[发明专利]一种通过反转产电菌的胞外电子传递方向强化其检测水质毒性的方法

权利要求书

1.一种通过反转产电菌的胞外电子传递方向强化其检测水质毒性的方法，其特征在于：该方法基于以具有双向胞外电子传递能力的产电菌为核心的微生物电化学水质毒性传感器，通过改变电极电势和添加电子受体反转产电菌的胞外电子传递方向，以产电菌利用反向胞外电子传递生长代谢时的输入电流作为检测水质毒性的电信号，提高产电菌检测水质毒性的灵敏度；所述产电菌为Shewanella oneidensis MR-1或Shewanella loihica PV-4；

所述方法具体步骤包括：

(1)构建含有工作电极、对电极、参比电极和电解池的三电极电化学系统；其中，所述的工作电极为边长1cm的正方形碳布，对电极为直径为0.5mm的铂丝，参比电极为Ag/AgCl电极，电解池的体积为10mL；

(2)利用LB培养基纯培养具有双向胞外电子传递能力的产电菌，将一定浓度的菌悬液加入到电化学系统中；其中，所述菌悬液的OD₆₀₀为1.0到2.0；

(3)静置一定时间，使产电菌吸附到工作电极上，之后倒掉菌悬液；

(4)无毒水样除氧和配液；其中，除氧是持续通入氮气不少于15min；配液是向水样中额外添加10mM的富马酸或氧化三甲胺作为电子受体，额外添加1g NaHCO₃、0.13g KCl、0.027gCaCl₂·2H₂O、0.2g MgCl₂·6H₂O、5.85g NaCl和7.2g HEPES；

(5)将经过步骤(4)处理后的无毒水样加入至电化学系统中，通过施加特定电势使产电菌利用反向胞外电子传递维持能量代谢，监测并记录电化学系统输入电流；

(6)待测水样除氧和配液；

(7)将除氧后的待测水样加入至电化学系统中，通过施加特定电势使产电菌利用反向胞外电子传递维持能量代谢，监测并记录电化学系统输入电流；

(8)比较步骤(5)和步骤(7)的系统输入电流，判断待测水样水质有无毒性及毒性程度；

其中，步骤(5)和(7)所述电势范围为-0.4V到-0.6V，相对于Ag/AgCl参比电极，监测电化学系统输入电流时间为20-30min。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(8)根据公式(1)计算电流偏离系数DR_i，以评价水质毒性：

DR_i＝100×(I_b-I_a)/I_b (1)

其中I_b为步骤(5)监测并记录电化学系统输入电流的平均值，I_a为步骤(7)监测并记录电化学系统输入电流的平均值，当10＞DR_i≥0时，则判断水样水质无毒；当20＞DR_i≥10时，则判断水样轻微有毒；当DR_i≥20时，则判断水样严重有毒。