传统五日生化需氧量（BOD）法耗时长，难以用于在线监测。微生物燃料电池（MFC）可快速测定水中BOD，但用于连续测量水样的MFC生物传感器仍缺乏。本研究采用已知混合菌接种的无中介体MFC生物传感器测定BOD浓度，并评估影响BOD浓度与输出信号校准曲线的重要操作参数。结果表明，单糖是良好的产电燃料，而蛋氨酸、苯丙氨酸和乙醇产电能力较差...
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...
细菌在表面和界面上的定殖对生物技术、医学、食品工业和水处理等领域影响重大，生物膜发展会显著影响卫生状况、产品质量和工艺效率，因此生物膜操控与预防是避免不利影响的关键。在线、非破坏性生物膜监测系统在许多技术和工业应用中变得重要。本研究报道了一种微流控传感器平台，将电化学阻抗谱（EIS）与安培电流测量相结合，可敏感地在线测量生物膜形成和...
生物污水处理工艺依赖微生物降解有机物并去除营养盐，易受进水中毒性物质影响而运行失稳。本文综述了用于好氧与厌氧污水处理的毒性测量方法，包括基于耗氧率（OUR）的呼吸抑制试验、CO2释放试验、硝化/反硝化抑制试验、基于甲烷产量的厌氧毒性试验（ATA）、ATP发光、脱氢酶活性、细胞生长/存活、菌胶团形态等直接方法，以及生物发光、全细胞生物...
为保障饮用水安全，本文提出一种用于实时、广谱监测水中潜在毒性污染物的在线生物传感器系统。该系统以发光大肠杆菌生物报告菌株 TV1061 为识别元件，将其包埋于藻酸钙水凝胶中并固定于多模光纤探针尖端，通过光电倍增管检测细菌受毒性物质诱导后产生的生物发光信号。研究重点优化了蠕动泵流路、光纤探针固定结构、流路单元以及细菌培养基浓度等参数：...
本研究开发了一种基于硫氧化细菌（SOB）代谢特性的在线水毒性监测系统，并采用连续和补料分批两种运行模式检测亚硝酸盐（NO2−-N）。实验考察了 0.1–5 mg/L NO2−-N 对 SOB 生物反应器的影响。结果显示，5 mg/L NO2−-N 对连续模式（R1）和补料分批模式（R2）均具有强毒性，可在约 2 h 内完全抑制 SO...
本研究将生物阴极微生物燃料电池（MFC）与管式膜集成，构建MFC-管式膜生物反应器（MFC-TMBR）系统，并将生物阴极MFC开发为TMBR中化学需氧量（COD）实时监测的生物传感器。在恒定阳极电位下，系统电流随运行参数变化而改变：水力停留时间（HRT）缩短、传质速率提高时，电流响应增强；不同混合液悬浮固体（MLSS）浓度下，胞外聚...
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...
肌酐是评估肾功能和肌肉代谢的重要标志物，血液透析可清除体内肌酐，但需要快速、在线的方法监测透析效率。本文报道了一种基于pH敏感场效应晶体管（pH-FET）和固定化肌酐脱氨酶（creatinine deiminase, CD）的电位型肌酐生物传感器在真实透析液中的优化与应用。该传感器以pH-FET为换能器，以CD为生物识别元件，通过酶...
本研究面向环境水污染监测，报道了一种用于在线检测重金属和总毒性的多通道生物发光细菌生物传感器Lumisens3的构建与概念验证。该固定相装置可连续分析水污染，并允许将任意诱导型或组成型生物发光菌株固定于可移除多孔卡中。其技术设计包括四个主要部分：（1）专用可移除卡含64个深3 mm的孔，排列于8条流道中，用于固定细菌；（2）该卡置于...
本文制备了一种高灵敏细菌生物传感器，用于痕量乳酸的检测。将具有共生互作关系的保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）与嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）混合培养物，以及作为细菌固定化优良基质的坡缕石（palygorskite），共同固定于氧电极表面。通过以乳酸为碳源进行240...
本研究设计并构建了一种基于生物发光的原型生物传感器，用于在不同处理条件下在线评估二氧化氯（ClO2）气体的抗菌消毒效力。该传感器由发光报告菌荧光假单胞菌 Pseudomonas fluorescens 5RL、光电倍增管（PMT）光学换能器以及容纳报告菌和换能器的光密腔体组成。重组 P. fluorescens 5RL 携带 lux...