驯化电化学活性生物膜的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了驯化电化学活性生物膜的系统。该系统包括电解池、对电极组、参比电极组、生物阳极组，电解池的顶部设有盖体，电解池上部设有出液口、下部设有进液口，盖体上设有泄压口；对电极组中多个对电极分别独立地间隔设置在电解池的侧壁上并穿过电解池的侧壁伸入到电解池的容纳腔内；参比电极组中多个参比电极分别独立地间隔设置在盖体上并穿过盖体伸入到电解池的容纳腔内，参比电极的个数与对电极的个数相同；生物阳极组中多个生物膜载体沿对电极组间隔设置在电解池的侧壁上并穿过电解池的侧壁伸入到电解池的容纳腔内，每个对电极对应设置有至少一个生物膜载体。采用该系统能够批量式快速驯化得到多个孵育一致性高的EAB生物膜。的EAB生物膜。的EAB生物膜。

【技术实现步骤摘要】
驯化电化学活性生物膜的系统


[0001]本技术属于生物化学领域，具体而言，涉及驯化电化学活性生物膜的系统。

技术介绍

[0002]以电化学活性微生物(EAB)生物膜为核心的微生物电化学传感器(MEB)，可直接将水体中待测物质转导为生物电信号，具有检测迅速、灵敏度高、检测成本低、抗干扰能力强等优势，在生物医学及环境监测领域具有良好的应用前景。然而，EAB生物膜驯化时间长、往往需要多批次更换培养液，导致混菌体系中优势菌群不稳定，成熟EAB生物膜生物活性差异大，从而毒性检测重复性低，无法满足实际应用需求。

技术实现思路

[0003]本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的目的在于提出驯化电化学活性生物膜的系统，以解决驯化效率低、孵育得到的EAB生物膜的一致性差等问题中的至少之一。
[0004]在本技术的一个方面，本技术提出了一种驯化电化学活性生物膜的系统，该系统包括：
[0005]电解池，所述电解池的顶部设有盖体，所述电解池上部设有出液口、下部设有进液口，所述盖体上设有泄压口；
[0006]对电极组，所述对电极组包括多个对电极，多个所述对电极分别独立地间隔设置在所述电解池的侧壁上，并穿过所述电解池的侧壁伸入到所述电解池的容纳腔内；
[0007]参比电极组，所述参比电极组包括多个参比电极，多个所述参比电极分别独立地间隔设置在所述盖体上，并穿过所述盖体伸入到所述电解池的容纳腔内，所述参比电极的个数与所述对电极的个数相同；
[0008]生物阳极组，所述生物阳极组包括多个生物膜载体，多个所述生物膜载体沿所述对电极组间隔设置在所述电解池的侧壁上，并穿过所述电解池的侧壁伸入到所述电解池的容纳腔内，每个所述对电极对应设置有至少一个所述生物膜载体。
[0009]本技术的驯化电化学活性生物膜的系统具有以下有益效果：1、可以于相同的培养液环境和相同的培养条件下同时对多个生物阳极进行培养，利用该系统进行驯化的过程中，多个生物阳极所处的营养体系、温度、pH值等环境的一致性好，能有效避免多个单独的小电解池体系因菌群、溶氧、营养成分、温度等差异造成的生物膜孵育控制条件差异，进而导致驯化得到的EAB生物膜存在批间差和一致性差等问题；2、对电极、参比电极和生物阳极与电解池相对固定设置，有利于保持各电极之间距离不变，使各电极与培养液充分接触；3、能够批量式快速驯化得到多个孵育一致性高的EAB生物膜，提高孵育效率，缩短孵育周期；4、可以通过调节电解池的大小调节培养液的单次可供给量，以实现降低驯化过程中更换培养液的次数，甚至达到无需更换培养液的效果；5、利用该系统驯化生物膜的重复性高，且适用于大规模生产应用。
[0010]本技术上述实施例的驯化电化学活性生物膜的系统还可以具有如下附加的技术特征：
[0011]任选地，所述电解池包括至少一个电极组，每个所述电极组包括一个所述对电极、一个所述参比电极和至少一个所述生物膜载体。
[0012]任选地，多个参比电极沿所述盖体的周向均匀间隔设置，多个所述对电极沿所述电解池的周向间隔设置，位于不同电极组中的所述对电极与所述参比电极之间的距离相等，或者，以任一所述电极组中的所述参比电极和所述对电极之间的距离为基准，位于不同电极组中的所述参比电极和所述对电极之间的距离差大于0且小于或等于5％。
[0013]任选地，所述对电极的设置高度位于所述电解池的中部。
[0014]任选地，每个所述对电极对应设置有多个所述生物膜载体，多个所述生物膜载体沿所述电解池的高度方向间隔布置，和/或沿所述对电极的上下间隔布置。
[0015]任选地，所述生物膜载体负载有目标菌种。
[0016]任选地，所述电解池为圆柱形或多棱柱形。
[0017]任选地，所述电解池为圆柱形，所述电解池的内径与所述电解池的高度的比值不小于1；或者，所述电解池为正多棱柱形，所述电解池的对角线与所述电解池的高度的比值不小于1。
[0018]任选地，所述盖体与所述电解池可拆卸设置。
[0019]任选地，所述盖体与所述电解池之间还设有密封垫。
[0020]任选地，驯化电化学活性生物膜的系统还包括：恒电位仪，所述恒电位仪包括多个通道，每个所述通道连接一个所述电极组。
[0021]任选地，驯化电化学活性生物膜的系统还包括：磁力搅拌组件或电动搅拌组件，所述磁力搅拌组件包括磁力搅拌器和磁力搅拌子，所述电解池适于置于所述磁力搅拌器上，所述磁力搅拌子适于置于所述电解池内；所述电动搅拌组件包括旋转电机和搅拌杆，所述旋转电机设在所述电解池外，所述搅拌杆的一端伸入所述电解池内，另一端与所述旋转电机相连。
[0022]任选地，驯化电化学活性生物膜的系统还包括：存储池，所述存储池与所述电解池连通，且具有存储空间。
[0023]任选地，驯化电化学活性生物膜的系统还包括：泵送装置，所述泵送装置用于向所述电解池补液或排液提供动力。
[0024]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0025]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0026]图1是根据本技术一个实施例的驯化电化学活性生物膜的系统的结构示意图。
[0027]图2是根据本技术再一个实施例的驯化电化学活性生物膜的系统的结构示意图。
[0028]图3是根据本技术又一个实施例的驯化电化学活性生物膜的系统的结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0030]现有的EAB生物膜驯化方案存在有驯化时间长，往往经过多次换液才能完成，换液过程存在的较多难以控制的因素(如培养液溶解氧、温度、pH等)会导致混菌生物膜优势菌种差异、工作量大、工作效率低等问题。例如，有通过电解快速驯化生物阳极的方法，包括：A)配置阳极培养液，并连接生物阳极、恒压电源、电流监控元件和化学阴极构成微生物电解池回路，采用恒压电解模式开始第1驯化周期；B)当电流监控元件监测第1驯化周期的电解电流值降低时，断开电路并更换生物阳极培养液，调节恒压电源的电压开始第2驯化周期；C)重复B)的操作3次，完成初始驯化周期；之后再根据所需的产电能力，选择B)操作的重复次数，完成稳定驯化周期，该方法需要实时监测电解电流，当电流强度达到范围阈值就更换培养液，该驯化过程中不仅需要多次更换培养液，工作量大，而且换液易导致反应体系溶氧、温度等因素不稳定，极易造成批间差，同时其培养液还需要在特定的时间更换，操作复杂，且需实时监控，对操作人员要求较高。再例如，还有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种驯化电化学活性生物膜的系统，其特征在于，包括：电解池，所述电解池的顶部设有盖体，所述电解池上部设有出液口、下部设有进液口，所述盖体上设有泄压口；对电极组，所述对电极组包括多个对电极，多个所述对电极分别独立地间隔设置在所述电解池的侧壁上，并穿过所述电解池的侧壁伸入到所述电解池的容纳腔内；参比电极组，所述参比电极组包括多个参比电极，多个所述参比电极分别独立地间隔设置在所述盖体上，并穿过所述盖体伸入到所述电解池的容纳腔内，所述参比电极的个数与所述对电极的个数相同；生物阳极组，所述生物阳极组包括多个生物膜载体，多个所述生物膜载体沿所述对电极组间隔设置在所述电解池的侧壁上，并穿过所述电解池的侧壁伸入到所述电解池的容纳腔内，每个所述对电极对应设置有至少一个所述生物膜载体。2.根据权利要求1所述的驯化电化学活性生物膜的系统，其特征在于，所述电解池包括至少一个电极组，每个所述电极组包括一个所述对电极、一个所述参比电极和至少一个所述生物膜载体。3.根据权利要求2所述的驯化电化学活性生物膜的系统，其特征在于，多个所述参比电极沿所述盖体的周向均匀间隔设置，多个所述对电极沿所述电解池的周向间隔设置，位于不同电极组中的所述对电极与所述参比电极之间的距离相等，或者，以任一所述电极组中的所述参比电极和所述对电极之间的距离为基准，位于不同电极组中的所述参比电极和所述对电极之间的距离差大于0且小于或等于5％。4.根据权利要求1所述的驯化电化学活性生物膜的系统，其特征在于，满足以下三个条件中的至少之一：所述对电极的设置高度位于所述电解池的中部；每个所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈燕红，查凡，余梅，郭德音，
申请(专利权)人：广东盈峰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：