[发明专利]一种微生物电化学传感器的制备方法、使用方法及应用

权利要求书

1.一种微生物电化学传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

取第一隔膜、具有相对设置的第一框口和第二框口的第一箱框和具有相对设置的第三框口和第四框口的第二箱框，将第一箱框的第一框口紧贴于所述第一隔膜的一侧，第二箱框的第三框口紧贴于所述第一隔膜的另一侧，并且将两框口相对压合；

通过第一箱框的第二框口将第一金属网嵌入第一箱框内直至第一隔膜处，通过第二箱框的第四框口将第二金属网嵌入第二箱框内直至第一隔膜处；

在第一箱框和第二箱框的侧框壁上均开孔，将第一导线一端通过第一箱框开孔与第一金属网连接，另一端连接外接电源的正极，将第二导线的一端通过第二箱框开孔与第二金属网连接，另一端连接外接电源的负极，第二导线上串联外接电阻，电压采集器并联于外接电阻上；

通过第一箱框的第二框口向所述第一箱框内填充导电粉，用第二隔膜分别封装第一箱框的第二框口及第二箱框的第四框口，并在第一箱框的侧框壁上开设用于向第一箱框内注入产电微生物的注入口。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一隔膜和第二隔膜均为玻璃纤维毡，所述玻璃纤维毡的厚度为0.1-0.5 mm；所述第一隔膜为紧密压合在一起的三层玻璃纤维毡。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一金属网为不锈钢网或钛网，所述第一金属网的厚度为0.5-2 mm；

所述第二金属网为不锈钢网或钛网，所述第二金属网的厚度为0.5-2 mm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电粉为石墨粉，所述石墨粉的目数为20-200目；

所述第一箱框和第二箱框均为有机玻璃或聚四氟乙烯的方框；

所述外接电阻的电阻为5-10 Ω。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述第一箱框的侧框壁上开设放置参比电极的放置口，所述参比电极通过放置口插入导电粉中；开孔、放置口和注入口均同侧设置；所述参比电极为Ag/AgCl或饱和甘汞参比电极。

6.权利要求1-4中任一项所述的制备方法制得的微生物电化学传感器的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

按第一箱框的第二框口或第二箱框的第四框口的框口面垂直于地下水流方向插入土壤饱水层中，使地下水垂直流过第二框口进入所述第一箱框内；

在微生物电化学传感器的周围覆土；

通过注入口向第一箱框内注入产电微生物，启动微生物电化学传感器，待电压采集器输出电压平稳后，即可检测土壤地下水中的污染物。

7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于，所述微生物电化学传感器的启动时间为3-10天。

8.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于，所述产电微生物为土壤土著微生物经驯化，筛选，定向培育得到；

其中，所述驯化是指应用上述微生物电化学传感器在污染物的氛围下，依托水流使土壤土著微生物富集于石墨粉上，待传感器传出的信号稳定时，即表明土壤土著微生物的驯化完成；所述污染物参照《地下水质量标准》GBT-14848-2017；

所述筛选是指驯化完成后，将石墨粉取出，通过刮取或振荡筛取得微生物膜，进行扩增培养；

所述定向培育是指将上述扩增培养得到的微生物移植至新鲜的培养基中再次进行扩增培养即得产电微生物；

所述扩增培养的培养基为牛肉膏琼脂培养基。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的使用方法，其特征在于，所述土壤地下水中的污染物为钡、镉、铬、锰、铅、砷、铜、锌或苯系物中的至少一种。

10.权利要求1-5中任一项所述的制备方法制得的微生物电化学传感器在土壤地下水中钡、镉、铬、锰、铅、砷、铜、锌或苯系物污染预警中的应用。