生物电化学

生物电化学即运用电化学的技术、原理和理论来研究生物学事件。本文对生物电化学的研究范围及其在生物伽伐尼电池、生物燃料电池、传感器电极、膜电位等领域中的应用作了简单介绍。     

石墨烯在电化学生物传感器领域的研究进展

石墨烯以其高的导电性、大的比表面积和良好的生物相容性等优点在电化学领域得到了广泛研究。本文介绍了近5年来石墨烯材料在电化学生物传感器领域的研究进展,简单探讨了石墨烯发展存在的问题。     

电化学生物传感器的应用

电化学生物传感器是在科学与技术综合化发展进程中产生的交叉学科,涉及电化学、生物学、光学、医学、电子技术及热学等众多学科。电化学生物传感器在生物医学、环境监测、食品科学、医药工业等众多领域得到了广泛的应用。     

胆红素氧化酶的生物电化学特性研究进展

从胆红素氧化酶的结构、来源、生物电催化的反应机制（铜离子活性中心的氧化还原电势、直接和介体参与的电子传递）、修饰电极的材料、固定化技术以及在生物燃料电池中的应用等方面介绍了胆红素氧化酶,提出了胆红素氧化酶的结构与来源、生物电催化,胆红素氧化酶燃料电池和胆红素氧化酶在电化学中的应用。     

纳米材料在电化学生物传感器方面的研究进展与应用

电化学生物传感器是一种利用生物体对特定物质进行选择性识别而开发出的新型化学传感器,它的设计巧妙、构型新颖、用途多样。近年来,为了提高传感器的灵敏度,增加其检测速度,使传感器的稳定性提高并缩小体积,基于纳米材料开发的电化学生物传感器成为分析领域的热点。本文着重介绍纳米材料在电化学生物传感器上的研究与应用。     

拟除虫菊酯的电化学与生物传感器检测的研究进展

电化学具有成本低、灵敏度高、仪器小巧等优点。近年来,构建基于检测拟除虫菊酯的电化学传感器已经成为一个热门的研究领域。简要评述了1996年以来检测拟除虫菊酯的电化学及生物传感器的研究进展,包括汞电极、修饰电极、分子印迹传感器、酶传感器、免疫传感器和DNA传感器等内容。     

生命化学领域的电化学研究进展

基于生命过程大都与电流和电势的变化密切相关,因此,伴随着近年来电化学理论和实验技术的不断发展与完善,不但使生命现象中的电化学过程成为生命化学的研究重点之一,也使得电化学实验方法成为对生命科学领域进行研究的重要手段。本文归纳和总结了近10年来生命科学和电化学相结合领域的研究现状,内容涉及生物电化学传感器、生物分子和生物膜等方面,并给出这些方面的最新研究进展。     

电化学-膜生物反应器强化污废水处理的研究进展

电化学耦合膜生物反应器（EMBR）是新兴的污废水处理技术,除了能够高效去除常规污染物,EMBR在去除微污染物和病原微生物、缓解抗生素抗性基因增殖、控制膜污染和回收生物能源与资源等方面也具有显著的优势。综述了EMBR工艺的原理及特点、污废水处理效能、能源与资源回收效果、膜污染控制和技术挑战。为了推动EMBR的工程应用,未来仍需开发具有高导电性、生物相容性的电极材料,优化反应器构型和操作条件,以持续提升对污废水的处理效能。     

环境监测工作中生物电化学的应用分析

近些年来,随着生物电化学学科的进一步发展,生物电化学在各个行业领域之中的实际应用变得更为广泛,逐渐获得相关人员的关注与重视。比如,在临床诊疗、药物研究以及环境监测等多个方面,都可以发挥出其自身的关键作用。本文主要针对环境监测之中生物电化学的具体应用展开以下相应分析与阐述,希望具有一定借鉴价值。     

生物电化学脱氮系统构建和影响因素的最新研究进展

生物电化学脱氮技术是一种以电化学活性细菌作为催化剂的污水处理技术,因其绿色、环保、节能的特点而备受关注。本文介绍了不同脱氮技术的机理,从脱氮性能、成本、二次污染大小和污染物转化率等角度对现有脱氮技术进行评价,指出了生物电化学脱氮技术的优势和应用前景;重点综述反应器运行参数、溶液组分、脱氮生物膜的培养方式、生物电化学脱氮系统内菌种构成等因素对生物电化学脱氮系统的影响,并提出了优化脱氮系统的方法;同时总结了生物电化学脱氮技术在处理屠宰场废水、焦化废水和含高氯酸盐废水等方面的应用现状。研究表明：从脱氮系统内不同微生物的角度,尤其是电活性微生物角度探究生物电化学脱氮过程的机理,调控脱氮生物膜的形成和改变脱氮系统运行参数,是改进生物电化学脱氮技术的有效途径。     

漂浮电极生物电化学系统处理城市污水

构建一种新型的漂浮电极生物电化学系统(BES),阴极和阳极均采用不锈钢材料。研究该BES在不曝气条件下对城市污水的处理效果,并与传统的曝气池进行比较。实验表明:该BES处理城市污水是可行的,与传统曝气法相比能够显著降低能耗;水力停留时间为18 h时,BES出水COD在35~70 mg/L,COD的去除率达88%,同等条件下曝气池的去除率为92%;在阴极和阳极间10电阻两端电压最高为106 mV;BES出水的pH、电导率(EC)和氧化还原电位(ORP)稳定,略高于曝气池出水。     

厌氧氨氧化-生物电化学耦合废水处理系统的研究进展

厌氧氨氧化-生物电化学耦合废水处理系统（Anammox-BES）是一种极具发展潜力的污水脱氮技术,兼有无机氮污染物和有机污染物的去除与能量回收的优势,近年来已成为研究的热点。本文总结了现有Anammox-BES的主要类型和反应机理;综述了影响Anammox-BES的主要因素,包括电极材料、电极电位、温度、pH、溶解氧、有机物和接种物等;总结了Anammox-BES的研究现状,并在脱氮性能以及能量消耗等方面与传统Anammox工艺进行了比较。大量研究结果显示,绝大部分Anammox-BES的脱氮过程为厌氧氨氧化、硝化、反硝化以及微生物产电等多种过程的耦合,系统整体脱氮效率高。然而,由于影响Anammox-BES系统性能的因素众多,并且能量回收率低,在实际废水处理方面尚未得到广泛应用。因此,在今后的研究中,需要继续开发增强厌氧氨氧化菌产电能力的技术手段,以实现废水脱氮的同时回收蕴藏于铵盐中的化学能;对于现有Anammox-BES,仍需开发具有高导电性、生物相容性以及比表面积的阳极材料,并进一步优化操作条件,以提高系统脱氮、产电性能以及稳定性。     

电化学生物传感器在检测癌症标志物中的应用进展

对电化学生物传感器作为一种新兴的癌症早期诊断技术进行了总结,回顾过去,讨论针对多种癌症生物标志物的电化学生物传感器的最新进展,以应对电化学生物传感器当前在检测不同类型癌症生物标志物方面面临的挑战。     

电化学强化MBR厌氧阶段研究进展

膜生物反应器(MBR)之所以近些年来发展较快,是因为它作为一种高效污水处理技术,有着出水质量好、使用时间长、可以固液分离、易于操作等特点。在这项工艺当中,它涵盖了两方面技术,一是膜分离技术,可以有效减缓膜污染;二是膜生物反应器技术,亦如中空纤维膜在膜生物反应器中可以使用很长时间,节约成本的同时,保持着污泥的活性以及浓度都较高,有利于有机物的生物分解。本文基于MBR相关概念及应用基础上,对电化学强化MBR厌氧阶段的研究作综论探讨。     

生物电化学技术在废水处理领域的研究

简要介绍了生物电化学系统（BES）的原理和分类,归纳总结了各种操作参数包括电压、电极材料、操作和工艺条件对BES性能的影响。重点介绍了国内外学者利用该技术在废水处理领域的研究进展,并对BES在废水领域的未来发展趋势进行了展望。     

基于生物电化学原理的生物制氢研究进展

清洁能源对于缓解能源环境压力有重要意义,而生物电化学研究在清洁能源领域受到人们重视。生物电化学是以生物体系的研究及其控制和应用为目的,并融合了生物学、电化学和化学等多门学科交叉形成的一门独立的学科,是在分子水平上研究生物体系荷电粒子(可能包括非荷电粒子)运动过程所产生的电化学现象的科学。在能源环境领域,生物电化学研究环境有机污染物化学能回收,如微生物电解池(microbial electrolysis cells,MECs),氢能的回收同时完成污染物的处理。本文介绍了微生物电解池制氢的基本原理、电极材料产氢评价指标;MECs系统不同结构对产氢效能的影响的比较,MECs实际应用中所存在的问题;提出了今后微生物电解池在制氢方面的发展趋势和研究方向及在制氢方面的应用前景。     

壳聚糖的性能及在电化学生物传感器中的应用

壳聚糖又称脱乙酰甲壳素,是由自然界广泛存在的几丁质（chitin）经过脱乙酰作用得到的,化学名称为聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖,属带阳离子性质的碱性多糖。壳聚糖作为资源富足、作用普遍的高分子化合物,兼有生物相容性和可生物降解等特点,被广泛运用于医药、食品、化工、化妆品等领域。利用壳聚糖成膜性较好及其特有的表面基团,采用吸附法、共价交联法等方法,壳聚糖可以与其它活性材料形成复合膜作为固定基质修饰电极。本文介绍了壳聚糖的结构、物理化学性质、常见的制备方法,综述了基于壳聚糖的电化学生物传感器在医学领域、环境监测和食品安全中的应用.     

中性红的光谱电化学研究

用ＦＯＳＥＣＳ研究了中性红的光谱电化学特性，测定了它的热力学函数、条件平衡常数和参加电极反应的Ｈ＾＋数，其结果与文献值一致。     

生物法除去废水中硝酸盐的研究进展

废水中的硝酸盐给人类及动物带来了不利的影响而受到日益重视,生物反硝化脱氮法可以很好地将硝酸盐化合物还原为对人类无害的氮气.首先叙述水污染物硝酸盐以及由其引起的一系列问题,然后再讨论除去硝酸盐的各种方法和研究进展,最后,介绍一种有效的处理各种不同含氮废水的方法--生物电化学脱氮法.     

硅材料上的电化学生物传感器测定双酚A

开发了一种用于双酚A检测的,高度灵敏的电化学生物传感器。通过将双酚A受体固定在硅电极表面结合电化学阻抗谱来达到检测双酚A的目的。电化学阻抗谱表明:在以5.0 mM K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6(1∶1,n/n),0.05 M磷酸盐的缓冲液为电解质溶液中,发现当双酚A与制备的生物传感器上的双酚A受体结合后,其电荷转移电阻减小了,并且其电荷转移电阻与双酚A的浓度在一定范围内呈线性变化,其检测限低至1.5×10-11M。该研究所制备的双酚A生物传感器较其他双酚A的检测方法检测极限更低,较其他生物传感器更稳定。