群体感应抑制控制膜生物污染的研究进展

水中微生物及其代谢产物沉积吸附在膜表面,进而生长繁殖,形成了膜生物污染。膜生物污染的控制已经成为学者们研究的热点之一,而基于驱散群体感应体系对膜生物污染进行控制是国内外新兴的研究课题之一。本文综述了传统的膜生物污染控制方法,并阐述了基于驱散群体感应体系控制膜生物污染的研究新进展,并提出前景展望。     

邻氨基苯甲酰胺衍生物的合成及其鲍曼不动杆菌生物膜抑制活性测试

研究显示,鲍曼不动杆菌的院内持续传播与反复发作与生物膜形成密切相关。生物膜的形成受群体行为模式调控,研究发现通过添加自诱导剂类似物,可以竞争性抑制细菌自诱导体的作用从而抑制生物膜的生成。以邻氨基苯甲酰胺为母体结构,合成出20个化合物,并测试其对鲍曼不动杆菌生物膜的抑制活性。研究发现在50μmol/L的抑制浓度下,大部分化合物均显示出对鲍曼不动杆菌一定的生物膜抑制活性,其中化合物N,N-二苄基-2-苄基氨基苯甲酰胺、2-苄基氨基-N-氨基甲酰胺、2-苄基氨基-N-(4-羟基苯基)苯甲酰胺在50μmol/L条件下生物膜抑制率超过30%,通过细菌MIC试验,证明了化合物对细菌无杀灭作用而是抑制了细菌生物膜。     

厌氧污水处理工艺中群体感应的调控及多重效应

近年来,随着研究的深入,发现群体感应不仅存在于好氧污水处理工艺中,也存在于厌氧污水处理工艺中.厌氧污水处理能耗低,能量回收率高,污泥产量少,具有很大的发展潜力.因此研究群体感应在厌氧污水处理工艺中的作用机理、参与过程等对厌氧污水处理的发展具有重大意义.主要归纳了群体感应在厌氧污水工艺中的参与过程、调控作用及调控的多重效...     

群体感应调控的GFP报告质粒构建与表达

根据重叠区延伸基因拼接法（SOEing）设计特别的引物,运用PCR分别从pLuxI-aiiA质粒和pEGFP-N1质粒上扩增海洋费氏弧菌（Vibrio fischeri）荧光素酶操纵子的启动子pLuxI和绿色荧光蛋白基因EGFP。然后利用SOEing法将这两个独立片段拼接得到pLuxI-EGFP融合基因,接着使用AatⅡ、HindⅢ限制性酶双酶切pLuxI-EGFP融合基因和载体pluxCcdB3,再用T4 DNA连接酶进行连接,接着转化DH5α感受态细菌。挑取长出的单克隆培养并抽提质粒,经测序鉴定质粒构建成功。以GFP报告质粒和pLuxRI2质粒共转化DH5α细菌,流式细胞计检测共转化菌有明显的荧光信号。     

应用群体感应淬灭技术控制MBR膜污染的研究进展

膜生物反应器(MBR)被广泛应用于污水的深度处理和回用。然而,膜表面的生物污染一直是MBR应用中的难题,至今仍未得到有效解决。研究结果表明,生物膜的形成与细胞间的群体感应(QS)有关,因此,通过干扰QS系统而阻止生物膜形成的群体淬灭(QQ)技术有望从根本上有效减缓MBR膜表面的生物污染。文中综述了微生物信号分子、QS机制以及各种控制MBR膜污染的QQ方法,为MBR膜生物污染控制技术的发展提供了相关信息。     

细菌生物膜酶学消解的新方法

细菌生物膜是细菌自身分泌的胞外多糖与菌体粘连而成的结构群体。生物膜赋予了细菌许多新的生物学性状,它通过黏附、定量、抗吞噬和对环境的高耐受性而突现其在医学中的重要意义,且对常用抗菌素都不敏感。故寻找控制细菌生物膜的有效措施已成为当务之急。研究表明,噬菌体能产生     

有机污染物胞外作用机理及微生物群体感应调控特征

胞外聚合物(EPS)是微生物产生的胞外多糖、蛋白、脂质等高分子聚合物,其在吸附和降解外源有机物过程中起着重要作用。长期以来,环境系统中采用微生物法处理有机污染物主要聚焦于筛选降解菌、优化代谢条件、外源添加氧化还原材料等,而鲜有涉及微生物对外源有机污染物的胞外感应识别、功能基因调控及其降解关系的深入研究。综述了EPS的组成和性质、去除有机物的胞外作用机理及微生物的群体感应调控特征,以期对强化微生物EPS合成,实现高效去除有机污染物提供指导作用。     

基于群体淬灭理论MBR减缓膜污染研究进展

膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)已成为一个十分有前景的废水处理工艺,该工艺具有出水水质好、占地面积小等优势.然而,由于微生物附着在膜表面而发生的生物污染现象,致使出水通量下降,限制了MBR的大规模推广应用.最近,一种新兴的、基于群体感应(quorum sensing,QS)的群体淬灭(quorum quenching,QQ)技术在延缓MBR膜污染领域的应用备受关注.QQ通过干扰群体感应系统而阻止其所依赖信号分子的基因表达,从而可有效抑制膜表面生物膜的形成.本文首先介绍了群体感应机理,并根据不同的群体淬灭物质,归纳总结了群体淬灭技术在延缓MBR膜污染的最新研究进展,最后对该领域的研究进行了展望.     

基于群体感应相关菌群分析的HMBR膜污染控制研究

微生物群体感应现象已经在污水处理中被验证并应用于膜污染控制,但是其在复合式膜生物反应器（HMBR中的膜污染控制研究鲜有报道。构建了HMBR污水处理系统,并在不同污泥龄（SRT=10、20、30 d）下运行HMBR设备,通过分析出水水质考察HMBR污水处理系统对污染物的去除效能;采用高通量测序检测群体感应相关菌群的群落结构,并结合跨膜压差、信号分子浓度深入解析群体感应调控HMBR膜污染的机理。实验结果表明,HMBR在SRT=30 d的工况下出水水质最好,膜组件运行周期最长,为最佳工况;HMBR内检测到多种群体感应猝灭（QQ）菌,其中从单胞菌科（Comamonas）、黄单胞菌科（Xanthomonadacea）和厌氧绳菌科（Anaerolineaceae）相对丰度较大;在长SRT下QQ菌比群体感应（QS）菌相对丰度更具优势,有助于降低HMBR内部信号分子的浓度,阻碍EPS分泌过程的正常进行,从而优化膜组件运行周期,因此通过延长SRT来抑制群体感应强度是一种有效的HMBR膜污染调控手段。     

细菌群体感应抑制剂的研究进展

在菌群生长过程中,细菌能不断产生化学信号分子并分泌到周围环境中,当信号分子的数量达到一定阈值时,可调控菌体相关基因的表达如生物膜的形成、生物发光等,以适应环境的变化,这种现象称为细菌群体感应(quorum sensing,QS)。细菌群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitor,QSI)以细菌的群体感应为靶点,只针对病原菌的群体感应系统起抑制作用,并不杀死体内的正常细菌或干扰其正常生命活动,为人类提供了一种新型抗菌途径。综述了细菌群体感应信号分子的调控系统和细菌群体感应抑制剂的研究进展。     

管网内壁生物膜的形成与控制方法研究进展

由于管网系统中存在微量有机物,滋生的细菌会在管道内壁形成厚度不一的附生生物膜.作者就管网内壁生物膜的相关研究进行了综述,以生物膜的形成过程为基础,总结了影响管内壁生物膜的6个因素:水流剪切力、管材、余氯、温度、pH、营养物质.介绍了当前研究中常被使用的两种反应器及取样方法,提出了控制生物膜生长的建议及措施.     

用于细菌生物膜感染治疗的Pickering乳液制备

人体常见的持续性感染疾病通常与细菌生物膜有关。使抗菌药物高效渗透到细菌生物膜内部并杀伤细菌是治疗细菌生物膜感染的关键。本研究构建了一种具有强渗透性和杀菌性的Pickering乳液。该Pickering乳液以天然抗菌剂丁香油为油相内核,以稳定吸附在油水界面的正电壳聚糖纳米颗粒(CS-NPs)为外壳,通过与负电胞外基质的静电相互作用,实现对细菌生物膜的强渗透。制备的壳聚糖纳米颗粒平均粒径为590.30±3.90 nm,多分散性指数PDI为0.125±0.003,平均电势为15.60±0.40 mV。Pickering乳液平均粒径为2312±53 nm,多分散性指数PDI为0.137±0.013,平均电势为26.45±0.55 mV。细菌生物膜渗透实验与杀菌性能实验表明,该Pickering乳液对细菌生物膜有较强的渗透能力,并能有效地杀伤细菌。该Pickering乳液有望用于治疗人体与细菌生物膜相关的持续性感染。     

生物膜数学模型研究进展

介绍了目前常见的几种生物膜数学模型。一维连续生物膜模型重点关注生物膜稳态生长动力学,扩展的混合种群生物膜模型可用于预测生物膜反应器中基质的去除,生物膜厚度、生物膜和液相中基质浓度以及微生物种群随时间的变化,个体种群模型适合探讨微生物生态学和演化问题,但在模拟生物膜反应器性能方面存在缺陷。     

群体猝灭技术在控制MBR生物污染中的研究进展

膜生物反应器(MBR)广泛用于处理市政污水,但膜污染仍是MBR的应用瓶颈。基于微生物群体感应(QS)理论的群体猝灭(QQ)技术是一种具有较好前景的膜污染控制方法。QQ技术可干扰微生物的QS系统,进而抑制胞外聚合物的分泌和生物膜的形成,从根本上达到控制MBR生物污染的目的。对利用QQ技术控制MBR生物污染的研究进展进行总结,提出该技术面临的挑战,并对今后采用QQ技术减缓膜污染的研究进行展望。     

金黄色葡萄球菌生物膜形成及其与持留菌关系研究进展

金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是目前临床上感染严重的致病细菌之一,随着抗生素的广泛使用,其耐药性及致病性问题日益突出,尤其形成生物膜及持留菌后,更为临床的治疗增加了难度.生物膜加强细菌耐药性,而持留菌是微生物种群中随机形成的细胞休眠体,对抗生素高度耐受.本文对金黄色葡萄球菌生物膜形成原因、...     

结核分枝杆菌生物膜的研究进展

结核病是由结核分枝杆菌引起的一种慢性传染性疾病.近年来,由于治疗周期长、药物不合理使用等原因,导致耐药性结核分枝杆菌出现,给结核病的防控带来了极大挑战.细菌生物膜可导致表型耐药,这对结核分枝杆菌多重耐药机制研究具有重大意义.综述了结核分枝杆菌生物膜的研究情况.     

群体感应信号系统介导的生物质厌氧消化过程及其产业化研究前景

简要介绍了生物质厌氧消化过程及主要影响因素,阐述了产甲烷菌的群体感应信号系统.针对目前研究和产业化应用较多通过调控环境因素来提高厌氧消化产沼气的效率,提出产甲烷菌群体感应信号系统在生物质利用领域潜在的应用前景.     

废水处理用生物膜载体研究进展

评述了国内外废水处理用生物膜栽体的研究进展状况。针对当今生物膜栽体使用后带来的二次污染问题,提出了解决办法和发展方向,指出可降解生物膜栽体的应用可望有效避免处理废弃栽体带来的二次污染,是生物膜栽体研究的一个重要发展方向。     

革兰氏阴性菌群体感应抑制剂的研究进展

群体感应是一种通过菌体密度来协同控制细菌特定基因表达的现象。由此产生的群体感应抑制剂在抑制细菌毒性基因表达时不会对细菌产生生长压力,从而避免了细菌耐药性的产生。这一新颖的抑菌机制使其在开发新型抗感染药物方面有很大潜力。研究中,简要描述了研究最广泛的革兰氏阴性菌群体感应系统、群体感应抑制剂的作用方法和来源类别。突出介绍了天然来源和化学合成两个方面的群体感应抑制剂,并且介绍了几种群体感应抑制剂的应用。