一种微生物产电能力快速评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微生物燃料电池领域，特别涉及一种快速检测微生物产电能力的方 法。
【背景技术】
[0002] 微生物燃料电池（Microbialfuelcell，简称MFC)是以产电微生物为生物催 化剂，直接将阳极燃料的化学能转化为电能的一种特殊的燃料电池。也是一种将废水中有 机物转化为清洁能源-电能的新型生物处理技术，它可以利用废水中含有的大量有机污 染物为微生物提供足够的能量和电子。将其应用在污水处理领域，MFC和成熟的处理工艺 结合，不仅能有效的去除废水中的小分子有机物，降解复杂的大分子有机物等，还可以净化 氮、硫，同时产生电能，集产电与污水净化为一体，具有十分光明和诱人的应用前景。
[0003] 近年来，国内外学者围绕如何提高微生物燃料电池（MFC)的产电性能开展了多方 面的基础性研究，在关于电极材料的种类及性质、膜构件特性、底物能量转化、反应运行条 件、微生物种类及代谢途径等方面取得了重要成果。其中，产电微生物（Electricigens)是 微生物燃料电池的核心要素，筛选高效的产电微生物以及构建多功能的产电微生物群具有 重要意义。然而目前已经得到纯化分离的产电微生物只有不足十种，其关键原因之一就是 检测周期长，严重制约了对于阳极产电过程和产电机理的进一步研究。因此，亟需一种更加 快速简便的检测方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种快速检测微生物产电能力的方法。
[0005]为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：本发明利用产电微 生物的产电机制和其对染料降解机制一致性，将微生物于培养液中培养至对静止期，加入 到含偶氮染料的培养液中继续培养，每隔一定时间测量偶氮染料的含量，通过偶氮染料的 消失速度评价微生物产电能力，其特征在于，含偶氮染料的培养液中还加入了一定量的微 生物产电促进剂。
[0006] 所述微生物产电促进剂为N，N-二甲基对苯二胺或5-磺酸基邻氨基苯甲酸，使用 浓度为l~10ppm;偶氮染料为RB160、RB198、RB5中的一种，染料浓度为200~800ppm;加入偶 氮染料后继续培养的时间为6~12h，偶氮染料含量的测定时间间隔10~30min。
[0007] 相比于现有技术中的解决方案，本发明优点是： 1.操作简单。由于本发明的方法实际上只需要将微生物于培养液中培养至静止期，加 入到含偶氮染料的培养液继续培养，每隔一定时间用肉眼或者分光光度法测量偶氮染料的 含量，通过偶氮染料的消失速度评价微生物产电能力。操作步骤简单、方便，无需复杂仪器 及特别技巧。
[0008] 2.所需周期短。由于本发明最短只需要18个小时就能对微生物的产电能力做出 初步判断，克服了以往组装MFC电池在实际运行中需要经过驯养十几天甚至一个月才能 检测产电性能的缺点。
[0009] 3.对单一菌种和混合菌种同样适用，克服了培养皿中培养菌落时菌群容易分离纯 化，无法检测复杂的微生物体系的缺点。
[0010] 4.在检测体系中加入N，N-二甲基对苯二胺或5-磺酸基邻氨基苯甲酸，利用其在 微生物体内的特殊代谢原理，可促进微生物产电，并稳定偶氮染料消失速度，保证了检测结 果的可靠性。
[0011] 5.采用有一定毒性的N，N-二甲基对苯二胺或5-磺酸基邻氨基苯甲酸作为产电促 进剂，可以在一定程度上杀死较脆弱的不耐毒性的菌种，避免了前期测试结果微生物产电 量高但无法实际应用的缺陷。
【具体实施方式】
[0012] 以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明 本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体条件做进一步 调整，未注明的实施条件为常规实验中的条件。
[0013] 以下实施例所用偶氮染料RB160、RB198、RB5产自台湾永光染料，工业级别；所用 制霉菌素片产自山东鲁抗医药股份有限公司，规格为50万单位；所用LB培养基的配方：酵 母提取物5g，蛋白胨10g，NaCl5g，其中酵母提取物和蛋白胨产自北京奥博星生物技术有 限责任公司，级别为生物试剂，用前高温灭菌；其他试剂采用分析纯级别。
[0014] 实施例1 前处理：将烟台逛荡河取来的新鲜水样100mL事先加入8200unit/L制霉菌素片 以抑制霉菌滋生，并于30°C、125rpm条件下摇瓶培养0.5h，以完全混合均勾； 前培养：取上述混合菌液〇. 5mL加入50mL的LB溶液中，于30°C、125rpm条件下 摇瓶培养12h至静止期。 脱色观察：取前培养后得混合菌液0. 5mL加入到含800ppm的RB160染料和lppm的N，N-二甲基对苯二胺的5mLLB溶液的试管中，同时以仅加染料、N，N-二甲基对苯二胺的 LB溶液而未加菌液的试管做为空白对比，放入恒温箱30°C下摇瓶培养6小时，同时每隔 lOmin肉眼观察染料消失情况。
[0015] 实施例2 前处理：将从烟台高新区苹果园中取来的土样20g加入到含8200unit/L制霉菌素 片的浓度为10gL1的NaCl溶液中，于30°C、125rpm条件下摇瓶培养0. 5h，完全释放 出土样中的微生物并使其混合均匀。
[0016] 前培养：取上述混合菌液0· 5mL加入50mL的LB溶液中，于30°C、125rpm条 件下摇瓶培养12h至静止期。 脱色观察：取前培养后得混合菌液0. 5mL加入到含800ppm的RB198染料和lppm的 5-磺酸基邻氨基苯甲酸的5mLLB溶液的试管中，同时以仅加染料、5-磺酸基邻氨基苯甲 酸的LB溶液而未加菌液的试管做为空白对比，放入恒温箱30°C下摇瓶培养6小时，同时 每隔lOmin肉眼观察染料消失情况。
[0017] 实施例3 前培养：取纯菌液0. 5mL加入50mL的LB溶液中，于 30°C、125rpm条件下摇瓶培养12h至静止期。
[0018] 二次前培养：取上述前培养后的Z/efeieWa/wei/mwiae纯菌液0. 5mL加入50 mL的LB溶液中，于30°C、125rpm条件下摇瓶培养12h至静止期。
[0019] 脱色观察：取二次前培养后的纯菌液0. 5mL加入到含 200ppm的RB5染料和lOppm的5-磺酸基邻氨基苯甲酸的5mLLB溶液的试管中，同时以仅 加染料、5-磺酸基邻氨基苯甲酸的LB溶液而未加菌液的试管做为空白对比，放入恒温箱 30°C下摇瓶培养12小时，同时每隔30min肉眼观察染料消失情况。
[0020] 实施例4 前培养：取敵was 纯菌液0· 5mL加入50mL的LB溶液中，于 30°C、125rpm条件下摇瓶培养12h至静止期。
[0021] 二次前培养：取上述前培养后的aeri/giflasa纯菌液0. 5mL加入 50mL的LB溶液中，于30°C、125rpm条件下摇瓶培养12h至静止期。
[0022] 脱色观察：取二次前培养后的aeri/giflasa纯菌液0· 5mL加入到 含400ppm的RB160染料和5ppm的5-磺酸基邻氨基苯甲酸的5mLLB溶液的试管中，同时 以仅加染料、5-磺酸基邻氨基苯甲酸的LB溶液而未加菌液的试管做为空白对比，放入恒 温箱30°C下摇瓶培养12小