Three-Stage Single-Chambered Microbial Fuel Cell Biosensor Inoculated with
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)。...
Incorporating microbial community data with machine learning techniques to predict feed substrates in microbial fuel cells.
混合物种生物技术中的复杂相互作用会降低生物传感器的化学检测特异性，限制其在未知进料底物识别等场景中的应用。基因组数据与数据挖掘技术可弥补这一不足。本研究评估了来自不同实验室、使用乙酸、碳水化合物和废水三种进料底物的 69 个微生物燃料电池样本，考察从所得微生物群落识别进料底物的能力。作者训练并比较了六种机器学习算法和四种输入变量，以...
On-line monitoring of heavy metals-related toxicity with a microbial fuel cell biosensor.
本研究报道一种用于实时毒性监测的环境生物传感器，利用微生物燃料电池（MFC）对电子供体和受体浓度变化的高敏感性。实验室测试中，该传感器对矿山岩排水总重金属浓度变化表现出快速响应，具有可接受的重复性，决定系数 R2 为 0.95–0.97。传感器响应归因于重金属对电活性微生物活性的干扰。对阳极电活性生物膜进行生物分子分析发现，暴露于重...
Bioremediation of wastewater through a quorum sensing triggered MFC: A sustainable measure for waste to energy concept.
快速工业化与化石燃料的过度利用产生大量废物，严重危害健康和环境。为应对能源与环境问题，微生物燃料电池（MFC）作为一类生物电化学系统受到广泛关注。MFC 利用电活性微生物（外电生成菌）催化有机物氧化，将化学能转化为电能，同时可用于废水处理、生物传感和污染物修复。过去二十年间，MFC 在材料、电化学和微生物学方面取得进展，展现出生态友...
MFC-based biosensor for domestic wastewater COD assessment in constructed wetlands.
在人工湿地等基于自然的污水处理技术中，低成本、类连续的生物传感器对优化运行管理至关重要。本研究评估人工湿地微生物燃料电池（CW-MFC）作为生活污水化学需氧量（COD）评估工具的潜力。作者构建了4个实验室规模CW-MFC，以不同COD浓度的预沉淀生活污水投喂，并比较石墨棒与砾石两种阳极材料；随后开展中试实验验证实验室结果。结果表明，...
Sequential flowing membrane-less microbial fuel cell using bioanode and biocathode as sensing elements for toxicity monitoring.
传统基于微生物燃料电池的生物传感器通常仅以生物阳极为传感元件，对单一毒性冲击具有较高灵敏度，但难以预警有机物与毒性物质共同冲击。本研究开发了一种顺序流动无膜微生物燃料电池生物传感器（SMFC-Biosensor），同时利用生物阳极和生物阴极作为毒性监测传感元件。结果表明，1.5 mg/L Hg2+、1.0 mg/L 阿维菌素和 1....
Innovative operation of microbial fuel cell-based biosensor for selective monitoring of acetate during anaerobic digestion.
挥发性脂肪酸（VFAs）尤其是乙酸浓度已被证明是厌氧消化（AD）等厌氧过程的敏感可靠指标。微生物燃料电池（MFC）因反应器结构简单、运行条件温和，被视为有前景的VFA传感器。然而，传统MFC生物传感器在真实消化液直接加入阳极时，可能难以区分VFAs与其他有机物。本研究开发了一种以智能方式运行的MFC生物传感器，用于选择性检测乙酸。传...
A comparison of microbial fuel cell and microbial electrolysis cell biosensors for real-time environmental monitoring.
本研究比较微生物燃料电池（MFC）和微生物电解池（MEC）作为生物传感器用于实时环境监测的性能。初始加标试验中，向阳极室液体加入乙酸或 NH4+、Na+、Mg2+、Fe2+ 硫酸盐及肥料溶液，比较电流响应。结果表明 MFC 传感器响应时间更短、灵敏度更高，加标后恢复更快。随后在连续流动模式下，以不同浓度乙酸及 NH4+、Na+、Fe...
Effect of external resistance on the sensitivity of microbial fuel cell biosensor for detection of different types of pollutants.
微生物燃料电池生物传感器（MFC-biosensor）灵敏度较低，是限制其用于毒性监测的主要瓶颈。已有研究表明外部电阻（Rext）对传感器灵敏度有明显影响，但不同研究结果不一致，原因尚不清楚。本研究旨在观察检测不同类型污染物时Rext对传感器灵敏度的影响，并揭示其微生物学机制。结果表明，MFC-biosensor的最优Rext随污染...
The Potential of Bioelectrochemical Sensor for Monitoring of Acetate During Anaerobic Digestion: Focusing on Novel Reactor Design.
乙酸是挥发性脂肪酸（VFAs）的主要组分，也是甲烷化代谢途径中的关键中间物，其积累可反映厌氧消化（AD）过程的稳定性。近年来，生物电化学传感器因可用于环境和生物过程监测而备受关注，但乙酸检测仍面临电极间距大、稳定性低、阴极生物污堵和检测范围窄等挑战。本研究提出一种基于三腔室微生物电化学系统的创新生物传感器，用于监测AD过程中的乙酸。...
Effects of Polymer Matrices and Carbon Nanotubes on the Generation of Electric Energy in a Microbial Fuel Cell.
本文报道了一种以石墨电极为阳极、固定化Gluconobacter oxydans VKM-1280细菌为生物催化层的微生物燃料电池（MFC）。细菌分别包埋于壳聚糖、聚乙烯醇（PVA）或N-乙烯基吡咯烷酮改性PVA（mPVA）中，并以乙醇为底物。阳极进一步用多壁碳纳米管（MWCNT）修饰，旨在在含暴露PQQ依赖醇脱氢酶的细胞脂质膜与电...
Optimization of sensing performance in an integrated dual sensors system combining microbial fuel cells and upflow anaerobic sludge bed reactor.
针对单一传感器准确度和信息不足的问题，本研究将两个生物阴极单室微生物燃料电池（MFC）与上流式厌氧污泥床（UASB）反应器集成，构建UASB-MFC双传感器系统，用于UASB运行性能在线监测。利用厌氧微生物生物吸附特性，悬浮层MFC对出水化学需氧量（COD）变化响应更灵敏，适合COD实时监测；污泥层MFC对总挥发性脂肪酸（TVFA）...
Monitoring of neomycin sulfate antibiotic in microbial fuel cells.
本研究在单室空气阴极微生物燃料电池（MFC）中实现了对硫酸新霉素抗生素的间接检测与定量。以葡萄糖为碳源，通过电压、功率密度、电流密度和库仑效率评价MFC性能，并同步采用LC-MS/MS、化学需氧量（COD）和总糖去除率监测硫酸新霉素的去除。结果表明，硫酸新霉素可被部分降解，但其存在会随浓度升高影响并最终抑制MFC产电性能。为阐明MF...
Comparative analysis of microbial fuel cell based biosensors developed with a mixed culture and Shewanella loihica PV-4 and underlying biological mechanism.
基于微生物燃料电池的生物传感器（MFC-biosensors）利用阳极生物膜作为生物识别元件，用于监测水体中的生化需氧量（BOD）和生物毒性，但其灵敏度相对较低，限制了在线应用。本研究系统比较了以混合培养和 Shewanella loihica PV-4 纯培养分别接种构建的双室 MFC-biosensors 的灵敏度差异。两种传感...
Challenges in the application of microbial fuel cells to wastewater treatment and energy production: A mini review.
污水被视为可重复利用的水资源和节能来源，但传统污水处理存在能耗高、剩余污泥多、资源回收不足等限制。微生物燃料电池（MFC）因可在温和条件下利用多种可生物降解底物作为燃料而受到关注。MFC 可用于污水处理设施中降解有机物，也可作为生物传感器用于需监测的生物氧等参数。该技术具有简单、快速、创新等优点。然而，MFC 的实际应用仍面临电力产...
Microbial fuel cell-based biosensor for toxic carbon monoxide monitoring.
本研究提出一种基于微生物燃料电池（MFC）的一氧化碳（CO）监测生物传感器。其工作原理假设为CO抑制阳极细菌活性，从而降低产电。将成熟电活性生物膜暴露于不同浓度CO气体，在CO浓度10%–70%范围内，CO浓度与电压下降（0.8–24 mV）呈比例线性关系（R2=0.987）；当CO浓度超过70%后，电压输出不再进一步下降。传感器响...
A novel microbial fuel cell sensor with a gas diffusion biocathode sensing element for water and air quality monitoring.
毒性监测对保护公共健康和生态安全至关重要。微生物燃料电池（MFC）传感器在毒性监测中显示良好潜力，但现有MFC传感器仅能用于厌氧水体监测。本研究采用简单方法制备了一种新型气体扩散（GD）生物阴极传感元件。该GD生物阴极MFC传感器可直接用于好氧和厌氧水体中甲醛（0.0005%–0.005%）的检测。电化学分析表明，传感器响应源于甲醛...
Enhancing the robustness of microbial fuel cell sensor for continuous copper(II) detection against organic strength fluctuations by acetate and glucose addition.
微生物燃料电池（MFC）传感器可用于污水中有毒物质的连续在线监测，但其信号常受污水有机强度波动干扰。本研究通过向生活污水中添加乙酸和葡萄糖（150、300和500 mg COD/L）作为补充电子供体，考察MFC传感器对Cu(II)毒性检测的鲁棒性。结果显示，添加500 mg COD/L乙酸时性能最佳：当污水有机强度突然降低75%时，...
Self-Powered Biosensors.
自供电电化学生物传感器利用生物燃料电池同时作为电源和传感元件，从而简化生物传感器系统，使其不再需要恒电位仪、恒电位仪电源以及信号装置供电。本综述系统总结自供电生物传感器领域的进展，并讨论其相对于其他电化学生物传感器的优势与局限。文章讨论由酶生物燃料电池、细胞器生物燃料电池和微生物燃料电池构成的自供电生物传感器，以及多种传感机制：被测...
A screen-printed paper microbial fuel cell biosensor for detection of toxic compounds in water.
安全饮水是人类基本权利，但许多地区缺乏可现场部署的低成本水质检测工具。本文报道了首个通过丝网印刷将可降解碳基电极制备在单张纸上的纸基微生物燃料电池（pMFC），并将其用作水中生物活性毒性化合物（如甲醛）的冲击传感器。该器件以纸基同时作为电极载体和质子扩散隔膜，无需外部膜、泵或恒电位仪；阳极富集电活性细菌生物膜，通过氧化乙酸产生电流，...