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关键词：
供水管网,生物膜结构,原子力显微镜,扫描电镜,激光共聚焦显微镜
发表时间：
2012-08-13 19:34:25
供水管网不同管材内壁微生物分布的显微观察
戴玉娇 | -> | 594| 0| 0.255002MB |供水管网,生物膜结构,原子力显微镜,扫描电镜,激光共聚焦显微镜
摘要: 采用扫描电镜、原子力显微镜以及激光共聚焦显微镜对不锈钢插片表面和供水管网末端PPR 管内壁微生物的分布和生物膜结构进行了观察和分析. 结果表明, 在供水管网中, 不锈钢材质表面不利于微生物附着生长, 在短时间内( 3 个月) 只有很少的微生物附着. 在管网末端PPR 管表面有明显的微生物附着生长, 细菌容易附着在基底表面的凹穴中, 细菌与基底是紧密黏附在一起的. 扫描电镜和原子力显微镜结合是观察管壁非连续生长生物膜表面结构的有效手段. 采用激光扫描共聚焦显微镜可同时实现管壁生物膜内部和三维结构观察.
供水管网中的细菌主要是在管壁上生长形成生物膜而得以繁殖的. 生物膜是管壁结垢和腐蚀的诱
因之一. 管壁结垢和腐蚀会降低管网的过水能力, 增加二级泵站的动力消耗, 引起管道的跑冒滴漏, 严重时还会造成爆管、断管事故, 直接影响供水安全. 另外, 生物膜脱落还会恶化水质, 使用户水的色度、浊度和细菌数上升, 直接威胁人体健康. 研究供水管网生物膜的结构, 可以为研究管网生物膜的功能、内部传质和不同微生物的分布提供重要依据[1] .
目前对微生物进行显微观察通常采用扫描电镜( SEM) . 扫描电镜能镜检较大的组织表面结构, 它的景深长, 1 mm 左右的凹凸不平面能清晰成像, 样品图像富有立体感. 但扫描电镜观察要预先对生物膜进行脱水, 使得整个生物膜的框架收缩, 因而很难得到生物膜原有的三维结构信息[ 2, 3] .
原子力显微镜( AFM) 是一种利用原子、分子间的相互作用力来镜检物体表面微观形貌的新型实验
技术. 原子力显微镜( AFM) 能以高分辨率镜检生物膜. 除了图像, 原子力显微镜还能提供生物膜中细胞间的力的作用. AFM 测量对样品无特殊要求, 但只能观察到生物膜的外在轮廓, 而对其内部结构无法进行观察[ 4~ 7] .
激光扫描共聚焦显微镜( CLSM) 是采用激光作为光源, 在传统光学显微镜基础上采用共轭聚焦原
理和装置, 并利用计算机对所镜检的对象进行数字图像处理的一套镜检、分析和输出系统. CLSM 研究
生物膜具有如下优点[ 8~ 12] : 可以对几百Lm 厚的、无水分损失的、活的微生物群落进行镜检; 可以对镜检样品进行断层扫描和成像, 可以无损伤地镜检和分析细胞的三维空间结构, 形成彩色立体图像及计算机动画演示. 它在研究和分析活细胞结构的实时动态变化过程、细胞的光学连续切片和三维结构重建等方面, 大大优于传统的光学显微镜.
本研究采用扫描电镜、原子力显微镜和激光共聚焦显微镜对2 种不同管材供水管网内壁表面附着
微生物分布特征进行了观察与分析.
因之一. 管壁结垢和腐蚀会降低管网的过水能力, 增加二级泵站的动力消耗, 引起管道的跑冒滴漏, 严重时还会造成爆管、断管事故, 直接影响供水安全. 另外, 生物膜脱落还会恶化水质, 使用户水的色度、浊度和细菌数上升, 直接威胁人体健康. 研究供水管网生物膜的结构, 可以为研究管网生物膜的功能、内部传质和不同微生物的分布提供重要依据[1] .
目前对微生物进行显微观察通常采用扫描电镜( SEM) . 扫描电镜能镜检较大的组织表面结构, 它的景深长, 1 mm 左右的凹凸不平面能清晰成像, 样品图像富有立体感. 但扫描电镜观察要预先对生物膜进行脱水, 使得整个生物膜的框架收缩, 因而很难得到生物膜原有的三维结构信息[ 2, 3] .
原子力显微镜( AFM) 是一种利用原子、分子间的相互作用力来镜检物体表面微观形貌的新型实验
技术. 原子力显微镜( AFM) 能以高分辨率镜检生物膜. 除了图像, 原子力显微镜还能提供生物膜中细胞间的力的作用. AFM 测量对样品无特殊要求, 但只能观察到生物膜的外在轮廓, 而对其内部结构无法进行观察[ 4~ 7] .
激光扫描共聚焦显微镜( CLSM) 是采用激光作为光源, 在传统光学显微镜基础上采用共轭聚焦原
理和装置, 并利用计算机对所镜检的对象进行数字图像处理的一套镜检、分析和输出系统. CLSM 研究
生物膜具有如下优点[ 8~ 12] : 可以对几百Lm 厚的、无水分损失的、活的微生物群落进行镜检; 可以对镜检样品进行断层扫描和成像, 可以无损伤地镜检和分析细胞的三维空间结构, 形成彩色立体图像及计算机动画演示. 它在研究和分析活细胞结构的实时动态变化过程、细胞的光学连续切片和三维结构重建等方面, 大大优于传统的光学显微镜.
本研究采用扫描电镜、原子力显微镜和激光共聚焦显微镜对2 种不同管材供水管网内壁表面附着
微生物分布特征进行了观察与分析.
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