活着的,代谢增强的Bacillus subtilis细胞的电线与柔性氧化聚合物的电线连接

科学领域:

• 生物电化学 生物电化学
• 微生物燃料电池是一种微生物燃料电池.
• 生物传感器是一种生物传感器.

背景情况:

• 微生物和电极之间的高效电子转移对于生物电化学系统至关重要.
• 像Bacillus subtilis这样的阳性细菌,由于其厚厚的细胞壁,对直接电极通信构成挑战.

研究的目的:

• 调查柔性氧化还原聚合物的使用,以便有效地将Bacillus subtilis的电线连接到电极.
• 为了比较氧化还原聚合物的性能与可溶性介质的电子转移.

主要方法:

• 用Bacillus subtilis进行基因工程,以过度产生酸盐/酸氧降解酶 (呼吸复合物II).
• 两种不同的氧化还原聚合物 (基于Poly{1-vinylimidazole}和基于Poly{-vinylpyridine}) 作为电子转移媒介的应用.
• 在批量和流量分析模式中使用黄金和石墨电极测试电气通信,并以酸盐作为基质.

主要成果:

• 通过使用工程B. subtilis和氧化还原聚合物,在电流响应方面取得了显著的,多倍的改善.
• 这两种氧化还原聚合物都促进了细菌和电极之间的高效电子转移.
• 这项研究表明,媒介不需要穿透细胞质膜才能进行有效的通信.

结论:

• 奥斯氧化还原聚合物是有效的介质,可以在阳性细菌和电极之间建立电气通信.
• 细菌呼吸系统复合体的遗传修饰可以提高生物电化学性能.
• 这种方法提供了一个可行的策略,用于开发生物传感器和微生物燃料电池,利用阳性细菌.