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...
随着环境质量持续恶化，毒性化合物的快速识别对原位实时监测至关重要。传统电化学或生物传感器方法虽已用于毒性化合物检测，但常存在耗时、精度不足或操作繁琐等问题。近年来，微生物燃料电池（MFC）基生物传感器因可持续性和成本效益受到关注，其应用已从厌氧消化过程参数（挥发性脂肪酸，VFA）监测扩展到水质指标（COD、BOD）检测。MFC在适宜...
微生物燃料电池（MFC）是一种利用产电微生物作为整体催化剂，将有机物化学能直接转化为电能的生物电化学技术。在MFC中，阳极室微生物氧化可代谢底物产生电子，电子经微生物电子传递链或外膜电子传递体传递至阳极，再经外电路到达阴极，并与阴极中的氧化剂（通常为氧）发生还原反应，形成电流或电压。由于产电活性与微生物活性呈线性关系，当毒性物质进入...
微生物电化学自提出以来即被认为具有传感潜力，因为微生物可通过代谢级联放大信号，对底物具有一定选择性，并能通过自我复制提高稳定性。其最大挑战是实现微生物与电极表面之间稳定且高效的电子转导。过去数十年，在极化电极上自发形成了一种新的微生物结构——电活性生物膜（EAB）。EAB 可在数十微米尺度上长距离传导电子，并在常规电极表面实现准可逆...
标准生物需氧量（BOD）分析通常需要5天，而微生物燃料电池（MFC）生物传感器虽可作为替代方法，但以往依赖外部装置，限制了其在偏远无电地区的在线监测应用。本研究开发了一种自供电、可漂浮的生物传感器，用于在线水质监测，无需外部电源和维护。该传感器利用MFC内的电活性微生物产生运行所需能量，能够检测淡水中的尿液污染，并触发视觉和声音提示...
本文开发了一种自供电双室微生物燃料电池（MFC）生物传感器，用于检测含重金属离子水样的总毒性。该传感器以驯化厌氧污泥培养形成的电活性生物膜为识别元件，以葡萄糖为阳极电子供体，以铁氰化钾为阴极电子受体，通过微生物代谢葡萄糖产生电流和电压。实验优化了铁氰化钾浓度、负载电阻和葡萄糖浓度，分别选择 50.0 mM、390 Ω 和 375 m...
浅层地下水井是许多农村和城郊社区的主要饮用水源，但易受粪便污染。在线监测井水质量有助于评估健康风险。微生物燃料电池（MFC）可利用粪便污染中的有机物发电，因而适合作为低成本生物传感器。本研究评估了四种 MFC 构型在地下水井不同区域用于监测粪便污染事件的适用性，包括沉积物/主体液体（SED/BL）、沉积物/沉积物（SED/SED）、...
传统以生物阳极为传感元件的微生物燃料电池（MFC）传感器在毒性监测中灵敏度有限，仅适用于厌氧且富有机水体，且在有机物与毒性联合冲击下易出现误报。本研究首次将催化氧还原反应（ORR）的生物阴极作为 MFC 传感器的传感元件用于毒性监测。结果表明，生物阴极传感元件的灵敏度（7.4±2.0–67.5±4.0 mA %-1 cm-2）显著高...
本研究设计了一种基于微生物燃料电池（MFC）的新型生物传感器，用于连续监测真实废水中的生化需氧量（BOD）。为降低材料成本，作者将二氧化锰（MnO2）作为单室空气阴极MFC中氧还原反应的阴极催化剂，并比较了合成过程中获得的两种晶型β-MnO2和γ-MnO2。传感器在乙酸钠溶液和真实生活污水（DWW）中进行了系统评价。结果表明，β-M...
生化需氧量（BOD）是水质评价的常用指标。传统生物电化学BOD传感器因阳极反应需厌氧条件，通常采用封闭型结构，难以直接用于曝气池等好氧环境。本研究设计了一种新型开放式生物电化学BOD传感器（iBOB），将无防氧保护的开放式阳极直接插入间歇曝气的畜禽废水罐中，并用恒电位仪控制阳极电位。该传感器在曝气与非曝气阶段均能产生相近电流，且电流...
在水体污染物监测中，维持水质安全至关重要。微生物燃料电池（MFC）传感器作为一种可持续、在线的电化学微生物生物传感器，已分别用于生化需氧量（BOD）和毒性监测。然而，背景有机物浓度对 MFC 传感器毒性监测的影响尚不明确，也缺乏避免 BOD 与毒性联合冲击造成信号干扰的有效策略。本研究系统考察了 BOD 与毒性联合冲击引起的信号干扰...
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...
微生物燃料电池（MFC）技术的进展凸显了这些装置作为生物传感器的潜力。MFC生物传感器具有表型检测优势，可工作在批量检测或流动式格式中，因而适合实验室连续在线监测和现场应用。其选择性主要取决于阳极室中所用微生物，以及人工阳极表面与细菌之间发生的电子转移（ET）过程；该过程强烈决定传感系统的内阻，并进而影响信号输出和响应时间。尽管MF...
本研究构建了一种将微生物燃料电池（MFC）生物传感器与上流式厌氧污泥床（UASB）反应器集成的混合系统，用于实时在线监测 UASB 反应器内部运行状态。该系统在恒定运行条件下表现出快速、稳定的特点，能够以电压变化反映反应器内有机物代谢状态。研究通过改变进水化学需氧量（COD）浓度，考察电压信号随时间变化的反馈机制，并比较电压与 pH...
对硝基苯酚（PNP）是化学工业废水中最常见的污染物之一，传统分析技术难以实现其原位实时监测。本研究将具有好氧阳极室的双室微生物燃料电池（MFC）作为 PNP 原位实时监测生物传感器。以 Pseudomonas monteilii LZU-3 作为生物识别元件，该菌株能以 PNP 为唯一底物在阳极电极上形成生物膜。传感器最佳操作参数为...
本文开发了一种纸基多阳极微生物燃料电池（PMMFC）并集成电源管理系统（PMS），作为一次性、自支撑的实时“冲击”生物传感器用于废水监测。在批式反应器中，PMMFC对六价铬、次氯酸盐和乙酸盐三类冲击及其不同浓度表现出可区分的响应。与碳布基微生物燃料电池相比，PMMFC的功率输出提高4倍，表明纸基阳极有利于细菌附着和电子转移。在冲击条...
本文报道了一种新型自供电、高灵敏、低成本且无标记的DNA生物传感器，采用双室微生物燃料电池（MFC）作为电源。MFC阳极采用石墨电极，阴极采用金纳米粒子修饰石墨电极（AuNP/石墨电极），阳极室活性生物催化剂为混合微生物培养物。传感器识别元件通过Au–硫醇键将单链DNA探针固定于AuNP/石墨阴极表面。微生物产生的电子经外电路从阳极...
微生物燃料电池（MFC）是一种可同时实现废水处理、发电与环境监测的创新技术。本研究初步探索陆地单室微生物燃料电池（SMFC）作为生物传感器的可行性。作者利用安第斯土壤组装了三个独立 SMFC，分别用于监测合成洗米废水（SRWW）中 10、100 和 200 mg/L 的生化需氧量（BOD）。结果表明，SMFC 的开路电压（OCV）输...
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...
本研究探讨了以化能自养铁氧化细菌群为阳极微生物的微生物燃料电池（MFC）作为生物传感器检测水样中铁和锰的可行性。在以二价铁离子（Fe2+）为唯一电子供体的改良M9培养基中运行，所构建的嗜中性铁氧化MFC（LIO-MFC）可随阳极液中Fe2+浓度变化产生电流。在Fe2+浓度3–20 mM范围内，电流与浓度呈良好线性关系（r2=0.98...