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微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)作为一种新型的污染物检测传感器,受到国内外学者的广泛关注。本文的研究目的是使用商品化易得的廉价电极构建MFC生物传感器,检测不同浓度的环丙沙星和妥布霉素。首先,我们对比研究三种不同碳毡、碳布和碳刷阳极对基于铜绿假单胞菌MFC产电性能的影响。然后,我们从中选取具有最优产电性能的碳毡电极构建基于MFC的生物传感器,通过输出电信号监测、细菌活性测定、吩嗪浓度测定、阳极表面生物膜定性和定量测定,分别检测环丙沙星和妥布霉素。其次,我们通过稀释肉汤法、结晶紫染色法和激光共聚焦法对比研究不同浓度环丙沙星和妥布霉素对铜绿假单胞菌生长和成膜的影响。主要研究结果如下:1、不同阳极材料对基于铜绿假单胞菌的MFC产电性能影响结果表明,基于碳毡电极MFC、基于碳布电极MFC和基于碳刷电极MFC的最大输出功率密度分别为188.57±2.1 mW/m~2、88.36±1.1 mW/m~2和97.09±1.8 mW/m~2,电池内阻值Rct分别为2813.24Ω、4322.16Ω和4909.74Ω。基于碳毡电极的MFC具有最小电池内阻并产生最高输出功率,我们选取碳毡电极构建基于碳毡电极的MFC检测抗生素。2、稀释肉汤法结果说明,环丙沙星浓度在0-1μg/mL时会促进铜绿假单胞菌的生长,环丙沙星浓度在2-64μg/m L时会抑制铜绿假单胞菌的生长。基于铜绿假单胞菌的MFC检测环丙沙星研究结果表明,环丙沙星浓度为0μg/mL时,MFC产生的最大输出电压为154.06±1.20 mV。环丙沙星浓度为0.5μg/mL和1μg/mL时,MFC的最大输出电压分别为149.96±2.1 mV和143.65±1.1 mV,相比对照组下降2.6%和6.7%。环丙沙星浓度为2μg/mL和5μg/mL时,MFC的最大输出电压分别为120.75±1.7 mV和100.61±2.2 mV,相比对照组下降21.6%和34.7%。环丙沙星浓度为10μg/mL和20μg/mL时,MFC的最大产电电压分别47.037±1.06 mV和45.23±0.85 mV,相比对照组下降69.5%和70.8%。环丙沙星浓度为40μg/mL时,MFC几乎不产电。随着环丙沙星浓度的增大,MFC的最大输出电压逐渐下降。3、稀释肉汤法结果说明,妥布霉素浓度在0-0.5μg/mL时会促进铜绿假单胞菌的生长,妥布霉素浓度在1-64μg/mL时会抑制铜绿假单胞菌的生长。基于铜绿假单胞菌的MFC检测妥布霉素研究结果表明,妥布霉素浓度为0μg/mL时,MFC产生的最大输出电压为154.06±1.20 mV。妥布霉素浓度为0.5μg/m L时,MFC的最大输出电压为144.43±1.1 mV,相比对照组下降1.9%。妥布霉素浓度为1μg/mL和2μg/m L时,MFC的最大输出电压分别为123.39±1.8 mV和110.40±1.4 mV,相比对照组下降19.9%和28.2%。妥布霉素浓度为5μg/mL和10μg/mL时,MFC的最大产电电压分别81.10±1.86 mV和62.02±2.46 mV,相比对照组下降49.4%和55.2%。妥布霉素浓度为20μg/mL时,MFC几乎不产电。随着妥布霉素浓度的增大,MFC的最大输出电压逐渐下降。本文从三种商品化廉价电极中选出了具有最优电化学性能的碳毡材料构建基于铜绿假单胞菌的MFC传感器,成功检测了不同浓度的环丙沙星和妥布霉素。为抗生素的检测提供了一种新的方法。