随着快速工业化，开发新型水质监测技术以检测高毒性重金属离子十分必要。本文提出一种贵金属纳米粒子/DNAzyme混合电化学生物传感器，用于水溶液中铅离子（Pb2+）和铬离子（Cr3+）的同时、无标记检测。该传感器由二维裸露铂纳米粒子薄膜与DNAzyme组成；在目标重金属离子存在下，DNAzyme的双螺旋结构解离为较小片段，从而改变电极...
生化需氧量（BOD）是评价水和废水质量的关键参数，其中五日生化需氧量（BOD5）表示好氧微生物在5天内氧化可生物降解有机物所消耗的氧量。本研究旨在利用微生物燃料电池（MFC）缩短BOD5测定时间。作者基于单室空气阴极MFC产生的电压/电流数据，构建多层感知机人工神经网络（ANN/MLP），分别采用直接预测BOD5和先预测后续电压再积...
大多数微生物燃料电池（MFC）传感器仅关注混合溶液的化学需氧量（COD）或毒性，而很少研究混合液中各单一分析物的浓度。本文以乙酸钠和葡萄糖分别作为启动期有机底物，构建了两种MFC传感器：MFC-A和MFC-B。结果表明，两种传感器灵敏度（线性回归曲线斜率）存在明显差异。MFC-A检测乙酸钠和葡萄糖的灵敏度分别为4868.9和3895...
苯酚是化学工业废水中常见的污染物，易经皮肤和黏膜吸收，对健康和环境构成潜在威胁。本研究制备了一种双室微生物燃料电池（MFC）生物传感器，用于检测苯酚。将不同浓度苯酚（100、250、500 和 1000 mg/L）作为唯一底物加入 MFC，并测量输出电压变化。加入上述浓度后，最大输出电压分别为 360±10 mV、395±8 mV、...
基于微生物燃料电池（MFC）的生物传感器已在实验室中用于实时水质生物监测，但缺乏现场验证。本研究报道了一种用于实时监测受金属污染溪流水质变化的MFC生物传感器的长期性能。传感器先在实验室启动，随后部署于加拿大安大略省Sudbury一处活跃矿区附近的溪流中。根据相对于矿区排放口的位置，选择上游（重金属浓度最低）、中点和下游三个点位安装...
开发实时、便携、低成本的病原菌传感器非常重要，因为酶联免疫吸附测定（ELISA）和聚合酶链反应（PCR）等常规方法成本高、耗时长且需要专业人员操作。本文报道一种基于互指电极（IDE）阵列的便携式、低成本阻抗生物传感器，以大肠杆菌（E. coli）为模型展示其可行性。通过在 IDE 表面修饰大肠杆菌外膜蛋白（OMP）Ag1 适配体，调...
污染水中可生物降解有机物（BOM）的定量对基于生物降解的废水处理和水环境管理至关重要。与传统五日生化需氧量（BOD5）相比，微生物燃料电池（MFC）传感器以库仑产率为信号，可在数小时内快速、较准确地评估 BOM。本研究提出基于部分库仑产率（P-CY）的新计算方法，以电压采集达到最大电压下降率点作为截止点，进一步缩短测量时间。标准葡萄...
随着人类活动不断向水系统排放污染物，安全饮用水获取成为全球性问题，亟需快速、灵敏的污染物检测方法。本文报道了一种纸基微生物燃料电池（MFC）传感器，用于便携式、一次性、现场水质监测。该传感器由两层 Whatman #1 滤纸组装而成，通过蜡图案界定亲水储液区并形成疏水边界，阳极采用 PEDOT:PSS/DMSO 导电墨水并滴加 3-...
微生物燃料电池（MFC）技术有望实现低成本、实时、现场的水源检测。为确定最佳操作条件，本研究考察了温度、pH和离子强度等环境因素对单室微型MFC传感器性能的影响。进水pH对MFC性能影响最大，每单位pH变化引起电流变化0.531±0.064 µA cm-2；在测试范围内，温度和离子强度影响较小，分别为0.010±0.001 µA °...
脂多糖（LPS）是革兰氏阴性菌和部分蓝细菌外膜的主要成分，在细菌生长和死亡过程中释放。水及水气溶胶中的LPS可造成急性呼吸道疾病、吸入性发热和胃肠功能紊乱等健康风险，因此快速准确检测LPS对及时干预和避免不安全供水具有重要意义。本文开发了一种基于多孔硅膜（pSiM）的电化学生物传感器，用于直接、灵敏地检测LPS。pSiM具有纳米通道...
本研究评估单室空气阴极微生物燃料电池（MFC）作为生物传感器测定水/废水中可生物降解有机物浓度的潜力。以乙酸钠和蛋白胨为测试底物，在三台MFC中开展极化、温度响应和底物浓度依赖实验，并建立Monod动力学模型解释电流与底物浓度的关系。结果表明，MFC在高乙酸浓度（>2000 mg COD l-1）下性能稳定且可重复；25–35°C范...
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...
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，...
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...
农业、工业和家用化学品的广泛使用增加了全球淡水污染风险，因此迫切需要高效、在线和现场的水质监测分析工具。本研究采用快速原型逐层3D打印技术制备小型单室空气阴极微生物燃料电池（SCMFC），并将其作为连续水质监测生物传感器。当以乙酸作为限速底物时，SCMFC可用作水中化学需氧量（COD）传感器，线性检测范围为3–164 ppm，相对阳...
本文报道一种基于常见溶解氧探头构建的单抗体安培生物传感器，用于水中大肠杆菌O157:H7的定性检测。抗大肠杆菌O157:H7抗体与辣根过氧化物酶（HRP）偶联后，固定于硝酸纤维素膜上，并通过自制聚氯乙烯（PVC）插入件覆盖在氧探头的聚四氟乙烯（Teflon）膜外。当细菌结合到固定抗体时，酶活性因空间位阻或抗体构象变化而降低，导致氧浓...