生物薄膜

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生物薄膜英语:biofilm),也称作“生物膜”或“菌膜”,是一些微生物细胞由自身产生的胞外多聚物基质(主要为多糖)所包围而形成,且附着在浸有液体的惰性或生物表面的,具有结构的群落。

目录

重要性

生物膜在医学、工业和生态上都具有重要意义。

在医学中,人类大约65%的细菌性疾病有生物膜参与。如在口腔中,牙齿表面的生物膜可形成牙菌斑龋齿牙龈感染。生物膜也可导致器官移植后(如心脏起搏器)的感染。空调中的退伍军人菌Legionella pneumoniae)形成生物膜可导致退伍军人病绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)在肺部感染的形成囊性纤维变性肺结核尿路感染呼吸道感染和大约25%的肾结石也是由生物膜造成的。

输油管道中形成的生物膜会严重影响管道输送能力。

特点

生物膜中的细胞和游离细胞有很多不同点:

结构

生物膜体积的90%由聚合物基质或水管道构成。生物膜具有结构而非均一,管道可用于生物膜内部的细菌交换物质。生物膜中,构成底层和表层的细菌种类和比例也不同。

生物膜的细胞可通过群体感应(quorum sensing)调整自身的生理状况。

形成

生物薄膜的形成过程

生物膜的形成有以下步骤:

  1. 细菌的可逆吸附(秒)
  2. 细菌的不可逆附着,改变被附着表面的特性,使其更易被附着(秒~分)
  3. 细菌的生长和分裂(小时~天)
  4. 胞外聚合物的产生,生物膜开始形成(小时~天)
  5. 其他生物在生物膜上的附着(天~月)

防止

为防止某些情况下的生物膜形成,有如下办法:

预防性:

物理方法:

化学方法:

生物调控方法:

参考来源

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