白色念珠菌生物膜体外模型的建立及不同检测方法比较

目的建立白色念珠菌生物膜体外模型,为进一步研究白色念珠菌生物膜的耐药机制及干预提供基础。方法平板法培养白色念珠菌生物膜,利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜和荧光显微镜等多种检测方法观察生物膜形成情况。结果白色念珠菌能够在玻片上形成典型的生物膜,通过荧光显微镜、扫描电镜和激光共聚焦显微镜下观察白色念珠菌随着时间增加逐渐增加,48 h形成初步生物膜,72 h结构更加复杂和成熟。ISA软件定量化分析显示,SYTO9/PI荧光探针标记的生物膜模型的区域孔径(AP)在24、48和72 h分别为0.95±0.06、0.89±0.01和0.83±0.01,平均扩散距离(ADD)分别为1.16±0.13、1.26±0.06和2.43±0.76,结构熵(TE)分别为4.87±0.34、5.18±0.35和5.47±0.16,两两比较,差异均有统计学意义(P0.05)。Im age-Pro P lus 6.0软件分析显示,生物膜内真菌死亡率分别为(34.71±2.72)%、(36.63±4.20)%和(47.41±2.53)%,与24 h及48 h相比,72 h真菌死亡率增加差异具有统计学意义(P0.05)。结论平板法能够较好地建立白色念珠菌生物膜体外模型,并可利用多种方式检测。     

第四届全国生物膜学术讨论会会议通知

本届会议拟于1989年12月召开。会议内容交流我国在生物膜的物理、化学和生物学方面取得的最新成果并探讨我国生物膜的发展。会议形式大公报告(特邀)。专题讨论。初步拟分下列专题: (1)生物膜的结构。(2)生物膜与能量转换。(3)离子及小分子的跨膜运送。(4)离子通道。(5)蛋白质的跨膜运送。(6)生物膜与信息传递(CAMP系统,肌醇磷脂系统)。(7)受体。     

激光扫描共聚焦显微镜观察细菌生物膜形成的方法学研究

目的:建立激光扫描共聚焦显微镜观察生物膜形成过程的方法,为进一步研究生物膜的形成机制奠定基础。方法:以临床分离金葡菌X428为研究对象,在盖玻片上形成生物膜,分别于接种后的4、8、12、16、24和48h取出玻片,采用免疫荧光技术标记多糖和细菌,激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)观察生物膜形成情况。结果:取得了生物膜形成过程的不同时间点的CLSM图像,4h时细菌在盖玻片上粘附形成小菌落,8h和12h细菌聚集成簇,多糖基质产生并逐渐增多,至16h形成成熟生物膜结构;24h和48h生物膜已经播散,其结构变小。结论:应用免疫荧光技术和激光扫描共聚焦显微镜技术研究生物膜形成过程是一种简便可行的方法。     

DKP对3株病原菌生物膜的抑制作用研究

生物膜的存在使一些由病原菌引发的疾病变得更加难以治疗。经研究发现一种环二肽物质DKP——cyclo(Pro-Phe)能够抑制这3株病原菌(Staphylococcus aureus,Pseudomonas aeruginosa,Candida albicans)生物膜的形成。通过对不同浓度DKP作用下所形成的生物膜进行结晶紫定量、菌落计数分析和结构显微分析表明:在DKP的浓度达到10 mg/ml时,S. aureus和P. aeruginosa的生物膜几乎消失;在DKP的浓度达到12 mg/ml时,C. albicans的生物膜被显著抑制。这一发现为寻找新型的生物膜抑制剂治愈顽固疾病带来了新的希望。     

青蒿琥酯对铜绿假单胞菌生物膜形成及结构的影响

建立体外铜绿假单胞菌生物膜(biofilm BF)模型,探讨青蒿琥酯(artesunate)对生物膜的影响。分光光度法测定青蒿琥酯对铜绿假单胞菌浮游菌生长的影响。选取铜绿假单胞菌野生株(PAO1)建立生物膜模型,设立对照组、青蒿琥酯组、环丙沙星(ciprofloxacin)组。结晶紫染色后测定570 nm波长光密度值,以观察6 h时细菌粘附情况;建模3 d后经不同浓度的青蒿琥酯或环丙沙星处理后利用平板稀释计数法计算活菌数;利用激光扫描共聚焦显微镜成像技术(confocal laser scanning microscopy,CLSM)结合生物膜定量分析软件COMSTAT对生物膜的单位面积生物量、平均厚度、粗糙系数、平均扩散距离进行定量分析。研究显示青蒿琥酯对铜绿假单胞菌浮游菌无明显抑制作用。建模3 d后,生物膜经不同浓度的青蒿琥酯干预12 h后,512μg/m L、1 024μg/m L组生物膜内的活菌数分别为(6.99±0.21)、(6.45±0.19)log10 CFU/m L,与对照组相比,差异有统计学意义(p0.05)。青蒿琥酯组(512μg/m L)和环丙沙星组在6 h时细菌粘附性显著下降,与对照组相比有统计学差异(p0.05)。与对照组相比,经青蒿琥酯和环丙沙星处理后生物膜生物量、平均厚度以及平均扩散距离等结构指标数值都有明显减少(p0.05);青蒿琥酯组粗糙系数增加(p0.05),环丙沙星组粗糙系数无明显变化(p0.05),但这两组的粗糙系数对比有统计学差异(p0.05)。该研究表明青蒿琥酯能够降低铜绿假单胞菌粘附性及破坏成熟生物膜结构。     

环境因子对水霉菌生物膜形成的影响

【目的】体外构建水霉菌(Saprolegnia)生物膜(Biofilm,BF),研究环境因子对其生物膜形成的影响。【方法】采用改良的微孔板法研究静置培养条件下寄生水霉(Saprolegnia parasitica)ATCC200013在96孔酶标板上的成膜情况,CCK-8法(Cell Counting Kit-8)定量检测生物膜中水霉菌的活力。【结果】水霉菌的生物膜的OD450值在培养24 h达到峰值,48 h后趋于稳定。随着初始孢子浓度升高,水霉菌生物膜OD450值升高,差异显著(P0.05)。20-25°C生物膜形成量最多,OD450值显著高于其他温度组(P0.05)。在起始pH值为4-11的沙氏葡萄糖液体培养基中,水霉菌均能形成生物膜。在培养基中加入0.12 mmol/L以上CaCl2,能促进生物膜形成;添加0.03-2.00 mmol/L MgCl2,水霉菌生物膜形成量与未添加MgCl2对照组无显著性差异;Cu2+对水霉菌生物膜的形成有显著影响,0.5 mmol/L以上添加处理几乎不形成生物膜;NaCl能明显抑制水霉菌生物膜的形成,当NaCl质量分数低于0.12%时,对生物膜形成的影响较小(P0.05)。水霉菌在鲫皮和肌肉提取液包被后生物膜形成量与对照组相比无显著性差异,而鲫表皮黏液、鳃黏液包被后生物膜的形成量明显减少。【结论】研究首次采用微孔板法体外构建水霉菌生物膜,发现其生物膜的形成与多种环境因素有着密切的关系。这为了解水霉菌生物膜的形成规律提供了一定参考,为水霉菌生物膜的进一步研究奠定了基础。     

好氧-厌氧混合污泥启动微生物燃料电池产电性能及微生物群落动态特征

【目的】为探讨好氧-厌氧混合污泥启动微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)产电性能以及MFC对微生物群落的选择作用,【方法】以乳酸为底物,应用不依赖于培养的微生物分子生物学技术解析单室MFC启动过程中微生物群落的组成和结构动态学特征。【结果】结果表明,MFC经过3个周期启动成功,最高输出电压230 m V。当MFC外电阻为1656Ω时,最大功率密度11.15 W/m3,电池运行稳定。混合污泥启动MFC以后,阳极生物膜微生物群落结构同种泥差异较大,且多样性降低。生物膜中微生物类群按丰度依次为β-变形菌纲(Betaproteobacteria)24.90%、拟杆菌门(Bacteroidetes)21.30%、厚壁菌门(Firmicutes)9.70%、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)8.50%、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)7.90%、绿弯菌门(Chloroflexi)4.20%以及α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)3.60%。有利于生物膜形成与稳定的动胶菌属(Zoogloea)和不动杆菌属(Acinetobacter)序列丰度分别占生物膜群落的5.00%和3.90%,与MFC产电能力直接相关的地杆菌属(Geobacter)序列由混合污泥中的0.60%上升至阳极生物膜中的2.60%。【结论】本研究表明,MFC阳极生物膜在驯化过程中对污泥中的微生物进行淘汰和选择,最终驯化形成了有利于生物膜形成与稳定、有机物厌氧发酵与产电的微生物菌群。     

生物膜法强化净化氨氮污染水体及其微生物群落解析

【目的】比较不同营养条件及挂膜方式下生物膜法对氨氮污染水体的净化效果及其功能微生物群落结构。【方法】设置空白(Blank)、自然成膜(Raw)、预附脱氮菌强化挂膜(PCC)3组生物膜反应器,利用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术和非度量多维标度(NMDS)分析方法对生物膜反应器转化氨氮过程中微生物群落结构及其演替过程进行动态解析。【结果】在C/N=1:1时,除PCC在起始阶段短暂具有较高的氨氮脱除效率外,Blank、Raw和PCC最终均表现出较低的氨氮转化效率(10%-20%)。改变C/N=2:1后,Raw和PCC对人工合成污水中NH4+-N的转化率均提高至95%以上,而且Raw与PCC的群落结构在C/N=2:1时具有较高的相似性,优势菌群主要为γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、放线菌纲(Actinobacteria)和硝化螺菌纲(Nitrospira)。【结论】C/N是影响生物膜反应器氨氮去除效果及驱动生物膜反应器中细菌群落结构发生改变的重要因子。     

支原体膜的结构与功能——支原体膜上ATPase动力学参数的测定

ATP(asc)是生物膜上一种重要的酶,它不仅参与能量代谢,物质运送,氧化磷酸化等重要生化过程,而且它与膜上磷脂的结合状态,将影响膜的流动性,从而影响膜的其他功能。因此,研究ATP_(asc)的性质和功能,对生物膜的结构与功     

纳米银离子对表皮葡萄球菌生物膜形成过程的影响

目的探讨纳米银离子对表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)生物膜(biofilm)形成过程的影响。方法采用摇床法,以纳米银离子含量不同的乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene-Vinyl acetate,EVA)塑料为细菌粘附载体,建立体外生物膜模型;将各个时间点培养好的标本放在扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)及倒置显微镜下观察空白组与纳米银离子干预组中生物膜的形成情况,并结合NIS-Element BR软件计算生物膜覆盖率(biofilm coverage rate,BCR);荧光探针SYTO9/PI标记生物膜内细菌、激光共聚焦显微镜(Confocal LaserScanning Microscopy,CLSM)结合生物膜图形结构分析软件(Image Structure Analyze,ISA)观察纳米银离子作用后各时间点生物膜的结构变化。结果 2 d组生物膜经SEM检测,纳米银离子干预组较空白对照组相比,细菌变稀疏,结构明显受到破坏。BCR检测,0.5 d时纳米银离子干预组较空白对照组相比差异没有统计学意义,但在1 d、2 d时BCR差异有统计学意义(P<0.05)。CLSM结合ISA软件分析结果显示,2 d时空白对照组与0.1%纳米银离子干预组生物膜厚度、平均扩散距离(average diffusion distance,ADD)和结构熵(textual entropy,TE),分别为17.55±2.08和11.33±0.98、3.12±0.30和1.93±0.13、5.79±和3.17±0.16(P<0.05);区域孔率(Areal porosity,AP)为0.90±0.01和0.98±0.01(P<0.05)。但5 d时2组参数之间差异没有统计学意义。0.05%纳米银离子组也有相同的趋势。结论纳米银离子对表皮葡萄球菌的形成有抑制作用,但随着时间的推移,其抗菌作用逐渐减弱。高浓度组较低浓度组抗菌效果更加明显,持续时间更长。     

数控剪切流微流体技术及其在细菌生物膜研究中的应用

<正>细菌生物膜是指微生物(细菌、真菌等)黏附、聚集形成的一个群体,该群体产生并分泌胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS),形成一定的三维结构,含有营养物质、氧气等生长必需物质交换的通道,微生物细胞在EPS中增殖、生存[1]。生物膜结构可阻止抗生素或抗体等大分子有效杀伤微生物细胞,目前尚无有效的预防措施和治疗方法控制细菌生物膜所带来的危害。对细菌生物膜形成     

第九次全国暨海内外生物膜学术研讨会通知

由中国生物物理学会、中国生物化学与分子生物学会和中国细胞生物学会联合主办,中国生物物理学会 < 膜与细胞生物物理专业委员会 >、中科院生物物理研究所“生物大分子国家重点实验室”、国家科技部“生物膜与膜蛋白的结构与功能研究”<973> 项目和“生物膜与膜工程国家重点实验室”等联合承办的《第九次全国暨海内外生物膜学术研讨会》(简称2007“生物膜学术研讨会”) 定于2007年10月12-15日在湖北宜昌召开。     

丹皮酚对变形链球菌生物膜影响的体外研究

目的测定丹皮酚对变形链球菌的抑菌作用;共聚焦显微镜观察丹皮酚对变形链球菌生物膜结构和活性的影响。方法梯度法测定丹皮酚对变形链球菌的MIC(最小抑菌浓度)、MBC(最小杀菌浓度);体外构建变形链球菌生物膜模型,共聚焦显微镜观察不同浓度丹皮酚对变形链球菌生物膜作用后形态结构的影响并进行红绿荧光定量分析其活性变化。结果丹皮酚对变形链球菌的MIC为6.25mg/mL,MBC为25mg/mL;激光共聚焦显微镜观察丹皮酚对变形链球菌生物膜作用后其生物膜结构变稀疏,细菌链变短,生物膜活性也随丹皮酚浓度的提高而逐渐降低。结论丹皮酚对变形链球菌和变形链球菌生物膜结构及其活性均具抑制作用。     

植物中多不饱和脂肪酸生物合成的基因工程

多不饱和脂肪酸 (ｐｏｌｙｕｎｓａｕｒａｔｅｄｆａｔｔｙａｃｉｄｓ ,简称ＰＵＦＡ ,即含有两个或两个以上双键的长链脂肪酸[1] ) ,过去二十几年的研究 ,揭示了它在生物体内有广泛作用 ,在营养学和医学上都很重要[1～ 6] ,其生理功能和生物合成的研究得到广泛重视。1　多不饱和脂肪酸的生理功能　　 (1 )是生物膜的重要组成成分 ,调节与膜有关的生理过程。ＰＵＦＡ ,特别是花生四烯酸 (2 0∶4Δ5,8,11,14 ,ａｒａｃｈｉｄｏｎａｔｅ,ＡＡ)是磷脂结构功能的主要部分。磷脂在所有细胞膜中均存在 ,是细胞和生物膜的关键组份 ,它们对生物膜结…     

好氧条件下复合生物膜-活性污泥反应器中的反硝化菌群结构

以nirK和nirS基因为标记,利用PCR-DGGE技术研究了好氧条件下复合生物膜-活性污泥反应器中的反硝化群落结构。结果表明,样品中大部分nirK-反硝化菌都属于α-变形菌纲中的根瘤菌目Rhizobiales,而nirS-反硝化菌则与β-变形菌纲(包括红环菌目Rhodo-cyclales和伯克氏菌目Burkholderiales)及γ-变形菌纲(假单胞菌目Pseudomonadales)细菌相似。在nirK-及nirS-群落中均发现了未与已知菌群聚类的特殊序列。细菌的生长方式(生物膜或活性污泥)对反硝化群落结构有显著影响。这些结果将为生物膜-活性污泥复合工艺中的反硝化过程提供基础数据。     

鲍曼不动杆菌临床菌株生物膜形成能力的研究

目的对鲍曼不动杆菌临床菌株的生物膜形成能力进行对比研究,并分析生物膜形成的一些可能的影响因素。方法利用在聚苯乙烯板上构建生物膜的技术对51株全耐药的鲍曼不动杆菌的生物膜形成能力进行检测,同时对分离自下呼吸道和无菌体液的各20株鲍曼不动杆菌的生物膜形成能力进行研究,然后对新近报道的鲍曼不动杆菌生物膜形成相关基因abaI在所有菌株中的分布情况进行检测。结果 51株全耐药的鲍曼不动杆菌中35株(68.6%)可以形成生物膜,并且形成生物膜的能力较强。50%(10/20)分离自下呼吸道的鲍曼不动杆菌能够形成生物膜,20株无菌体液中分离的菌株仅有1株可以形成生物膜。78.0%(71/91)鲍曼不动杆菌中abaI基因扩增阳性。结论分离自下呼吸道的鲍曼不动杆菌临床菌株有较强的生物膜形成能力,abaI基因广泛存在于鲍曼不动杆菌临床菌株中。临床在治疗鲍曼不动杆菌感染的同时需要考虑其在感染部位形成生物膜的因素,可能在治疗的同时有必要加入一些对生物膜有穿透性的药物。     

营养及水力条件影响光合细菌生物膜生长特性实验

对平板式生物膜反应器内,流量及底物浓度范围分别为37.8~1080ml/h、0.05~10g/L的不同生长条件下光合产氢细菌生物膜生长特性进行了实验研究,讨论了不同水力及营养条件对沼泽红假单胞菌生物膜表面覆盖率、膜厚、干重和密度的影响。实验结果表明,不同水力及营养条件对生物膜生长速率及结构具有重要影响。在相同的时间间隔内,在高流速条件下光合细菌菌落生长较快,但过高的液体流速会导致部分生物膜脱落;高流速条件易使生物膜形成薄而致密的结构。光合细菌生物膜在循环液底物浓度较高时生长较快,密度也最高;而贫营养条件可以促成结构疏松生物膜在固液界面的形成,这种生物膜结构有利于微生物在低底物浓度条件下底物在生物膜内的传输。     

膜脂—膜蛋白的相互作用(上)

生物膜是由蛋白质,脂质以及碳水化合物等组成的超分子体系。一般认为,膜脂是膜的基本骨架,膜蛋白是膜功能的主要体现者。因此,二者的相互作用问题的探讨可以说是生物膜结构与功能研究的一个中心环节。本文先对生物膜的主要组分:膜脂和膜蛋白的概况以及生物膜结构的主要特征——流动性作一扼要介绍,然后就膜脂对膜蛋白,膜蛋白对膜脂的影响分别进行讨论,最后就二者相互作用的研究与医、农方面的联系作些介绍。一、膜脂和膜蛋白的概述 1.膜脂 (1)膜脂的组成据估计生物膜约含100种脂质。膜是一个非常复杂的体系,膜脂组成发生1—2％的变化(例如,胆固醇/磷脂的比值的改变),就足以影响细胞的存活。     

猪源肠外致病性大肠埃希氏菌的生物膜形成能力及耐药性

[背景]猪源肠外致病性大肠埃希氏菌(extraintestinal pathogenic Escherichia coli,ExPEc)是一种严重危害养猪业的病原菌,有关其生物膜形成能力与耐药性的研究报道很少。[目的]探讨从病猪肺脏中分离鉴定的3株ExPEc的生物膜形成能力及耐药性,为从抗生物膜形成角度防治猪肠外大肠埃希氏菌病提供参考。[方法]采用96孔板结晶紫染色法结合正交实验优化猪源ExPEc分离株的生物膜形成最佳条件与成膜能力;通过扫描电镜观察各菌株生物膜的形态结构;利用PCR方法检测其携带的生物膜形成相关基因;采用微量肉汤稀释法测定抗生素对生物膜态与浮游态下猪源ExPEc分离株的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)。[结果]3株猪源ExPEc的最佳成膜条件并不一致,但在各自最佳条件下均能形成很强的生物被膜且同时携带10个生物膜形成相关基因(pgaA,pgaB,pgaC,pgaD,luxS,fimA,hipA,iha,flhC,flhD)。扫描电镜观察显示,菌株SE-1聚集后可形成片状生物膜,菌株SE-2和SE-3聚集后可形成多...     

细菌生物膜在农田土壤污染修复中的应用研究进展

全球农田土壤污染日趋严重。重金属、农药、微塑料作为常见的土壤污染物,已对农田生态系统与粮食安全造成严重威胁。细菌生物膜(bacterial biofilm,BF)作为分布于细菌表面的多组分聚集体,近年来已被证明在环境保护领域具有较高的应用价值。本文主要介绍了细菌生物膜的组成和功能,并对近年来细菌及其生物膜在重金属、有机物污染土壤修复中的应用及机理进行综述,展望生物膜群落结构在污染土壤中的修复潜力,以期深入理解细菌生物膜的关键作用,为挖掘更多细菌生物膜在环境保护方面的应用潜力提供理论指导。