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探討Shewanella decolorationis NTOU1行胞外電子轉移機制特徵及於還原氧化石墨烯之應用

為了解決Catrice的問題，作者劉羽瑄 這樣論述：

　　本研究為了瞭解Shewanella 菌種胞外電子轉移的不同機制，分別以下列方式對Shewanella decolorationis NTOU1做前培養：使用Lysogeny broth（LB）液體培養基或平板培養基，和乳酸液體培養基，將培養所得之細胞，以螢光顯微鏡觀測活體細胞特徵物質，可發現使用LB液體培養基會產生較多類似菌體奈米線的胞外衍生物。分別以兩種拉曼光譜法做檢測，於表面增強拉曼光譜法訊號表徵結果顯示，其菌體細胞表面上存在物質包含大部分生化反應的嘌呤代謝分子（例如：720 cm-1），以及少部分核黃素（例如：1464 cm-1）的特徵波段；使用共振拉曼光譜表徵下，也可以觀測到典型

的c型細胞色素訊號（例如：750、1100-1700 cm-1表示血紅素中的吡咯結構和卟啉環的拉伸振動）。　　除此之外，本研究還探討了胞外電子轉移運用於微生物還原氧化石墨烯的綠色生產方式，以改良式Hummers方法製備的氧化石墨烯（graphene oxide，GO）作為反應系統中唯一的固態電子接受者，探討在不同控制變因條件下生成還原GO（reduced graphene oxide，rGO）的特性。由掃描式電子顯微鏡和穿透式電子顯微鏡影像可以看出，反應前後GO明顯由光滑轉為褶皺的型態，還能看見完整菌體被rGO薄膜所包裹，且有類似於菌體奈米導線或鞭毛的特徵物質存在。另外，透過X射線光電子能譜可

以發現1 mg mL-1的GO經24 h還原成rGO後，C/O由1.41提升至2.97，rGO的含氧基團有明顯的減少，同樣地，傅利葉紅外光光譜也證實了這項特點。儘管隨著還原反應的進行，計數S. decolorationis NTOU1菌落生成量由1.65×108遞減至1.03×106 CFU mL-1，表明GO或rGO對菌體存有毒性，此與先前的相關報導相符合。特別的是，於有機酸分析結果中，發現隨GO添加量（0.5-5.0 mg mL-1）越高，乳酸代謝和醋酸生成一階反應速率常數（k值）皆隨之遞增；在低於10 mM乳酸添加下，其醋酸生成k值會隨添加濃度越高而遞增，反而乳酸代謝k值變化則無顯著趨勢

。通過添加不同電子傳遞酶的測試結果表明，核黃素和鐵氫化鉀對於生成rGO反應是有效的，2,6-二甲氧基苯醌化合物則無效，甚至會有抑制菌體代謝基質的作用。本研究證實以S. decolorationis NTOU1作為氧化石墨烯的還原劑，得以為低成本效益和大規模生產石墨烯開闢一個有效的途徑。