微生物电化学测试系统技术参数
微生物电化学测试系统技术参数
1. 工作条件
1.1 电源：220V，50Hz；
1.2 仪器运行的持久性：仪器可连续正常运行；
1.3 工作条件及安全性要求符合中国及国际有关标准或规定。
2. 电化学测试系统
2.1 系统组成：电化学工作站主机1台、软件1套、电极线等配件若干；
2.3 槽压：±30V；施加电位：±10 V；
2.4 电位精度：±0.2%；
2.5 电位分辨率：0.3μV；
2.6 ★最大输出电流：±2A；最小电流1nA；可扩展到20A；
2.7 施加及测量电流精度：全量程±0.2%；
2.8 ★输入偏置电流：<1 pA；ECD最小电流分辨率：0.3fA（硬件测量），测试可自动扣除背景基线电流。
2.9 ★交流阻抗硬件输出频率范围：10μHz-32MHz；1Ω的样品在1Hz下的阻抗测量精度（阻抗精度图）：0.3%；频率信号类型：单正弦波、五正弦波、十五正弦波；
2.10 阻抗模块除进行常规的交流阻抗测试外，可以调制外部信号，进行EHD，IMPS，IMVS测试。
2.11 仪器可扩BA双恒电位仪功能，能同时测试两个工作电极，共用辅助和参比。
2.12 仪器接口：USB；电极连接方式：2，3，4电极；
3. 微生物电解池
3.1 定制电解池；
3.2 预留测试窗口，微生物可直接在池内生长，直接进行电化学测试；
3.3 带通气口和出气口；
3.4 含定制的参比电极及辅助电极；
4. 电化学软件
4.1 软件可自由安装在任意一台计算机上并可脱机运行，用户可用其对测得的数据进行离线分析；
4.2 ★软件可以与第三方设备联用，如控制旋转圆盘电极转速、恒温槽，红外、紫外等；阻抗拟合软件最好具有最新开发的模型，以便能对数据进行深入解析。
4.3 软件支持修改内置标准测试方法，支持组合测试，支持用户创建自己的测试方法；软件兼容并支持LabView，VB等软件的控制，支持软件的二次开发。
5. 技术服务与售后要求
5.1 ★仪器厂家在湖北设有办事处，有售后工作服务人员；
5.2 安装调试：仪器到货后二周内安排安装调试；
5.3 技术培训：现场培训及免费公司总部培训名额；
5.4 维修响应时间：厂家在8小时内对用户的服务要求做出响应；
5.5 每年最少有两次免费回访，并对仪器进行维护。
6. 配置
6.1 电化学工作站测试系统1套；
6.2 配备专业全面的电化学测试软件，包含EIS阻抗测试/模拟等效电路软件；CV、I/E 循环伏安、极化曲线软件等，可以实现多种电化学实验方法，软件提供终生免费升级服务。；
6.3 微生物测试电解池2套；
6.4 品牌电脑1台
国内外有关生物电化学的书籍
1、电化学与生物传感器 张学记化学工业出版社（2009-7-1） 目录：第1章 NO电化学传感器 第2章农药生物传感器 第3章葡萄糖电化学生物传感器 第4章离子选择性电极的新进展 第5章电化学免疫分析及免疫传感器研究进展 第6章超氧化物电化学及生物传感器：原理、进展及应用 第7章场效应器件检测带电大分子：可行性和局限性第8章生物样品中H2S产物的电化学传感器 第9章免疫传感器的最新进展 第10章用于体内pH测定的微电极 第11章生物芯片——原理与应用 第12章生物燃料电池 第13章基于电活性无机多晶体的化学及生物传感器 第14章基于纳米粒子的生物传感器和生物分析 第15章基于碳纳米管的电化学传感器 第16章基于溶胶?凝胶材料固定生物分子的生物传感器 第17章基于蛋白质直接电子转移的生物传感器 2、医学生物电化学方法 考利达吉林人民出版社（1983-06） 3、龋病与生物电和自由基 黄力子第四军医大学出版社; 第1版 (2003年1月1日) 目录：第一篇龋病发病机理的生物电化学理论的提出 第二篇电化学人工龋模型的建立及其意义 第三篇龋病发病机量与自由基 4、生物电分析化学 金文睿汪乃兴彭图治赵昕山东大学出版社（1994-10）
1、Modern Bioelectrochemistry Gutmann, Felix、 Keyzer, Hendrik Springer-Verlag New York Inc. (2012-03) 2、Bioelectrochemistry: Fundamentals, Experimental Techniques and Applications P. N. Bartlett WileyBlackwell (2008-06) 3、Elsevier Science E. Palecek(2006-02) 4、Bioelectrochemistry: Charge Separation Across Biomembranes - Proceedings of the Nineteenth Course of the International School of Biophysics, Held in Erice, Italy, Novemeber 13-18, 1988 No. 3 Blank, Martin、 Milazzo, Giulio Kluwer Academic/Plenum Publishers (1991-01) 5、生物电化学：生物氧化还原反应 6、（意）[米拉佐]https://www.360docs.net/doc/1917976803.html,azzo，（美）[布兰克]Martin Blank合编；肖科等 译天津科学技术出版社（1990） 目录：第1章生物电化学和生物能学 第2章进行氧化还原反应的一般准则 第3章光合作用——选题 第4章生物酶氧化还原反应的能力学 第5章生物电化学的动力学：在电极上和溶液中的光氧化还原反应 第6章生物电化学中现代伏安方法的应用 7、生物电化学系统:从胞外电子传递到生物技术应用（Bioelectrochemical systems : from extracellular electron transfer to biotechnological application） [比] 瑞贝（KorneelRabaey），等著。王爱杰、任南琪、陶虎春等译科学出版社 (2012-06) 目录：第1章生物电化学系统：面向环境和工业生物技术的新方法第2章微生物利用生物质产能 第3章酶燃料电池及其与BES／MFC的互补关系 第4章基于可溶性化合物的电子穿梭 第5章从微生物到电子活性表面的直接电子传递 第6章生物电化学系统中的基因改造微生物 第7章电化学损失 第8章分析生物电化学系统的电化学方法 第9章生物电化学系统中的材料 第10章影响BES性能的技术因素及规模化的瓶颈 第11章有机物氧化 第12章生物电化学系统中硫化物的转化 第13章生物电化学系统中的化学催化阴极 第14章反应器中的生物电化学还原
微生物电化学测试系统技术参数
微生物电化学测试系统技术参数 1. 工作条件 1.1 电源：220V，50Hz； 1.2 仪器运行的持久性：仪器可连续正常运行； 1.3 工作条件及安全性要求符合中国及国际有关标准或规定。 2. 电化学测试系统 2.1 系统组成：电化学工作站主机1台、软件1套、电极线等配件若干； 2.3 槽压：±30V；施加电位：±10 V； 2.4 电位精度：±0.2%； 2.5 电位分辨率：0.3μV； 2.6 ★最大输出电流：±2A；最小电流1nA；可扩展到20A； 2.7 施加及测量电流精度：全量程±0.2%； 2.8 ★输入偏置电流：<1 pA；ECD最小电流分辨率：0.3fA（硬件测量），测试可自动扣除背景基线电流。 2.9 ★交流阻抗硬件输出频率范围：10μHz-32MHz；1Ω的样品在1Hz下的阻抗测量精度（阻抗精度图）：0.3%；频率信号类型：单正弦波、五正弦波、十五正弦波； 2.10 阻抗模块除进行常规的交流阻抗测试外，可以调制外部信号，进行EHD，IMPS，IMVS测试。 2.11 仪器可扩BA双恒电位仪功能，能同时测试两个工作电极，共用辅助和参比。 2.12 仪器接口：USB；电极连接方式：2，3，4电极； 3. 微生物电解池 3.1 定制电解池； 3.2 预留测试窗口，微生物可直接在池内生长，直接进行电化学测试； 3.3 带通气口和出气口； 3.4 含定制的参比电极及辅助电极； 4. 电化学软件 4.1 软件可自由安装在任意一台计算机上并可脱机运行，用户可用其对测得的数据进行离线分析； 4.2 ★软件可以与第三方设备联用，如控制旋转圆盘电极转速、恒温槽，红外、紫外等；阻抗拟合软件最好具有最新开发的模型，以便能对数据进行深入解析。 4.3 软件支持修改内置标准测试方法，支持组合测试，支持用户创建自己的测试方法；软件兼容并支持LabView，VB等软件的控制，支持软件的二次开发。 5. 技术服务与售后要求 5.1 ★仪器厂家在湖北设有办事处，有售后工作服务人员；
常见的微生物检测方法
常见的微生物检测 方法
摘要：微生物的检测，无论在理论研究还是在生产实践中都具有重要的意义，本文分生长量测定法，微生物计数法，生理指标法和商业化快速微生物检测简要介绍了利用微生物重量，体积，大小，生理代谢物等指标的二十余种常见的检测方法，简要介绍了这些方法的原理，应用范围和优缺点。 概述： 一个微生物细胞在合适的外界条件下，不断的吸收营养物质，并按自己的代谢方式进行新陈代谢。如果同化作用的速度超过了异化作用，则其原生质的总量（重量，体积，大小）就不断增加，于是出现了个体的生长现象。如果这是一种平衡生长，即各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖，从而引起个体数目的增加，这时，原有的个体已经发展成一个群体。随着群体中各个个体的进一步生长，就引起了这一群体的生长，这可从其体积、重量、密度或浓度作指标来衡量。微生物的生长不同于其它生物的生长，微生物的个体生长在科研上有一定困难，一般情况下也没有实际意义。微生物是以量取胜的，因此，微生物的生长一般指群体的扩增。微生物的生长繁殖是其在内外各种环境因素相互作用下的综合反映。因此生长繁殖情况就可作为研究各种生理生化和遗传等问题的重要指标，同
时，微生物在生产实践上的各种应用或是对致病，霉腐微生物的防治都和她们的生长抑制紧密相关。因此有必要介绍一下微生物生长情况的检测方法。既然生长意味着原生质含量的增加，因此测定的方法也都直接或间接的以次为根据，而测定繁殖则都要建立在计数这一基础上。微生物生长的衡量，能够从其重量，体积，密度，浓度，做指标来进行衡量。 生长量测定法 体积测量法：又称测菌丝浓度法。 经过测定一定体积培养液中所含菌丝的量来反映微生物的生长状况。方法是，取一定量的待测培养液（如10毫升）放在有刻度的离心管中，设定一定的离心时间（如5分钟）和转速（如5000 rpm），离心后，倒出上清夜，测出上清夜体积为v，则菌丝浓度为（10-v）/10。菌丝浓度测定法是大规模工业发酵生产上微生物生长的一个重要监测指标。这种方法比较粗放，简便，快速，但需要设定一致的处理条件，否则偏差很大，由于离心沉淀物中夹杂有一些固体营养物，结果会有一定偏差。 称干重法：
食品中有害微生物快速检测方法概述
(一)、概述 食用被微生物污染的食品而导致的疾病，称作食源性疾病。导致这类疾病的微生物叫食源性致病菌。随着人们居住和卫生条件的不断改善，以及抗生素的滥用，人类对病菌的抵抗能力却在不断下降，食源性疾病一直呈上升的趋势。因此，对食品中致病菌的监测和检验也就越显示其重要性，常规的检验大多依靠培养目标微生物的方法来确定食品是否受到此微生物的污染，这些方法需要一定的培养时间，少则2～3天，多至数周，才能确定。而现行有效的一些快速检测方法不仅可以大大缩短检测时间提高微生物检出率并可用于微生物计数、早期诊断、鉴定等方面，以做到快速、简便、准确。快速方法包括了微生物学、分子化学、生物化学、生物物理学、免疫学和血清学等领域。 （二）、常见、常用的快速、简便的检测微生物数量的方法如下： 1、活细胞计数的改进方法 （1）、旋转平皿计数方法 （2）、疏水性栅格滤膜法（HGMF）或等格法（isogrid method） （3）、血膜系统（Pertrifilm） （4）、酶底物技术（ColiComplete） （5）、直接外荧光滤过技术（DEFT） （6）、“即用胶”系统（SimPlate） 2、用于估计微生物数量的新方法 （1）、阻抗法 （2）、A TP生物发光技术 3、其他方法 （1）、微量量热法 （2）、接触酶测定仪 （3）、放射测定法 （三）、食品中沙门氏菌的快速筛检方法 1、沙门氏菌显色培养基法 2、免疫学方法 3、分子生物学方法 4、自动传导法 （四）、大肠杆菌O157：H7快速检测方法 大肠杆菌O157：H7肠出血性大肠杆菌的主要血清型，自1982年在美国被分离并命名以来，陆续发现本菌与轻度腹泻、溶血性尿毒综合症、出血性肠炎、婴儿猝死综合症等多种人类病症密切相关，是食源性疾病的一种重要致病菌。E.coli O157：H7属于肠杆菌科埃希氏菌属，为革兰氏阴性杆菌，有鞭毛。近年来作为食品卫生及流行病学的研究热点，E.coli O157：H7的分离和鉴定方法已取得了较大进展。利用其生化特征、免疫原性建立的方法以及现代分子生物学技术的应用，可以从多方面对E.coli O157：H7进行检测。 1、E.coli O157：H7鉴别培养基及显色培养基 2、免疫学检测方法 3、分子生物学方法 （五）、金黄色葡萄球菌的快速检测方法 金黄色葡萄球菌为革兰氏阳性球菌，呈普通串状排列无芽孢，无鞭毛，不能运动。该菌在自然界中分布广泛，如空气、水、土壤、饲料和一些物品上，是最常见的化脓性球菌之一，食品受其污染的机会很多。金黄色葡萄球菌食物中毒是其肠毒引起的，目前已确认的肠毒素至少有A,B,C1,C2,C3,D,E和F8个型。由金黄色葡萄球菌肠毒素引发的中毒爆发事件，近年来
铁强化微生物—电催化厌氧污水处理技术的研究
铁强化微生物—电催化厌氧污水处理技术的研究厌氧消化是处理中高浓度废水最现实、有效的方法之一。它将污水处理与污染物能源化相结合,在国内外得到广泛应用。 但是,产甲烷菌代谢缓慢且对环境条件敏感,其容易导致水解酸化过程和甲烷化过程失衡,从而引起有机酸积累、甲烷化抑制甚至厌氧过程的失败。因此,有必要研究强化有机酸高效降解以及提高厌氧甲烷化能力的新方法,提高厌氧处理效率,这对解决高浓度难降解有机废水的有效处理和污染物资源化利用具有重要意义。 针对以上问题,本论文利用零价铁的还原性和微生物异化铁(Ⅲ)还原的特性,将零价铁和三价铁分别置于厌氧反应器内用以强化厌氧消化的处理效果,重点开展了基于铁电极和铁氧化物的微生物电化学强化厌氧甲烷化技术的研究,考察了电化学强化技术、铁(0,Ⅲ)强化技术与厌氧生物处理的耦合关系和交互作用机制,结合分子生物学技术探索了铁(0,Ⅲ)和电与厌氧微生物之间的协同作用关系。主要研究内容和结果如下：(1)通过零价铁(ZVI)置于厌氧反应器内的方法有效增强了处理含硫酸盐废水过程中的厌氧甲烷化。 结果表明,零价铁作为还原剂可有效缓冲酸性、维持厌氧体系中性的pH(7-8)从而减弱了硫酸盐还原产生的硫化氢对厌氧甲烷化的抑制作用,实现了较高的COD去除率和甲烷产量。分子生物学实验结果表明该反应器底部硫酸盐还原菌为优势菌而上部则以产甲烷菌为主导。 该方法实现了微生物群落的功能化分区,这与两相厌氧反应器处理含硫酸盐废水较相似,却在单一反应器内实现。同时,这表明零价铁的加入有助于强化厌氧甲烷化过程。
(2)采用将Fe203置于酸化硫酸盐还原反应器内的方法,强化了硫酸盐废水 处理过程中有机酸的降解。研究结果发现Fe203的加入可促进微生物异化Fe(Ⅲ)还原过程,其协同硫酸盐还原过程增强了有机酸的降解能力,从而实现了酸化硫 酸盐还原反应器较高的COD去除率(27.3%)和硫酸盐还原率(57.9%)。 分子生物学的定性和定量分析结果表明该方法实现了铁还原菌、硫酸盐还原菌和酸化菌的共生并大量富集,其中硫酸盐还原菌Desulfovibrio marrakechensis和铁(Ⅲ)还原菌Iron-reducing bacteria HN54的含量均明显 高于参比反应器。(3)由(1)部分可知,零价铁可促进厌氧甲烷化过程,基于此构建了使用铁电极为阳极的生物电解池(MEC)-上流式厌氧污泥床反应器(UASB)装置,即将一对铁-石墨电极置入厌氧反应器内并施以适当的电压。 零价铁的加入可强化厌氧过程(包括强化厌氧还原氛围和厌氧菌生长),从而实现了其对含盐废水、染料废水和含氮废水的有效处理。此外,该反应器对有机废水的厌氧水解酸化过程也表现出了明显促进作用。 针对含盐废水的处理,该反应器表现出了较高的耐盐能力和有机物降解能力。在较高盐度条件下(50g/L),该反应器(外加电压1.2V)的COD去除率达到了93% 且有机酸去除率较高,而参比反应器的COD去除率降为53%且发生了严重的有机 酸积累。 分子生物学实验表明该反应器富集了大量的耐盐古菌和耐盐细菌且食丙酸 盐细菌的丰度较高；针对高浓度偶氮染料废水(1200mg/L活性艳红X-3B)的处理,该反应器表现出了较高的脱色能力(83.4%)和COD去除能力(84.7%)。阳极腐蚀释放的Fe2+与电场的耦合作用强化了胞外聚合物的产生。 微生物群落结构的动态分析表明基于铁电极的电场作用可显著加快微生物
第十二章 电化学在生物和医学中的应用
第十二章电化学在生物和医学中的应用 第一节生物电化学的研究内容 生命现象最基本的过程是电荷运动。生物电的起因可归结为细胞膜内外两侧的电位差人和动物的代谢作用以及各种生理现象，处处都有电流和电位的变化产生。人或其它动物的肌肉运动、大脑的信息传递以及细胞膜的结构与功能机制等无不涉及电化学过程的作用。细胞的代谢作用可以借用电化学中的燃料电池的氧化和还原过程来模拟；生物电池是利用电化学方法模拟细胞功能；生物电化学是在20世纪70年代初由电生物学、生物物理学、生物化学、电生理及电化学等多门学科交叉形成的独立学科，其主要研究内容如下： 1．生物分子电化学 利用近代电化学技术模拟生物分子在生命活动过程的作用和变化。生物体内进行的化学反应绝大部分是氧化还原反应，它们本身的电子传递机理及它们所构成的物质和能量代谢链的电子传递机理，正在利用电化学理论和研究技术有效地进行研究。 2．生物电催化 生物电催化是研究酶对生物体系中电化学反应催化作用，其研究内容主要有酶的结构和性能；酶促反应机理；酶固定化方法；在电极一电解质界面酶的电化学行为和氧化还原反应机理；酶促反应同电化学反应的关联方法，尤其是酶在固定化电子递体或促进剂的电极上的电催化作用；酶电催化的应用，尤其是酶作为专一性电化学传感器一酶在能源转换和存储中的应用。 3．光合作用 光合作用实际上是所有生命过程所需能量的最初来源。光合作用敏化剂叶绿素分子的激发态，激发态的反应、能量转换过程及模型，初级电荷分离及其后的二级反应，等，都可以利用电化学方法研究，光合作用的各个步骤也可能利用电化学系统来模拟。 4．活组织电化学
利用对离子和氧化还原反应敏感的染料作指示剂可以间接测定细菌的电位和离 子浓度，以探测细胞中的离子行为。微生物电化学有重要的应用，例如微生物燃料电池，利用电化学技术杀死微生物以净化水等。 5．生物技术中的电化学技术 研制生物电极，包括微电极、酶电极和微生物电极等，研究它们在生物技术、医学和其他领域中的应用。电化学为电生理学，例如跨膜电位的测定、兴奋细胞的刺激、膜电位的控制、离子电渗疗法、脑电图、肌动电流图、心电图的研究提供了基础。通过电流流过细胞描摹来修饰细胞，利用电脉冲进行细胞膜打孔、细胞电融合和电打孔基因摄取，这些电生物学技术离不开电化学原理。 第二节生物体的电现象 一、脑波、心电和筋电 生物电化学已经涉及到不同领域的生物学问题，主要是：①在生物体内进行的绝大部分化学反应都是氧还原反应，例如为生命需要(营养、组织生长、再生、废物排泻)进行的新陈代谢。②光合作用，包括吸收分子的电子激发过程、膜上产生的电子和质子转移过程和代谢化学反应。③膜现象几乎完全控制着离子和分子等物质从活细胞外部向内部或反方向的传输，离子有方向性的运动造成了跨膜电位差，调节着一系列的物质运输。④生物体所需的信息过程几乎都是通过电信号方式发生的，出现一系列电生理现象，包括视觉、动作、痛觉、热刺激、饥饿和干渴感等等。⑤用一定周期和幅度的适当电脉冲在膜中生成微孔，使物质更容易跨膜转移，有可能实现细胞融合和基因摄取。⑥生物电化学方法对各种疾病的治疗，涉及生物传感器、燃料电池、人工器脏、电刺激和电麻醉、食品控制、环境保护等多方面的应用。现在首先了解生物体的电现象及有关的实验技术。 二、细胞膜电位和刺激传递 1．微电极 两个显著的特点：①电极响应速度相当快(RC<”s)，在扫描伏安测量中，扫描速度高达2×104 V‘。～，比常规电极快3个数量级。②极化电流甚微，一般为毫微安(，甚至可低到微微安(pA)的数量级；欧姆电位降很小，故可采用双电极
生物电化学系统中微生物电子传递的研究进展
Development of Energy Science November 2014, Volume 2, Issue 4, PP.39-46 Research Advances in Microbial Electron Transfer of Bio-electrochemical System Yunshu Zhang, Qingliang Zhao #, Wei Li School of Municipal and Environmental Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China #Email: qlzhao@https://www.360docs.net/doc/1917976803.html, Abstract Bio-electrochemical system (BES) was an emerging biomass-energy recovery technology based on electricigens electron transfer (EET), which was applied to recover electric energy (e.g. microbial fuel cell, MFC) and resources (such as hydrogen and methane) and to enhance the removal of heavy metals and refractory organic pollutants (e.g. POPs). The process of electron transfer to the electrode was identified as the key process in such a BES system. In this paper, the recent research achievements about EET both at home and abroad were analyzed and summarized, and the electricigen diversity, the electron transfer pathways and study methods were systematically presented. Finally, the direction of EET research was pointed out. Keywords: Bio-electrochemical System; Microbial Fuel Cell; Electricigens; Electricigen Electron Transfer 生物电化学系统中微生物电子传递的研究进展* 张云澍，赵庆良，李伟 哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江哈尔滨 150090 摘要：生物电化学系统（bio-electrochemical system，BES）是一种新兴的以产电微生物电子传递（EET）为基础的生物质能源回收技术，可用于电能（如微生物燃料电池）和资源回收（包括氢气和甲烷等），此外还可用于强化重金属与难降解有机污染物（如POPs）的去除，而其中产电微生物将产生的电子传递到电极是BES的重要过程。本文分析总结了近年来国内外学者在EET方面的研究成果，系统地介绍了产电微生物的多样性、EET的途径和研究电子传递的方法，在此基础上指明了EET研究的发展方向。 关键词：生物电化学系统；微生物燃料电池；产电微生物；产电微生物电子传递 引言 生物电化学系统（bioelectrochemical system，BES）近年来在环境和能源领域受到广泛的关注。BES是微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）研究的拓展，MFC的发现最早追溯到上个世纪初，英国的植物学家Potter在进行厌氧培养时发现可以产生开路电压和电流，拉开了微生物产电研究的序幕[1]。随着化石燃料短缺带来的能源危机，生物质能源作为可再生能源逐渐受到人们的重视。到了20世纪中叶，针对微生物产电的研究才逐渐升温，将微生物产电和燃料电池技术相结合，构建了MFC系统。近几年，MFC从产电研究逐渐过渡到生物质资源化的应用方面，BES应运而生。研究发现，通过BES，CH4[2]、H2[3]等高附加值生物能源的合成效率显著提高；BES能够有效提高重金属的还原去除，如U(Ⅵ)[4]、Cr(Ⅵ)[5]等；BES可以应用于难降解有机污染物的去除，如石油烃[6]、多氯联苯和硝基苯等[7]；BES应用于脱盐的研究，发现BES可以有效地去除溶液中的阴、阳离子[8]。随着对BES研究的逐渐深入，BES的应用前景会更加广阔。其中电子传递过程是BES研究的重要理论基础，因此对电子传递过程的深入研究是十分有意义的。 *基金资助：本研究得到国家自然科技基金支持资助（51378144）。
微生物检测手段及注意事项
微生物检测手段及注意事项
微生物检测手段及注意事项 微生物的检测，无论在理论研究还是在生产实践中都具有重要的意义，本文对生长量测定法、微生物计数法、生理指标法和商业化快速微生物检测简要介绍了利用微生物重量，体积，大小，生理代谢物等指标的二十余种常用的检测方法，简要介绍了这些方法的原理，应用范围和优缺点。 一个微生物细胞在合适的外界条件下，不断的吸收营养物质，并按自己的代谢方式进行新陈代谢。如果同化作用的速度超过了异化作用，则其原生质的总量（重量，体积，大小）就不断增加，于是出现了个体的生长现象。如果这是一种平衡生长，即各细胞组分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖，从而引起个体数目的增加，这时，原有的个体已经发展成一个群体。随着群体中各个个体的进一步生长，就引起了这一群体的生长，这可从其体积、重量、密度或浓度作指标来衡量。微生物的生长不同于其他生物的生长，微生物的个体生长在科研上有一定困难，通常情况下也没有实际意义。微生物是以量取胜的，因此，微生物的生长通常指群体的扩增。微生物的生长繁殖是其在内外各种环境因素相互作用下的综合反映。因此生长繁殖情况就可作为研究各种生理生化和遗传等问题的重要指标，同时，微生物在生产实践上的各种应用或是对致病，霉腐微生物的防治都和他们的生长抑制紧密相关。所以有必要介绍一下微生物生长情况的检测方法。既然生长意味着原生质含量的增加，所以测定的方法也都直接或间接的以次为根据，而
测定繁殖则都要建立在计数这一基础上。微生物生长的衡量，可以从其重量，体积，密度，浓度，做指标来进行衡量。 1. 微生物计量法 1.1 体积测量法 又称测菌丝浓度法，通过测定一定体积培养液中所含菌丝的量来反映微生物的生长状况。方法是，取一定量的待测培养液（如10 mL）放在有刻度的离心管中，设定一定的离心时间（如5 min）和转速（如5000 rpm），离心后，倒出上清夜，测出上清夜体积为v，则菌丝浓度为（10-v）/10。菌丝浓度测定法是大规模工业发酵生产上微生物生长的一个重要监测指标。这种方法比较粗放，简便，快速，但需要设定一致的处理条件，否则偏差很大，由于离心沉淀物中夹杂有一些固体营养物，结果会有一定偏差。 称干重法 可用离心或过滤法测定。一般干重为湿重的10~20%。在离心法中，将一定体积待测培养液倒入离心管中，设定一定的离心时间和转速，进行离心，并用清水离心洗涤1~5次，进行干燥。干燥可用烘箱在105 ℃或100 ℃下烘干，或采用红外线烘干，也可在80 ℃或40 ℃下真空干燥，干燥后称重。如用过滤法，丝状真菌可用滤纸过滤，细菌可用醋酸纤维膜等滤膜过滤，过滤后用少量水洗涤，在40 ℃下进行真空干燥。称干重发法较为烦琐，通常获取的微生物产品为菌体时，常采用这种方法，如活性干酵母（Activity Dry Yeast, ADY）,一些以微生物菌体为活性物质的饲料和肥料。
电化学工作站在微生物电化学技术及土壤修复方面的应用研究
电化学工作站在微生物电化学技术及土壤修复方面的应用研究[摘要]详细介绍了电化学技术的各种类型,并综述了电化学技术在环保领域的研究、应用及发展状况。 [关键词]电化学;废水处理;废气处理;环境保护 [引言]电化学技术通过方便地控制电极电势就可以实现物质的氧化或还原。该技术可以用于工业产品的生产,是一种基本上对环境无污染的“绿色”生产技术,同时可应用于环境污染治理,通过氧化或还原反应除去对环境有害的物质[1] 。电化学技术在国内外都得到了重视,尤其是对难生物降解且对人类危害极大的“三致”(致癌、致畸、致突变)有机污染物的电化学处理技术的研究。此外,应用电化学技术进行环境污染物监测以及开发化学电源,在环境保护中都具有广泛的应用前景。 1 基本类型 主要的电化学处理技术包括: (1)电凝聚(或电气浮)法:电凝聚法也叫电气浮法,即在外电压作用下利用可溶性阳极(铁或铝)产生大量阳离子,对胶体污染物进行凝聚,同时阴极上析出大量氢气微气泡,与絮体粘附在一起上浮,从而实现污染物的分离[2] 。 (2)电化学氧化法:该法分为直接氧化法和间接氧化法两种,均属于阳极过程。直接氧化法是通过阳极氧化使污染物直接转化为无害物质;间接氧化法则是通过阳极反应之外的中间反应,使污染物氧化,最终转化为无害物质[3] 。 (3)电沉积法:该法利用电解液中不同金属组分的电势差,使自由态或结合态的溶解性金属在阴极析出。适宜的电势是电沉积发生的关键。 (4)内电解法:该法作为一种新兴的技术,是利用活性金属填料在废水中形成原电池的原理,通过填料表面电化学反应和后絮凝作用达到净化废水的目的。 (5)其它电化学工艺:电吸附、电渗析、离子交换辅助电渗析以及电化学膜分离等技术[4] 不仅可以用作清洁生产工艺,预防环境污染,而且它们也是有效的工业废水处理方法。电吸附法可以用来分离水中低浓度的有机物和其它物质。电渗析法可处理含Ni2+、CrO2-4、Sn2+、PO3-3和PO3-2等污染物的工业废水。离子交换辅助电渗析法具有可多样化设计、适
电化学生物传感器的应用实例zhuyue
电化学生物传感器的应用实例 摘要：生物电化学传感器是生物传感器中研究最早、种类最多的一个分支, 它具有专一、高效、简便、快速的优点, 已应用于生物、医学及工业分析等方面。目前，生物传感器正进人全面深人研究开发时期，各种微型化、集成化、智能化、实用化的生物传感器与系统越来越多。相信在不久的将来，生物传感器的面貌会焕然一新。 关键词：生物传感器，应用 引言 生物传感器正是在生命科学和信息科学之间发展起来的一门交叉学科。 最早的生物传感器发明于1962年，英国Clark[1]利用不同的物质与不同的酶层发生反应的工作原理，在传统的离子选择性电极上固定了具有生物功能选择的酶，从而构成了最早的生物传感器一一酶电极。生物传感器的研究全面展开是在20世纪80年代，20多年来发展迅速，在食品工业、环境监测、发酵工业、医学等方面得到了高度重视和广泛应用。 1 工作原理及其分类 1.1 工作原理 传感器主要由信号检测器和信号转换器组成，它能够感受一定的信号并将这种信号转换成信息处理系统便于接收和处理的信号，如电信号、光信号等。生物传感器是利用生物分子探测生物反应信息的器件。换句话说，它是利用生物的或有生命物质分子的识别功能与信号转换器相结合，将生物反应所引起的化学、物理变化变换成电信号、光信号等。Rogers[2]等人将生物传感器定义为:由生物识别单元，如酶、微生物、抗体等和物理转换器相结合所构成的分析仪器，生物部分产生的信号可转换为电化学信号、光学信号、声信号而被检测。可见，任何一个生物传感器都具有两种功能，即分子识别和信号转换功能。 1.2 主要分类 生物传感器的分类方式很多，但根据生物学和电子工程学各自的范畴，主要有以下两种分类方式。 (1)根据生物传感器中信号检测器上的敏感物质分类 生物传感器与其它传感器的最大区别在于生物传感器的信号检侧器中含有敏感的生命物质。这些敏感物质有酶、微生物、动植物组织、细胞器、抗原和抗体等。根据敏感物质的不同，生物传感器可分酶传感器、微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免疫传感器等。生物学工作者习惯于采用这种分类方法。(2)根据生物传感器的信号转换器分类
微生物快速检测方法及应用进展
微生物快速检测方法及应用进展【关键词】微生物快速检测 随着人们生活水平不断提高，各种安全问题越来越受到人们的重视，微生物的污染问题也相应地备受关注。在食品和环境等各个方面都有微生物污染的可能，一旦污染，微生物将大量繁殖而导致食源性疾病或环境污染甚至医院内感染。特别是近年来随着环境污染的加剧和生态平衡的不断破坏，导致感染的致病菌的种类越来越多，病原微生物对人类的威胁越来越大。传统的检验方法，主要包括形态检查和生化方法，其准确性、灵敏性均较高，但涉及的实验较多、操作烦琐、需要时间较长、准备和收尾工作繁重，而且要有大量人员参与［1，2］。所以，迫切需要准确、省时、省力和省成本的快速检验方法。本文对微生物快速检测方法的进展情况及实际应用进行综述，以利于预防食源性疾病及公共卫生突发事件的发生。 1 即用型纸片法 3M公司的perrifilmTMPlate系列微生物测试片，可分别检测菌落总数、大肠菌群计数、霉菌和酵母计数［3］。由RCP Scientific Inc 公司开发上市的Regdigel系列，除上述项目外还有检测乳杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌的产品［4］，这两个系列的产品与传统检测方法之间的相关性非常好。如用大肠菌群快检纸片检测餐具的表面，操作简便、快速、省料，特异性和敏感性与发酵法符合率高，已经被列为国标方法。使用时应正确掌握操作技术和判断标准，从而达到理想的检测效果［5］。美国3M公司生产的PF(Petrifilm)试纸还加入了染色
剂、显色剂，增强了菌落的目视效果，而且避免了热琼脂法不适宜受损细菌恢复的缺陷。霉菌快速检验纸片，应用于食品检验中的霉菌具有操作简便，仅需36℃培养，不需要低温设备；快速，仅需2 d就可观察结果，比现在的国家标准检验方法缩短3～5 d，大大提高了工作效率。纸片法与国标法在霉菌检出率上差异无统计学意义，且菌落典型，易判定。纸片荧光法利用细菌产生某些代谢酶或代谢产物的特点而建立的一种酶—底物反应法。只需检测食品中大肠菌群、大肠杆菌的有关酶的活性，将荧光产物在365 nm紫外光下观察即可。同时纸片可高压灭菌处理，4℃保存，简化了实验准备、操作和判断［6］。但由于它们价格昂贵，限制了在基层单位的实际应用。 2 生物化学技术 2.1 PCR技术 PCR技术采用体外酶促反应合成特异性DNA片段，再通过扩增产物来识别细菌。由于PCR灵敏度高，理论上可以检出一个细菌的拷贝基因，因此在细菌的检测中只需短时间增菌甚至不增菌，即可通过PCR进行筛选，节约了大量时间，但PCR技术也存在一些缺点：食物成分、增菌培养基成分和其他微生物DNA对Taq酶具有抑制作用，可能导致检验结果假阴性；操作过程要求严格，微量的外源性DNA进入PCR后可以引起无限放大产生假阳性结果，扩增过程中有一定的装配误差，会对结果产生影响。由于以上原因，PCR技术对操作者的自身素质要求很高，对于基层单位而言难以做到。短时间内也不会有经济效益和社会效益，因此影响了这项技术在基层的应用。 2.2 基因探针技术基因探针技术利用具有同源性序列的核酸单
动态微生物隔膜微生物电化学系统构建及水处理效能研究
Abstract As a novel wastewater treatment technology, microbial electrochemical technology (MET) has been widely investigated by many researches because it has represented various advantages on higher efficient organic degradation, lower energy consumption, energy recovery, lower sludge production. While, in a typical microbial electrochemical system (MES), a cation exchange membrane often utilized as a separator, which lead to a higher cost and limit its application and promotion. At the same time, the cation exchange membrane will block the continuity on hydraulic between MES chambers, which make it more complex on system structure, the reason is that it will be necessary to set a flow around method to accomplish continuity on hydraulic when used to application. Besides, the law of nutrient removal and energy output is still unclear when using the practice wastewater as the substrate, the structure of MES needs more optimization to promote the pollutants removal rate and energy output efficiency. To solve above problems, and push the MES into application, to develop MES equipment for small scale decentralized sewage treatment in villages and towns This research will be studied following these aspects. In this study, a biocathode microbial electrolysis system based on dynamic biofilm separator theory was constructed, which also compared with traditional cation exchange membrane system on power output characteristics and pollutants removal rate. The results indicates that, the dynamic membrane MES obtained bigger output current density 5.99±0.11A/m3, which improved by 43% than cation exchange membrane MES. It can limit the directly diffusion of COD and DO when the dynamic biofilm separator presented . The anode chamber solution can directly enter the cathode chamber without flowing around, which ensure the internal hydraulic continuity. The results indicate that the porous separator material can not only solve the problem of high costs on cation exchange membrane but also the internal mass transfer and diffusion. In MES, it consists of various of processes, including aerobic metabolism, anaerobic metabolism and microbial electrochemical process, it is very important to understand the mass transfer and energy balance characteristics among this combined system. This research investigates the pollutants removal and energy dissipation characteristics under maximum power density (P max), maximum current density (I max), open circuit (OC) conditions respectively. The results showed that pollutants removal rate can be
利用生物电化学原理缓解人工湿地填料污染的方法与相关技术
本技术公开了一种利用生物电化学与人工湿地耦合缓解填料污染的方法该方法基于生物电化学辅助型人工湿地系统实现，步骤为：1)组装生物电化学辅助型人工湿地系统；2)阳极层的活性炭颗粒培岩形成产电生物膜；3)连续运行处理污水，稳定运行4个月后利用全自动物理吸附仪测试填料比表面积，对比湿地层填料比表面积。本技术基于生物电化学辅助型人工湿地系统处理污水的同时缓解湿地处理方法中填料的污染问题，具有产电和缓解填料污染的双重作用，是一种经济环保的处理技术。 权利要求书 1.一种利用生物电化学原理缓解人工湿地填料污染的方法，其特征在于，该方法基于生物电化学辅助型人工湿地系统实现，生物电化学辅助型人工湿地系统包括一个采用有机玻璃制作的敞口圆柱形容器、电阻、数据采集卡和电脑，圆柱形容器的下部有一进水口，上部有一出水口；圆柱形容器从底部至顶部依次为碎石支撑层A、阳极层、碎石支撑层B、湿地层、碳毡阴极层； 所述的阳极层填充活性炭颗粒，所述的碳毡阴极层为碳毡；所述的湿地层位于碎石支撑层B 和碳毡阴极层之间，湿地层包括石墨板、活性炭颗粒和玻璃棉，玻璃棉位于湿地层下部，将石墨板和活性炭颗粒与碎石支撑层B隔离，石墨板位于活性炭颗粒内部；所述的阳极层和碳毡阴极层通过钛丝与外电路连通，构成生物电化学辅助型人工湿地系统的完整回路，外电路上负载电阻，并与数据采集卡连接，数据采集卡与电脑连接；污水通过蠕动泵由底部进水口连续进样，依次通过各部分最终从上端出水口出水，形成上升式水流模式；
该方法主要利用生物电化学系统产生微电场缓解生物电化学辅助型人工湿地系统中的填料污染，包括以下步骤： 第一步，构建生物电化学辅助型人工湿地系统 生物电化学辅助型人工湿地系统结构如上所示，从进水口处充入含菌源生活污水和活性污泥的混合液，进行菌源接种，使混合液微生物负载于阳极层的活性炭颗粒并逐渐形成产电生物膜，至连续出现三次以上电压上升、达到最大电压平稳运行、电压下降趋势，确认完全形成产电生物膜；产电生物膜中的产电微生物可稳定降解有机物产生质子和电子，电子通过外电路传输到阴极，质子依次经过碎石支撑层B和湿地层传输到碳毡阴极层，完成产电回路； 第二步，连续运行处理污水 在生物电化学辅助型人工湿地系统得到稳定产电生物膜之后，将污水由底部进水口连续进样，依次通过各部分最终从上端出水口出水；运行一段时间后，测试湿地层中活性炭颗粒的比表面积，得到该生物电化学辅助型人工湿地系统在运行过程中填料污染情况。 2.根据权利要求1所述的一种利用生物电化学原理缓解人工湿地填料污染的方法，其特征在于，所述的电阻为1000欧姆。 3.根据权利要求1或2所述的一种利用生物电化学原理缓解人工湿地填料污染的方法，其特征在于，采用全自动物理吸附仪测试活性炭颗粒的比表面积。 技术说明书 一种利用生物电化学原理缓解人工湿地填料污染的方法
土壤微生物快速检测方法
土壤微生物快速检测方法 基本的定义，所需仪器（基本的仪器），检测所需时间，数据详细程度（得到什么样的数据），成本，与现有的平台的差距，是否具有可行性! 列表对比： 一、土壤微生物检测方法 1、气相色谱法 微生物细胞的气相色谱分析是研究微生物分类的有效方法之一。其原理是将微生物细胞经过水解,甲醇分解,提取,以及硅烷化,甲基化等衍生化处理后,使之分离尽可能多的化学组分供气相色谱进样分析。不同微生物所得到的色谱图中,通常大多数的峰是有共性的,只有少数的峰具有特征性,可被用来进行微生物鉴定。大量分析检测各种常见细菌、酵母菌、霉菌和其它微生物的组成成分,并建立微生物组分标准色谱图文库,储存在计算机中,然后将待鉴定微生物的组分色谱图与标准图谱相比较,可迅速鉴定其种类。 目前，基于气相色谱最常用的检测方法为磷脂脂肪酸(PLFA）法。这种方法不仅可以检测土壤中生物多样性，还可以检测到它的变化。而且还可以根据峰值判断具体的是哪一种微生物。 2、PCR技术 PCR技术在环境微生物的检测方面已得到越来越广泛的应用,利用PCR技术检测土壤中的转基因细菌,后来用于检测土壤中不可培养的微生物,跟踪环境中的特定细菌或DNA,揭示土壤生态系统的基因多
样性等。利用PCR技术来检测环境中的微生物,关键的问题是环境样品中DNA的抽提和纯化。来自环境的样品含有非常复杂的成分,有些对PCR有抑制作用的杂质会一直伴随DNA的抽提过程而难以除去,而且DNA还可以被黏土等吸附而降低产量。从土壤或沉积物中提取DNA的现有方法可以分为2类,一是在土壤中直接裂解微生物体,再提取DNA。另一类是先将微生物菌体与土壤颗粒分开,再提取DNA。目前土壤中DNA样品的纯化有密度梯度离心法、凝胶过滤法和琼脂糖凝胶电泳纯化法等。 二、色谱法和PCR法比对 色谱法PCR法 所需仪器气相色谱仪或质谱 仪、检测器、色谱柱、PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统（配备电脑） 仪器价钱16-23万（Agilent）10万左右 其它前期萃取所需的小瓶 价钱贵，并且一般为 一次性。后期测序，需测序公司代理，一个序列约25元。