本次分享一篇由丹麥奧胡斯大學研究團隊在《PLOS ONE》上發表的一篇學術論文Considerations on the use of microsensors to profile dissolved H₂ concentrations in microbial electrochemical reactors。討論了在微生物電化學反應器（microbial electrochemical reactors, MES）中使用微電極傳感器測量溶解氫（H₂）濃度的方法及其考慮因素。以下是對本文核心內容的簡述：

1. 研究背景：微生物電化學過程，如微生物電合成（MES），對利用二氧化碳和儲存可再生電能的生物技術發展具有高度興趣。在這些過程中，H₂作為關鍵的中間體參與微生物在陰極的電子攝取過程。

2. 微傳感器方法：文章描述了一種在標準H型電池反應器中測量和分析溶解H₂濃度的微傳感器方法。通過水平放置石墨陰極，使用電動微輪廓系統和立體顯微鏡精確放置H2微傳感器于陰極表面。

3. 實驗設置：實驗中使用了Sporomusa ovata這種產乙酸菌，測試了接種和未接種的微生物電化學反應器在不同時間點的H₂濃度分布。

   
   

   
   

   
   

   Fig 1: 展示了微生物電化學反應器中H2微傳感器設置的示意圖。陰極水平放置，可以使用微操縱器和從陰極表面向氣液界面（由深藍色虛線指示）進行輪廓測量。溫度探頭放置在介質中，加熱板維持介質溫度在30°C。頭空間用N2/CO2氣體沖洗。封閉陰極室的橡膠塞不是氣密的，如曲線箭頭所示，因此氣體可以離開室。Sporomusa ovata（黃色形狀）已經在陰極室接種。陽極垂直放置。質子交換膜分隔了陰極和陽極室。陰極、陽極和參比電極連接到電位計，即使在H2微傳感器測量期間，陰極也被偏置在相對于標準氫電極的-610 mV。

4. 結果：在未接種的對照組反應器中，H₂隨時間積累，而在接種了S. ovata的反應器中，整個實驗期間H2濃度維持在較低水平（< 4 μM）。

5. 微傳感器的限制：研究發現，盡管微傳感器方法可以提供有洞察力的H₂分布情況，但也存在一些限制。例如，由于固體陰極表面阻礙了H2向微傳感器的擴散，微傳感器可能無法在固體陰極表面附近準確測量H₂。此外，實驗過程中需要保持嚴格的溫度控制，以克服微傳感器對溫度的敏感性。

6. 結論：盡管存在一些限制，微傳感器方法仍然是研究微生物電化學系統中H₂動態的有用工具。但研究者在使用微傳感器時

微電極技術在本文中的應用：本文主要應用了H₂微電極傳感器來測量微生物電化學反應器中的溶解H2濃度。微電極提供了在微米尺度上解析H2分布的能力，這對于理解微生物電化學過程的機制至關重要。此外微電極的使用需要考慮其對實驗條件（如溫度、頭空間沖洗）的敏感性，以及可能的測量限制，如在固體陰極表面附近的測量準確性問題。

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