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用于监测有机淡水污染的自供电微生物燃料电池生物传感器

本站发布时间:2023-11-21 13:17:14

有机流体——植物和动物的可生物降解废物——向淡水水体的排放是一个重大的环境问题,影响了海洋生态系统的长期可持续性然而,检测水质的方法是复杂而有效的

在这方面,日本立命馆大学的研究人员最近开发了一种自供电、廉价且可浮动的生物传感器,用于通过输入新鲜的进水口和分流器来监测水质这篇论文于1923年9月9日在线发表,并于1923年11月发表在《生物化学工程学报》第200卷

“我们开发了一种基于微燃料电池(MFC)的自供电、独立、浮动生物传感器,用于全球有机废水检测。MFC电池由3D打印机制造,电子由低成本的碳基材料制造,”立命馆大学电气与电子工程系科学与工程学院的KozoTaguchi教授评论道

MFCs是在大肠杆菌的帮助下产生电的这些化学组织由于其生物代谢作用而产生电流MFCs产生的电量与由电生微生物吸收的有机废物的浓度成比例因此,这一特征被用于设计由MFC制造的有机废物生物传感器

使用昂贵的碳基材料,日本的研究团队开发了基于MFC(FMFC)的自供电生物传感器,以持续跟踪湖泊和河流中的有机接触水平为此,我们用含有土壤的凝胶致电细菌填充了MFCC的节点(电解氧化发生和电解区域关闭)氮双细菌会分解水中存在的有机模式,并将储存的化学碳转化为电然后,电力输出被用来测量污染水中存在的有机废物

尽管研究人员没有描述样本中存在的细菌群落,但他们合理地假设来自Geobacter、Shewanella和Pseudomonas属的微生物对电活性有贡献先前的研究表明,稻田土壤中含有渴望分化的遗传性细菌

下一步,向可浮动生物传感器组件添加发光二极管(LED)该LED可用于监测产电细菌产生的电能,并可直观地指示研究中水样中有机物的含量当用于测量水中有机污染物含量的参数——化学需氧量(COD)超过60 mg/L时,它开始闪烁此外,当CD显著超过旧值时,LED闪烁的面积不会增加

教授Taguchi补充道,“由于FMFC生物传感器产生的是交流电,因此不需要外部电源。此外,它可以用于监测淡水中有机废水流入的各种检测系统。”

先生Trang Nakamoto和Mr来自科学与工程学院的Dung Nakamoto为生物传感器的开发做出了贡献

Insummary,该研究的作者设计、开发和测试了3D打印和最有效的FMFC生物传感器,它可以有效地监测淡水水体中的组织接触

Ku是另一个开发新型生物传感器的研究团队,该传感器可用于监测和保护我们的淡水生态系统


来源:

Materials provided by
Ritsumeikan University.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Trang Nakamoto, Dung Nakamoto, Kozo Taguchi.
    Stand-alone floating microbial fuel cell-based biosensor for tracking organic pollution influx. Biochemical Engineering Journal, 2023; 200: 109087 DOI: 10.1016/j.bej.2023.109087

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