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全球領(lǐng)先的微電極研究系統(tǒng)

微米級(jí)微電極適用穿刺動(dòng)植物組織、沉積物、生物膜的微電極

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探究堿處理玉米芯高速去除煙氣中 NOX 和 SO2 的方法：關(guān)注碳釋放能力、去除性能以及與常規(guī)碳源的

本研究首次系統(tǒng)評(píng)估了堿處理玉米芯（CC）作為固體緩釋碳源在生物滴濾塔（BTF）中同步脫除NOx和SO?的性能。

生物水資源回收中地表曝氣和 N2O 排放的數(shù)值模擬

論文針對(duì)表面曝氣氧化溝型反應(yīng)器（如丹麥Lynetten污水處理廠），通過(guò)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）模型研究曝氣設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)對(duì)N?O排放的影響。

活體光合水凝膠中藻類聚集體的光管理

論文探討了水凝膠封裝微藻培養(yǎng)中細(xì)胞聚集體的形成及其對(duì)光管理的影響。研究發(fā)現(xiàn)：藻類聚集體由機(jī)械限制形成，顯著改變光分布，增強(qiáng)光穿透并減輕光抑制。

雙厭氧反應(yīng)器模型

論文開(kāi)發(fā)了一種新型雙厭氧生物膜反應(yīng)器模型，用于研究海洋沉積物微生物群落（含硫酸鹽還原菌SRB和鐵還原菌IRB）在人工海水（ASW）中對(duì)UNS G10180碳鋼的腐蝕機(jī)制。通過(guò)多學(xué)科方法（電化學(xué)、表面分析、微生物組學(xué)）證實(shí)，電活性細(xì)菌（SRB和IRB）通過(guò)胞外電子傳遞（EET）主導(dǎo)微生物腐蝕（MIC），生物膜顯著加劇局部點(diǎn)蝕，同時(shí)降低均勻腐蝕速率。

從水中生物脫氮過(guò)程中活性氮的形成和歸宿：氮循環(huán)的重要但經(jīng)常被忽視的化學(xué)方面

論文系統(tǒng)綜述了生物脫氮（BNR）過(guò)程中活性氮中間體（RNI：羥胺/NH?OH、亞硝酸/HNO?、一氧化氮/NO）及其衍生物（RNS：NO?、N?O?、HNO等）的形成機(jī)制、化學(xué)轉(zhuǎn)化途徑與環(huán)境效應(yīng)。這些活性氮具有高反應(yīng)性與細(xì)胞毒性，可影響微生物互作、驅(qū)動(dòng)有機(jī)微污染物（OMP）降解，并作為氧化亞氮（N?O）的前體，但其在工程系統(tǒng)中的意義長(zhǎng)期被忽視。

不同膳食補(bǔ)充劑的分子氫含量

研究通過(guò)高靈敏度電化學(xué)方法評(píng)估了10種市售“富氫”補(bǔ)充劑的分子氫（H?）濃度與釋放動(dòng)力學(xué)。結(jié)果顯示，僅30%的產(chǎn)品達(dá)到宣稱的“生物有效濃度”（>500 μmol·L?1），不同產(chǎn)品單次劑量釋放的H?量差異高達(dá)7000倍，存在嚴(yán)重的標(biāo)簽誤導(dǎo)問(wèn)題。

嗜酸性甲烷菌中的一氧化二氮呼吸

傳統(tǒng)認(rèn)為嚴(yán)格需氧的甲烷氧化菌（如Methylocella tundrae和Methylacidiphilum caldifontis）可在厭氧條件下以N?O為電子受體生長(zhǎng)，甚至在pH 2.0的極端酸性環(huán)境中實(shí)現(xiàn)N?O還原（突破已知微生物N?O消耗的pH極限）。

嗜熱藍(lán)藻 Synechococcus 在光養(yǎng)極限下的特殊基因組進(jìn)化

嗜熱藍(lán)藻Synechococcus A/B（SynAB）的基因組進(jìn)化不符合傳統(tǒng)嗜熱微生物適應(yīng)模型。盡管更耐熱的菌株基因組更小，但這與細(xì)胞大小無(wú)關(guān)，而是與群落復(fù)雜性和代謝多樣性降低相關(guān)。水平基因轉(zhuǎn)移（HGT）作用有限，但最耐熱菌株（>70°C）獲得了一個(gè)來(lái)自Thermus的tRNA修飾酶（TrmH），可能穩(wěn)定高溫翻譯。核苷酸組成與耐熱性無(wú)關(guān)，但氨基酸組成顯示天冬氨酸（Asp）被谷氨酸（Glu）系統(tǒng)性替代（"天冬氨酸恐懼癥"）。此外，高溫菌株的碳固定能力比放氧作用更易受熱抑制，暗示存在除CO?外的電子匯。

活電纜細(xì)菌與生物電化學(xué)系統(tǒng)中碳電極的相互作用

活體電纜細(xì)菌（Electronema aureum GS）能被+200 mV的碳電極（碳?xì)?碳纖維）吸引，并在生物電化學(xué)系統(tǒng)（BES）中主動(dòng)遷移至電極表面。關(guān)鍵現(xiàn)象：通電時(shí)電纜細(xì)菌向電極聚集，斷電時(shí)撤回（動(dòng)態(tài)可逆響應(yīng)）。 qPCR和SEM證實(shí)通電電極表面電纜細(xì)菌豐度顯著高于對(duì)照組。意義：首次證實(shí)電纜細(xì)菌具有電活性，可通過(guò)電極替代自然電子受體（如O?），為純培養(yǎng)、代謝研究及生物電子應(yīng)用（如生物傳感、生物修復(fù)）提供新途徑。

浮游細(xì)菌的生態(tài)位選擇：酸性儲(chǔ)層中分類組成和單細(xì)胞特征的研究

生態(tài)位選擇（niche selection）和微生物擴(kuò)散（dispersal）是塑造微生物群落的關(guān)鍵因素，但其相對(duì)重要性因環(huán)境和時(shí)空尺度而異。多數(shù)研究關(guān)注群落組成，而忽略了生理階段和單細(xì)胞特征等多層次結(jié)構(gòu)。

代謝可塑性導(dǎo)致獵物和捕食者之間的生理特征不匹配

論文揭示了代謝可塑性（metabolic plasticity）如何通過(guò)改變捕食者與獵物的生理性狀匹配度，進(jìn)而影響二者在氣候變暖下的相互作用。通過(guò)測(cè)量三種水生昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)在自然溫度梯度下的呼吸速率，結(jié)合機(jī)制模型預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)：

氨氧化細(xì)菌和古細(xì)菌表現(xiàn)出不同的氮源偏好

論文揭示了氨氧化微生物（AOM）在氮源利用上的分化策略： AOA（氨氧化古菌）和comammox（完全氨氧化菌）優(yōu)先利用氨（NH?/NH??），尿素利用受抑制。 β-變形菌綱AOB（β-AOB）偏好尿素，在尿素存在時(shí)抑制氨轉(zhuǎn)運(yùn)。 γ-變形菌綱AOB（γ-AOB）同時(shí)利用氨和尿素。這種分化最小化了底物競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)了不同AOM類群在生態(tài)系統(tǒng)中的共存。

nature-完全氨氧化劑在胍上的生長(zhǎng)

首次證實(shí)完全氨氧化菌（comammox）Nitrospira inopinata 能以胍（guanidine）作為唯一能源、電子供體和氮源實(shí)現(xiàn)化能自養(yǎng)生長(zhǎng)（圖3f,g）。

iRhizo-Chip 中的動(dòng)態(tài)原位檢測(cè)揭示了根際枯草芽孢桿菌的晝夜波動(dòng)

通過(guò)自主研發(fā)的微流控平臺(tái)iRhizo-Chip，首次實(shí)現(xiàn)了水稻根際環(huán)境中枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）生長(zhǎng)的原位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)其豐度存在顯著的晝夜波動(dòng)（白天增長(zhǎng)至5,000–10,000 cells/mL，夜間降至2,000–3,000 cells/mL）。

（微生物產(chǎn)氫）通過(guò)完全從頭酶制氫

研究對(duì)象：基于全新設(shè)計(jì)的三α螺旋蛋白（a3C）和鈷基催化劑（鈷肟，cobaloxime）構(gòu)建的人工酶。核心發(fā)現(xiàn)：該人工酶在中性水溶液中通過(guò)電化學(xué)、光化學(xué)和化學(xué)還原三種途徑高效催化產(chǎn)氫（HER）。創(chuàng)新點(diǎn)：首次證明小分子從頭合成蛋白（de novo protein）可作為酶支架，用于開(kāi)發(fā)生物啟發(fā)的可持續(xù)產(chǎn)氫系統(tǒng)。性能：產(chǎn)氫轉(zhuǎn)化數(shù)（TON）達(dá)游離鈷肟的80%，但速率為其40%，表明蛋白環(huán)境對(duì)催化動(dòng)力學(xué)有調(diào)控作用。

揭示基于海藻酸鈣的誘殺珠中共包埋釀酒酵母和布氏綠僵菌的相互作用

摘要介紹了誘殺珠（AK beads）作為生物殺蟲(chóng)劑的背景，其通過(guò)共包埋產(chǎn)二氧化碳（CO?）的釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae, SC）作為引誘成分和昆蟲(chóng)病原真菌布氏綠僵菌（Metarhizium brunneum, MB）作為殺滅成分來(lái)控制土壤害蟲(chóng)（如金針蟲(chóng)）。研究首次使用微電極測(cè)量了珠內(nèi)氧氣和pH的時(shí)空分布，并分析了SC負(fù)載量對(duì)CO?產(chǎn)量和MB分生孢子形成的影響。結(jié)果表明，共培養(yǎng)導(dǎo)致珠內(nèi)形成陡峭的氧梯度（中心缺氧）和暫時(shí)性強(qiáng)酸化（最低pH 3.6），且酸化與CO?產(chǎn)量峰值及分生孢子形成高峰期重合。降低SC負(fù)載量雖減少了CO?和分生孢子的總產(chǎn)量，但單位酵母負(fù)載的比生產(chǎn)率顯著提高。結(jié)論指出SC與MB存在互利作用，但也存在資源競(jìng)爭(zhēng)，優(yōu)化配方可提高效率。

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