生物膜的物理性质研究
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“生物膜技术”:关于微生物膜研究的一项多学科的综述Esther Karunakaran·Joy MukherjeeBharathi Ramalingam·Catherine A.Biggs摘要人们对生物膜形成的研究不是一个新的现象。
生物膜的普遍存在及其意义和各种形成过程鼓励人在这个领域已经长达四十年的广泛研究。
在这篇评论当中,我们强调来自不同学科的技术。
我们用这些技术已经成功地描述了细胞外、细胞膜以及细胞内部的成分。
这些成分对了解生物膜的形成起着很重要的作用。
为了减少对研究生物膜的复杂性,以前的研究者通常采用带有学科性质的具体方法单独地去研究生物膜的不同组成成分。
最近有些研究主张综合不同的技术对生物膜得到更加全面的认识,但是这种方法一直处于初期阶段。
为了获得对生物膜形成过程全面的认识以及确切地阐述有效的生物膜控制方法,在接下来的十年里研究人员应该意识到对生物膜的研究(换就话说,生物膜技术逐渐形成一门独立学科),以及多学科综合研究在这一领域的重要性。
关键词生物膜生物膜技术细胞外的细胞内的多学科的细胞膜引言在自然界,细菌以本身彼此粘连形成的组织或者以细胞膜粘连而形成固着的组织而存在。
这种组织对所处环境的变化能够做出反应以及能够适应环境的变化,或者像多细胞组织一样执行特殊任务(Costerton et al. 1999, O’Toole et al. 2000; Hall-Stoodley and Stoodley 2002)。
细菌的生物膜是指细胞和细胞外界聚合物接界以及细胞彼此之间粘结成的膜结构。
细胞膜是细胞在生长过程中细胞与细胞表面、细胞与细胞之间的联系的介质(Davey and O’Toole 2000, O’Toole et al. 2000)。
细菌聚集是一种彼此之间相互联系的微生物形成一种稳定的多细胞簇现象(Marshall 1976)。
因此这中聚合物也能成为生物膜,其表面物质很少被定义(Davey and O’Toole 2000)。
(生物科技行业)循环冷却水系统微生物控制技术的研究循环冷却水系统微生物控制技术的研究作者:苏腾陈中兴侯秋时间:2007-11-2419:34:00来源:论文天下论文网摘要:对长期以来认同的循环冷却水中微生物总数控制指标的合理性,提出了质疑,指出微生物孳生造成循环冷却水系统危害的根源,是系统内的附着微生物,即生物粘泥。
作者认为,只要控制微生物不能在系统中附着,就会使微生物对循环水系统构成威胁的几率,大大降低,甚至不会产生危害。
即使水体中细菌总数超过了现有的指标,循环水系统仍然可以正常运转。
酶处理实验结果证明,系统大部分附着的粘泥可去除,而旁滤可使循环水中细菌总数,控制在一定范围内,不会无限增长。
关键词:循环冷却水微生物控制酶处理生物粘泥均匀设计1引言工业循环冷却水系统给大量微生物的生长提供了良好的栖息地,微生物生长所必需的营养物和离子,可以通过补充水和周围空气带入的有机物或无机物供给,生产过程中物料的泄漏也为循环水系统微生物种群提供了养料。
通过管道、热交换器、冷却塔填料及配水管道系统所提供的大量表面积,有效地促进了微生物种群的生长,微生物孳长给循环水系统带来极大危害。
目前微生物控制普遍采用的方法是投加杀生剂直接杀灭微生物体,并将循环水中的各类细菌数降到国家标准规定的指标以下,如异养菌总数应不超过5×105个/毫升,以此作为循环水系统微生物成功控制的评判依据。
在杀生剂的研发中,亦将杀生剂对水中活菌杀灭能力的大小,作为评判其性能好坏的标准。
然而,人们长久以来依赖的这一依据或标准的合理性是值得质疑的。
因为,循环水中悬浮异养菌的总数不超过5×105个/毫升,并不等同于循环水系统中异养菌的总数不超过5×105个/毫升。
在循环冷却水系统中包含着两种不同的微生物种群:存在于循环水整体流动中的浮游微生物和在生物膜或生物粘泥中具有生长优势的附着微生物。
监测循环水系统中微生物数量和相应杀生剂性能评价的传统指标,仅着眼于控制水中的浮游微生物群体,表1的数据可以说明[1],粘泥中各种菌类数量都要比循环水中高得多。
博纳膜可吸收生物膜的规格-概述说明以及解释1.引言概述部分的内容应当对博纳膜可吸收生物膜的规格进行简要介绍和概述。
可以采用以下方式撰写:1.1 概述在医疗领域中,可吸收生物膜的需求日益增加。
博纳膜作为一种具有吸收性能的生物膜材料,引起了广泛的关注。
它以其优良的可吸收性和生物相容性,成为了替代传统生物膜材料的理想选择。
博纳膜可吸收性意味着它能够在一定时间内溶解和吸收于人体,并且不会留下残留物。
这个特性对于许多临床应用来说至关重要,如可吸收缝合线、可吸收骨钉和可吸收软骨修复材料等。
生物膜的规格也是衡量博纳膜可吸收性的重要指标。
生物膜的规格包括其物理化学性质、力学性能、形态结构以及降解速度等方面的特征。
了解和掌握博纳膜的规格对于确保其安全性和可靠性具有重要意义。
本文将以博纳膜可吸收生物膜的规格为核心内容,深入探讨博纳膜材料的特性及其在可吸收生物膜领域的应用。
通过对现有研究成果的综述和分析,旨在为相关领域的研究人员提供参考和启发,推动博纳膜可吸收生物膜的进一步发展和应用。
文章结构部分主要介绍了整篇文章的组织结构和各个部分的内容安排。
本文的结构如下:1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 博纳膜的可吸收性2.2 生物膜的规格3. 结论3.1 总结博纳膜可吸收生物膜的规格3.2 展望未来研究方向文章的结构设计旨在逐步展开对博纳膜可吸收生物膜的规格的讨论。
引言部分概述了文章的主题和背景,明确了文章的目的。
正文部分将重点介绍博纳膜的可吸收性和生物膜的规格,向读者展示相关概念和知识。
结论部分对前文进行总结,回顾博纳膜可吸收生物膜的规格,并展望未来的研究方向。
通过这样的结构设计,读者可以系统地了解博纳膜可吸收生物膜的规格,并对当前的研究进展和未来的研究方向有一个清晰的理解。
同时,这个结构设计也有助于确保文章的逻辑清晰、条理性强,使读者能够更好地理解和吸收文章的内容。
文章1.3 目的的内容如下:本文的目的是探讨博纳膜可吸收生物膜的规格。
生物膜中的脂质体和胆固醇的作用生物膜是由脂质和蛋白质相互作用构成的复杂结构,它是细胞内部与外部环境之间的物理障碍,它的主要作用是维护细胞内外环境的稳定,并确保物质在细胞内外的传递。
生物膜的主要成分是二层脂质双分子层,其中的脂质主要有磷脂、糖脂、胆固醇等,而其中的胆固醇和脂质体在细胞内起到了重要的作用。
脂质体是一种由脂质构成的小颗粒,其主要成分是磷脂和胆固醇,它们能够在细胞内外进行传递。
脂质体不仅可以通过细胞膜难以通过的狭小孔道,也可通过介导物质穿过细胞膜。
因此,脂质体在生物膜中的运载作用被广泛地应用于药物输送系统、基因治疗和免疫调节等领域。
胆固醇也是生物膜中不可或缺的一部分,它通常存在于生物膜中的上层。
胆固醇通过与脂质双分子层内的磷脂共同作用,影响生物膜的物理性质,维持细胞的稳定性和功能性。
在细胞分化、细胞增殖和信号传递等生理过程中,胆固醇也发挥了重要的调节作用。
脂质体和胆固醇在生物膜中的作用是密不可分的。
磷脂双分子层内的质心位置以及二层的物理性质与脂质体和胆固醇的摆放有关。
脂质体的插入不仅可以改变生物膜的物理性质,还可以在生物膜中形成一个亚区域,从而为后续的细胞内信号传递及新陈代谢的传递提供化学中介。
胆固醇的影响则更加细致且复杂。
胆固醇与生物膜的烷基和含有双键的脂质磷酰乙醇胺结合,通过形成特定的结构和空洞,影响生物膜的流动性质、机械性质、电学性质和信号传递性质等。
此外,研究表明,脂质体和胆固醇还影响了生物膜内外其他分子与生物膜相互作用的能力。
脂质体可以创造一个小的水相环境,将水分散到脂质层的内部,以促进水溶性物质的传递。
而胆固醇的存在可以防止蛋白质和其他有生物活性的物质在生物膜中结晶。
这些作用使得脂质体和胆固醇能够参与生物膜中几乎所有的生理过程,从而影响整个细胞的生长、分化、代谢以及免疫调节等。
在总结上述内容的同时,脂质体和胆固醇在细胞内的多重作用说明它们的重要性。
它们对生物膜的不仅仅是协调和组织性作用,它们通过细胞膜的物理化学性质及组织化学机制,调控着多种细胞生物化学过程。
生物膜胞外聚合物的检测技术与功能的研究进展黄敏婷;陆春【摘要】生物膜胞外聚合物是黏附在生物膜周围,保证生物膜功能及完整性的生物合成聚合物.近几年,生物膜胞外聚合物的物理化学性质、生物功能及其检查技术备受关注.就生物膜胞外聚合物的组成、检测技术及功能几方面展开综述.【期刊名称】《微生物学杂志》【年(卷),期】2010(030)006【总页数】4页(P82-85)【关键词】生物膜胞外聚合物;组成;研究方法与技术;功能【作者】黄敏婷;陆春【作者单位】中山大学,附属第三医院,广东,广州,510630;中山大学,附属第三医院,广东,广州,510630【正文语种】中文【中图分类】Q73;Q93-33生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)是一种在生物膜中,使细胞与其他特殊物质凝聚、结合在一起的有机生物合成聚合物,主要黏附在微生物生物膜周围,保证生物膜功能及完整性的物质。
EPS的产生是自然环境中生物膜的普遍特性,在原核与真核生物中均可发现[1]。
本文就EPS近期的研究内容展开综述。
EPS是三维的、胶样的、高度水合的混合物,主要由多种有机高分子物质组成,如多糖、蛋白、核酸、磷脂、褐藻酸、腐殖质以及其他多聚混合物,其中也不乏一些低分子无机物,如硫酸盐等,它们在某种程度上可极大地改变生物膜的结构与物理化学性质。
EPS中的糖类主要包含:单糖、糖醛酸、氨基糖等;磷脂类包含:脂肪酸、甘油、磷酸酶、氨基乙醇、丝氨酸、胆碱等;腐殖质类包含酚类混合物等,不同种类的微生物群体,EPS成分有所不同[1]。
Tsuneda[2]对27种异养需氧菌EPS的组成进行研究,发现多糖和蛋白质为EPS主要成分,占整个EPS质量的75%~89%,且多糖中的己糖、己糖胺、酮糖占有相当高的比重。
从油井分离出来的一种嗜热细菌MS-1[3],其EPS也含有48.3%~54.5%多糖,多糖中甘露糖、葡萄糖、半乳糖的比例为2.04∶1.00∶0.89;而蛋白类占EPS的37.2%~42.4%,包括蛋氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、组胺酸和丝氨酸。
物理化学生物可以报考的专业以物理化学生物可以报考的专业为题,本文将介绍几个与物理化学生物相关的专业,包括生物物理学、生物化学、生物医学工程和药物化学。
一、生物物理学生物物理学是研究生物体内的物理现象和过程的学科。
它将物理学的原理和方法应用于生物学领域,研究生物分子的结构和功能,以及生物体内的能量转化和传递。
生物物理学研究的内容包括蛋白质结构与功能、生物膜的物理性质、生物体内的电生理过程等。
在生物物理学专业中,学生将学习物理学、生物学、化学等多个学科的知识,掌握从事生物物理学研究的基本理论和实验技术。
二、生物化学生物化学是研究生物分子结构、功能和代谢的学科。
它涉及到生物体内各种生物大分子(如蛋白质、核酸、多糖等)的结构与功能,以及生物体内的代谢过程。
生物化学研究的内容包括蛋白质的合成和降解、核酸的复制和转录、酶的催化机理等。
在生物化学专业中,学生将学习有机化学、生物学、分析化学等多个学科的知识,掌握从事生物化学研究的基本理论和实验技术。
三、生物医学工程生物医学工程是将工程学原理和方法应用于医学和生物学领域的学科。
它研究和开发医疗设备、生物材料和医学影像等技术,应用于医学诊断、治疗和康复等方面。
生物医学工程的研究内容包括医学成像技术、生物材料的设计和应用、生物传感器的开发等。
在生物医学工程专业中,学生将学习工程学、生物学、医学等多个学科的知识,掌握从事生物医学工程研究和开发的基本理论和技术。
四、药物化学药物化学是研究药物设计、合成和作用机制的学科。
它结合有机化学、药理学和生物化学等多个学科的知识,研究和开发新的药物分子。
药物化学的研究内容包括药物分子的合成、构效关系的研究、药物靶点的发现和作用机制的研究等。
在药物化学专业中,学生将学习有机化学、药理学、药物分析等多个学科的知识,掌握从事药物化学研究和开发的基本理论和实验技术。
总结:以上介绍了几个与物理化学生物相关的专业,包括生物物理学、生物化学、生物医学工程和药物化学。
铜绿假单胞菌生物膜形成的影响因素及防治策略探究铜绿假单胞菌是一种常见的细菌,广泛存在于环境中,包括水体、土壤和动植物体内。
它是一种革兰氏阴性杆菌,能够形成生物膜,这种薄膜结构的形成对于铜绿假单胞菌的繁殖、生存和抗药性有着重要的影响。
生物膜是一种由细菌聚集形成的微生物聚集体,它们通过分泌胶质多糖和其他分子,将自身牢牢固定在表面上。
铜绿假单胞菌的生物膜形成会导致其迅速适应环境变化,并增加对抗生素、消毒剂等化学物质的耐受性。
因此,深入了解铜绿假单胞菌生物膜形成的影响因素以及寻找有效的防治策略是至关重要的。
首先,我们来探讨一下铜绿假单胞菌生物膜形成的影响因素。
以下是一些主要的影响因素:1. 温度和湿度:铜绿假单胞菌能够在较宽的温度范围内生长,并且在湿润条件下更容易形成生物膜。
2. 营养物质:适宜的营养物质是生物膜形成的关键。
铜绿假单胞菌需要合适的碳源和氮源来维持其生物膜形成和生长。
3. 表面特性:表面的物理和化学性质对生物膜形成有重要影响。
光滑的表面和较低的表面能量会促进生物膜的形成。
4. 其他微生物的存在:在环境中,铜绿假单胞菌通常会与其他细菌和真菌共生。
这种共生关系可能会影响生物膜的形成。
有了对影响因素的初步了解,我们可以开始探索一些防治策略,以减轻铜绿假单胞菌生物膜形成带来的负面效应。
1. 物理方法:机械清洗和超声波清洗等物理方法可以有效地去除表面的生物膜。
这些方法可以用于预防和控制生物膜的形成。
2. 化学方法:使用化学物质,如消毒剂和抗生素,可以抑制生物膜的形成。
然而,需要注意的是,长期使用化学物质可能会导致细菌产生耐药性。
3. 表面改性:通过改变表面的物理或化学性质,可以阻止铜绿假单胞菌吸附和生物膜形成。
例如,使用抗菌表面涂层可以防止细菌附着。
4. 生物方法:利用特定的微生物,如以益生菌为基础的生物防治方法,可以有效地降低铜绿假单胞菌的生物膜形成。
总的来说,铜绿假单胞菌的生物膜形成对于其生存和繁殖非常重要。
生物膜的物理性质研究
生物膜是指细胞壁、细胞膜、细胞外基质等生物体内外各种结构的组成。
生物
膜在生物体中的作用非常重要,它不仅有保护细胞内部结构的作用,还能承载细胞的生物学功能。
因此,生物膜的研究和探究对于生命科学的发展非常关键。
在物理学中,膜是有一定的厚度的、平面的物质结构。
而对于生物膜来说,它
也具有三维的结构,不仅有形状和厚度,还有自组织的分子和物质交互作用。
因此,对于生物膜的物理性质进行研究,能够帮助我们更好地理解生物膜的构成和功能。
一、生物膜的物理特性
生物膜是一种由多种不同分子构成的结构。
其中最主要的成分是脂质,也包括
蛋白质、糖类等。
脂质是主要构成生物膜的结构分子,它由亲水头部和疏水烃尾部组成。
脂质层的性质是决定生物膜性质的关键。
相同的分子可以组成不同类型的膜,比如细胞膜和内器官膜。
生物膜的厚度是非常小的,约为5到10纳米,这是由于其上的分子数量非常
少所致。
生物膜的厚度对其物理性质和生物学特性有很大的影响。
细胞壁的厚度往往比细胞膜要厚,且内部的分子组成也不尽相同。
一般来说,细胞壁和细胞膜的组成都与某些特定的机能有着密切的关系。
生物膜具有一定的结构和形状。
其结构是由其分子组成确定的。
在左右和上下
方向,分子之间的作用力一般较小,因此生物膜在这两个方向上的弹性变形相对较小。
但是,在面对平面的力或者液压力后,生物膜会比较容易变形。
除此之外,生物膜还可以根据其分子组成和形态作用发挥一些独有的水性特性。
二、生物膜的力学性质
生物膜在物理上表现出很多独特的力学性质。
其中一项关键性质是其柔韧性。
生物膜可以适应复杂的形态,包括曲率较小的弧线、平面和曲率较大的球形等。
而且,它还可以自行复原,即使在受到机械刺激或者拉伸时,也能很快地恢复正常。
此外,生物膜还表现出很好的延展性能。
在分子分布均匀的情况下,生物膜可
以很好地伸展和收缩,最终回到初始状态。
正是因为这个性质,生物膜才能够在生物体内部的各个部位发挥其作用。
其次,生物膜还表现出很好的坚韧性。
这主要是由于其分子成分的复杂性所致,同时还有其固有的自组织特性。
生物膜上的分子之间都会进行一些物理和化学作用,这些相互作用能够让分子间的接触面积更大,从而提高生物膜的坚韧性。
三、生物膜的物理实验方法
物理学家们一直努力研究生物膜的物理性质。
研究生物膜的物理性质需要进行
复杂的实验。
实验方法涉及到多个方面,包括制备膜的方法、测量生物膜的厚度和形态的方法,以及分子之间相互作用的研究等。
制备生物膜可以采用多种方法,比如使用分子层析、自组装等技术。
测量生物
膜的厚度和形态可以根据不同目的采用不同技术,包括原子力显微镜、透射电镜等。
人们还可以使用一些特定方法将研究生物膜的物理特性表现出来,比如把生物膜拉伸或挤压等。
四、未来的研究方向
生物膜的物理性质是一个广泛研究的领域。
随着科技的不断发展,人们对生物
膜的研究会越来越深入。
未来的研究方向可能包括以下方面:
1. 更深入的了解生物膜的分子组成和自组织特性,以及分子之间相互作用的关系。
2. 探索生物膜在不同环境条件下的物理性质和生物学特性变化,探索生物膜在
不同操作环境下的机械性质的变化规律。
3. 进一步探索生物膜的结构构建,构建不同类型的膜结构,比如有机膜和无机膜等。
总之,生物膜的物理性质研究是一个非常复杂而且有意义的领域。
对于揭示生命科学中的一些奥秘和提高人类生活质量都非常重要,因此,我们需要更多的研究人员来探索其物理特性的独特性,以期为生物科学的发展做出更加有益的贡献。