[發(fā)明專利]一種利用污水中大腸桿菌產(chǎn)海藻糖發(fā)電的酶生物燃料電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810944345.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-19
• 公開（公告）號(hào): CN109148924B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃和;徐陽(yáng)雪;江凌;朱麗英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M8/16
• 分類號(hào): H01M8/16;H01M4/88
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務(wù)所 32230
• 代理人: 徐蓓;尹妍

1.一種利用污水中大腸桿菌產(chǎn)海藻糖發(fā)電的酶生物燃料電池，其特征在于，所述酶生物燃料電池為雙室燃料電池，陰極室和陽(yáng)極室通過陽(yáng)離子交換膜隔開；陽(yáng)極室內(nèi)注入含海藻糖溶液作為陽(yáng)極液，陰極室內(nèi)注入30%過氧化氫溶液作為陰極液；所述酶生物燃料電池包括酶陰極和酶陽(yáng)極；

所述酶陽(yáng)極制備方式為：將清洗后的陽(yáng)極材料浸泡在經(jīng)全細(xì)胞透性化處理的生物工程大腸桿菌發(fā)酵液中，于35～40 ℃靜置2～16 h，取出后用超純水沖洗，再放入5～25 g/L的葡萄糖氧化酶GOx的超純水溶液中于35～40℃靜置16h，取出后用超純水沖洗，得到表面固定含有海藻糖水解酶TreA的生物工程大腸桿菌以及葡萄糖氧化酶GOx的酶陽(yáng)極；

所述酶陰極的制備方式為：將清洗后的陰極材料放入5 g/L膽紅素氧化酶BOD的超純水溶液中于35～40℃靜置16 h，取出后用超純水沖洗，得到表面固定膽紅素氧化酶BOD的酶陰極；

所述生物工程大腸桿菌的全細(xì)胞透性化處理方法步驟如下：

（1）取生物工程大腸桿菌接種到加氨芐的LB液體培養(yǎng)基中，測(cè)定OD600為0.6 - 0.8時(shí)加入IPTG誘導(dǎo)產(chǎn)酶，獲得發(fā)酵液，離心分離獲得濕菌體；

（2）向濕菌體中加入與發(fā)酵液等體積的0.1 - 0.4g/L的糖脂、脂肽或脂肪酸類生物表面活性劑溶液反應(yīng)，20 - 25℃，100-200 rpm下反應(yīng)30-60 min，獲取經(jīng)透性化處理的細(xì)胞；

（3）將經(jīng)透性化處理的細(xì)胞離心，用磷酸鹽緩沖液洗滌2次后，用1/2體積磷酸鹽緩沖液重懸，獲得經(jīng)全細(xì)胞透性化處理的生物工程大腸桿菌發(fā)酵液。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶生物燃料電池，其特征在于，所述步驟（1）中，加氨芐的LB液體培養(yǎng)基配方為：蛋白胨 10 g/L，酵母粉 5 g/L，氯化鈉 10 g/L，氨芐抗生素 0.1 g/L。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶生物燃料電池，其特征在于，所述步驟（2）中，生物表面活性劑溶液是利用0.04 mol/L的磷酸緩沖鹽溶液配制而成，且磷酸緩沖鹽體系中磷酸根濃度為0.01 - 0.04 mol/L。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酶生物燃料電池，其特征在于，所述陽(yáng)極材料和所述陰極材料為碳?xì)帧?/p>

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的酶生物燃料電池，其特征在于，所述碳?xì)值暮穸染鶠?.2–2mm。