專利名稱：篩選產(chǎn)電微生物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境微生物檢驗技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微生物燃料電池(MFC)產(chǎn)電微生物的篩選方法。
背景技術(shù)：
能源與環(huán)境問題成為21世紀人類面臨的最嚴重挑戰(zhàn)，MFC因其綠色無污染且具有可再生性越來越受到人們的關(guān)注。MFC是利用微生物在代謝有機物時產(chǎn)生電子傳遞到陽極， 即將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置，在能源、環(huán)境、軍事等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。盡管1910年微生物燃料電池概念首次提出，也知道所有細胞膜外帶正電荷，膜內(nèi)帶負電荷，每個細胞都像一臺微型發(fā)電機，但如何將這個發(fā)電機的電引出來為人們應(yīng)用，一直是科學(xué)家們關(guān)心和要解決的難題。微生物代謝將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽绾伟央娮愚D(zhuǎn)移引到外接電路上使其形成電通路是問題的關(guān)鍵。目前，這些影響MFC的應(yīng)用并沒有取得實質(zhì)性的進展。究其原因，需要解決的問題包括電池的構(gòu)造，如陽極、陰極、質(zhì)子交換膜及電池構(gòu)型等問題；還有操作條件，如陽極電勢、pH、電解液成份及微生物所需氧料補給方式等問題。因此，篩選合適的產(chǎn)電菌是確保MFC所需微生物的關(guān)鍵。微生物代謝其實就是電子轉(zhuǎn)移過程，由于微生物不同，其代謝方式及途徑亦有差異，真核生物代謝中有些種類是進行胞內(nèi)轉(zhuǎn)移電子，其代謝過程在自身內(nèi)完成；而有的種類則要將電子轉(zhuǎn)移到胞外。由于胞內(nèi)電子轉(zhuǎn)移一般較難取得，只有電子經(jīng)過胞外轉(zhuǎn)移才較易于取得。盡管原核微生物的呼吸鏈是在細胞膜上完成，但原核微生物呼吸鏈的特點是電子供體、電子受體、細胞色素以及電子傳遞方式等都是多樣性，代謝所得電子轉(zhuǎn)移到陽極表面。在MFC的研究和應(yīng)用中，快速挑選產(chǎn)電菌并加以馴化來滿足MFC的需要非常重要， 比如選擇純種微生物產(chǎn)電還是選擇混合微生物產(chǎn)電。而且，微生物的代謝途徑等還直接影響MFC的產(chǎn)電效率和產(chǎn)電量，其中，起決定作用的是電子在陽極部分的傳遞，而產(chǎn)電微生物能否快速地附著在陽極上，并順利地將電子傳遞給陽極，陽極材料又是直接的決定因素，所以的篩選出適用的產(chǎn)電微生物步驟非常重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提出一種用于還原法和電子傳感器快速簡便的篩選出產(chǎn)電微生物方法。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種篩選產(chǎn)電微生物的方法，其特征在于，在微生物培養(yǎng)有菌落可見時，將已消毒好的氫離子或電子感受電極在無菌條件下插入培養(yǎng)基的菌落內(nèi)，所述氫離子或電子感受電極連接到信號檢測裝置上進行檢測。
優(yōu)選地，所述氫離子或電子感受電極垂直插入培養(yǎng)基的菌落內(nèi)。電極垂直插入菌落內(nèi)，使電極可以均勻接受周圍微生物代謝的產(chǎn)物氫離子或電子。優(yōu)選地，微生物培養(yǎng)12 48小時后，再插入氫離子或電子感受電極到菌落內(nèi)。優(yōu)選地，菌落插入氫離子或電子感受電極后，再繼續(xù)培養(yǎng)12 48小時進行檢測。本發(fā)明中，氫離子或電子感受電極是普通市售即可。在本文中，術(shù)語“培養(yǎng)基”指的是培養(yǎng)基是供微生物生長和維持用的人工配制的養(yǎng)料，一般都含有碳水化合物、含氮物質(zhì)、無機鹽(包括微量元素)以及維生素和水等，當然還可以添加抗菌素和色素。包括現(xiàn)有技術(shù)中各種液體培養(yǎng)基，或者可以加入瓊脂粉的液體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基，包括但不限為細菌培養(yǎng)基、放線菌培養(yǎng)基、真菌培養(yǎng)基、 霉菌培養(yǎng)基。且培養(yǎng)的溫度和濕度根據(jù)具體不同的微生物培養(yǎng)要求，可以進行適應(yīng)性的調(diào)難
iF. O在本文中，術(shù)語“微生物”指的是一切肉眼看不到或看不清楚，因而需要借助顯微鏡觀察的微小生物，具體包括原核微生物，如細菌、真核微生物，如真菌，及放線菌等種類。
相比于現(xiàn)有技術(shù)中的解決方案，本發(fā)明優(yōu)點是
I.操作簡單，由于本發(fā)明的方法實際上只需要將氫離子或電子感受電極在無菌條件下插入培養(yǎng)基的菌落內(nèi)中培養(yǎng)并檢測，操作步驟簡單、方便，耗時短，無需復(fù)雜儀器及特別技巧。2、準確性高，由于本發(fā)明是利用氧化還原反應(yīng)原理，能保證結(jié)果的正確，大大降低了假陽性結(jié)果出現(xiàn)的幾率。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述
圖I為本發(fā)明一實施例檢測的圖示。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例對上述方案做進一步說明。應(yīng)理解，這些實施例是用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進一步調(diào)整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。實施例I
選擇所用培養(yǎng)基配制好后和培養(yǎng)皿高壓消毒，在消毒后的培養(yǎng)皿中加入選擇好需要挑選產(chǎn)電菌的水1ml，再加入已溶化而溫度在50 56°C培養(yǎng)基10 30ml于12 48°C培養(yǎng) 12 48小時。培養(yǎng)皿中有菌落可見時，選擇已消毒好的氫離子或電子感受電極在無菌條件下垂直插入培養(yǎng)基的菌落內(nèi)，電極的一端連接到信號檢測裝置上進行檢測，再在12 48°C繼續(xù)培養(yǎng)12 48小時，當檢測端有強信號時就說明該菌落有電子傳遞到細胞壁外，則可以挑出該株細菌作為產(chǎn)電菌進行培養(yǎng)馴化及應(yīng)用試驗。如圖I所示，本發(fā)明的一實施例， 縱軸為檢測的電子信號強弱，橫軸為產(chǎn)電菌培養(yǎng)的時間。
上述實例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人是能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.篩選產(chǎn)電微生物的方法，其特征在于，在微生物培養(yǎng)有菌落可見時，將已消毒好的氫離子或電子感受電極在無菌條件下插入培養(yǎng)基的菌落內(nèi)，所述氫離子或電子感受電極連接到信號檢測裝置上進行檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的篩選產(chǎn)電微生物的方法，其特征在于，所述氫離子或電子感受電極垂直插入培養(yǎng)基的菌落內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的篩選產(chǎn)電微生物的方法，其特征在于，微生物培養(yǎng)12 48小時后，再插入氫離子或電子感受電極到菌落內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的篩選產(chǎn)電微生物的方法，其特征在于，菌落插入氫離子或電子感受電極后，再繼續(xù)培養(yǎng)12 48小時進行檢測。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種篩選產(chǎn)電微生物的方法，即在微生物培養(yǎng)有菌落可見時，將已消毒好的氫離子或電子感受電極在無菌條件下插入培養(yǎng)基的菌落內(nèi),一端連接到信號檢測裝置上進行檢測。由于本發(fā)明的方法實際上只需要將氫離子或電子感受電極在無菌條件下插入培養(yǎng)基的菌落內(nèi)培養(yǎng)并檢測，操作步驟簡單、方便，耗時短，無需復(fù)雜儀器及特別技巧。
文檔編號C12Q1/04GK102586388SQ20121005919
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者唐祖明, 戎非, 梅茜, 郁穎蕾, 顧忠澤 申請人:東南大學(xué)