第一作者：農雅芝 碩士生

通訊作者：劉冰川 博士、付傑 教授

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

論文鍊接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135424004688

近日，我院付傑教授團隊在環境領域頂級學術期刊Water Research上發表了題為 “Low temperature acclimation of electroactive microorganisms may be an effective strategy to enhance the toxicity sensing performance of microbial fuel cell sensors” 的研究論文。微生物燃料電池（MFC）傳感是一種很有前途的實時檢測水體生物毒性的方法，但傳感靈敏度低，限制了其應用。該研究采用低溫馴化作為提高MFC生物傳感器毒性傳感性能的策略。兩種類型的MFC生物傳感器在低溫（10 °C）或室溫（25 °C）下啟動，分别表示為MFC-Ls和MFC-Ws，使用Pb2+作為目标毒性物質。在低溫（10 °C）和室溫（25 °C）操作溫度下，與MFC-Ws相比，MFC-Ls對Pb2+均表現出優異的傳感靈敏度。例如，在10 °C下，1 mg/L Pb2+沖擊時，MFC-Ls的電壓抑制率為22.81%，而MFC-Ws的電壓抑制率僅為5.9%。形态觀察表明，與MFC-Ws相比，MFC-Ls的陽極生物膜具有适量的胞外聚合物、較薄的厚度（MFC-Ls為28.95 μm，MFC-Ws為41.58 μm）和較高的活細胞比例（MFC-Ls為90.65%，MFC-Ws為86.01%）。微生物分析表明，嗜冷電活性微生物和低溫酶的富集及其對Pb2+沖擊的敏感性是MFC-Ls生物傳感器有效運行和良好性能的基礎。總之，電活性微生物的低溫馴化不僅提高了MFC生物傳感器的靈敏度，而且提高了其溫度适應性。