Pomiar kinetycznego wpływu izotopów na transport elektronów drobnoustrojów za pomocą tlenku deuteru

Zacznij od komór elektrochemicznych zawierających przewodzącą powierzchnię elektrody pokrytą jednowarstwowym biofilmem elektroaktywnych mikroorganizmów.

Drobnoustroje te wykorzystują cytochromy błony zewnętrznej do przenoszenia elektronów wewnątrzkomórkowych do elektrody poprzez zewnątrzkomórkowy transport elektronów lub EET, generując prąd.

Ten przepływ elektronów jest sprzężony z transferem protonów w celu utrzymania równowagi ładunku przez membranę.

W komorze testowej wprowadź niewielką objętość tlenku deuteru lub D₂O.

Deuter zastępuje protony i porusza się powoli, zmniejszając transfer elektronów sprzężonych z protonami i zmniejszając prąd. Adaptacja mikrobiologiczna prowadzi do częściowego odzyskania prądu.

Sekwencyjnie dodawaj rosnące stężenia D₂O i monitoruj bieżące zmiany.

W komorze kontrolnej dodaj równą objętość H₂O, aby dostarczyć szybko poruszające się protony, które wspomagają przepływ elektronów i stabilizują prąd.

Obliczyć kinetyczny efekt izotopowy, stosunek produkcji prądu w obecności D₂O i H₂O, aby potwierdzić, że transfer protonów wpływa na EET w biofilmach elektroaktywnych.

Upewnij się, że obecna produkcja z jednowarstwowego biofilmu Shewanella MR-1 jest stabilna i nie wzrasta gwałtownie. Jeśli prąd gwałtownie wzrośnie, poczekaj, aż prąd ustabilizuje się z 5% wzrostem w ciągu 10 minut.

Bardzo powoli i delikatnie dodaj 40 mikrolitrów beztlenowego 50 procent objętościowych D₂O do reaktora elektrochemicznego za pomocą strzykawki tak, aby stężenie w reaktorze wynosiło 0,5 procenta objętościowego D₂O.

Aby zapobiec uszkodzeniu biofilmu przez dodanie D₂O, należy wstrzyknąć D₂O kroplami. Poczekaj, aż prąd się ustabilizuje, a następnie dodaj D₂O do 4,0 procent objętości, aby uzyskać wartość KIE, która jest stosunkiem bieżącej produkcji i obecności D₂O i H₂O.

Sprawdź wpływ tej samej objętości dodatku_H2Ona bieżącą produkcję.