以阳极为传感元件的微生物燃料电池（MFC）生物传感器在有机物浓度低或显著波动时往往不稳定。为克服该限制，本文提出毛细作用辅助的碳源递送系统，用于在碳匮乏环境（如饮用水）中维持阳极传感MFC的稳定运行。研究比较了聚酯、棉、丝和尼龙线在不同储液构型下被动输送40 g/L醋酸钠溶液的性能，确定丝线横向储液构型最适合稳定、可控地递送碳源。将...
生化需氧量（BOD）是评价水污染程度和污水生物处理过程的关键指标。基于微生物电化学技术的 BOD 传感器可实现有机物实时在线监测，但微生物电解池（MEC）型 BOD 传感器仍多处于理论探索阶段。本文通过筛选接种物、比较电极材料并优化反应器构型，设计了一种高灵敏 MEC 型 BOD 传感器。结果表明，采用叠层 MEC 反应器出水接种、...
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...
本研究探讨了以活性炭污泥微生物在碳纳米管修饰石墨膏电极表面形成的电活性生物膜为基础，构建高灵敏度生化需氧量（BOD）生物传感器的可行性。作者采用相差光学显微镜、扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对生物膜形成过程进行表征，并利用循环伏安法和电化学阻抗谱研究电活性生物膜中的电荷转移特性。通过循环伏安法测得微生物与胞外电子载体的相互作用速率...
电活性生物膜（EAB）除用于污水处理和能源生产外，还可作为生物传感器中的敏感生物元件，在无需外加介体的情况下通过输出电信号监测水质。近年来，EAB 基生物传感器被用于特定污染物检测，尤其是生化需氧量（BOD）检测，以及复合污染物早期预警。本文基于对 140 余篇相关文献的综合综述，阐明 EAB 如何产生并输出电信号，如何评估与提升其...
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...
电活性生物膜（EABs）可作为安培生物传感器用于环境或生物过程监测，例如原位检测毒性化合物。以往研究几乎集中于异养阳极 EABs，其需要较高有机负荷和无氧条件才能维持稳定基线电流。相反，电自养氧还原 EABs 被提出用于监测含氧且贫或无有机底物溶液中的毒性冲击，但此前仅在最优培养基中以甲醛为模型化合物。本文表明，氧还原 EABs 可...
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...
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，...
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...
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...
微生物在固体表面自然形成生物膜，以抵御污染物、营养耗竭或失衡等环境胁迫，通常因其强鲁棒性而对人类健康构成风险。近期研究表明，由电活性微生物形成的电化学活性生物膜（EABs）具有催化或调控多种领域电化学反应的特性，包括生物能源生产、生物修复、化学/生物合成、生物腐蚀抑制和生物传感器开发。EABs 在生物电化学系统（BESs）中受到广泛...
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...