本次分享一篇由丹麥奧胡斯大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在《Chemosphere》上發(fā)表的一篇學(xué)術(shù)論文Examining the resistance and resilience of anode-respiring Shewanella oneidensis biohybrid using microsensors。本文是關(guān)于一種生物混合電極（biohybrid）的研究，這種電極由Shewanella oneidensis MR1細(xì)菌培養(yǎng)物嵌入瓊脂基質(zhì)中，并附著在石墨電極表面。生物混合電極的形成是為了加速微生物與電極的附著，并增加生物膜的健壯性。研究的重點(diǎn)是了解電活性生物混合電極內(nèi)部的微觀化學(xué)環(huán)境。
結(jié)論：通過(guò)使用Shewanella oneidensis MR1和瓊脂水凝膠開(kāi)發(fā)的生物混合電極，可以快速啟動(dòng)（70-72小時(shí)），并且具有魯棒性。“氧氣壓力測(cè)試"表明，生物混合電極對(duì)氧氣暴露具有高抵抗力，并在電極表面附近顯示出明顯的無(wú)氧區(qū)域。此外，它表現(xiàn)出高彈性，在5小時(shí)內(nèi)恢復(fù)了其全部EET效率。生物混合電極在一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)pH梯度最大為0.2個(gè)單位，顯示出穩(wěn)定性，沒(méi)有pH限制。這種定制的生物混合電極可以針對(duì)特定應(yīng)用（如廢水處理、能源生產(chǎn)或化學(xué)合成）進(jìn)行優(yōu)化，并在可能因氧氣侵入而停止電力生產(chǎn)的場(chǎng)合提供優(yōu)勢(shì)。
本文使用自制的微電極來(lái)原位表征生物混合電極內(nèi)的氧氣和pH分布。
氧氣微電極用于測(cè)量生物膜頂層的氧氣消耗，留下一個(gè)無(wú)氧層，該層維持了>60%的初始電流。
pH微電極用于評(píng)估在無(wú)氧條件下產(chǎn)生最高電流時(shí)電極附近的pH微梯度。
微電極測(cè)量結(jié)果表明，盡管沒(méi)有強(qiáng)緩沖條件，生物混合電極中的pH梯度最大下降了0.2個(gè)單位。
微電極的測(cè)量有助于闡明人工生物膜的機(jī)理功能，并為設(shè)計(jì)未來(lái)更有效的生物混合電極提供了巨大潛力。
智感環(huán)境是國(guó)內(nèi)為數(shù)較少能夠?qū)崿F(xiàn)微電極系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和商業(yè)化推廣的公司，并創(chuàng)新性地推出了微電極多通道分析系統(tǒng)，可以同步高分辨率檢測(cè)pH、DO、Eh、H2S等多種指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在該技術(shù)領(lǐng)域的彎道超車。Easysensor微電極的設(shè)計(jì)特殊，它的穿刺能力可深入水體、生物膜、顆粒污泥、植物的根莖葉以及液體與固體的擴(kuò)散邊界層，為微生態(tài)和微區(qū)研究提供了強(qiáng)有力的工具。這款微電極的末端細(xì)至微米級(jí)別，在不破壞被測(cè)對(duì)象結(jié)構(gòu)和生理活性的前提下，快速刺入樣品內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對(duì)微環(huán)境的精確測(cè)量。
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