帶有細菌和有機電子的活細胞

將細菌添加到電化學(xué)系統(tǒng)通常是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電的環(huán)境敏感手段。應(yīng)用包括水凈化，生物電子學(xué)，生物傳感器，以及燃料電池中能量的收集和儲存。該方法的小型化遇到的一個問題是高信號強度需要大電極和大量液體。

林雪平大學(xué)的研究人員以及美國加利福尼亞州伯克利市勞倫斯伯克利國家實驗室的同事現(xiàn)已開發(fā)出一種方法，將電活性細菌Shewanella oneidensis嵌入PEDOT：PSS，一種導(dǎo)電聚合物，在碳基質(zhì)上氈。

研究人員將結(jié)果稱為“多層導(dǎo)電細菌復(fù)合膜”，縮寫為MCBF。薄膜的顯微分析顯示細菌和導(dǎo)電聚合物的交錯結(jié)構(gòu)，其厚度可達80微米，比沒有這種特定技術(shù)時厚得多。

“我們的實驗表明，超過90%的細菌是可行的，并且MCBF增加了外部電路中的電子流動。當我們的薄膜用作微生物電化學(xué)電池中的陽極時，電流比它高20倍。當使用未修改的陽極時，并且至少持續(xù)幾天，“林雪平大學(xué)研究員兼科學(xué)報告最近發(fā)表的科學(xué)文章的主要作者之一GáborMéhes說。

以前的工作已經(jīng)測試了碳納米管以增加陽極表面積，但結(jié)果很差。

將生物過程與可讀電信號耦合的可能性也是有價值的，例如對于需要快速響應(yīng)時間，低能耗和使用許多不同受體的能力的環(huán)境傳感器。研究人員最近展示了如何利用Shewanella oneidensis產(chǎn)生電流來響應(yīng)砷，阿拉伯糖(一種糖)和有機酸等。

“這種技術(shù)代表了一種”活體電極“，其中電極材料和細菌合并成一個電子生物膜。隨著我們發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于細菌在我們自己的健康和健康中發(fā)揮的重要作用，這些活體電極很可能會變成用于開發(fā)新形式的生物電子技術(shù)和療法的多功能和適應(yīng)性工具，“有機電子實驗室有機生物電子學(xué)首席研究員Daniel Simon說。