科学家揭示电活性微生物新秘密,证明其有望提高微生物燃料电池传感器性能

科学家揭示电活性微生物新秘密,证明其有望提高微生物燃料电池传感器性能
2024年06月01日 16:33 DeepTech深科技

来源:DeepTech深科技

华中科技大学硕士生农雅芝是第一作者,华中科技大学付杰教授和刘冰川博士担任共同通讯作者。

图 | 农雅芝(来源:农雅芝)图 | 农雅芝(来源:农雅芝)

总的来说,这项工作对于低温场景(地区和季节)下生物传感器的性能提升有较大的指示意义,同时对微生物电化学系统的发展也提供了一定的参考价值。

地球生物圈 85% 以上的地区一年中温度低于 5℃,75% 以上的地区常年寒冷。因此,开发可在低温下使用的生物传感器具有重要意义。

在低温季节或低温地区,低温驯化的 MFCs 作为生物传感器能够正常展现出优良的性能,从而可以用于毒性物质检测等方面,并能突破温度的限制。

(来源:Water Research)(来源:Water Research

总的来说,微生物传感器具有广泛的应用前景。

除了能对营养物质和有毒化合物作出反应外,微生物传感器还可以对其他细菌作出反应,从而探测到致病微生物的信号,以帮助诊断感染。

随着该领域的不断发展,微生物传感器有望成为常见的分析和检测工具,但其还有几个问题需要解决。

首先,微生物传感器不能也不应该在没有限制的情况下释放到环境中。因此,应在物理和生物化学的角度控制微生物。

此外,还需要与公众和政策制定者接触,以了解和解决围绕微生物传感器的产生和部署的问题。

理想情况下,未来的微生物传感器不仅能感知,还能作出反应。

也就是说,其不仅可以检测污染物的存在,还可以降解污染物。毕竟,这是细菌的自然行为:即它们能感知威胁并应对它。

此前,Science 曾刊登一项引人注目的研究:美国科学家通过对贝氏不动杆菌进行巧妙改造,让基因工程菌能够发掘癌症细胞的存在。

据了解,这是全球首次通过基因工程菌检测到癌细胞的实验研究。

尽管这项技术仍需进一步研究和完善,但本次团队坚信这项技术不仅可以应用于癌症检测,还能用于其他感染性疾病的诊断,借此为未来医学铺就崭新的道路。

此外,人们已经能够制备可摄入人体内的微生物传感器,其可以检测肠道中的出血或炎症生物标志物,以监测肠道健康。

而且,这些内部微生物传感器发出的信号,可以传输到手机等外部设备,以便于数据收集和分析。

基于此,未来该课题组将继续拓展微生物传感器在其他方面的应用。

参考资料:

1.Nong, Y., Xu, M., Liu, B., Li, J., He, D., Li, C., ... & Fu, J. (2024). Low temperature acclimation of electroactive microorganisms may be an effective strategy to enhance the toxicity sensing performance of microbial fuel cell sensors.Water Research, 256, 121566.

排版:希幔

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