生物薄膜

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生物薄膜英語:biofilm),也稱作「生物膜」或「菌膜」,是一些微生物細胞由自身產生的胞外多聚物基質(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,具有結構的群落。

目錄

重要性

生物膜在醫學、工業和生態上都具有重要意義。

在醫學中,人類大約65%的細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牙齦感染。生物膜也可導致器官移植後(如心臟起搏器)的感染。空調中的退伍軍人菌Legionella pneumoniae)形成生物膜可導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核尿路感染呼吸道感染和大約25%的腎結石也是由生物膜造成的。

輸油管道中形成的生物膜會嚴重影響管道輸送能力。

特點

生物膜中的細胞和游離細胞有很多不同點:

結構

生物膜體積的90%由聚合物基質或水管道構成。生物膜具有結構而非均一,管道可用於生物膜內部的細菌交換物質。生物膜中,構成底層和表層的細菌種類和比例也不同。

生物膜的細胞可通過群體感應(quorum sensing)調整自身的生理狀況。

形成

生物薄膜的形成過程

生物膜的形成有以下步驟:

  1. 細菌的可逆吸附(秒)
  2. 細菌的不可逆附著,改變被附著表面的特性,使其更易被附著(秒~分)
  3. 細菌的生長和分裂(小時~天)
  4. 胞外聚合物的產生,生物膜開始形成(小時~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:

預防性:

物理方法:

化學方法:

生物調控方法:

參考來源

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