[发明专利]一种基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法

权利要求书

1.一种基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、电化学活性菌在饱和多孔介质中的迁移：配制电化学活性菌细胞悬液作为进水，并添加电子供体后，泵入负载有不溶性电子受体的石英砂填充柱中，检测出水中细胞含量，得到细菌的穿透曲线；

步骤2、基于步骤1得到细菌的穿透曲线，通过迁移模型反演得到电化学活性菌迁移行为的扩散系数，作为反映电化学活性菌宏观迁移行为的指标；

步骤3、电化学活性菌直接和介体介导的趋能运动：配制步骤1所述电化学活性菌细胞悬液以及含不溶性电子受体的趋能运动待测液，采用毛细管法定量分析电化学活性菌向不溶性电子受体的直接趋能运动，测量毛细管中趋能运动待测液中的细胞浓度，计算直接趋能运动指数；采用群集运动平板法定量分析可溶介体物质介导的电化学活性菌向不溶性电子受体的趋能运动，测量群集运动范围直径，计算可溶介体物质介导的趋能运动指数；

步骤4、建立步骤2所述扩散系数和步骤3所述趋能运动指数之间的线性关系，据此通过测量电化学活性菌的趋能运动指数预测扩散系数；

将电化学活性菌第一设定菌株泵入含第一设定负载量不溶性电子受体的石英砂柱中进行迁移，通过迁移模型反演得到第一扩散系数，分析野生株细胞向第一设定浓度不溶性电子受体进行的趋能运动，计算得到第一趋能运动指数；

将电化学活性菌第一设定菌株泵入含第二设定负载量不溶性电子受体的石英砂柱中进行迁移，通过迁移模型反演得到第二扩散系数，分析野生株细胞向第二设定浓度不溶性电子受体进行的趋能运动，计算得到第二趋能运动指数；

将电化学活性菌第二设定菌株泵入含第二设定负载量不溶性电子受体的石英砂柱中进行迁移，通过迁移模型反演得到第三扩散系数，分析第二设定菌株细胞向第二设定浓度不溶性电子受体进行的趋能运动，计算得到第三趋能运动指数；

根据第一扩散系数、第一趋能运动指数、第二扩散系数、第二趋能运动指数、第三扩散系数和第三趋能运动指数，得到所述扩散系数和趋能运动指数之间的线性关系。

2.根据权利要求1所述的基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法，其特征在于，所述的电化学活性菌为Shewanella oneidensis MR-1的野生株和胞外电子传递关键基因缺失株ΔomcA/ΔmtrC。

3.根据权利要求1或2所述的基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法，其特征在于，所述的不溶性电子受体为水铁矿、二氧化锰或生物炭。

4.根据权利要求1或2所述的基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法，其特征在于，所述的石英砂平均粒径为500μm，填充后孔隙度为0.45。

5.根据权利要求3所述的基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法，其特征在于，所述的石英砂平均粒径为500μm，填充后孔隙度为0.45。

6.根据权利要求1、2或5所述的基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法，其特征在于，所述的可溶介体物质为蒽醌-2,6-二磺酸钠。

7.根据权利要求3所述的基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法，其特征在于，所述的可溶介体物质为蒽醌-2,6-二磺酸钠。

8.根据权利要求4所述的基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法，其特征在于，所述的可溶介体物质为蒽醌-2,6-二磺酸钠。