第一作者：农雅芝 硕士生

通讯作者：刘冰川 博士、付杰 教授

论文信息：2024: 121566 (doi: 10.1016/j.watres.2024.121566)

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135424004688

近日，我院付杰教授团队在环境领域顶级学术期刊Water Research上发表了题为 “Low temperature acclimation of electroactive microorganisms may be an effective strategy to enhance the toxicity sensing performance of microbial fuel cell sensors” 的研究论文。微生物燃料电池（MFC）传感是一种很有前途的实时检测水体生物毒性的方法，但传感灵敏度低，限制了其应用。该研究采用低温驯化作为提高MFC生物传感器毒性传感性能的策略。两种类型的MFC生物传感器在低温（10 °C）或室温（25 °C）下启动，分别表示为MFC-Ls和MFC-Ws，使用Pb2+作为目标毒性物质。在低温（10 °C）和室温（25 °C）操作温度下，与MFC-Ws相比，MFC-Ls对Pb2+均表现出优异的传感灵敏度。例如，在10 °C下，1 mg/L Pb2+冲击时，MFC-Ls的电压抑制率为22.81%，而MFC-Ws的电压抑制率仅为5.9%。形态观察表明，与MFC-Ws相比，MFC-Ls的阳极生物膜具有适量的胞外聚合物、较薄的厚度（MFC-Ls为28.95 μm，MFC-Ws为41.58 μm）和较高的活细胞比例（MFC-Ls为90.65%，MFC-Ws为86.01%）。微生物分析表明，嗜冷电活性微生物和低温酶的富集及其对Pb2+冲击的敏感性是MFC-Ls生物传感器有效运行和良好性能的基础。总之，电活性微生物的低温驯化不仅提高了MFC生物传感器的灵敏度，而且提高了其温度适应性。