温度对表皮葡萄球菌细菌生物膜的形态、聚合物和机械特性的影响

研究发现温度变化会影响表皮葡萄球菌细菌生物膜的形态、细胞活力和机械特性。表皮葡萄球菌生物膜通常与医院获得的医疗器械感染相关联。我们观察了热处理对生物膜三种物理特性的影响：细菌细胞形态和活力、细胞外聚合物物质（EPS）的聚合物特性以及大块生物膜的流变特性。在45°C下进行1小时的热处理后，细胞繁殖停止，在60°C下，细胞活力显著降低。利用大小排阻色谱法对细胞外聚合物物质（EPS）进行分级。每个分级的化学分析显示，EPS中多糖、蛋白质和DNA成分的相对浓度在45°C和60°C的热处理下没有变化。结果表明，EPS的分子成分未因温度处理而显著降解。然而，动态光散射在60°C下发现了约100纳米规模的一些聚集。最后，与维持在37°C的对照生物膜相比，经过60°C热处理后，我们观察到生物膜屈服应力降低了一个数量级。在45°C处理下没有发现这样的差异。从这些结果中，我们得出结论，细菌生物膜的屈服应力对温度敏感，并且这种敏感性与细胞活力相关。随着温度的升高，屈服应力显著降低，这提示在生物膜感染的医疗器械处理等领域可以削弱表皮葡萄球菌生物膜的机械完整性。