生物被膜的物理特性及其表征

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1、1390生物工程学报甘田生等/生物被膜的物理特性及其表征ChineseJournalofBiotechnologyhttp://journals.im.ac.cn/cjbcnSeptember25,2017,33(9):1390−1398DOI:10.13345/j.cjb.170062©2017ChinJBiotech,Allrightsreserved·新技术·生物被膜的物理特性及其表征甘田生，龚湘君华南理工大学材料科学与工程学院，广东广州510640甘田生,龚湘君.生物被膜的物理特性及其表征.生物工程学报,2017,33

2、(9):1390–1398.GanTS,GongXJ.Characterizationofthephysicalpropertiesofbiofilms.ChinJBiotech,2017,33(9):1390–1398.摘要:生物被膜涉及到人类生产生活的方方面面。生物被膜的形成有时是有益的，可用于生物降解、生物催化等；但同时也造成了诸多不利的影响，医疗领域中的感染性疾病、工业生产中的生物污损等均与生物被膜的形成有关。生物被膜形成过程中的物理性质决定着生物被膜的形态结构以及机械稳定性，对它在应对外界环境刺激并得以生存具有重要的

3、意义。本文介绍了生物被膜形成初期和发展过程中的物理性质以及相应的表征手段。其中，细菌的表面粘附由细菌的近界面运动行为及细菌与表面的相互作用决定，并对生物被膜的初期形成起关键的作用。此外，机械性能测试发现成熟的生物被膜可看作具备粘弹性的聚合物。关键词:生物被膜，细菌粘附，物理性质CharacterizationofthephysicalpropertiesofbiofilmsTianshengGan,andXiangjunGongFacultyofMaterialsScienceandEngineering,SouthChina

4、UniversityofTechnology,Guangzhou510640,Guangdong,ChinaAbstract:Itwasknownthatbacteriaadheretosurfacesandformsessilecoloniescalledbiofilms.Biofilmsshowpotentialapplicationsforbiodegradationandbiocatalysis,whilsttheyalsocausehealthyandenvironmentalproblems.Inparticula

5、r,theyleadtohumaninfectionsandbiofoulingproblemsinindustry.Physicalpropertiesofbiofilmsreflectthearchitectureandmechanicalstabilityofbiofilmsthatarehighlyrelatedtotheirresistancetoenvironmentalchallengesandtheirsurvival.Inthisarticle,wereviewedthephysicalpropertiesi

6、nvolvedinthedevelopmentofbiofilmsandtherelatedcharacterizationtechniques.Thesurfaceadhesionofbacteriaplaysacrucialroleinthebiofilmformation,whichisdeterminedbythemotionofbacterianearasurfaceaswellastheinteractionbetweenthebacteriaandthesurface.Asfarasthebiofilmsbeco

7、memature,theybehavelikeapolymerglassymaterialrevealedbyrheologicalmeasurements.Keywords:biofilm,surfaceadhesion,physicalpropertiesReceived:February22,2017;Accepted:July27,2017Supportedby:NationalNaturalScienceFoundationofChina(Nos.21404044,21574046).Correspondingaut

8、hor:XiangjunGong.E-mail:msxjgong@scut.edu.cn国家自然科学基金(Nos.21404044，21574046)资助。甘田生等/生物被膜的物理特性及其表征1391生物被膜是由吸附于固体表面或气液界面要是浮游细菌刚刚粘附至表面上，处于一个可