本研究建立酵母微生物燃料电池（MFC）作为生物传感器，用于环境水体中溶解氧（DO）浓度的原位监测，其中酵母和葡萄糖底物分别作为生物催化剂和燃料。研究考虑了温度、pH和电导率等多种环境因素。首先在外部电阻1000 Ω条件下，用不同DO浓度（0–8 mg/L）的蒸馏水测试传感器性能，DO与电流密度呈非线性（指数）关系。随后在不同环境条件...
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...
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。...
本研究提出一种基于微生物电解池（MEC）的创新生物传感器，用于厌氧消化（AD）过程中挥发性脂肪酸（VFA）的快速可靠测定。该生物电解传感器首先在含不同 VFA 浓度的合成废水中测试，发现电流密度（0.03±0.01 至 2.43±0.12 A/m2）与 VFA 浓度（5–100 mM）呈线性相关（R2=0.99）。随后考察外部电压、...
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/...
本研究比较了利用纳米材料提升生物传感器性能的不同策略。作者以葡萄糖生物传感器为模型，系统研究了溶胶-凝胶包埋和戊二醛交联等常用酶固定化方法，并考察多壁碳纳米管（MWNTs）存在与否对性能的影响。由于现有生物传感器设计和电极/纳米材料差异较大，仅比较线性范围和灵敏度不足以准确评价传感器效能。为此，提出一种同时考虑纳米材料沉积后可用于换...
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...
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...