[发明专利]一种基于发电细胞的活性生物电池构建方法

摘要

一种基于发电细胞的活性生物电池构建方法，先分离带电鱼类带电器官，提取发电细胞，形成发电细胞悬浮液或发电细胞与水凝胶的混合溶液；配置用于微纳纤维制造的生物材料与导电材料的混合溶液，制备均匀的生物导电材料复合溶液；采用静电纺丝或微纳3D打印技术将生物导电材料复合溶液制造成具有微纳纤维结构的支架，将发电细胞悬浮液或发电细胞与水凝胶的混合溶液种植或打印在具有微纳纤维结构的支架上，获得微纳结构与发电细胞的复合结构体，在体外培养，使细胞按照纤维的方向定向生长与增殖，实现细胞串联；最后进行卷裹或叠加，获得三维的活性生物电池结构，本发明具有清洁、高效、适应性强等优势。

主权项

一种基于发电细胞的活性生物电池构建方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选取带电鱼类，分离带电器官，提取器官内部的发电细胞，形成发电细胞悬浮液或发电细胞与水凝胶的混合溶液，发电细胞浓度为1×105至1×107个/ml，作为发电细胞打印/挤出成型的材料；2)配置用于微纳纤维制造的生物材料与导电材料的混合溶液，首先配置质量分数为1％至15％的生物材料溶液，然后加入导电材料使导电材料的浓度为10mg/ml至100mg/ml，通过溶解或超声分散形成均匀的生物导电材料复合溶液，用于导电纳米纤维的打印；3)采用静电纺丝或微纳3D打印技术将生物导电材料复合溶液制造成具有微纳纤维结构的支架，用于发电细胞的生长攀附和定向，经过消毒处理后，将制备的发电细胞悬浮液或发电细胞与水凝胶的混合溶液种植或打印在具有微纳纤维结构的支架上，获得微纳结构与发电细胞的复合结构体；4)将微纳结构与细胞的复合结构体在体外培养，使细胞按照纤维的方向定向生长与增殖，实现细胞串联；5)将实现细胞串联的微纳结构与细胞的复合结构体进行卷裹或叠加，获得三维的活性生物电池结构，然后放入由绝缘材料制造的动态生物反应器内部进行培养，形成稳定的电能输出。