科學家研究利用中空纖維封裝作用開發(fā)的“細菌監(jiān)獄”
控制和移動細菌的位置無論在在醫(yī)療應用或是研究實驗中都是一個困難的任務，因為細菌的滑行移動有著它們自己的規(guī)則，細菌可以和人體所需的養(yǎng)分一起穿越很多介質(zhì)。在以前，如果想完全阻隔細菌，就必需同時阻隔人類所需的養(yǎng)分。而現(xiàn)在，布魯克海文國家實驗室的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種水凝膠纖維，這是一種中空纖維，它具有阻隔細菌細胞而不影響?zhàn)B分前進的功能。
研究人員表示，這項實驗重要的是，如何不影響營養(yǎng)物物質(zhì)而又可以阻隔細菌。為了克服這個難題，布魯克海文國家實驗室的研究小組利用和種叫Electrospinning的技術(shù)，這種技術(shù)可以把細菌從養(yǎng)分纖維中剝離，從而達到隔絕細菌的作用。
另一個挑戰(zhàn)是建立一個聚合物溶劑體系，而這個體系并不會受到細菌的破壞。還有一個問題是要實現(xiàn)結(jié)構(gòu)里要求有足夠的孔隙度，以促進其他非細菌物質(zhì)的通過，例如營養(yǎng)物質(zhì)和人休代謝物等。此外，最終完成后的材料必須在水環(huán)境里有不溶性，要求在水環(huán)境內(nèi)將性質(zhì)保持不變。
科學家們接受了上面的挑戰(zhàn)，他們通過一系列實驗，發(fā)明生產(chǎn)出了這種水凝膠纖維。他們實現(xiàn)以下目標：一種具有不溶性的高分子纖維材料，可以把細菌已成功封裝并讓細菌存活，該纖維無毒，不會被生物降解，高分子水溶性是一種頻分多址的封裝劑，科學家位通過將該纖維和甘油交聯(lián)后再進行封裝作為解決方案，以防止該纖維在水中溶解。
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從上面的電子顯微鏡照片可以看到，桿狀細菌完全被微小的聚合物纖維所包裹。纖維形成一個網(wǎng)格狀的膜狀過濾器，養(yǎng)分將會從其中的孔隙間流過。測試結(jié)果顯示，大部分細菌可以在纖維中存活數(shù)月，細菌們的新陳代謝活動沒有因為受到“監(jiān)禁”而被到影響，包裹里面細菌不會繼續(xù)繁殖增加。
進行這項研究所選用的細菌分別有：Pseudomonas（假單孢菌）、Zymomonas（發(fā)酵單胞菌）和大腸埃希氏菌（Escherichia）。上圖電子顯微鏡中被包裹的細菌為Pseudomonas（假單孢菌）。
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