编辑推荐：
在微生物腐蚀（MIC）研究中，经典三电极（3E）装置的参比电极易碎，不适合生物膜 / MIC 测试盒。研究人员对比 2E 和 3E 扫描结果，探究不同对电极 / 伪参比电极材料。结果显示 2E 扫描能反映腐蚀趋势，还发现多种可用于测试盒的材料，为 MIC 检测提供新方向。
在石油和天然气行业，微生物引起的腐蚀（MIC）是个令人头疼的大问题。微生物形成的生物膜会悄无声息地侵蚀设备，其中硫酸盐还原菌（SRB）引发的腐蚀最为严重。目前，虽然有多种方法来监测和缓解 MIC，但都存在一定的局限性。比如，传统的挂片法只能定期采样，无法实时监测腐蚀速率的突然变化。在电化学测量方面，经典的三电极（3E）装置虽然常用，但其中的参比电极（RE）很脆弱，像饱和甘汞电极（SCE）含有饱和氯化钾液体溶液，在实际使用中容易损坏，不适合现场应用。因此，一些生物膜传感器采用两电极（2E）设置，将对电极（CE）同时用作 CE 和伪参比电极（p - RE） 。不过，2E 扫描的可靠性一直没有得到充分验证，而且可用于 2E 系统的 CE/p - RE 材料也有待进一步探索。基于这些问题，研究人员开展了相关研究，该研究成果发表在《Bioelectrochemistry》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在电化学测量方面，运用线性极化电阻（LPR）、电化学阻抗谱（EIS）、电化学频率调制（EFM）和动电位极化（PDP，也叫 Tafel 扫描）等技术，通过这些技术获取不同电极设置下的腐蚀相关数据。同时使用不同材质的电极作为 CE/p - RE 材料进行对比实验，以探究其对测量结果的影响。
下面来看具体的研究结果：
- 石墨与铂在 450mL 玻璃细胞中的对比：研究发现，当使用铂作为 CE/p - RE 时，2E 扫描能像 3E 扫描一样描述极化电阻（Rp）随时间下降的趋势，尽管 2E 曲线有波动。而当用石墨替代铂时，2E 扫描同样能很好地描述Rp下降趋势，且石墨的 2E 响应比铂的 2E 响应在与 3E 响应对比时表现更优。
- 不同电极材料的适用性探索：研究对多种材料进行测试，发现 316L 不锈钢（SS）、Cr、Ni 和 Mo 等都有潜力作为生物膜 / MIC 测试盒中 CE/p - RE 材料的额外选择。
- 2E 扫描在不同场景下的可靠性：在 450mL 玻璃细胞实验中，2E 扫描数据虽不如 3E 数据精确，但仍可用于预测 MIC 趋势和评估杀生剂的效果。在 7 天的培养期和串联注射测试中，2E 数据在 MIC 检测和监测瞬态腐蚀速率变化方面都有用。此外，10mL 微型玻璃细胞可作为一次性生物膜 / MIC 测试盒用于监测 MIC。
研究结论表明，2E 扫描在 MIC 检测中具有一定的可靠性，虽然其数据质量比不上 3E 扫描，但在反映腐蚀趋势和评估杀生剂效果方面有实用价值。10mL 微型玻璃细胞可用于一次性生物膜 / MIC 测试盒，为现场检测提供了便利。同时，研究还拓展了可用于 2E 系统的 CE/p - RE 材料选择范围。这项研究为微生物腐蚀检测提供了新的思路和方法，有助于推动生物膜 / MIC 检测技术的发展，提高在石油和天然气等行业中设备腐蚀监测的准确性和便捷性，对于保障设备的安全稳定运行具有重要意义。
