利用微生物电池研究微生物在矿物表面电子传递过程

利用微生物电池对微生物在矿物表面电子传递的过程进行了实验研究. 结果表明:Geobacter metallireducens还原Fe(OH)3过程中直接接触方式起着重要作用,而微生物在矿物表面吸附形成的生物膜是一个关键因素,生物膜的形成又是一个相对较长的过程;细胞在固体表面的吸附并成膜是一种重要的代谢途径,而电子传递中间体AQDS虽然能在初期有效加快还原速率,但是当细胞吸附完成后,其作用就不再显著了,说明微生物催化矿物氧化还原反应动力学受生物膜控制. 加速微生物在矿物表面成膜及保持其稳定性是影响微生物浸矿速率的重要因素.     

石防风原生质体表面ConA受体的荧光标记

根据生物膜流动镶嵌模型,生物膜的基本结构是功能蛋白质分子浮动镶嵌于类脂双分子层中。为了研究蛋白质分子与类脂双分子层的相互关系,Poo 等人首先采用 FITC-ConA 标记 ConA 受体的方法,测量了蟾蜍胚肌细胞质膜上蛋白质分子在膜中的测向扩散运动。随后,相同或类似的方法普遍用于动物细胞膜性质及与微管、微丝的关系研究。本文将此法用于石防风原生质体,为研究植物细胞质膜提供一种有效的方法.     

银离子-热力复合冲击消毒对生活热水管壁生物膜的控制作用

针对建筑生活热水的生物安全性问题,对比研究了银离子、热力以及银离子-热力复合冲击消毒技术对生活热水管壁生物膜微生物的灭活效能.结果表明,银离子浓度和热水温度对管壁生物膜的细菌总数和总大肠菌群灭活效果影响显著,银离子浓度和热水温度越高,管壁生物膜的微生物灭活效果越好.银离子-热力复合消毒对管壁生物膜微生物灭活效果显著好于单一的银离子消毒或热力消毒;60℃热水、0.05 mg/L银离子、消毒60 min条件下的复合冲击消毒效果已接近单一的70℃热力冲击消毒效果,消毒后生物膜变薄或脱落,生物膜结构破坏明显.银离子-热复合冲击消毒显著,提高了建筑生活热水管壁生物膜微生物灭活效果,更高效地杀灭了病原微生物,是一种有应用价值的生活热水安全消毒和水质保障技术.      

一种高浓度微生物制剂用于A~2O生物膜反应器的挂膜研究

针对地埋式污水处理系统的特点,将一种高浓度微生物制剂用于生物膜反应器的挂膜,研究了其在处理模拟家庭生活污水过程中的启动特性.在进水化学耗氧量、氨氮和总磷分别为750、48和7.5 mg·L^-1的条件下,装置运行10 d后,对三者的去除率分别达到85%、58%和35%.光学显微镜、环境扫描电镜观察显示,随着系统的去除率逐渐升高,微生物的种类也在逐渐改变;聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳的检测结果则表明,火山岩填料和悬浮填料表面生长的微生物种类较为丰富,虽然不同条件下微生物群落发生了不同程度变化,但是整个微生物系统仍保持相对的稳定性.     

自然水体生物膜中微生物群落结构与组成分析

为深入了解自然水体生物膜微生态群落系统中微生物群落的组成与结构。采集松花江吉林江段自然水体生物膜为研究对象,对其中微生物的总DNA进行了提取;之后利用高通量测序技术对生物膜中细菌的16S rDNA基因进行了序列测定。分析了自然水体生物膜中微生物群落组成鉴定和相对丰度。物种分类显示,细菌种类隶属于15个门、31个纲、58个目、80个科和148个属,其中优势类群为变形菌门(Proteobacteria),其相对丰度分为63.50%。     

与植物联合的细菌生物膜及其形成机制的研究进展

自然界中大多数微生物保持附着在生物或非生物体表面,处在一种具有结构的生物膜生态系统中,而不是自由游动状态．与植物联合的细菌在植物组织表面形成生物膜的能力是它们有效定殖和发挥促生作用的前提,与植物联合的细菌生物膜的研究已成为植物微生态研究领域的热点．文中系统介绍了与植物相联合的细菌生物膜的概念、形成机制及其基质组成成分,并提出了研究过程中应注意的主要问题．     

好氧MBBR连续流和间歇流的挂膜试验研究

采用合适的挂膜方法能够加速好氧移动床生物膜反应器(MBBR)的启动,并能使其稳定运行.通过不同填充率下静态清水试验,观察了相应曝气强度下移动床生物膜反应器中填料流化状态,测定其充氧性能,且通过试验对连续流和间歇流两种挂膜方法进行了比较,对两种挂膜方法下填料上的生物膜厚度和生物相及填料对有机物和氨氮等指标的去除情况进行了测定和分析.结果表明,反应器的最佳填充率为50%;间歇式进水的挂膜方法可以加快好氧移动床生物膜反应器的启动,一个月左右COD去除率能达到将近60%,氨氮去除率在90%左右,生物膜厚度大多在100~150μm,显微镜下观测到的生物相已比较丰富,出现了钟虫、吸管虫类原生动物,启动时间明显少于采用连续式进水的挂膜方法;连续式进水的试验条件下得出培养生物膜的最佳水力停留时间(HRT)在5 h左右.     

填料类型和曝气条件对生物栅微生物群落的影响

以水生植物和填料为要素构建生物栅装置,用以强化处理富营养化水体.实验采用6m3.d-1的中试规模,7个廊道并联运行,连续进出水.研究不同的填料类型和不同曝气条件下的污染去除效果以及填料生物膜微生物群落结构的变化.结果表明,填料在污染去除中起重要作用,投加填料的反应池CODCr、总氮和氨氮的去除率较无填料对照池分别提高了42.1%~52.2%,24.4%~47.8%和58.7%~71.4%.悬浮填料生物膜微生物相对处于好氧生境,有利于COD和NH4+的好氧氧化去除,而组合填料和新型填料存在兼性厌氧的生境,有利于总氮的去除.采用间歇曝气的方式可以一定程度地提高系统污染去除效率.ERIC-PCR指纹图谱分析表明,填料挂膜阶段,3种填料生物膜带型相似,随着系统挂膜成熟及稳定运行,填料生物膜带型分化成两大类型.悬浮填料为一大类型,组合填料和新型填料为另一类型.3种填料生物膜微生物种群丰富度明显提高.间歇曝气的3号和5号条带微生物的种群丰富度高于未曝气的2号和4号,有利于污染物的去除.总之,随着系统的稳定运行,填料生物膜微生物多样性指数显示出逐渐增大的趋势,表明系统中微生物种群趋于多样化,系统处于良好的稳定状态.     

生物膜和生物膜形成菌的研究

细菌生物膜是一个复杂的微生物群落,生物膜巾除了水和细菌以外,还含有细菌分泌的胞外聚合物、吸附的营养物质、代谢产物及DNA等细菌裂解产物.介绍细菌生物膜的形成过程,并综述了近年来医学领域以几种成膜力强的条件致病菌为研究对象,从基因水平上证实了细菌细胞表面结构鞭毛、纤毛、胞外聚合物和群体感应信号分子等细胞因子对生物膜形成的影响.     

人体益菌膜生态防御屏障

人体中的微生物菌群做为人体免疫系统的重要组成部分,在构建人体免疫系统、增强人体免疫功能等方面具有非常重要的生物学意义,并与宿主形成相互依存、相互制约的共生关系.通过研究,菌群可以在皮肤和鼻腔、眼腔、耳腔、口腔、消化道、生殖泌尿道等人体体外和体内环境的界面,构筑了一道隔离致病微生物和各种毒素的系统化的微生物膜性聚合物——人体"益菌膜"生态防御屏障.这层生物屏障能有效保护宿主,使机体免受致病微生物侵袭,在维系人体健康过程中扮演着极其重要的角色.本文系统阐述"益菌膜"生态防御屏障的形成建立、作用机理及应用前景,为探究"菌群平衡"的人体微生态系统与健康的关系提供理论参考,对滥用抗生素引发的细菌耐药性、人体生态平衡等研究提供一定的参考价值.     

金属元素在黄浦江水体生物膜中的分布特征

为了探讨黄浦江水体生物膜中金属元素分布特征和天然水体生物膜与金属元素相互作用机制,应用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)分析不同的水深、季节、生长时间和采样点下生物膜中金属元素的含量.结果表明:天然水体生物膜中蓄积的金属元素主要为Al、Fe、Ca、Mg、Mn等;生长时间、水深、季节均是影响生物膜富集金属元素的因素.从而可以初步推断生物膜参与了金属元素在水环境中的迁移转化过程.     

Bacterial adhesion and biofilms on surfaces

Bacterial adhesion has become a significant problem in industry and in the domicile,and much research has been done for deeper understanding of the processes involved.A generic biological model of bacterial adhesion and population growth called the bacterial biofilm growth cycle,has been described and modified many times.The biofilm growth cycle encompasses bacterial adhesion at all levels,starting with the initial physical attraction of bacteria to a substrate,and ending with the eventual liberation of cell dusters from the biofilm matrix.When describing bacterial adhesion one is simply describing one or more stages of biofilm development,neglecting the fact that the population may not reach maturity.This article provides an overview of bacterial adhesion.cites examples of how bac-terial adhesion affects industry and summarises methods and instrumentation used to improve our understanding of the adhesive prop-erties of bacteria.     

Bacteria adhesion and biofilms on surfaces

Bacterial adhesion has become a significant problem in industry and in the domicile, and much research has been done for deeper understanding of the processes involved. A generic biological model of bacterial adhesion and population growth called the bacterial biofilm growth cycle, has been described and modified many times. The biofilm growth cycle encompasses bacterial adhesion at all levels, starting with the initial physical attraction of bacteria to a substrate, and ending with the eventual liberation of cell clusters from the biofilm matrix. When describing bacterial adhesion one is simply describing one or more stages of biofilm development, neglecting the fact that the population may not reach maturity. This article provides an overview of bacterial adhesion, cites examples of how bacterial adhesion affects industry and summarises methods and instrumentation used to improve our understanding of the adhesive properties of bacteria.     

表面材料性质对生物垢形成过程的影响

为找到表面材料性质与生物垢形成难易程度之间的关联因素，以设计出能控制生物垢形成速率的新表面材料，对水系统中荧光假单胞菌在17种表面材料上形成生物垢的动态过程进行了实验研究，获得了生物的生长曲线，并将生长曲线划分为诱导期和生物垢快速生长期。发现表面材料不同，形成生物垢的诱导期及生物垢量也不尽相同。还对9种表面材料的表面能和界面能进行了实验测定及相关计算。结果表明，只有固体材料与生物垢之间的固－固界面能与生物垢形成之间有明确的关系，而未发现材料的表面能和固体材料与液体水之间的固液界面能与生物垢形成的诱导期或生物垢量之间有任何明确的关系。     

没食子鞣质及其有效提取物对牙菌斑生物膜形态结构和活性的作用

研究药物没食子鞣质及其有效提取物对牙菌斑生物膜形态结构和活力的影响,了解常态生物膜形成过程中生物膜活力的变化,以及药物作用下生物膜形态结构和活力的变化,探讨药物对牙菌斑生物膜的作用机制.采用倒置荧光显微镜结合特异荧光染料标记常态牙菌斑生物膜生长过程中死菌和活菌变化,及药物处理后牙菌斑生物膜中死菌和活菌的构成,观察常态牙菌斑生物膜形竺过程中生物膜结构及活力的变化以及药物作用下生物膜形态结构和活力的变化;研究和评估常态牙菌斑生物膜的形态结构和细菌活力及实验药物对牙菌斑生物膜结构和细菌活性的影响.结果显示,从早期细菌定植粘附到形成成熟生物膜结构的各个过程中都存在一定数量的死菌.24 h常态生物膜结构中活菌面积占主导地位,有少量的死菌存在,细菌互相紧密粘附在一起,生物膜结构清晰,其间有各管道结构.0.05%洗必泰24 h细菌生物膜作用后,细菌总量明显下降,残存滞留的细菌基本为死菌.0.023%的氟化钠(NaF)作用细菌生物膜后,生物膜结构发生了明显的变化,细菌总量明显减少,但是存在的细菌以活菌为主.经过4mg/mL的没食子鞣质及其有效提取物作用后,生物膜中各管道结构模糊不清,细菌变得散开,生物膜细菌总量减少,与24 h常态生物膜比,有显著差异(P<0.05),生物膜结构密度下降,其中有大量的死菌和部分活菌存在.实验组活菌百分比与阴性对照组活菌百分比相比有显著差异(P<0.05).由此得出结论,实验药物对牙菌斑生物膜的作用一方面是对生物膜中细菌的杀灭,另一方面是改变牙菌斑孝竺膜的形态结构,降低生物膜密度及调整生物膜内部死活菌的比例.     

生物膜形成与发展二维动态模拟

生物膜微观结构与形态特征直接影响废水生物处理效果.混合微生物可在适宜载体表面形成各种各样的生物膜,且其形成与发展是一个动态过程.采用差分-离散复合法动态模拟二维区域上的基质传递、生物膜形成与发展过程,并探讨生物质生长时间与初始接种数等对生物膜结构与形态造成的影响.与传统生物膜模型不同之处在于其结构特性包括孔隙率、厚度和密度等都是模型输出量.     

光照波长影响光合细菌生物膜生长特性实验

在平板式生物膜反应器内,研究波长范围为420~590 nm的3种不同单色光源对高效光合产氢细菌生物膜生长特性的影响进行实验,讨论了不同光照波长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,不同的光照波长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,生物膜表面覆盖率随着光照波长的增加而增加,而光照波长对生物膜干重影响很小,在实验运行4 d后,生物膜厚度随着波长的增加而减小;光照波长越长,生物膜密度越高,这是由于较短的光照波长抑制了细菌的分裂及胞外高聚物的生成。