本文开发了一种可潜水微生物燃料电池（SBMFC）生物传感器，用于环境水体中溶解氧（DO）的原位实时监测。该传感器以家庭污水作为唯一燃料和接种物，无需外部电源。首先在不同 DO 水平的自来水中考察其性能：在 1000 Ω 外阻下，电流密度（5.6±0.5–462.2±0.5 mA/m2）随 DO 浓度线性增加至 8.8±0.3 mg/...
本研究开发了一种壁式射流型微生物燃料电池（MFC）生物传感器，用于原位监测厌氧消化（AD）过程。该传感器以固定化电活性生物膜为识别元件，具有便携、样品流通水力停留时间短、便于连续运行等特点。MFC被安装于小型上流式厌氧固定床（UAFB）反应器的循环回路中，与pH探头和沼气流量计联用，实时监测发酵液pH和沼气流量。实验通过改变进料浓度...
本研究开发了一种基于可浸没微生物燃料电池（SUMFC）的生物传感器，用于原位监测地下水中微生物活性与生化需氧量（BOD）。阳极是否形成生物膜是传感器适用的关键：新鲜阳极用于微生物活性测定，而生物膜阳极用于BOD测定。配备生物膜阳极的SUMFC电流密度与BOD呈线性关系，最高可达250 mg/L（约233±1 mA/m²），响应时间<...
生物需氧量（BOD）是评估水中污染物有机质含量最常用的指标，但传统 BOD 测定耗时长、劳动密集且为离线检测。本研究基于微生物燃料电池（MFC）原理开发了一种 BOD 生物传感器，用于对家庭污水中可生物降解有机碳含量进行在线和原位监测。在 22±2 °C、电导率 1.53±0.04 mS/cm、pH 6.9±0.1 条件下，含 BO...
目前描述微生物燃料电池（MFC）极化曲线的模型未能表征毒性组分的影响。本文在生物电化学模型与酶抑制动力学结合的基础上，对用于毒性检测的 MFC 生物传感器极化曲线模型进行修正，以描述四种毒性作用类型。为获得稳定且高灵敏的传感器，需要控制阳极过电位。基于非毒性条件下的实验数据和参数值，对四个修正模型进行模拟，预测使传感器最敏感的过电位...
本文报道了一种基于铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）lasI/rhlI双突变体的细菌AND逻辑门，并将其作为可决策、自供电的生物传感器。该生物电子系统以两种群体感应信号分子3-氧代十二酰基高丝氨酸内酯（3-oxo-C12-HSL）和丁酰基-L-高丝氨酸内酯（C4-HSL）为输入信号，利用活菌在电极上的电活性...
微生物燃料电池（MFC）多年来被用作检测生化需氧量和水质毒性等环境参数的生物传感器。本研究报道了一种新型硅基微加工MFC毒性传感器，用于检测有毒物质。与现有MFC毒性传感器类似，该器件能够检测有毒化合物存在时电池输出电流的变化。该MFC旨在获得结构简单、紧凑且平面的器件，便于进一步作为毒性监测设备中的生物传感器。器件由置于两块微加工...
本文报道格拉斯哥大学本科生在iGEM合成生物学竞赛中设计并构建一种名为ElectrEcoBlu的自供电电化学生物传感器。该装置将生物传感器与微生物燃料电池（MFC）耦合，把环境污染输入转换为易于测量的电信号。系统由模块化传感元件和通用报告元件组成：传感元件采用可替换的污染物响应转录激活因子，报告元件通过诱导表达吡咯青素（pyocya...
本文研究废水来源阳极混合培养微生物生物膜的温度依赖性与温度极限。作者证明这些电活性生物膜在5–45 °C范围内具有生物电催化活性。初始生物膜生长阶段的高温不仅缩短成膜时间，还会影响其在相同操作温度下的电化学性能：15 °C下成膜时间超过40天，而35 °C下缩短至3.5天。在30 °C操作时，22 °C培养的生物膜电流密度为520 ...
微生物电化学系统（BES）如微生物燃料电池（MFC）依赖电活性微生物生物膜在阳极进行生物电催化氧化，是废水处理与在线毒性传感的潜在平台。本研究以废水来源的混合培养电活性微生物生物膜为对象，在恒电位半电池和双室MFC中考察典型生物杀灭剂对其生物电催化性能的影响。测试对象包括磺胺甲噁唑、磺胺二甲基嘧啶、氯胺B以及Cu2+、Ag+、Pb2...
电活性生物膜（EAB）概念源于部分细菌能在导电材料表面形成生物膜，并通过细胞膜组分与电极直接交换电子，无需外源介体。该电催化特性与 Geobacter sulfurreducens、Rhodoferax ferrireducens 等特定菌株有关。EAB 主要可来自土壤、海水/淡水沉积物，或污泥、工业/生活废水等富微生物环境。将微生...
基于微生物燃料电池（MFC）的生物传感器可用作在线毒性传感器。电活性微生物的代谢活性可通过电流直接线性测量；微生物从阳极过电位获得能量，因此电流强烈依赖于阳极过电位。为检测毒性事件并避免误报，必须控制阳极过电位。阳极过电位及电流受阳极电位、pH、底物和碳酸氢盐浓度影响。按过电位计，各因素影响相当：阳极电位每变化1 mV使电流密度变化...
本研究报道了一种用于测量废水有机含量的单室微生物燃料电池（SCMFC）生物传感器，重点考察阳极表面积对传感器性能的影响。该传感器以填充石墨颗粒床作为阳极，通过改变颗粒床厚度（0.3 cm 和 1 cm）调节阳极表面积，并与碳布阳极 SCMFC 进行比较。结果表明，阳极表面积对系统动态响应具有重要影响。在颗粒床厚度为 1 cm、外电路...
传统五日生化需氧量（BOD5）测试耗时长、重现性差，难以用于污水处理过程控制与实时监测。本研究将单室微生物燃料电池（SCMFC）作为废水生物传感器，采用空气阴极，并系统评价其测量范围、响应时间、重现性和运行稳定性。以人工废水为燃料时，SCMFC 输出电流与 BOD 浓度在 350 mg BOD cm−3 以下呈线性关系，重现性高，并...
本文探索基于微生物燃料电池（MFC）的传感方法，以获取原位监测底物浓度和微生物呼吸速率的有用信息。在柱状系统中，脱硫弧菌（Geobacter sulfurreducens）利用外部电子受体（电极）代谢乙酸，并监测电流产生。电流产生与主体相乙酸浓度呈镜像关系，建立了电流值（0–0.30 mA）与乙酸浓度（0–2.3 mM）之间的相关性...