[发明专利]一株类肺炎克雷伯菌及其在制备微生物燃料电池中的应用

说明书

一株类肺炎克雷伯菌及其在制备微生物燃料电池中的应用，属于微生物燃料电池领域。本发明所述类肺炎克雷伯菌（Klebsiella quasipneumoniae）SP.203菌株保藏于中国普通微生物菌种保藏中心，保藏编号为CGMCC No.19001。类肺炎克雷伯菌（Klebsiella quasipneumoniae）SP.203具备产电性能，可在微生物燃料电池中应用。本发明拓展了产电微生物的范围，探究了该菌株产生电子中介体和形成生物膜进行胞外电子转移的能力，并对该菌产生的电子中介体进行了进一步的检测。

技术领域

本发明涉及微生物燃料电池领域，具体涉及一株类肺炎克雷伯菌及其在制备微生物燃料电池中的应用。

背景技术

21世纪，能源短缺是世界各国普遍关注的问题，能源问题已经成为人类社会共同面临的巨大挑战，亟需寻找新的能源技术。在此背景下，可再生能源的开发与研究作为解决能源问题的重要途径，日益得到各国的重视。可再生能源主要包括太阳能、风能和生物质能的开发利用。其中，生物质能因为清洁、低碳、原料丰富等特点，被誉为“第四大”能源，近年来得到了快速发展。微生物燃料电池（Microbial fucl cell，MFC）因能以微生物为催化剂，通过降解有机底物，将化学能转化为电能的特性，得到了科研工作者的广泛关注。

微生物燃料电池工作原理主要是电化学活性微生物通过利用底物进行代谢，产生电子、质子及其他代谢产物，电子和质子传递至阴极产生还原反应。微生物燃料电池的电化学性能主要取决于三个因素：电池构建，运行环境和系统的生物组成部分。其中，电化学活性微生物是提高微生物燃料电池产电性能的关键。

电化学活性微生物主要通过生物膜接触、纳米导线和电子中介体进行胞外电子转移（Extracellular Electron Transfer，EET)。类肺炎克雷伯菌作为一种被广泛研究的致病性菌，其电化学活性的研究极少，并且在已有资料中，未见关于类肺炎克雷伯菌电子中介体及其电子中介体代谢途径的研究。

发明内容

解决的技术问题：针对目前对于类肺炎克雷伯菌电化学活性及其电子中介体相关研究较少的现状，本发明提供一株类肺炎克雷伯菌及其在制备微生物燃料电池中的应用，所述类肺炎克雷伯菌具有产生电子中介体进行胞外电池传递的能力，能够应用于微生物燃料电池的制备。

技术方案：一株类肺炎克雷伯菌（Klebsiella quasipneumoniae）SP.203，其保藏编号为CGMCC No.19001。本发明所述类肺炎克雷伯菌SP.203来自徐州污水厂附近活性污泥。在湿地微生物燃料电池（CW-MFC）运行四周期后，从电池阳极富集电化学活性菌，经分离纯化及厌氧培养筛选后得到。该菌株为兼性厌氧菌、杆状、革兰氏阴性。

上述的类肺炎克雷伯菌SP.203在制备微生物燃料电池及检测该菌电子中介体中的应用。

作为优选，所述微生物燃料电池是质子交换膜间隔的双室微生物燃料电池，阴极与阳极均为载铂碳纸，质子交换膜为N117。

作为优选，具体应用步骤如下：

步骤一.将类肺炎克雷伯菌SP.203接种于柠檬酸铁培养基中，于厌氧培养箱中培养，到对数期中期；

步骤二.将步骤一培养后的菌接入微生物燃料电池的阳极室，微生物燃料电池的阳极室包括阳极、阳极液和类肺炎克雷伯菌SP.203，类肺炎克雷伯菌悬浮生长在阳极液中，或附着在阳极表面；

步骤三.接种后，运行微生物电池一直到输出电压达到最大值，在每周期输出电压降到200 mV以下时进行换液，更新阳极液和阴极液，换液时，取各个周期的阳极液离心后的上清，进行循环伏安法分析；

步骤四. 取产生最大电压并保持稳定时的上清，进行气相色谱-质谱联用技术分析，即可检测类肺炎克雷伯菌SP.203代谢的电子中介体。