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生物电化学反应器中对比浅海热液环境中电营养微生物的富集
结果：在碱性样品中，在 Prony 热液条件下（pH 10，30–75 °C）运行 6 天的 15 个反应器中均未观察到电流增加。相比之下，在 Panarea 热液条件下（pH 4.5–7，75 °C）运行的反应器中平均观察到 6 倍的增加。多因素分析显示，这些反应器的整体生物电化学性能使它们有别于所有其他 Panarea 和 Prony 条件，这不仅是因为它们具有更高的电流产量，还因为它们具有古细菌丰度（通过 qPCR 测量）。大多数反应器产生有机酸（6 天内高达 2.9 mM）。尽管如此，库仑效率表明这可能是由于培养基中微量酵母提取物的（电）发酵而不是 CO 2 固定。最后，通过 16S 宏条形码和排序方法描述了微生物群落，并确定了潜在的电营养类群。在帕纳雷亚反应堆中，较高的生长与一些细菌属有关，主要是芽孢杆菌和假交替单胞菌，其中前者在较高温度下（55°C 和 75°C）生长。在重现普罗尼湾热液条件的反应堆中，已知的兼性甲基营养菌，如鞘氨醇单胞菌和甲基杆菌占主导地位，似乎消耗甲酸盐（作为碳源），但不消耗来自阴极的电子。
用于自适应等时神经刺激的生物电路由器
目的：多极颅内电刺激 (iEBS) 是一种有潜力改善单极和双极 iEBS 临床应用的方法。目前用于研究多极 iEBS 的工具是专有的，入门成本高，缺乏管理不同刺激参数和电极的灵活性，并且可能包含必要的探索性研究不需要的临床特征。这是限制理解和有效应用多极 iEBS 的一个因素。为了应对这些挑战，我们开发了自适应等时神经刺激生物电路由器 (BRAINS) 板。方法：BRAINS 板是一种经济高效且可定制的设备，旨在使用常见的研究电极设置在 16 通道电极阵列上进行多极刺激实验。BRAINS 板与微控制器接口，允许用户将每个通道配置为阴极或阳极输入，建立接地连接或保持浮动状态。该设计优先考虑易于集成，利用微控制器和模拟信号隔离器等标准工具，同时提供根据实验条件自定义设置的选项。它还确保输出隔离，降低噪音，并支持远程配置更改以快速切换电极状态。为了测试该板的功效，我们对单极、双极和多极刺激方案进行了台式验证。在小鼠初级视觉皮层中体内测试了相同的方案，并使用神经像素记录进行测量。主要结果：与单独的隔离刺激器的基线性能相比，BRAINS 板在均方根误差 (RMSE) 噪声或信噪比方面没有显著差异。该板支持以高达 600 Hz 的速率更改配置，而不会引入残余噪声，从而实现时间多路复用多极刺激所需的高频切换。意义：BRAINS 板代表了探索性脑刺激研究的重大进步，它提供了一种用户友好、可定制、开源、21 且具有成本效益的工具，能够进行复杂、可重复和精细控制的刺激实验。22 BRAINS 板具有有效的实时信息处理和高效的参数探索能力，23 可以增强对 iEBS 的探索性研究，并改善多极和闭环 iEBS 的临床应用。24
电气和计算机工程 BSECE，生物电气工程专业
电气与计算机工程理学士学位由电气与计算机工程系提供。该课程为学生在数字系统、嵌入式处理器应用、数字通信、控制系统、传感器网络、生物医学信号处理、微电子、计算机安全和电力网络等领域从事工程师职业做好准备。这些职业涉及电气和电子系统和设备的应用、开发、研究和设计。电气和计算机工程师参与电信网络、蜂窝电话、计算机和其他基于微处理器的设备、消费电子产品、航天器和机器人控制系统的设计和开发，以及电力和汽车行业的许多方面。
远程控制的无线生物电子药物用于氟西汀治疗，以促进猪模型中的伤口愈合
伤口愈合在生物医学科学中提出了重大挑战，需要精确的治疗性分娩和实时监测。生物电子系统提供了一种有希望的解决方案，但在很大程度上尚未探索伤口护理，尤其是在反映人类康复动力学的大型动物模型中。这项研究引入了配备有离子电泵的遥控无线生物电子平台，可提供氟西汀，氟西汀是一种选择性的5-羟色胺再摄取抑制剂，可促进伤口修复。体外和外病毒测试对氟西汀的递送有效验证。在猪伤口模型中的体内实验在3天和7天的时间内表现出明显的治疗功效。 该系统增强了愈合结果，将重新上皮化增加了37％（H＆E染色），将M1/M2巨噬细胞比率降低了33％，并刺激伤口部位的神经元生长。 这个生物电平台以受控的，远程控制的方式提供氟西汀，同时允许伤口直接伤口成像，可用于监测伤口愈合的进度。 此外，它允许精确的剂量和时间递送治疗，以增强未来大型动物伤口愈合研究的结果。在3天和7天的时间内表现出明显的治疗功效。该系统增强了愈合结果，将重新上皮化增加了37％（H＆E染色），将M1/M2巨噬细胞比率降低了33％，并刺激伤口部位的神经元生长。这个生物电平台以受控的，远程控制的方式提供氟西汀，同时允许伤口直接伤口成像，可用于监测伤口愈合的进度。此外，它允许精确的剂量和时间递送治疗，以增强未来大型动物伤口愈合研究的结果。
利用 Ace2N-mNeon 探索斑马鱼胚胎发生过程中的生物电
生物电是存在于所有细胞中的一种基本生物物理现象，通过调节神经信号传导、模式形成和癌症抑制等过程，在胚胎发生过程中发挥着至关重要的作用。精确监测生物电信号及其在整个发育过程中的动态变化对于增进我们对高等生物的了解至关重要。然而，缺乏适合在早期发育过程中绘制生物电信号的技术，极大地限制了我们解释这些机制的能力。为了应对这一挑战，我们在斑马鱼中开发了一个 Ace2N-mNeon 表达文库，该文库在受精后 4 小时到受精后至少 5 天内表现出膜定位，并在整个发育过程中在多种细胞类型中广泛表达。我们验证了该文库用于研究生物电变化的用途，通过电压成像记录不同发育阶段的神经元和心肌细胞中的信号。通过这种方法，我们发现了早期胚胎发生过程中同步神经元活动的证据，并观察到随着发育的进展，心肌细胞中的电压动态更快。我们的结果表明，Ace2N-mNeon 库是发育生物电研究的宝贵工具，支持电压成像和荧光寿命成像 (FLIM) 等先进技术。这些方法能够在整个发育过程中对不同细胞类型的生物电信号进行非侵入性、动态监测，大大超越了当前电生理技术的能力。
使用非纯粹的金属催化剂在零间隙微生物电气合成细胞中长期增强甲烷4的产生5
为了打击全球变暖并实现循环经济，碳捕获和利用率（CCU）在过去几十年中已开发出41种技术，以将CO 2回收到有用的资源中。在这42种技术中，与可再生能源相结合的微生物电气合成（MES）已在近43个几年中作为一个可持续的平台，用于从Co 2 44中产生甲烷气或其他生物化学物质的可持续平台（Bian等，2020b，2020b; Fu et al。，2018; liu et al al al al al al al an a al al an al an al al et al al an allie et al an; fu et et al。自MES的首次概念验证（Nevin等，45，2010年），自我生成的化学杂质促营养物，作为MES阴极表面上的生物催化剂或46个悬架中的生物催化剂，已依靠介导或直接电子转移（DET）进行47 CO 2的固定（bian et al.2021; viveeauy;然而，通过C型细胞色素，H +依赖性的RNF复合物，氢化酶，或49种生物纳米线菌（Logan等人，2019; Prevoteau et et prevoteau et et and the Fresparane），只有几毫克的bark虫，通过C型细胞色素直接通过48种化学载体促营养的人吸收。对于从51个纯或混合文化驱动的MES中的DET的能力（Tremblay等，2017； Yee等，2019）。52氢（h 2）气体已广泛与MES中介导的电子转移有关（Baek等，53 2022; Bian等，2021），因此对于增强CO 2的生化产生54的能力可能非常重要。55
通过整合生物电子学和生物工程构建体增强可激发组织的再生和功能
摘要令人兴奋的心脏，神经和骨骼肌肉组织的固有复杂性在构建人工对应物方面构成了巨大的挑战，这些对应物与它们的自然生物电气，结构和机械性能非常相似。最近的进步越来越多地揭示了生物电微环境对细胞行为，组织再生和可激发组织的治疗功效的有益影响。本综述旨在揭示电气微环境增强可激发细胞和组织的再生和功能的机制，考虑到来自电活性生物材料的内源性电线以及来自外部电子系统的外源性电刺激。我们探讨了这些电气微环境的协同作用，并结合结构和机械指导，对使用组织工程的可激发组织的再生
哌嗪及相关二胺的生物电子等排体...
RD Taylor 等人，J. Med. Chem.，2014，57，5845-5859；J. Med. Chem.，2022，65，8699-8712 NA Meanwell & O. Loiseleur，J. Agric. Food Chem.，2022，70，10942-10971；J. Agric. Food Chem.，2022，70，10972-11004
医疗保健领域的生物电子材料
在美国，更高比例的专利也未能进一步发展或失效。美国的专利具有特定性，这意味着许多衍生专利都是为了保护知识产权而申请的。此外，1980 年的《拜杜法案》鼓励对学术发明进行广泛的专利保护，即使这些发明最终没有实现商业化。这是因为联邦资助的学术发明者可以保留所有权，因此大学衍生公司可以在没有竞争的情况下将这些发明推向市场。申请政府支持通常需要专利，因此美国申请专利的便利性鼓励了进一步的专利保护，即使这些发明最终失效。
身体互联网的生物电子传感器节点 - NSF-PAR
对于人身上、周围和体内的生物传感器来说，节能传感和物理安全通信是开发低成本医疗保健设备的主要研究领域，可实现持续监测和/或安全永久运行。当用作节点网络时，这些设备构成了身体物联网，它带来的挑战包括严格的资源限制、同时进行传感和通信以及安全漏洞。另一个主要挑战是找到一种高效的体上能量收集方法来支持传感、通信和安全子模块。由于收集的能量有限，我们需要降低每单位信息所消耗的能量，因此使用传感器内分析和处理势在必行。在本文中，我们回顾了低功耗传感、处理和通信的挑战和机遇，以及未来生物传感器节点可能的供电方式。具体来说，我们分析、比较和对比（a）不同的传感机制，如电压/电流域与时间域，（b）低功耗、安全通信模式，包括无线技术和人体通信，以及（c）可穿戴设备和植入物的不同供电技术。