微電極案例：使用H2S開發(fā)固定化硫化污泥表征的流式反應(yīng)器

本次分享一篇由加泰羅尼亞理工大學(xué)（UPC）研究團(tuán)隊(duì)在《Chemosphere》上發(fā)表的一篇學(xué)術(shù)論文Development of a flow-cell bioreactor for immobilized sulfidogenic sludge characterization using electrochemical H2S microsensors。本研究提出了一種流式反應(yīng)器（FCB），用于使用H2S微電極監(jiān)測生物膜內(nèi)實(shí)時(shí)H2S產(chǎn)生的硫酸鹽還原生物量表征。研究證明了使用H2S電化學(xué)微電極在FCB中表征固定化生物量進(jìn)行硫化活性表征的適用性，并確認(rèn)了有益的微生物群落轉(zhuǎn)變以及硫酸鹽還原細(xì)菌的富集。

在本文中，微電極被用作一種強(qiáng)有力的工具，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測生物反應(yīng)器中硫化氫（H2S）的濃度，以及在生物膜內(nèi)不同深度的H2S濃度分析。具體應(yīng)用如下：

1. 實(shí)時(shí)監(jiān)測H2S產(chǎn)生：流式反應(yīng)器（FCB）利用H2S微電極來監(jiān)測生物膜內(nèi)由硫酸鹽還原細(xì)菌（SRB）產(chǎn)生的H2S，從而實(shí)現(xiàn)對SRB活性的實(shí)時(shí)跟蹤。

2. 質(zhì)量傳遞和動力學(xué)研究：通過微電極測量，研究者能夠進(jìn)行質(zhì)量傳遞和動力學(xué)研究，這有助于理解固定化生物量在硫酸鹽還原過程中的行為。

3. 不同操作條件下的H2S剖面：通過改變?nèi)肟诹蛩猁}濃度，微電極被用來記錄在不同操作條件下生物膜內(nèi)H2S的濃度變化，以獲得H2S剖面。

4. H2S濃度梯度：在生物膜的不同深度處使用微電極測量H2S濃度，以識別生物膜內(nèi)的H2S濃度梯度。

智感環(huán)境是國內(nèi)為數(shù)較少能夠?qū)崿F(xiàn)微電極系統(tǒng)開發(fā)和商業(yè)化推廣的公司，并創(chuàng)新性地推出了微電極多通道分析系統(tǒng)，可以同步高分辨率檢測pH、DO、Eh、H2S等多種指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了我國在該技術(shù)領(lǐng)域的彎道超車。Easysensor微電極的設(shè)計(jì)特殊，它的穿刺能力可深入水體、生物膜、顆粒污泥、植物的根莖葉以及液體與固體的擴(kuò)散邊界層，為微生態(tài)和微區(qū)研究提供了強(qiáng)有力的工具。這款微電極的末端細(xì)至微米級別，在不破壞被測對象結(jié)構(gòu)和生理活性的前提下，快速刺入樣品內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對微環(huán)境的精確測量。