利用微流控电化学池研究生物界面上水动力效应对生物膜的影响：以假单胞菌属为例

由于受到其他菌层的保护且贴近附着表面，锚定生物膜层对环境胁迫的响应预期不同于主体部分。我们利用一种特制的带有嵌入式三电极检测系统的微流控生物流动池，测试了水动力胁迫对表面附着生物膜层的影响。在假单胞菌属（Pseudomonas sp.）生物膜生长阶段及不同剪切流条件下，对其生物膜电容与生物电阻进行了原位电化学阻抗谱（EIS）测量，并通过其他表面敏感技术加以验证。在施加较高剪切应力期间，观察到附着表面处生物膜量及其结构发生明显但可逆的变化。相比之下，常规显微镜揭示生物膜主体发生永久性扭曲，表现为拖尾与波纹。在施加极端剪切应力后，生物膜外层大量部分被完全移除，但这并未改变电极附着表面处测得的生物膜量。然而，剩余生物膜的结构似乎发生了改变，并且在直接对附着表面处无保护的生物膜层施加剪切应力后易于进一步变化。