近日，中国科学技术大学环境科学与工程系实现了单细菌胞外电子传递过程成像分析，研究成果以“Label-free optical imaging of the electron transfer in single live microbial cells”为题发表于Nano Letters（Nano Letters 2023, DOI:10.1021/acs.nanolett.2c04018）。

微生物的胞外电子传递，是电化学活性微生物将胞内代谢电子传递到胞外电子受体的过程。该过程在元素生物地球化学循环、废水/物资源化利用等过程中发挥着重要作用。然而，目前尚无法在单细胞尺度上可视化微生物胞外电子传递过程。针对上述问题，刘贤伟教授课题组的博士生刘轶男和吕振婷发展了表面等离子体散射干涉的单细菌电化学活性成像方法，通过对细菌胞外电子传递过程中氧化还原相关的折射率变化进行成像分析，获得了单个细菌的表观氧化还原电势和电子传递数等电化学活性参数，揭示了电化学活性微生物胞外电子传递能力异质性。该研究为微生物胞外电子传递的机制解析提供了分析方法。

图1 单细菌电化学活性成像分析示意图

该项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会的资助，也获得了环境科学与工程系刘东风副研究员在微生物基因编辑技术方面的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c04018