电化学活性微生物胞外电子传递过程的强化及机制研究

发布时间：2021-12-30 23:38

　　微生物胞外电子传递过程是自然界中的重要过程,其在许多领域都扮演着重要的角色。在厌氧污水处理过程和水体/土壤修复过程中都存在微生物胞外电子传递现象,该过程影响着污水处理和环境修复过程中相关微生物的活动。加快微生物的胞外电子传递速度将会有力地促进相应微生物的代谢速率,进而加速其对污染物的去除速度和提高其环境修复能力。本研究以电化学活性微生物胞外电子传递过程为研究对象,探索相应的强化方式以加速微生物的胞外电子传递过程。针对细菌向电极的电子传递过程,本研究首先设计制备了碳量子点,投加到电化学活性微生物的胞外电子传递体系中,以三电极体系作为检测方法;结果显示碳量子点的加入强化了细胞膜上蛋白细胞色素c的电化学活性,增强了希瓦氏菌的胞外电子传递能力,当碳量子点浓度为100 mg/L时,峰电流达到了39.48μA,是对照组的5.13倍。其次,本研究还以希瓦氏菌作为实验菌株,利用延胡索酸调控希瓦氏菌的电子传递过程,将希瓦氏菌的代谢转换为利用延胡索酸作为电子受体的代谢方式,加快希瓦氏菌的代谢速度,增加希瓦氏菌的菌群浓度,并促进希瓦氏菌在阳极表面的附着,进而收获更多的胞外电子和更高的库伦效率。在乳酸钠浓度为... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：183 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

在胞外电子传递过程的不同过程中材料所发挥的促进作用Fig.1-1ThefacilitationeffectofthematerialsontheEETprocess

第 1 章 绪 论白在其他非电活性菌的细胞膜上面的表达，进而可以使细细胞膜的导电性能得到增强。例如，利用基因工程的手段相关的蛋白植入到 Escherichia coli 的外膜中；与没有进行入了该类蛋白的菌株的胞外电子传递能力是后者的许多tr 电子传递蛋白的生物合成过程，可以增多单个 Shewanell蛋白的含量，为进行胞外电子传递提供更多的通道，进而行传递的速度[87]。然而，这种生物合成的调控方法只是局在实际应用中的混菌体系中很难实行；因而，该技术的应低。究指出合适尺寸的金属纳米颗粒和低聚物可以插入到细胞递过程。

第 1 章 绪 论包括选择适宜的电极材料[38]。目前，已经采用了许多材料来作为电料，包括碳材料[39, 94-98]、不锈钢[99]、金属等[39, 95]。为了获得更高的效率，在电极材料的选择和设计过程中，研究人员更倾向于选择那生物附着生长的材料、具有稳定物理化学性能的材料和有利于电子的材料[100]。了选择合适的电极材料之外，细菌和电子接受体之间的界面特性可活性微生物的密度和电子传递的效率，因而其对于胞外电子传递过为了提高界面电子传递的速率，研究人员采用了很多的方法，其中子传递中间体，例如中性红，蒽醌和硫堇等。但是，这些电子传递昂贵，具有一定的生物毒性和存在使用损耗这些缺点都会限制他们用。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3559188