MIT 開發微射流技術，細菌產電鑑定效率提升
利用細菌發電不是什麼新消息，但哪種細菌的發電效益最高？現有探測細菌電化學活性的技術耗時又麻煩，因此麻省理工學院團隊開發出一種微射流技術，可以快速測量與細菌發電能力高度相關的特定屬性。
對某些生活在缺氧環境如：礦井深處、湖底、人體腸道中的細菌來說，它們必須找到一種不靠氧氣呼吸的方法，久而久之，它們發展出獨特的發酵無氧呼吸方式，過程排出電子。換句話說，我們可以利用厭氧細菌的這道天然機制收集電力。
科學家正在探索各種應用細菌發電的領域，比如燃料電池、污水淨化等，NASA 甚至調查過細菌是否能為未來的太空任務提供動力。但是，想確定細菌的電性能首先就是一項挑戰：細菌比哺乳動物的細胞還要小，而且在實驗室條件下極難生長。為此，美國麻省理工學院工程師開發出一種微射流（microfluidic）技術，可以更有效、更安全的評估細菌電化學活性。
細菌於細胞中產生電子後，透過表面蛋白質形成的微小通道將電子轉移到細胞膜上，這過程稱為胞外電子轉移（extracellular electron transfer，EET），而現有探測細菌電化學活性的技術，一種需要培養大批細菌來測量胞外電子轉移過程的蛋白活性，另一種則需要讓細菌細胞破裂以探測蛋白質，兩者都複雜且耗時。
微射流技術加速檢測細菌發電能力
因此，麻省理工學院機械工程學副教授 Cullen Buie 團隊過去 10 年致力於開發微射流技術，如首圖所示，研究人員在一個沙漏型微射流通道中施加微小電壓（80V），觀察細菌經過中間狹窄通道時，電場推動細菌流過通道的狀況。
由於中間通道比其他區域狹窄，會擠壓電場使其分布不均勻，導致場內粒子出現介電泳（dielectrophoresis，DEP）現象，粒子在不同的施加電壓環境下可能被排斥或停留，具體取決於粒子的表面特性。過去，研究人員曾利用介電泳現象區分不同類型的細菌，現在研究人員想看看能否利用介電泳現象，測試不同細菌的電化學活動。
實驗發現，確實可利用細菌的發電能力來區分它們，一些細菌在較低電壓下被電位捕捉，而一些則在較高電壓下被捕捉，研究人員記錄細菌的大小與捕捉所需電壓後，可以計算出每個細菌的極化性（polarizability）：細胞在電場中產生電的容易程度，並得出結論，極化性較高的細菌同時也更具電化學活性，是活躍的電力生產者。
接下來，團隊將開始利用這項技術測試那些被當作電力產出強打者的細菌，讓我們篩選發電細菌的過程更加快速簡單。新論文發表在《科學前緣》（Science Advances）期刊。
New Technique Makes Electricity-Producing Bacteria More Useful Than Ever
Researchers close in on harnessing electricity from bacteria
（首圖來源：麻省理工學院）