Sculpting Microbial Microenvironments: Spatiotemporal Control via Programmable Electrochemical Gradients

化学 纳米技术 化学种类 电化学 生化工程 微生物代谢 电化学梯度 化学反应 生物膜 生物系统 氧化物 析氧 微生物燃料电池 氧气 无机化学 非生物成分 化学过程 化学控制 活性氧 生物生产 氧化还原 钥匙(锁) 厌氧氨氧化菌
作者
Haiyuan Zou,Y. S. Gao,Ziqi Ding,Chong Liu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:148 (6): 5837-5851 被引量:1
标识
DOI:10.1021/jacs.5c21704
摘要

Microbial life is fundamentally shaped by endogenous chemical gradients that arise within structured communities. In assemblages such as biofilms, spatial variations in pH, oxygen (O2), and reactive species create diverse microenvironments. This chemical landscape drives physiological heterogeneity, metabolic stratification, and profound tolerance to antimicrobial agents. Despite their recognized importance, recreating these dynamic microenvironments in vitro has been a persistent challenge. This perspective highlights electrochemistry as a transformative solution, offering unparalleled spatiotemporal control to sculpt the microbial microenvironment. By applying programmable potentials to microelectrodes, key chemical species can be generated or depleted on demand, creating noninvasive and dynamic chemical landscapes. We review recent advances in this field, detailing the principles and applications for electrochemically generating gradients of pH, O2, reactive species of nitric oxide (NO), and reactive oxygen species (ROS). By empowering researchers to move beyond static snapshots and dissect the real-time kinetics of microbial responses, electrochemical gradient generation opens a new frontier for understanding and manipulating the microbial world.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
武丝丝发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
2秒前
KYDD完成签到,获得积分10
2秒前
隔壁老王完成签到,获得积分10
2秒前
微裂纹发布了新的文献求助10
2秒前
Akim应助十月采纳,获得10
3秒前
3秒前
Gray发布了新的文献求助10
4秒前
卷卷完成签到,获得积分10
4秒前
lwl666完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
天天快乐应助爱搬玉米采纳,获得10
4秒前
蚌壳发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
7秒前
7秒前
MOMO发布了新的文献求助10
7秒前
Ava应助YM采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
小柚发布了新的文献求助10
9秒前
AN发布了新的文献求助30
10秒前
dudu发布了新的文献求助10
10秒前
957发布了新的文献求助30
11秒前
12秒前
务实赛凤完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
哭泣朝雪完成签到 ,获得积分10
13秒前
WY完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
今后应助清pq采纳,获得10
14秒前
Nexus应助Anoxia采纳,获得10
15秒前
怕孤独的曼荷完成签到,获得积分10
16秒前
夏安完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
xu完成签到,获得积分10
17秒前
踏云完成签到 ,获得积分10
17秒前
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6405867
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8225073
关于积分的说明 17438908
捐赠科研通 5458279
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2884204
邀请新用户注册赠送积分活动 1860565
关于科研通互助平台的介绍 1701655