生物薄膜

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生物薄膜（英語(yǔ)：biofilm），也稱作“生物膜”或“菌膜”，是一些微生物細(xì)胞由自身產(chǎn)生的胞外多聚物基質(zhì)（主要為多糖）所包圍而形成，且附著在浸有液體的惰性或生物表面的，具有結(jié)構(gòu)的群落。

目錄 1 重要性 2 特點(diǎn) 3 結(jié)構(gòu) 4 形成 5 防止 6 參考來(lái)源

重要性

生物膜在醫(yī)學(xué)、工業(yè)和生態(tài)上都具有重要意義。

在醫(yī)學(xué)中，人類大約65%的細(xì)菌性疾病有生物膜參與。如在口腔中，牙齒表面的生物膜可形成牙菌斑、齲齒和牙齦感染。生物膜也可導(dǎo)致器官移植后（如心臟起搏器）的感染?？照{(diào)中的退伍軍人菌（Legionella pneumoniae）形成生物膜可導(dǎo)致退伍軍人病。綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)在肺部感染的形成囊性纖維變性、肺結(jié)核、尿路感染、呼吸道感染和大約25%的腎結(jié)石也是由生物膜造成的。

輸油管道中形成的生物膜會(huì)嚴(yán)重影響管道輸送能力。

特點(diǎn)

生物膜中的細(xì)胞和游離細(xì)胞有很多不同點(diǎn)：

• 生物膜中的細(xì)菌對(duì)抗生素、過(guò)氧化氫或者去污劑的抗性比游離細(xì)胞高可達(dá)400倍。
• 通過(guò)二維蛋白質(zhì)電泳，發(fā)現(xiàn)生物膜中的細(xì)菌可能表達(dá)40%和游離細(xì)胞不同的蛋白。
• 生物膜中的細(xì)菌可以不分裂而維持生存（休眠）很長(zhǎng)時(shí)間。
• 生物膜中的生物合成更多的向外分泌的多糖，并進(jìn)行不同的次級(jí)代謝。
• 生物膜中的細(xì)菌對(duì)外界環(huán)境條件改變（如pH、離子濃度、滲透壓、黏度、營(yíng)養(yǎng)、氣體交換）作出的反應(yīng)更迅速。

結(jié)構(gòu)

生物膜體積的90%由聚合物基質(zhì)或水管道構(gòu)成。生物膜具有結(jié)構(gòu)而非均一，管道可用于生物膜內(nèi)部的細(xì)菌交換物質(zhì)。生物膜中，構(gòu)成底層和表層的細(xì)菌種類和比例也不同。

生物膜的細(xì)胞可通過(guò)群體感應(yīng)（quorum sensing）調(diào)整自身的生理狀況。

形成

生物膜的形成有以下步驟：

1. 細(xì)菌的可逆吸附（秒）
2. 細(xì)菌的不可逆附著，改變被附著表面的特性，使其更易被附著（秒~分）
3. 細(xì)菌的生長(zhǎng)和分裂（小時(shí)~天）
4. 胞外聚合物的產(chǎn)生，生物膜開(kāi)始形成（小時(shí)~天）
5. 其他生物在生物膜上的附著（天~月）

防止

為防止某些情況下的生物膜形成，有如下辦法：

預(yù)防性：

• 防止?fàn)I養(yǎng)物沉積
• 特殊的表面使細(xì)菌無(wú)法附著（“荷葉效應(yīng)”）

物理方法：

• 超聲
• 高電壓
• 磁場(chǎng)

化學(xué)方法：

• 抗生素
• 去污劑
• 過(guò)氧化氫
• 螯合劑（如EDTA）

生物調(diào)控方法：

• 加入群體感性中誘導(dǎo)物的相似物質(zhì)從而抑制群體感應(yīng)

參考來(lái)源

• 維基百科-生物薄膜

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