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循環伏安法檢測大腸桿菌群之微生物生物膜生成速度

為了解決Benetton wiki的問題，作者吳宛鵑 這樣論述：

由於微生物的多樣化，生物膜的發展是不同的，一些生物膜導致管道污染或人體傷害。而一些生物膜，可以改善微生物燃料電池的電子轉移效率，因為它可以分泌電子活性成分，並且將這些成分也傳遞到電極表面提高電池效率，因此，提高生物膜的覆蓋率以及提升電化學活性成分分泌到電極表面對電池的效率提升是同等重要，文獻中有提到用CV方法來檢測 P. aeruginosa的覆蓋率，但它無法區分電流增加是微生物分泌的電化學活性成份造成的或是鐵氰化鉀來與電極反應造成的。本文將探討三株性質不同的大腸桿菌群(Enterobacter aerogenes, Citrobacter sp. and E. coli)生物膜的循環伏安圖

的方法。藉此幫助我們了解生物膜狀況，也可以了解微生物代謝造成電極訊號的變化，提供微生物燃料電池一些參考。三株性質不同的大腸菌群(Enterobacter aerogenes, Citrobacter sp. and E. coli)，於不同起始菌數濃度(104 CFU/mL ~106 CFU/mL)，不同生長階段的循環伏安圖，藉以了解此三種微生物生物膜生成情形及電化學反應，同時也對不同培養基條件及培養過成不同外加電壓對各種條件下循環伏安圖之影響，此結果將提供未來生物膜檢測及構築微生物燃料電池之參考。研究發現在經歷8小時培養過程中，E. coli在濃度104 CFU/mL ~106 CFU/mL

其電化學反應優異於其他二種菌體(Enterobacter aerogene and Citrobacter sp.)推測與微生物之代謝產物(產酸能力)與加注之電解濃液之pH值有相當的因果關係存在，並且加注固定電壓觀察pH值變化與相對電流圖形，觀察得知Enterobacter aerogenes, Citrobacter sp. 此二種菌體在電極表面形成一種近於類電容之生物膜，不具備燃料電池的產能潛力。而在顯微鏡下也發現E. Coli的菌體呈糯米糰般的聚集與分佈而另二種菌(Enterobacter aerogene and Citrobacter sp.)則是呈各別分離且分散。在循環伏安CV圖上

的表現，E. coli也比其他二種菌體(Enterobacter aerogene and Citrobacter sp.)呈矩形圖像面積大出三倍。大腸桿菌在此次研究中發現若生物膜的覆蓋時間長且厚實，其產生電流與電子傳遞效果也大幅提升。而我們研究中也發現到在有添加磷酸鹽緩衝液和移除磷酸鹽或LS時，E. coli的應答與CV圖明顯變化不同，證實月桂基硫酸鹽對細菌培養基中生長加速電化學反應是因磷酸鹽降低月桂基硫酸鹽中金CMC所造成之現象。磷酸鹽相對於大腸桿菌之生物膜之生成有所幫助。生物膜的生長會對某些環境產生相應性的污染與損害，藉由循環伏安圖的研究，確切表明大腸桿菌群生物膜的形成, 可藉由循環伏安

圖的變化，進而了解微生物在電極表面形成生物膜的情形。驗證使用循環伏安圖能有效獲得細菌微生物在電極表面附著與氧化之定量信息有很大的幫助且實質得到相關的結果證實。

複合殺菌劑對304不鏽鋼表面生物膜活性及電化學行為之影響

為了解決Benetton wiki的問題，作者張守毅 這樣論述：

微生物腐蝕為一種電化學過程，由微生物附著主導的金屬劣化現象。與常見工程材料的碳鋼相比，本文獻對機械強度及耐腐蝕性較高的不鏽鋼進行研究。相較廣泛的厭氧/好氧單一菌種研究，本研究探討台灣兩處現地採樣的海洋細菌對304不鏽鋼腐蝕行為，透過百里酚 (Thymol)及十二烷基二甲基苄基氯化銨 (BDMDAC)組合的殺菌劑抑制海洋細菌生長。首先，透過瓊脂塗佈法及凝膠電泳法確認兩處海洋細菌皆為常見海洋菌種，利用分光光度法在96孔盤以波長600 nm可見光確認60 ppm Thymol + 20 ppm BDMDAC為細菌生長的最小抑制濃度 (1xMIC)，生長抑制率分別為99.39%及85.42%，結晶紫

染色法檢測生物膜抑制效果，抑制率為91.02%/87.34%。利用光學顯微鏡 (OM)、電子顯微鏡 (SEM)及共軛焦顯微鏡 (CLSM)對304不鏽鋼進行表面分析，OM及SEM顯示304不鏽鋼經海洋細菌浸泡，材料表面覆蓋細菌、生物膜，並確認生物膜經胞外聚合物 (EPS)分泌累積且具異質性，添加複合殺菌劑，1xMIC降低細菌、生物膜附著效果有限，透過倍數增加 (3xMIC、5xMIC)有效減少附著面積。CLSM顯示海洋細菌經168小時浸泡後仍具活性，生物膜也隨時間增厚，1xMIC未能完全殺死海洋細菌，5xMIC有效去除304SS上的生物膜。最後以交流阻抗頻譜 (EIS)評估海洋細菌及複合殺菌劑

對304不鏽鋼的耐蝕能力，結果顯示海洋細菌的附著影響金屬表面特性，Nyquist阻抗圈明顯下降，加藥實驗組僅5xMIC能將304不鏽鋼表面特性回復至控制組，總結上述實驗可得快速檢測的最小抑制濃度並非最小殺菌濃度，而五倍最小抑制濃度表現出優異的抗菌效果及304不鏽鋼的耐蝕能力。