溶菌酶脂质体的制备及其对生物膜的剥离作用

采用逆向蒸发法制备了稳定的溶菌酶脂质体.在不锈钢表面培养出稳定生物膜后,分别利用溶菌酶和溶菌酶脂质体对其进行剥离.运用Zeta电位仪、扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)对脂质体和生物膜进行表征.结果表明制备的脂质体平均粒径为80~100 nm,包封率为82.4%.相同浓度下溶菌酶及其脂质体对混合菌种形成的生物膜剥离效率分别达到62.4%和86.5%.溶菌酶脂质体在24h内对生物膜和水体中微生物去除率分别达到89.6%和99.6%.因此,溶菌酶脂质体能够有效控制不锈钢表面生物膜污染风险.     

聚苯胺复合物膜的电化学合成及抗腐蚀性能

在含有苯胺、草酸和钨酸钠的溶液中,应用电化学循环伏安法在不锈钢表面合成聚苯胺/钨酸钠复合膜.通过开路电位(OCP)、动电位极化扫描(Tafel曲线)、交流阻抗(EIS)等电化学测试技术研究了掺杂不同浓度钨酸钠复合膜试样在相同腐蚀介质中的耐蚀性.结果显示,在氯离子存在下,复合膜能使不锈钢的腐蚀电位升高约200 mV,并显著降低腐蚀电流密度.该膜具有极好的稳定性和阻隔作用,能对不锈钢提供长时间有效的保护.     

新型不锈钢复合管道生物膜形成特性与冲击消毒效能

通过生物膜环形反应器(BAR)研究在市政和建筑区域的供水系统中的新型不锈钢复合管管壁生物膜中微生物形成特点、微生物腐蚀特性以及冲击消毒控制措施,考察不锈钢复合管材管壁生物膜中微生物生长情况及微生物对管道的腐蚀速率,了解氯消毒剂对管壁生物膜中微生物的灭活效能。研究结果表明:在含有余氯的市政和建筑区域供水管网系统中,不锈钢复合管道在模拟实验开展80 d后仍会出现明显的生物增殖现象,在100～110 d期间生物量达到峰值,出现浊度和微生物超标的现象;管壁生物膜中微生物种类丰富,其中含有多种致病菌、耐氯病原菌以及易造成金属腐蚀的菌属,使供水的生物安全性和化学安全性受到潜在威胁;水中微生物造成不锈钢复合管材腐蚀电流密度增大,腐蚀电位降低,腐蚀速率明显增大;冲击消毒的氯质量浓度越高、消毒时间越长,生物膜微生物灭活效果越好;当氯质量浓度为5 mg/L,消毒60 min时,铁细菌、异养菌及其余细菌均可完全灭活;冲击氯消毒后管壁生物膜大量剥离和脱落,生物膜形态破坏明显,且消毒时间越长,生物膜破坏程度越大,可以有效控缓解生物对不锈钢复合管道的腐蚀,保障供水安全。     

Shewanella algae对纯锌腐蚀性能的影响

【目的】在室内模拟条件下研究海藻希瓦氏菌(Shewanella algae)对纯锌牺牲阳极腐蚀的影响。【方法】利用微生物分析、交流阻抗测试技术、扫描电镜及荧光显微等方法,测试Shewanella algae的生长曲线、开路电位、电化学阻抗、表面形貌等。【结果】在含细菌体系中,细菌通过代谢活动消耗掉溶解氧,在试样表面形成一层生物膜。该生物膜阻挡了腐蚀介质与试样表面的接触,从而使试样的腐蚀受到抑制。荧光显微镜观察结果表明,浸泡7d,试样表面形成完整的生物膜,但随着营养物质及氧气的消耗,生物膜逐渐脱落。【结论】该细菌可以使纯锌试样的腐蚀电位升高,并且显著抑制试样的腐蚀。该细菌生物膜的形成需要一定的时间及充足的营养物质和氧气。     

13Cr15Ni4Mo3N不锈钢电化学腐蚀行为研究

该文研究了13Cr15Ni4Mo3N不锈钢的电化学腐蚀行为,研究内容包括开路电位实验、动电位扫描实验以及电化学阻抗实验,分别得到不锈钢材料的开路电位、极化曲线,以及Nyquist图和Bode图。研究表明：不锈钢在天然海水中具有较高的耐蚀性,在NaCl溶液中耐蚀性明显下降,在HCl溶液中腐蚀影响更加明显,并且随着HCl溶液浓度的增加,耐蚀性逐渐下降并趋于稳定。     

2507双相不锈钢在SO2污染模拟海水中的腐蚀行为

采用开路电位、电化学阻抗谱(EIS)、Mott-Schottky曲线和浸泡腐蚀实验研究了2507双相不锈钢在含不同浓度(0,0.001和0.01 mol·L-1)NaHSO3模拟海水中的腐蚀行为.研究表明:开路电位随NaHSO3浓度的增加而负移,腐蚀倾向增大;电荷转移电阻Rt随浓度的增加而减小,耐蚀性降低;2507不锈钢的腐蚀形态为局部腐蚀,点蚀程度随浓度升高有所加剧,腐蚀速率随浓度的增加而增大;Mott-Schottky曲线和成膜后电化学阻抗谱测试表明,NaHSO3的加入增加了2507不锈钢表面钝化膜的点缺陷浓度,降低了钝化膜的稳定性,电荷转移阻力减小,腐蚀更容易发生.这可能归因于NaHSO3的加入增加了模拟海水的酸度,并随NaHSO3浓度的增加促进了不锈钢表面钝化膜的破坏.     

聚苯胺防腐涂料的制备与性能研究

以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,通过化学氧化法合成聚苯胺,用红外光谱、激光粒度分析仪、X-射线衍射仪对其结构进行表征.以聚苯胺为功能成分,环氧树脂为成膜物质,制备聚苯胺/环氧树脂防腐蚀涂料,涂敷在马口铁片上,并通过极化曲线、开路电位对其防腐性能进行研究.结果表明,聚苯胺复合涂层使马口铁片的开路电位上升,自腐蚀电流下降7个数量级,具有很好的防腐效果.     

给水系统附生生物膜发育的生物量和种群结构

为了满足给水管网管水质的要求,考察了不同的给水管道水力条件下,聚乙烯管材上生物膜(生物量和种群结构)的发育情况。采用分子生物学与传统分离培养相结合的方法,以清华地下水为原水,在剪切力分别为0.95、0.18Pa两种条件下,生物膜生物量和种群结构的发育呈现了同一规律,即生物膜生物量在7d内即可发育成熟,在以后的发育中,生物膜生物量一直稳定在105CFU/cm2(CFU为菌落形成单位),但生物膜的种群结构却随着时间发生显著变化。实验中所设置两种水力条件对生物膜发育的影响差别不大;生物膜生物量的发育和种群结构的发育是两个相对独立的过程;易于分泌胞外粘液和菌体表面具有疏水性等性质可以帮助细菌更好地在生物膜中生存发展。     

给水系统附生生物膜发育的生物量和种群结构

为了满足给水管网管水质的要求,考察了不同的给水管道水力条件下聚乙烯管材上生物膜(生物量和种群结构)的发育情况。采用分子生物学与传统分离培养相结合的方法,以清华地下水为原水,在剪切力分别为0.95、0.18 Pa2种条件下,生物膜生物量和种群结构的发育呈现了同一规律,即生物膜生物量在7 d内即可发育成熟,在以后的发育中,生物膜生物量一直稳定在105CFU/cm2(CFU为菌落形成单位),但生物膜的种群结构却随着时间发生显著变化。实验中所设置2种水力条件对生物膜发育的影响差别不大;生物膜生物量的发育和种群结构的发育是2个相对独立的过程;易于分泌胞外粘液和菌体表面具有疏水性等性质可以帮助细菌更好地在生物膜中生存发展。     

聚苯胺防腐涂料的制备与性能研究

以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,通过化学氧化法合成聚苯胺,用红外光谱、激光粒度分析仪、X-射线衍射仪对其结构进行表征。以聚苯胺为功能成分,环氧树脂为成膜物质,制备聚苯胺/环氧树脂防腐蚀涂料,涂敷在马口铁片上,并通过极化曲线、开路电位对其防腐性能进行研究。结果表明,聚苯胺复合涂层使马口铁片的开路电位上升,自腐蚀电流下降7个数量级,具有很好的防腐效果。     

A component of innate immunity prevents bacterial biofilm development

Antimicrobial factors form one arm of the innate immune system, which protects mucosal surfaces from bacterial infection. These factors can rapidly kill bacteria deposited on mucosal surfaces and prevent acute invasive infections. In many chronic infections, however, bacteria live in biofilms, which are distinct, matrix-encased communities specialized for surface persistence. The transition from a free-living, independent existence to a biofilm lifestyle can be devastating, because biofilms notoriously resist killing by host defence mechanisms and antibiotics. We hypothesized that the innate immune system possesses specific activity to protect against biofilm infections. Here we show that lactoferrin, a ubiquitous and abundant constituent of human external secretions, blocks biofilm development by the opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa. This occurs at lactoferrin concentrations below those that kill or prevent growth. By chelating iron, lactoferrin stimulates twitching, a specialized form of surface motility, causing the bacteria to wander across the surface instead of forming cell clusters and biofilms. These findings reveal a specific anti-biofilm defence mechanism acting at a critical juncture in biofilm development, the time bacteria stop roaming as individuals and aggregate into durable communities.     

抗菌含银HA膜的研制

在自然界和很多水生环境中,细菌可以附着在一些不活动的表面并形成菌落和包围菌落的生物膜.反过来这层膜的形成又更容易吸附细菌,尤其是在医用植入设备中,这层膜对人体有毒害作用,并且由于这层膜的保护,抗生素和人体的防御系统都不起作用.含银HA镀膜材料很好地解决了这一问题,并对抗菌医用植入材料引起的感染提供了乐观的前景.对在Ti6AL4V表面镀含银羟基磷灰石(HA)膜形成的抗菌界面加以研究.     

Gene expression in Pseudomonas aeruginosa biofilms.

Bacteria often adopt a sessile biofilm lifestyle that is resistant to antimicrobial treatment. Opportunistic pathogenic bacteria like Pseudomonas aeruginosa can develop persistent infections. To gain insights into the differences between free-living P. aeruginosa cells and those in biofilms, and into the mechanisms underlying the resistance of biofilms to antibiotics, we used DNA microarrays. Here we show that, despite the striking differences in lifestyles, only about 1% of genes showed differential expression in the two growth modes; about 0.5% of genes were activated and about 0.5% were repressed in biofilms. Some of the regulated genes are known to affect antibiotic sensitivity of free-living P. aeruginosa. Exposure of biofilms to high levels of the antibiotic tobramycin caused differential expression of 20 genes. We propose that this response is critical for the development of biofilm resistance to tobramycin. Our results show that gene expression in biofilm cells is similar to that in free-living cells but there are a small number of significant differences. Our identification of biofilm-regulated genes points to mechanisms of biofilm resistance to antibiotics.     

生物膜增长动力学模型

生物膜是由降解底物的活性物质与非活性物质所组成.基于这种观点，提出了系统描述生物膜中活性生物量（Ma）与非活性物质量（Mi）增长的生物数学模型体系.从理论上阐明了活性生物量与非活性物质量间动态的相互作用，并论证了生物膜反应器在运行中存在最大活性生物量（Ma）max，且在反应器达到最大活性生物量（Ma）max以后，非活性物质量的积累导致生物膜的继续增长，但不能改善生物膜反应器的出水物质.     

MWCNT-PEI对细菌菌膜生长和结构的影响

菌膜是细菌适应周围环境的重要生存模式，在调控地球物质循环方面发挥着积极作用.碳纳米材料由于其独特的理化性质，在多个领域得到广泛应用.这些材料释放到环境中是否会影响菌膜生长和结构的变化，成为纳米毒理学领域的前沿热点.文章合成了一种接枝聚乙烯亚胺的多壁碳纳米管（MWCNT-PEI），具有良好的分散性、稳定性，以及优异的抗菌能力.同时，MWCNT-PEI会改变菌膜的生长周期和成熟菌膜结构组分，即刺激细菌分泌更多的胞外多聚物基质（EPS）.文章可为评估碳纳米材料的环境风险提供理论指导，也可为调控菌膜生长和结构提供新思路.     

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.     

银杏叶黄酮对大肠杆菌生物膜的抑制作用

以乙醇为提取溶剂从银杏叶中提取总黄酮,使用DA201大孔树脂对其进行纯化;测定了银杏叶黄酮对大肠杆菌的最小抑菌浓度（MIC）,并考察了对大肠杆菌生物膜形成和黏附性的影响,使用3,5-二硝基水杨酸法（DNS法）测定了银杏叶黄酮对胞外多糖含量的影响。结果表明,银杏叶黄酮对大肠杆菌的MIC为4 mg/mL;银杏叶黄酮对大肠杆菌生物膜的形成和黏附有抑制作用,其质量浓度为1倍MIC时,生物膜形成抑制率为59.09%,黏附性抑制率为28.99%;其质量浓度在1倍MIC以上时,对大肠杆菌生物膜多糖的形成有明显的抑制作用。     

胞外聚合物(EPS)在藻菌生物膜去除污水中Cd的作用

基于藻菌生物膜在自然水体和污水生物处理工艺中起到去除水体中重金属的重要作用．在室内模拟实验的基础上探讨了丝藻(Ulothrix sp.)-细菌生物膜所分泌的胞外聚合物(EPS)与藻菌生物膜去除毒性金属Cd之间的关系．研究结果表明：EPS主要由丝藻产生，其含量与污水中Cd的去除率及生物膜中Cd的积累量之间相关性良好．处理含Cd污水生物膜和对照组的生物膜ATP的含量比较表明：Cd对藻菌生物膜整体上具有一定的毒性，并在一定程度上抑制了生物膜的活性和生物量的增长．而且，丝藻所分泌的EPS为与其共生的细菌及其本身提供了一个缓冲Cd毒性的微环境，这使藻菌生物膜能在不利的环境中保持较高的活性并能持续有效地去除水体中的Cd．