[发明专利]基于生物阳极/普鲁士蓝阴极的自供能可视化检测方法

摘要

本发明涉及一种基于生物阳极/普鲁士蓝阴极的自供能可视化检测方法，属于水体检测技术领域。解决了如何提供一种简化了检测设备，降低了能源的消耗，操作简便，响应更灵敏，检测结果可视化，检测成本更低的水体检测方法的问题。该方法先制备生物阳极和PB/ITO片，然后构建生物传感器，分别检测标准液和检测液，利用普鲁士蓝膜独特的电致变色性能及可逆的氧化还原行为，根据阳极微生物(酶)活性监测水体毒性、有机物浓度和生化需氧量的变化，水体对阳极微生物(酶)活性的影响可以完全表现在普鲁士蓝膜颜色变化的快慢及程度上，辅助紫外光谱仪或者荧光光谱仪还可以计算出毒性抑制率、有机物浓度和生化需氧量。

主权项

1.基于生物阳极/普鲁士蓝阴极的自供能可视化检测方法，其特征在于，步骤如下：步骤一、在阳极上富集稳定的产电菌或酶，得到生物阳极；步骤二、在ITO基底上沉积普鲁士蓝，得到PB/ITO片；步骤三、取双室生物传感器，先用2～200mM铁氰化钾溶液清洗阴极室，清洗液清洗阳极室，然后将阴极和步骤一得到的生物阳极分别置于阴极室和阳极室中，且阴极和生物阳极分别连接在负载电阻的两端，数据采集器的两端也连接电阻两端，再向阳极室加入标准液，阴极室加入2～200mM铁氰化钾溶液，当数据采集器显示的电压/电流上升至稳定状态，断开电路；步骤四、先取出阳极室和阴极室内的溶液，用清洗液清洗阳极室，并向阳极室加入与步骤三相同的标准液，用阴极电解液清洗阴极室，并向阴极室加入阴极电解液，然后取一片PB/ITO片，测试其吸光度Abs0后，用该PB/ITO片替换阴极，对阳极室除氧后，连接电路，反应1～80s后取出PB/ITO片，用去离子水冲洗，氮气吹干，测试其吸光度Abscon，计算吸光度变化δAbscon＝Abs0‑Abscon；步骤五、断开电路，先取出阳极室和阴极室内的溶液，用清洗液清洗阳极室，并向阳极室加入检测液，用阴极电解液清洗阴极室，并向阴极室加入阴极电解液，然后取另外一片PB/ITO片，测试其吸光度Abs0'，用该PB/ITO片替换阴极，对阳极室除氧后，连接电路，再反应与步骤四相同时间后取出PB/ITO片，用去离子水冲洗，氮气吹干，立即测试其吸光度Absx，计算吸光度变化δAbsx＝Abs0'‑Absx；步骤六、按照公式(1)计算抑制率I，依据抑制率I判断待测水样的毒性；I＝(1‑δAbsx/δAbscon)×100％  (1)式中，δAbscon是阳极溶液为标准液时PB/ITO片还原后的紫外吸光度变化值，δAbsx是阳极溶液为检测液时PB/ITO片还原后的紫外吸光度变化值；所述步骤三‑步骤五中，阳极室内加入的液体体积相等，阴极室内加入的液体体积相等，阴极电解液为pH＝6的0.1M KCl和0.1M KH2PO4的水溶液；标准液为有机物、磷酸盐、微量元素、维生素和去离子水的混合物；清洗液为不含有机物的标准液；检测液为以待测水样替换去离子水的标准液。