산화중수소를 이용한 미생물 전자 수송에 대한 동위원소 효과 측정

전기 활성 미생물의 단층 생물막으로 덮인 전도성 전극 표면을 포함하는 전기화학 챔버로 시작합니다.

이 미생물은 외막 시토크롬을 활용하여 세포외 전자 수송(EET)을 통해 세포내 전자를 전극으로 전달하여 전류를 생성합니다.

이 전자 흐름은 양성자 전달과 결합되어 멤브레인을 가로질러 전하 균형을 유지합니다.

테스트 챔버에 소량의 산화중수소 또는 D₂O를 도입합니다.

중수소는 양성자를 대체하고 천천히 이동하여 양성자 결합 전자 전달을 줄이고 전류를 감소시킵니다. 미생물 적응은 부분적인 전류 회복으로 이어집니다.

증가하는 농도의 D₂O를 순차적으로 추가하고 전류 변화를 모니터링합니다.

제어 챔버에서 동일한 부피의 H₂O를 추가하여 전자 흐름을 지원하고 전류를 안정화하는 빠르게 움직이는 양성자를 공급합니다.

D₂O와 H₂O가 있는 상태에서 전류 생성의 비율인 동위원소 효과를 계산하여 양성자 전달이 전기 활성 생물막에서 EET에 영향을 미치는지 확인합니다.

Shewanella MR-1의 단층 생물막에서 현재 생산량이 안정적이고 급격히 증가하지 않는지 확인합니다. 전류가 급격히 증가하면 5분에 걸쳐 10% 증가하여 전류가 안정될 때까지 기다리십시오.

반응기에서 농도가 0.5부피 % D₂O가 되도록 주사기를 사용하여 40마이크로리터의 무산소 50부피 % D₂O를 전기화학 반응기에 매우 천천히 부드럽게 첨가합니다.

D₂O 첨가로 인한 생물막 손상을 방지하려면 D₂O 드롭 주입하십시오. 전류가 안정화될 때까지 기다린 다음 D₂O를 최대 4.0 부피 퍼센트까지 추가하여 현재 생성과 D₂O 및 H₂O의 존재 비율인 KIE 값을 얻습니다.

동일한 양의 H₂O 첨가가 현재 생산에 미치는 영향을 확인하십시오.