水质监测被视为确保水安全的有效措施，因为它可以对进入的污染物发出警报并提供在线实时信息。 在所有环境监测技术中，生物传感器因其能够确定污染物的生物影响而脱颖而出。因此，它们最近引起了极大的关注。

在过去的二十年中，基于电活性生物膜 (EAB) 的生物传感器已经得到了彻底的检验，因为它们有助于在大多数污染事件是不可预测的情况下进行实际的水质预警，并对几种物质表现出完整和快速的响应。最新进展表明，具有高灵敏度的生物传感器对水质监测具有巨大价值，这被认为是 EAB 生物传感器性能的重要指标。

已经进行了许多尝试来通过调节EAB-生物传感器的操作条件来提高灵敏度。这些包括调节外部阻力、施加电位和电流、采用瞬态或开路模式、增强生物膜和进水之间的传质，以及通过添加信号分子对 EAB 的修饰和对其微生物群落的调节。

然而，这些调节技术并不适合实时工程应用，而且仅限于特定情况，导致缺乏实用性。例如，由于促进了电活性微生物 (EAM) 的增强和基因表达的微调，抗生素也被用作激动剂。

然而，可溶性物种是最新研究中使用的通用抗生素，由于给水的不间断流动，它们不适合或不环保地用于水环境监测。这导致迫切需要不溶性抗生素来提高 EAB 对实时工程应用的敏感性。

因此，为了微调 EAB 的生物膜厚度和微生物群落以提高 EAB 生物传感器的灵敏度，清华大学、福建农林大学和郑州大学的科学家将石墨粉 (GP) 与阿奇霉素 (AZM) ) - 一种不溶性抗生素 - 制造新的AZM@GP复合电极并用作 EAB 生物传感器阳极。该研究于 2022 年在线发表在Frontiers of Environmental Science & Engineering上。

AZM是一种不溶性抗生素，属于大环内酯类，对需氧革兰氏阴性杆菌和革兰氏阳性球菌具有关键的体外抗菌活性。在这项研究中，用作EAB-生物传感器阳极的新型AZM@GP复合电极可以影响生物膜以调节EAB的微生物群落和形态，最终提供受激传感性能。

该团队研究了使用各种抗生素剂量增强对生物传感器灵敏度的影响。发现 EAB 生物传感器主要受益于正确剂量的 AZM (0.5% AZM@GP )。

这可以通过减少启动时间、更易读的电信号、相对较高的电压输出和较高的抑制率（比带有 GP 电极的控制传感器高 30-65%）与有毒甲醛接触来说明。这可能是因为 AZM 减缓了非 EAM 的生长，而在建议的剂量下对 EAM 的代谢或生理活动没有太大影响。

发现阿奇霉素可以增加地杆菌的相对丰度并控制电活性生物膜的厚度。对生物膜形态和微生物群落检查的进一步研究表明，生物膜的形成随着厚度的降低而优化，并且在 0.5% AZM@GP剂量下增强地杆菌。

本研究开发了一种应用于 EAB 生物传感器的新型电极。与传统方法相反，该电极采用不溶性抗生素作为激动剂。该抗生素适用于水环境监测，具有实时不间断的进水流量。这种新电极可以很容易地装备和制造，因此似乎是促进 EAB 传感器实际应用的一种很有前途的方法。