacterium aestuarii YC211 的三阶段单室微生物燃料电池（SCMFC）生物传感器，用于原位、实时、连续测量 Cr(VI)。...
本文研究了游离脲酶和固定化脲酶对不同重金属的抑制响应，以评估其用于检测水样中六价铬的可行性。采用电化学阳极氧化制备多孔硅（PS）膜，并通过物理吸附固定刀豆脲酶。将脲酶分别暴露于不同浓度的Cr6+、Cr3+、Cu2+、Fe2+、Cd2+和Ni2+，并用苯酚试剂法在630 nm处检测尿素水解产生的铵离子，从而表征酶活性变化。结果表明，游...
本文设计了一种可见光驱动的光电化学生物传感器，用于超灵敏检测六价铬离子。传感器以钛箔为基底，通过阳极氧化制备纳米多孔TiO2，并在其表面原位电聚合聚多巴胺（PDA），同时将低温水热合成的低带隙光活性晶体Pb5S2I6掺入PDA中，形成PDA-Pb5S2I6光生物界面。该界面在蓝光激发下产生电子-空穴对，Pb5S2I6与TiO2构成异...
在水生态系统中，实时水质生物监测已成为利用活体生物作为生物传感器监测毒性事件的有效技术。本研究开发并测试了一种基于硫氧化细菌（SOB）的在线水质监测系统，用于实时监测自然溪流中的水质变化。该系统由三个 SOB 反应器组成，其中一台为连续流模式，两台为半连续流模式。在相对未污染的自然溪流中连续运行超过6个月后，系统未检测到毒性。当向进...
六价铬（Cr(VI)）是工业废水中常见的有毒重金属，现有方法难以在工业废水处理过程中实现原位实时监测。本研究将沉积物微生物燃料电池（SMFC）用作生物传感器，用于原位实时监测Cr(VI)。该系统中，阳极埋入沉积物，阴极置于沉积物-水界面上方；沉积物中的有机底物在阳极被氧化，电子经外电路传递至阴极，Cr(VI)在阴极作为电子受体被还原...
六价铬（Cr(VI)）广泛用于电镀、钢铁和皮革工业，其排放造成环境污染并增加癌症风险，需快速检测。现有方法多离线、依赖外部电源或仅适用于低浓度样品，难以实时监测。微生物燃料电池（MFC）无需外部供电，可自持运行，具有原位 Cr(VI) 生物传感器潜力。本研究分离出兼性厌氧、可还原 Cr(VI)、耐盐且具外电子生成能力的 Exiguo...
快速测定六价铬（Cr(VI)）对评估环境风险与人体健康具有重要意义。本研究构建了一种基于微生物燃料电池（MFC）的生物传感器，接种兼性厌氧、可还原 Cr(VI) 并具外电生成能力的 Ochrobactrum anthropi YC152，用于测定水样中的 Cr(VI) 浓度。结果表明，YC152 在厌氧条件下对 pH、温度、盐度及水...
本研究采用间歇（batch）和补料间歇（fed-batch）硫氧化细菌（SOB）生物测定法，评估水中三价铬（Cr(III)）和六价铬（Cr(VI)）的毒性。硫主培养反应器（MCR）中，SOB 菌群可在 2 天内快速建立并达到稳定状态。在两种模式下，Cr(III) 浓度高达 100 mg/L 时均未表现出毒性；而 Cr(VI) 在 0...
生物传感器的特异性取决于生物元件与换能器的合理匹配。本研究以实验室驯化获得的高浓度六价铬[Cr(VI)]耐受绿藻 Dictyosphaerium chlorelloides 菌株为对象，考察其他重金属离子对其光合活性的干扰。将野生型 Dcwt 与 Cr(VI) 耐受株 DcCr(VI)R25 分别暴露于递增浓度的 Ag+、Co2+、...
本研究开发了一种新型平面膜基微生物燃料电池（MMFC）传感器，通过将两片涂覆碳墨的滤膜压合而成。滤膜具有高微孔率和亲水性，使传感器具有适应期短（数小时）、结构紧凑、体积为微升级、灵敏度和稳定性高等优点。在批式测试腔中，MMFC 传感器对铬和镍两种有毒冲击进行了考察，并能快速响应冲击类型和浓度。电压输出变化与开路电位（OCP）相关。滤...
铬酸盐是强环境污染物，理解其在土壤中的生物可利用性和毒性对评估金属生态风险至关重要。本研究评价了两种细菌生物报告菌 pCHRGFP1 大肠杆菌（E. coli）和 pCHRGFP2 Ochrobactrum tritici 对两种土壤中不同铬酸盐浓度的响应。两株菌均携带 chrB 调控基因与 gfp 报告系统融合，其荧光信号与铬酸盐...
本研究探索单室间歇式立方体微生物燃料电池（CMFC）作为新型自维持生物传感器，用于实时监测废水进水中毒性冲击（毒素浓度突变）。研究选取铬、铁、硝酸盐和乙酸钠四类冲击，分别代表急性毒性重金属、低毒性金属、常见营养盐和有机污染物。以新鲜废水作为接种液培养阳极产电细菌，3天内完成驯化，表明该自供电传感器可快速适应废水。结果表明，CMFC能...
六价铬（Cr(VI)）因工业活动进入环境，具有强毒性和致癌性，需从环境中检测并去除。本研究提出低成本、环境友好的 Cr(VI) 生物传感与生物修复方法。将先前分离的产气肠杆菌 Enterobacter aerogenes T2 制备成粗无细胞提取物（CFE），利用三电极循环伏安法开发稳定生物传感器，直接测定废水中 Cr(VI)。生物...