[发明专利]一种固定化绿藻细胞的生物电极及其使用和测试方法

权利要求书

1.一种固定化绿藻细胞的生物电极，其特征在于：

将绿藻细胞与硅溶胶混合涂层固定于多孔电极材料上，构建绿藻生物电极。

2.按照权利要求1所述的生物电极，其特征在于：

在平面多孔电极材料上采用硅溶胶-凝胶方法固定绿藻细胞；

具体操作步骤如下：

1)硅溶胶的制备：取四乙氧基硅烷、PH＝2-3的HCl水溶液在室温下强烈搅拌形成酸性硅溶胶，用NaOH将硅溶胶pH调整为7.5-8.5备用；

2)取生长对数后期的绿藻藻细胞，重悬在硅溶胶中，充分混匀，用移液器吸取混合液平铺在多孔电极材料上，在空气中风干，即制备了绿藻生物电极。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于：

步骤(1)中硅溶胶的制备：取四乙氧基硅烷、PH＝2-3的HCl水溶液体积比为1∶8-10，搅拌时间为24-72h，酸性硅溶胶pH为2.2-2.4。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中电极材料为碳纸、不锈钢网或钛电极；混合液平铺在多孔电极材料上的厚度1-15微米。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中绿藻藻细胞在硅溶胶中的浓度为4000-30000万个细胞/mL。

6.一种权利要求1-5任一项所述的固定化绿藻细胞的生物电极的使用方法，其特征在于：

以制备的绿藻生物电极作为工作电极，对电极是铂电极或钛电极，将工作电极和对电极置于添加有电解质溶液的电解池中；在可见光存在下，在电解质溶液中加入电子介体实现绿藻细胞光反应中心与电极间的电子传递，在工作电极和对电极间可形成电势差；

加入电子介体终浓度为10-400μM。

7.按照权利要求6所述的使用方法，其特征在于：

电解质溶液为盐度为20-35。

8.按照权利要求6或7所述的使用方法，其特征在于：

绿藻为海水绿藻采用灭菌海水为电解质溶液，绿藻为淡水绿藻采用磷酸缓冲液为电解质溶液。

9.一种权利要求1-5任一项所述的固定化绿藻细胞的生物电极的测试方法，其特征在于：

以三电极体系并外加电压对电极进行测试；

制备的绿藻生物电极作为工作电极，与对电极及参比电极构成三电极体系，并在电解质溶液体系中加入终浓度为10-400μM电子介体，使用电化学工作站对电极进行测试；测试前通N₂排氧20min，且在整个测试过程中保持电解池搅拌体系无氧；对电极是铂电极或钛电极，参比电极是Ag/AgCl电极或甘汞电极；

电解质溶液为盐度为20-35；

绿藻为海水绿藻采用灭菌海水为电解质溶液，绿藻为淡水绿藻采用磷酸缓冲液为电解质溶液。

10.按照权利要求5或8所述的方法，其特征在于：电子介体为对苯醌、2，6-二甲氧基-1，4-苯醌或2，6-二甲氧基-1，4-苯醌中的一种或二种以上。