生物膜為微生物分泌物,常見(jiàn)于制藥、食品與個(gè)人護理行業(yè)的生產(chǎn)或水系統中。生物膜可顯著(zhù)提高微生物對惡劣環(huán)境和消毒劑的抗性,并持續接納浮游微生物,導致生產(chǎn)或水系統中微生物在清洗消毒后依然頻繁超標。然而細菌形成生物膜是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程,主要可分為以下四個(gè)階段:
1.細菌可逆性粘附的定殖階段
當浮游細菌與惰性物體表面或活性實(shí)體的表面接觸后,浮游細菌會(huì )粘附到物體表面,啟動(dòng)在物體表面形成生物膜。在這個(gè)階段,單個(gè)附著(zhù)細胞僅由少量胞外聚合物包裹,還未進(jìn)入生物膜的形成過(guò)程,很多菌體還可重新進(jìn)入浮游狀態(tài),因此這時(shí)細菌的粘附是可逆的。
2.細菌不可逆性粘附的集聚階段
細菌在經(jīng)過(guò)初始的定殖粘附后,一些特定基因的表達開(kāi)始調整,與形成生物膜相關(guān)的基因被激活,細菌在生長(cháng)繁殖的同時(shí)分泌大量胞外聚合物粘結細菌。在這個(gè)階段,細菌對物體表面的粘附更為牢固,是不可逆的。
3.生物被膜的成熟階段
細菌與物體表面經(jīng)過(guò)不可逆的粘附階段后,生物膜形成逐漸進(jìn)入成熟期。成熟的生物膜形成高度有組織的結構,由類(lèi)似蘑菇狀或堆狀的微菌落組成,在這些微菌落之間圍繞著(zhù)大量通道,可以運送養料、酶、代謝產(chǎn)物和排出廢物等。
4.細菌的脫落與再定殖階段
成熟的生物膜通過(guò)蔓延、部分脫落或釋放出浮游細等進(jìn)行擴展,脫落或釋放出來(lái)的細菌重新變?yōu)楦∮尉?,它們又可以在物體表面形成新的生物膜。