• 中國科大在生物膜形成機制解析方面取得進展

    發布時間:2020-10-19來源:

    中國科學技術大學環境科學與工程系、應用化學系劉賢偉課題組,近期在微生物的生物膜形成機制解析方面取得進展,實現了單個微生物細胞界面粘附強度的成像分析。相關成果以“Plasmonic probing of the adhesion strength of single microbial cells”為題,于2020年10月15日在線發表于美國科學院院刊《Proceedings of National Academy of Sciences of the United States of America》雜志。

    微生物生物膜是微生物聚集生長的一種重要形式,在水污染控制、污染物遷移與轉化、膜污染和疾病傳播中扮演著重要的角色。微生物在界面的初始粘附是形成生物膜最關鍵的步驟。因此,解析微生物在界面粘附的微觀過程與機制是實現生物膜調控、研發水污染控制技術的重要前提。雖然已有技術可測定粘附強度,但往往通量較低、操作難度大,限制了這些技術的應用范圍。

    針對以上問題,劉賢偉課題組發展了基于表面等離子共振的單細胞粘附強度測定的方法,通過在單細胞尺度上高通量光學追蹤微生物在不同界面的納米尺度振動行為,定量分析了微生物與界面的作用勢能,實現了粘附強度的快速測定。該技術不僅可用于解析生物膜的形成過程,也可以快速篩選生物填料和抗生物污染膜材料,對于研發新型水污染控制技術以及生物污染防治技術具有重要的意義。

    中國科學技術大學環境科學與工程系博士研究生劉軼男是論文第一作者。該研究工作得到了國家自然科學基金委員會、科技部和中國科學技術大學微納研究與制造中心的支持。

    圖1 單細菌粘附強度的表面等離子體成像分析方法

    論文鏈接:https://www.pnas.org/content/early/2020/10/14/2010136117


    (環境科學與工程系、中國科學院城市污染物轉化重點實驗室、科研部)


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