[发明专利]一种直观的生物膜电活性检测方法

说明书

本发明公开了一种直观的生物膜电活性检测方法。本发明将生物膜燃料电池和量子点结合起来，选用IIB‑VIA族元素作为前体化合物，利用生物膜电子转移能力将前体化合物1还原，还原态前体化合物1与前体化合物2金属离子结合，从而合成半导体纳米颗粒，即量子点；生物膜合成量子点能力与其电活性相关，因此合成量子点的荧光强度能够直观反映生物膜的电活性。

技术领域

本发明属于生物检测领域，具体涉及一种直观的生物膜电活性检测方法。

背景技术

生物膜(biofilm)也称为生物被膜，是指附着于固态载体表面被细菌胞外多聚物包裹的有组织的细菌群体。生物膜的形成过程，主要包括细菌起始粘附、生物膜生长和成熟扩散。

通过人工强化作用将生物膜引入到城市生活废水处理的污水处理反应器中，便形成了生物膜反应器。生物膜反应器用于城市污水处理厂的二级生物处理，具有运行稳定、抗冲击负荷强、经济节能、具有一定的硝化反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等优点。

生物膜降解有机污染物涉及了电子的胞外转移过程。生物膜与载体的胞外电子交换活性也称为电活性。检测生物膜的电活性是制备高效生物膜的必要手段。传统的电化学法和光谱法可用于电活性生物膜功能蛋白的表征而不能直观的检测电活性。激光共聚焦显微镜表征法，因其有原位和非破坏性的优点，而广泛应用于测量生物膜的表面覆盖度、生物量、厚度和粗糙度等。然而，激光共聚焦显微镜法表征生物膜常用有机荧光染料，容易发生光漂白，不适宜长时间观察，只适用于死活菌分析，而不能反映生物膜电活性。

因此发明直观的生物膜电活性检测方法具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种生物膜电活性检测方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种生物膜电活性检测方法，包括下列步骤：

1)在电解池中将工作电极、参比电极和辅助电极组成三电极体系反应器；

2)向三电极体系反应器加入乙酸钠培养基，并接种产电微生物，运行三电极体系反应器；

3)监测反应器产生电流情况；

4)待三电极体系反应器稳定输出电流后，向其中加入前体化合物1溶液，间隔一段时间后加入前体化合物2溶液，继续厌氧培养70-80小时；其中，前体化合物1选自亚硒酸钠、亚碲酸钠、半胱氨酸；前体化合物2选自氯化镉、乙酸镉、硝酸镉、氯化锌、乙酸锌；

5)将电极(反应器阳极)取出，以激光共聚焦显微镜检测电极表面生物膜荧光强度得到生物膜电活性大小。

优选的，工作电极为ITO导电玻璃、石墨板、碳布等。

优选的，参比电极为饱和甘汞电极。

优选的，辅助电极为钛丝、石墨板。

优选的，乙酸钠培养基中乙酸钠的含量为0.5-5g/L；乙酸钠作为电子供体，产电微生物氧化乙酸钠产生电子。

优选的，乙酸钠培养基包含0.8-1.5g/L的乙酸钠、缓冲液体系、维生素和微量元素。乙酸钠培养基为产电微生物提供养分和电子供体。