Физико-химические аспекты переноса заряда в системе "субстрат - бактериальные клетки Gluconobacter oxydans - медиатор - электрод" в биотопливном элементе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.06, кандидат химических наук Алферов, Сергей Валерьевич

• Алферов, Сергей Валерьевич
• кандидат химических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат химических наук Алферов, Сергей Валерьевич

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 .Устройство и принципы функционирования биотопливных элементов

1.1.1 Конструкция ячейки БТЭ.

1.1.2. Электроды используемые в БТЭ.

1.1.3. Мембраны, используемые в БТЭ.

1.1.4. Схема работы ячейки и перенос заряда в БТЭ.

1.2 .Биотопливные элементы, основанные на микроорганизмах.

1.3 .Микробные медиаторные биотопливные элементы.

1.3.1. Взаимодействие медиаторов с микроорганизмами.

1.3.2 Краткая характеристика применяемых медиаторов.

1.4 .Характеристики БТЭ и факторы, влияющие на работу элемнта.

1.5 . Модели МБТЭ.

1.6 .Особенности метаболизма и физиологии Gluconobacter oxydans.

1.6.1. Особенности рода Gluconobacter.

1.6.2. Метаболизм.

1.6.3. Дыхательная цепь Gluconobacter oxydans.

1.6.4. Мембраносвязанные дегидрогеназы Gluconobacter oxydans.

1.6.5. Окисление Сахаров и этанола клетками Gluconobacter oxydans.

1.6.6. Образование глюконата и кетоглюконатов.

1.6.7. Применение Gluconobacter oxydans в биосенсорах.

1.6.8. Биосенсоры на основе целых клеток Gluconobacter oxydans.

1.6.9. Биосенсоры на основе дегидрогеназ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физико-химические аспекты переноса заряда в системе "субстрат - бактериальные клетки Gluconobacter oxydans - медиатор - электрод" в биотопливном элементе»

В настоящее время основная часть потребностей в электроэнергии удовлетворяется путем использования невосполнимых природных ресурсов, что влечёт за собой возникновение серьезных экологических проблем. В связи с этим актуальным направлением при поиске и создании альтернативных источников электрической энергии является разработка биотопливных элементов (БТЭ). В основе функционирования этих устройств лежат процессы биокаталитического окисления органических веществ и преобразование энергии микробного метаболизма в электрическую. Основой БТЭ является биокатализатор, в качестве которого могут выступать либо ферменты, либо целые клетки микроорганизмов. Использование бактериальных клеток в качестве биокатализатора БТЭ устраняет необходимость выделения индивидуальных ферментов, и позволяет активному биоматериалу работать в условиях, близких к их естественной среде, а, следовательно, с более высокой производительностью. Процесс медиаторного биоэлектрокатализа представляет собой последовательный перенос зарядов в системе "окисляемый субстрат - бактериальные клетки — медиатор электронного транспорта — электрод". Изучение характеристик процессов переноса заряда в микробных биотопливных элементах на основе бактерий и медиаторов электронного транспорта имеет свои особенности, связанные с типом субстрата, видом микроорганизмов, природой используемого медиатора и выявление этих закономерностей представляет важную задачу, малоизученную к настоящему времени. При разработке биотопливных элементов представляется важным изучение вопроса использования в качестве биокатализатора уксуснокислых бактерий рода аисопоЪасгег, обладающих уникальной организацией метаболической системы, характеризующейся высокой оперативностью электронтранспортной цепи и мембранной локализацией основных ферментов — дегидрогеназ, осуществляющих неполное окисление углеродных субстратов, что обеспечивает легкий доступ медиатора к активным центрам ферментов. Необходимо отметить, что представленные в литературе данные по моделям БТЭ носят в подавляющем большинстве прикладной характер и направлены на конструирование элементов с высокими энергетическими характеристиками, при этом фундаментальные основы передачи заряда в таких системах, равно как и процессы в микробных биотопливных элементах на основе бактерий С1исопоЬаМег охуйат и медиаторов электронного транспорта ранее систематически не изучались. Таким образом, изучение характеристик процессов переноса заряда в микробных биотопливных элементах на основе бактерий СЫсопоЬаМег охуйат является важной задачей, поскольку может представить новые данные об особенностях использования данных микроорганизмов при разработке биотопливных элементов.

Работа выполнялась при частичной поддержке грантов ВП «Развитие научного потенциала высшей школы» Р.Н.П. 2.1.1.7789, и ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» госконтракт N9 02.740.11.0296.

Цель работы:

Выявление физико-химических особенностей и закономерностей процесса переноса зарядов в системе «окисляемый субстрат - бактериальные клетки — медиатор — электрод».

В задачи работы входило:

• Выбор водорастворимого медиатора электронного транспорта, способного эффективно взаимодействовать с ферментами, локализованными в мембране бактериальных клеток, и оценка его электрохимического поведения в изучаемой системе БТЭ.

• Сравнительная оценка эффективности окисления индивидуальных субстратов бактериями рода 01исопоЪа&ег в условиях биотопливного элемента. Изучение возможности участия цитохромов во внеклеточном переносе заряда при использовании медиаторов электронного транспорта.

• Изучение влияния концентрации субстрата, рН буферного раствора и концентрации медиатора на величину генерируемого потенциала.

• Изучение влияния температуры на величину генерируемой ЭДС и определение термодинамических и кинетических параметров процесса генерации потенциала в БТЭ.

• Определение энергетических характеристик изучаемого макета БТЭ и оценка возможности использования отходов бродильных производств в качестве топлива.

Научная новизна работы:

Проведена количественная оценка эффективности окисления субстратов бактериями аисопоЬаМег охуйат в условиях медиаторного биотопливного элемента. Предложено использовать величину генерируемого потенциала в БТЭ как критерий эффективности биокатализатора в окислительно-восстановительных реакциях при участии медиаторов электронного транспорта для определения субстратной специфичности бактерий. Установлено, что профиль субстратной специфичности существенно отличается для двух штаммов ОЫсопоЬаМег охуйат. Наиболее широким спектром окисляемых субстратов обладал штамм 01исопоЬа&ег охуйат эиЬзр. melanogenes (ВКМ В-1227), который в отличие от штамма аисопоЪасгег охуйат БиЬэр. тйизМт (ВКМ В-1280) окислял фруктозу и сахарозу.

Впервые установлено, что введение в плазматическую мембрану бактерий дополнительных гем-содержащих субъединиц оксидоредуктаз не приводило к значительному изменению в электрохимическом взаимодействии бактерий с графитовыми электродами опосредованном медиаторами электронного транспорта.

Изучено влияние температуры на функционирование микробного БТЭ, впервые получены термодинамические параметры (температурный коэффициент ЭДС, изменения свободной энергии Гиббса, энтропия, энтальпия и константа равновесия) и эффективная энергия активации процесса генерации потенциала.

Практическая значимость:

Разработан действующий макет биотопливного элемента на основе микробных клеток 01исопоЬас1ег охус1ат и медиатора электронного транспорта. Эта разработка отмечена свидетельством на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи (Москва, ВВЦ, 2006 г.) и двумя медалями конкурсов молодых ученых, проводимых в рамках Московского международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва 2007 г. и 2010 г.)

Выявленный в ходе выполнения исследований широкий спектр окисляемых субстратов для штамма ОЫсопоЬаМег охуйат БиЬэр. те1апо§епез (ВКМ В-1227) создает реальные предпосылки для его практического использования в качестве биокатализатора в БТЭ и биосенсорах для определения БПК.

Показана возможность использования в качестве топлива для БТЭ отходов бродильного производства.

Результаты работы внедрены в учебный процесс: поставлены две новые лабораторные работы «Определение энергетических параметров микробного БТЭ» и «Определение термодинамических характеристик процесса генерации потенциала в БТЭ» по курсам «Биосенсоры» и «Химические основы жизни» для студентов специальностей 020100 Химия и 240900 Биотехнология.

Апробация работы:

Материалы диссертации были представлены на российских и международных конференциях: на 8-м Международном семинаре-презентации инновационных научно-технических проектов «Биотехнология 2005» (Москва, 2005 г.) на 9 и 10-ой Пущинской школы-конференции молодых учёных (Пущино, 2005, 2006 гг.), на Международной научной конференции «Биотехнология охране окружающей среды» (Москва, 2006 г.), на Международной научной конференция «Микроорганизмы и биосфера» (Москва, 2007 г.), на Российской школе конференции молодых учёных «Экотоксикология: современные биоаналитические системы, методы и технологии» (Тула-Пущино, 2006, 2009 гг.), на 6-й весенней встрече Международного общества электрохимиков «Электрохимия здоровой планете» (Фоз-до-Игуасу, Бразилия, 2008г.), на 5-м съезде общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова (Москва, 2009 г.), Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007, 2010 г.).

По теме диссертации опубликовано 5 статей и 9 сообщений в тезисной форме и в виде материалов конференций.

Заключение диссертации по теме «Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)», Алферов, Сергей Валерьевич

выводы

1. Проведено систематическое изучение физико-химических особенностей и закономерностей процесса возникновения и переноса зарядов в системе «окисляемый субстрат - бактериальные клетки - медиатор - электрод».

2. На основе сравнительного анализа величин генерируемого потенциала в БТЭ в ходе окисления субстратов уксуснокислыми бактериями Gluconobacter в присутствии водорастворимых медиаторов электронного транспорта выбран наиболее эффективный медиатор в анодном пространстве - 2,6-ДХФИФ. Впервые показано, что в БТЭ реакции окисления глюкозы и восстановления 2,6-ДХФИФ, катализируемые бактериями Gluconobacter, не лимитируют процесс переноса зарядов в системе «окисляемый субстрат -бактериальные клетки - медиатор - электрод».

3. Проведен выбор биокатализатора и биоокисляемого субстрата для эффективного функционирования медиаторного микробного БТЭ. Установлено, что максимальная величина генерируемого потенциала достигается при использовании Gluconobacter oxydans subsp. industrius (BKM В-1280) в качестве биокатализатора и глюкозы как биотоплива. Показано, что спектр окисляемых в системе БТЭ субстратов для изученных штаммов Gluconobacter oxydans различен: бактерии G. oxydans В-1227 в отличие от G. oxydans В-1280 способны дополнительно окислять сахарозу и фруктозу, что имеет существенное значение при разработке БГЖ-биосенсоров и БТЭ, использующих в качестве топлива отходы спиртовых производств.

4. Впервые установлено, что введение в плазматическую мембрану бактерий дополнительных гем-содержащих субъединиц оксидоредуктаз не приводит к значительному изменению в электрохимическом взаимодействии бактерий с графитовыми электродами при участии медиаторов электронного транспорта.

5. Изучено влияние различных факторов (газовой среды, концентрации субстрата, медиатора,. рН буферного раствора, и температуры) на величины генерируемого потенциала. Установлено, что кислород не оказывает существенного влияния на работу биотопливной системы на основе бактерий аисопоЪасХег, что позволяет конструировать упрощенные модели БТЭ, не требующие деоксигенирования анодного пространства. Впервые рассчитаны термодинамические и кинетические параметры процесса генерации потенциала в модели БТЭ.

6. Разработан действующий макет биотопливного элемента на основе микробных клеток ОЫсопоЬаМег охус1ат и медиатора электронного транспорта и определены его энергетические характеристики. Показана возможность использования отходов бродильных производств в качестве топлива в изучаемом макете БТЭ.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает признательность коллективу лаборатории биосенсоров УРАН Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина и коллективу кафедры химии Тульского государственного университета за неоценимую помощь в проведении исследований и интерпретации результатов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Алферов, Сергей Валерьевич, 2010 год

1. Hong Liu, Shaoa Cheng, Bruce E. Logan Power generation in fed-batch microbial fuel cells as a function of ionic strength, temperature and reactor configuration. //Environ. Sci. Technol. 2005. №39. P. 5488-5493.

2. Ikeda Т., Капо К., Bioelectrocatalysis-based application of quinoproteins and quinoprotein-containing bacterial cells in biosensors and biofuel calls. // Biochimica et Biophysica Acta. 2003. V. 1647. P. 121-126.

3. Daniel R. Bond, Dawn E. Holmes, Leonard M. Tender, Derek R. Lovley. Electron-reducing microorganisms that harvest energy from marine sediments. // Science. 2002. V. 295. P. 483-485.

4. Higgins I.J. and Hill H.A.O. // Bioelectrochemistry Essays in Biochemistry 1985. V. 21. P. 119-145. edited by R. D. Marshall and K. Tipton Published for The Biochemical Society by Academic Press.

5. Katz E., Shipway A.N., Wilner I. Biochemical fuel cells // Handbook of fuel cells Fundamentals, Technology and Application. / Eds. Vielstich W., Lamm A., Gasteiger H.A., John Wiley & Sons, Ltd. 2003.

6. Park D.H., Zeikus J.G. Electricity generation in microbial fuel cells using neutral red as an electronophore. // Appl. and Env. Microb. 2000. V. 66. P. 12921297.

7. Davis G., Hill H.A.O., Aston W.J., Higgins I.J., Turner A.P.E. Bioelectrochemical fuel cell and sensor based on a quinoprotein, alcohol dehydrogenase. // Enzyme Microb. Technol. 1983. №5. P.383- 388.

8. Ringeisen B.R., Henderson E., Mu P.K., Pietron J., Ray R., Little В., Biffinger J.C., Jones-Meehan J.M. // Environ. Sci. Technol. 2006. V. 40. P. 26292634.

9. Allen M.J. The electrochemical aspects of some biochemical systems—IX. The anomalous behavior of E. coli with mixed substrates. // Electrochim. Acta. 1966. V. 11. P. 1503

10. Bennetto H.P., Delaney G.M., Mason J.R., Roller S.D., Stirling J.L., Thurston C.F. // Biotechnol. Lett. 1985. V. 7. P. 699.

11. Plotkin E.V., Higgins I.J., Hill H.A.O. Methanol dehydrogenase bioelectrochemical cell and alcohol detector. // Biotechnology Lett. 1981. V. 3. P. 187-279.

12. Park D.H., Kim B.H., Moore B., Hill H.A.O., Song M.K., Rhee H.W. // Biotechnol. Techniques. 1997. V. 11. P. 145

13. Park, D. H., Zeikus, J. G. Utilization of electrically reduced neutral red by Actinobacillus succinogenes: physiological function of neutral red in membrane-driven fumarate reduction and energy conservation. // J. Bacteriol. 1999. V. 181. P. 2403-2410.

14. Chaudhuri, S. K.; Lovley, D. R. Electricity generation by direct oxidation of glucose in mediatorless microbial fuel cells. // Nat. Biotechnol. 2003. V. 21. P. 1229-1232.

15. He, Z., Minteer, S. D., Angenent, L. T. Electricity generation from artificial wastewater using an upflow microbial fuel cell. //. Environ. Sci. Technol. 2005. V. 39. P. 5262-5267.

16. Kim, N., Choi, Y., Jung, S., Kim, S. Development of microbial fuel cell using Proteus vulgaris. II Bull. Korean Chem. Soc. 2000. V. 21. P. 44-49.

17. Rabaey, K., Clauwaert, P., Aelterman, P., Verstraete, W. Tubular microbial fuel cells for efficient electricity generation. // Environ. Sci. Technol. 2005. V. 39. P. 8077-8082.

18. Sell, D., Kramer, P., Kreysa, G. Use of an oxygen gas diffusion cathode and a three-dimensional packed bed anode in a bioelectrochemical fuel cell. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1989. V. 31. P. 211-213.

19. Rabaey, K.; Boon, N.; Siciliano, S. D.; Verhaege, M.; Verstraete, W. Biofuel cells select for microbial consortia that self-mediate electron transfer. // Appl. Environ. Microbiol. 2004. V. 70. P. 5373-5382.

20. Rabaey, K.; Boon, N.; Hofte, M.; Verstraete, W. Microbial phenazine production enhances electron transfer in biofuel cells. // Environ. Sci. Technol. 2005. V. 39. P. 3401-3408.

21. Bond, D. R.; Lovley, D. R. Electricity production by Geobacter sulfurreducens attached to electrodes. // Appl. Environ. Microbiol. 2003. V. 69. P. 1548-1555.

22. Logan, B.E. Microbial Fuel Cells. // John Wiley and Sons. New York, NY, USA. 2007. P. 216.

23. Logan B., Cheng S., Watson V., Estadt.G, Graphite fiber brush anodes for increased power production in air-cathode microbial fuel cells. // Environ.Sci.Technol. 2007. V. 41. P. 3341-3346.

24. Tender, L. M.; Reimers, C. E.; Stecher, H. A.; Holmes, D. E.; Bond, D. R.; Lowy, D. A.; Pilobello, K.; Fertig, S. J.; Lovley, D. R. Harnessing microbial generated power on the seafloor. // Nat. Biotechnol. 2002. V. 20. 821-825

25. A. J. Bard, L. R. Faulkner, Electrochemical Methods Fundamentals and Applications. // Wiley. New York. 2001. P. 856.

26. Cheng, S.; Liu, H.; Logan, B. E. Power densities using different cathode catalysts (Pt and CoTMPP) and polymer binders (Nafion and PTFE) in single chamber microbial fuel cells. // Environ. Sci. Technol. 2006. V. 40. P. 364-369.

27. W. Habermann, E.-H. Pommer, Biological fuel cells with sulphide storage capacity. //Appl. Microbiol. Biotechnol. 1991. V. 35. 128.

28. Т. H. Pham, J. K. Jang, I. S. Chang, В. H. Kim, Improvement of cathode reaction of a mediator-less microbial fuel cell. // J. Microbial. Biotechnol. 2004. V. 14. P. 324.

29. P. Aelterman, K. Rabaey, H. T. Pham, N. Boon,W. Verstraete, Microbial fiiel cells for wastewater treatment. // Environ. Sci. Technol. 2006. V. 40. P. 3388.

30. Rhoads, A.; Beyenal, H.; Lewandowski, Z. Microbial fuel cell using anaerobic respiration as an anodic reaction and bio-mineralized manganese as a cathodic reactant. //Environ. Sci.Technol. 2005. V. 39. P. 4666-4671.

31. Thai A. C., Yeo P.P.B. Stable blood glucose test strips and reflectance meters. // Singapore Medical Journal. 1983. V. 24. P. 45-53.

32. Тимонов A.M. Твердые полимерные электролиты: структура, свойства и применение. // Соросовский образовательный журнал. 2000. Т. 6. № 8. С. 69-75.

33. Rabaey, К., Ossieur, W., Verhaege, М. and Verstraete, W. Continuous microbial fuel cells convert carbohydrates to electricity. // Water Science and Technology. 2005. V. 52. № 1-2. P. 515-523.

34. Liu, H.; Logan, В. E. Electricity generation using an air-cathode single chamber microbial fuel cell in the presence and absence of a proton exchange membrane. // Environ. Sci. Technol. 2004. V. 38. P. 4040-4046.

35. Stenina, I. A.; Sistat, P.; Rebrov, A. I.; Pourcelly,G.; Yaroslavtsev, A.B. Ionmobility in Nafion-117 membranes. // Desalination. 2004. V. 170. P. 49-57.

36. Willner I., Arad G., Katz E. A biofiiel cell based on pyrroloquinoline quinine and microperoxidase-11 monolayer-fimctionalized electrodes. // Biochem. Bioenerg. 1998. V. 44. P. 209-214.

37. Potter M.C. Electrical effects accompanying the decomposition of organic compounds. // Proc. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 1911. V. 84. P. 260-276.

38. R.A. Bullen , T.C. Arnot, J.B. Lakeman, F.C. Walsh., Biofuel cells and their development. // Biosensors and Bioelectronics. 2006. №21. P. 2015-2045.

39. Scott Calabrese Barton, Josh Gallaway and Plamen Atanassov, Enzymatic Biofuel Cells for Implantable and Microscale Devices. // Chem. Rev. 2004. №104. P. 4867-4886.

40. Bond D.R., Holmes D.E., Tender L.M., Lovley D.R., Electrode-reducing microorganisms that harvest energy from marine sediments. // Science. 2002. V. 295. P. 483-485.

41. Chandhuri S.K., Lovley D.R., Electricity generation by direct oxidation of glucose in mediatorless microbial fuel cells. // Nature Biotechnol. 2003. V. 21. P. 1229-1232.

42. Aston W. J., Turner A. P. F., Biosensors and biofuel cells. // In Biotech. Genet. Eng. Rev. (ed. G. Russell). 1984. V. 1. P. 89-120.

43. Gunsalus I. G., Schuster C. W., Metabolism. // In The bacteria (eds. I. Gunsalus, R. Y. Stanier). 1961. V. 2.

44. Chibata I., Wingard L.B. Jr., Immobilized cells. // Applied biochemistry and bioengineering. 1983. V. 4.

45. Delaney G.M., Bennetto H.P., Mason J.R., Roller S.D., Stirling J.L., Thurson C.F., Electron transduction from enzymes and bacteria. // Anal. Proc. 1986. V. 23. P. 143-146.

46. Karube I., Suzuki S., Application of biosensor to fermentation processes. // Ann. Rep. Ferment. Processes. 1983. V. 6. P. 203-236.

47. Guilbault G. G. Analytical uses of immobilized enzymes. // Marcel Dekker. 1984. V. 3. P. 211-237.

48. Katz E. Biofuel Cells Review. //http://chem.ch.huii.ac.il/~eugeniik/biofuel/biofuel cells contents.html

49. Ikeda T., Kurosaki T., Takayama K., Kano K., Measurements of Oxidoreductase-Like activity of Intact Bacterial Cells by an Amperometric Method Using a Membrane-Coated Electrode. // Anal.Chem. 1996. V. 68. P. 192-198.

50. Roller S.D., Bennetto H.P., Delaney G.M., Mason J.R., Stirling J.L., Thurston C.F., Electron-transfer coupling in microbial fuel cells. // J. Chem. Technol. Biotechnol. 1984. V. 34B. P. 3-12.

51. Bennetto H. P., Dew M. E., Stirling J. L, Tanaka K., Rates of reduction of phenothiazine 'redox' dyes by E. coli. II Chem and Ind. 1981. V. 8. P. 776.

52. Habermuller K., Mosbash M., Schuhmann W., Electron-transfer mechanisms in amperometric biosensors. // J. Anal. Chem. 2000. V. 366. P. 560568.

53. Rawson D.M., Willmer A.J., Turner A.P.F., Woll-cell biosensors for enviromental monitorig. //Biosensor. 1989. V. 4. P. 299-311.

54. Дебабов В.Г., Производство электричества микроорганизмами // Микробиология. 2008. Т. 77. № 2. С. 149-157.

55. Colquhoun I. J., Jay A. J., Eagles J., Structure and conformation of a novel genetically engineered polysaccharide P2. // Carbohydr. Res. 2001. № 330. P. 325333

56. Б. Эггинс., Химические и биологические сенсоры. // Москва: Техносфера. 2005. С. 336.

57. Smolander М., Marko-Varga G., Gorton L. Aldose dehydrogenase-modified carbon paste electrodes as amperometric aldose sensors. // Anal. Chim. Acta, 1995. V. 302. P.233-240

58. K. Tanaka, C.A. Vega, R. Tamamushi., Thionine and Ferric Chelate. Compounds as Coupled Mediators in Microbial Fuel Cells. // Bioelectrochem Bioenerg. 1983. №11. P. 289.

59. Y. Ahn, B.E. Logan, Effectiveness of domestic wastewater treatment using microbial fuel cells at ambient and mesophilic temperatures. // Bioresource Technology. 2010. V. 101. P. 469-475.

60. Xia Oxincao, Xia Huang, Peng Liang, Kang Xiao,Ying В. E. Logan, A new method for water desalination using microbial desalination cells. // Environ. Sci. Technol. 2009. V. 43. №. 18.

61. Rabaey K., Rodriguez J., Blackall L.L., Keller J., Batstone D.J., Verstraete W., Nealson K., Microbial ecology meets electrochemistry: electricity driven and driving communities. // ISME J. 2007. V. 1. P. 9-18.

62. О. Schaetzle, F. Barriere, К. Baronian, Bacteria and yeasts as catalysts in microbial fuel cells: electron transfer from micro-organisms to electrodes for green Energy. // Environmental Science. 2008. V. 1. P. 607-620.

63. Y. Hubenova, M. Mitov. Potential application of Candida melibiosica in biofuel cells. // Bioelectrochemistry. 2010. V. 78. P. 57-61.

64. Луста К.А., Решетилов A.H., Физиолого-биохимические особенности Gluconobacter oxydans и перспективы использования в биотехнологии и биосенсорных системах (обзор). // Прикл. биохимия и микробиол. 1998. Т. 34. Вып. 4. С. 339-353.

65. Tonouchi, N., Sugiyama, М., and Yokozeki, К., Construction of a vector plasmid for use in Gluconobacter oxydans. // Biosci. Biotechnol. Biochem. 2003. №67. P. 211-213.

66. Muynck C. De, Pereira C. S. S., Naesseus M., Parmentier S., Soetaert W., The Genus Gluconobacter Oxydans: Comprehensive Overview of Biochemistry and Biotechnological Applications. // Critical Reviews. 2007. № 27. P. 147-171.

67. Butters, T. D., Dwek, R. A., and Piatt, F. M., Imino sugar inhibitors for treating the lysosomal glycosphingolipidoses. // Glycobiology. 2005. № 15. P. 1143-1152.

68. Sievers. M., Swings. J., The genus Acetobacteraceae. Bergeys Manual of Systematic Bacteriology. 2nd Edition. // New York. 2005.

69. Colquhoun, I. J., Jay, A. J., Eagles, J., Morris, V. J., Edwards, K. J., Griffin, A. M., and Gasson, M. J., Structure and conformation of a novel genetically engineered polysaccharide P2. // Carbohydr. Res. 2001. № 330. P. 325-333.

70. Matsushita K., Fujii Y. Ano., 5-Keto-D-gluconate production is catalyzed by a quinoprotein glycerol dehydrogenase, major polyol dehydrogenase, in Gluconobacter species. // Applied and Environmental Microbiology. 2003. №69. P. 1959-1966.

71. Enzyme electrodes (Marco Cardosi, University of Paisley) (сайт) URL: http://www-biol.paisley.ac.uk/marco/EnzymeElectrode/Chapterl/Start.htm

72. Bennetto Н. P. Electricity generation by microorganisms. // Biotechnology Education. 1990. V. 1. № 4. P. 163-168.

73. Arlyapov V.A., Chigrinova E. Yu., Ponamoreva O.N., Reshetilov A. N., Express detection of BOD in wastewaters of starch-processing industry. Starch science and technology. // Editor: G.E. Zaikov. 2008. P. 188.

74. S. Timur, B. Haghighi, J. Tkac, N. Pazarlioglu, A. Telefoncu, L. Gorton., Electrical wiring of Pseudomonas putida and Pseudomonas fluorescens withosmium redox polymers. //Bioelectrochemistry. 2007. V. 71. P. 38.i

75. S. Timur, U. Anik, D. Odaci, L. Gorton., Development of a Microbial Biosensor Based on Carbon Nanotube (CNT) Modified Electrodes. // Electrochem. Commun. 2007: V. 9. P. 1810-1831.

76. S. Timur, Y. Yigzaw, L. Gorton. Electrical'wiring of pyranose oxidase with osmium redox polymers. // Sens. Actuators. 2006. V. В 113. P. 684-691.

77. I. Vostiar, E.E. Ferapontova, L. Gorton., Electrical "wiring" of viable Gluconobacter oxydans cells with a flexible osmium-redox polyelectrolyte. // Electrochem. Commun. 2004. V. 6 P. 621.

78. F. Mao, N. Mano, A. Heller, Long Tethers Binding Redox Centers to Polymer Backbones Enhance Electron Transport in Enzyme "Wiring" Hydrogels. //J. Am. Chem. Soc. 2003. V. 125 P. 4951-4957.

79. Бабкина Е.Е. Кинетические закономерности функционирования медиаторных биосенсоров на основе бактерий Gluconobacter oxydans: Дисс. канд. хим. наук. Тула. 2006. 129 с.

80. Еремин B.B., Каргов С.И., Успенская И.А., Кузьменко Н.Е., Лунин В.В., Основы физической химии. Теория и задачи: Учеб. пособие для вузов. — М.: Издательство «Экзамен». 2005. 480 с.