不同大孔隙度石蜡油注入PDMS对细菌黏附的抵抗作用研究

本文系统研究了环境友好型非氟化液体石蜡注入不同孔隙度多孔PDMS（聚二甲基硅氧烷）表面对细菌黏附的抵抗机制。通过糖和盐模板法构建了具有均质/非均质本体结构和不同界面粗糙度的SLIPS（光滑液体注入多孔表面），发现精细本体结构和少孔界面表现出最优的抗细菌黏附性能，且不同淡水细菌（大肠杆菌、荧光假单胞菌和枯草芽孢杆菌）的黏附行为存在显著差异。该研究为医疗应用中的低污染材料设计提供了新策略。

　　

引言

生物污染在人工表面的挑战已被记载2000年，至今仍影响着食品工业、饮用水生产、海洋技术和医疗保健等多个领域。在医疗保健领域，医疗设备的生物污染甚至可能带来致命后果。2022至2023年间，欧盟和欧洲经济区有430万患者至少遭受过一次医院获得性感染（HAI），其中三分之一与中心血管导管、导尿管和插管有关。为此，研究人员开发了定制涂层来减少这些严重并发症，包括释放抗菌剂的材料、含有两性离子部分或乙二醇的亲水涂层，以及疏水光滑液体注入多孔表面（SLIPS）。

SLIPS技术受猪笼草捕虫笼的启发，具有自修复特性、对水和复杂流体的排斥性以及低污染特性。其设计基于三个基本规则：纳米或微米纹理表面通过表面积和亲和力稳定润滑剂；表面对注入润滑剂的润湿亲和力高于被排斥液体；润滑剂与周围液体不混溶。SLIPS以其压力稳定性、防冰特性、毛细管自修复特性、低滑动角以及对水和血液等复杂流体的排斥性而闻名。由于润滑剂与可压缩的气基plastrons相比具有可忽略的压缩性，SLIPS涂层受机械力影响较小，并在水下表现出优于普通超疏水表面的稳定性。

抗污染（AF）性能取决于注入油的存在和可用性。尽管氟化聚合物结构和油经常被使用，但在技术应用中，氟化化合物的使用越来越受到立法的限制。除了全氟化润滑剂，硅油、植物油或离子液体也被应用。油在SLIPS涂层顶部的存在提供了对细菌（如大肠杆菌和金黄色葡萄球菌）定植的良好抵抗性。然而，关于非氟化、环境友好型润滑剂的文献仍然较少。全可生物降解的纳米纤维结构聚（ε-己内酯）基SLIPS注入各种食品油，能够抵抗常见真菌和细菌病原体的污染。硅油注入的聚苯乙烯基SLIPS通过微相分离技术制备，具有接触杀菌特性。近年来，SLIPS概念的许多变体已经被建立，例如液体注入一氧化氮释放硅胶（LINORel）作为低污染、抗血栓形成涂层，以及将光滑PDMS管浸入硅油中，显著减少铜绿假单胞菌生物膜形成。

液体石蜡作为潜在润滑剂，由无环烃组成，符合化妆品和药学的严格规范。近年来，石蜡已从可再生的大豆来源制备，创造了化石基油的潜在环保替代品。几种微生物和真菌酶被发现可以生物降解石蜡，抵消其在环境中的持久性。在极少数研究中，石蜡油被用于制备SLIPS，获得的涂层提供了其作为自补充涂层具有防冰特性、良好耐腐蚀性和对芽孢杆菌属惰性的初步证据。

润滑剂在基质内的稳定性对SLIPS的耐久性至关重要，表面分离增强了其抗污染特性，任何蒸发或污染都可能显著影响其惰性。当排斥液体包裹滑动液滴并形成所谓的润湿脊或完全覆盖液滴时，与水相互作用的强度会加速油从界面的去除。外部因素如剪切应力、机械应力或紫外线辐射会影响锁定润滑剂的多孔结构，支持润滑剂的损失。最小化润滑剂损失的一个选项是在多孔基材顶部稳定固体蜡膜。这种涂层显示出温度依赖的自愈特性，不易去除并形成相当稳定的SLIPS。或者，可以优化稳定SLIPS的基质。这样的系统也成功应用于从油/水混合物中去除油。例如，多孔PDMS海绵可以选择性地从水中吸收油，未来可能应用于漏油事件。

有多种方法可以制备多孔PDMS材料，例如硬模板技术（在PDMS固化后溶解模板）、软模板、3D打印或相分离过程，允许根据所需应用调整孔隙率。当使用具有不同增塑剂量的微孔PDMS系统作为SLIPS的基质时，其与二甲基硅油的组合显示出优异的压力响应防冰特性。基于PDMS海绵的导管系统注入硅油和氟化油，提供了抗炎、抗血栓和抗污染特性。

本研究合成了一系列无毒、非氟化、液体石蜡注入的PDMS海绵。使用糖和盐模板方法，通过变化多糖和单糖晶体的大小以及与盐的组合，制备了具有不同孔隙率的多孔PDMS立方体。PDMS海绵注入了符合欧洲药典质量的石蜡油，具有医疗应用的潜在适用性。在硅基质材料顶部，意图通过薄界面多孔PDMS膜机械控制润滑剂释放。我们检查了不同的内部孔体积和表面孔隙率对吸油量和稳定性的影响，以及材料减少不同淡水细菌（枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和荧光假单胞菌）附着的能力。此外，我们基于菌株特异性讨论了附着的细菌密度。

结果

通过糖模板法制备了具有不同孔隙率的PDMS海绵（图1A）。如文献所述，糖和盐模板方法均可用于制造多孔PDMS。两种方法的比较显示，糖模板法显著增加了PDMS孔隙率，并改善了与盐模板法相比的孔连通性。我们选择了三种糖（蔗糖、D(+)蔗糖和D(+)葡萄糖）作为模板，以创建具有高吸油能力的最佳连接PDMS支架。混合不同大小的糖类型已被证明比使用单一晶体尺寸产生更非均质的结构。通过变化多糖和单糖晶体（如D(+)蔗糖和D(+)葡萄糖）的大小，以及蔗糖和NaCl作为添加剂的组合（图1B），我们能够制备具有增加非均质性的多孔PDMS立方体。在用MilliQ水洗涤样品后，不同海绵的多孔性质已经可见地感知到，并且在注油后变得更加明显。从D(+)葡萄糖和D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖混合物模板获得的最细孔隙呈现不透明，而较粗的样品看起来更透明（图1C）。软PDMS海绵的灵活性和去除牺牲模板后的机械保留能力显示在支持信息图S1中。

电子显微镜（图2）揭示了海绵之间的结构差异。由纯糖模板制备的海绵显示出具有不同大小的开放孔和轻微表面波动的粗糙表面（图2第一和第三行），这是由于使用粗糖晶体作为模板方法造成的。来自D(+)蔗糖的表面孔尺寸约为50×450μm（图2A），略小于来自蔗糖模板的约200×500μm（图2B）。孔的形状包含几个弯折和突出的薄PDMS残留物，这是由于用作模板的糖晶体的尖角。那些穿透PDMS膜的孔，导致在PDMS顶部表面形成开放孔，结合导致相当波纹状的界面。相反，D(+)葡萄糖（图2C）显示出纹理表面，表面波动较少。几乎闭合的界面显示出更少的孤立孔，尺寸仅为20-50μm。结合小孔尺寸的弱波动导致PDMS表面的总波纹相对较小。横截面的SEM图像展示了一个连续的3D均质多孔网络，具有大的交联空心空间（约500×500μm），用于D(+)蔗糖和蔗糖样品。稳定多孔网络的PDMS框架在海绵表面形成一个约150μm厚的边界，显示出上述表面波动。该边界具有个别开口，创建界面孔。由D(+)葡萄糖制备的海绵显示出更细但同样连续和均质的孔网络（约50×100μm），PDMS边界可以被识别为比粗支架更薄且波纹更少。混合模板导致了一个均质PDMS支架，用于类似大小的二糖晶体，和两个非均质PDMS支架，用于不同大小的糖和盐晶体。由蔗糖+D(+)蔗糖混合物制备的样品（图2D）显示出与D(+)蔗糖和蔗糖类似的界面，以及可比较的3D均质网络，具有约400×650μm的空心空间。从蔗糖+NaCl模板获得的界面（图2E）显示出更少的孔，形状更矩形（约250×300μm）。部分孔似乎仍然被薄PDMS层覆盖。在海绵内部，发现了相对较大的空腔（约950×800μm和约650×650μm）。对于蔗糖+D(+)蔗糖和蔗糖+NaCl模板样品，界面边界的形状类似于粗D(+)蔗糖和蔗糖衍生样品的形状。正如对D(+)葡萄糖模板海绵结构观察到的，D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖混合物（图2F）也产生了一个闭合表面，与D(+)葡萄糖表面相比，甚至更少的小孔开口（约20-50μm直径）。横截面揭示了粗和细孔隙的混合。可以区分被粗D(+)蔗糖和D(+)葡萄糖粉末占据的区域，分别导致粗糖模板和D(+)葡萄糖衍生网络中找到的PDMS网络结构的混合。因此，边界结构也类似于混合形态，具有中等波动和中间波纹。

通过比较PDMS块状材料和PDMS海绵的密度来计算PDMS的孔隙率。可用于吸油的有效孔隙比显示在图3A中。对于所有PDMS海绵，确定了类似的孔隙率约67%，除了D(+)葡萄糖显示出较低的孔隙率52%。通过比较可用孔体积和吸收油的质量来计算有效吸油量。大于100%的值可能表明表面顶部存在润滑剂层。固体PDMS立方体显示出2.8wt.%的LP吸收。如图3B所示，所有多孔PDMS支架提供的吸油量接近100%。最低吸油量发现于D(+)葡萄糖（98%）。对于所有其他支架，观察到更大的油含量。蔗糖+D(+)蔗糖的混合物显示出103%的吸油量，D(+)蔗糖108%，蔗糖和D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖110%，以及蔗糖+NaCl 112%。为了理解不同基质结构稳定油的能力，通过将注油海绵在MilliQ水中浸泡最多1周在线性摇床上评估稳定性（图3C）。最大的质量变化发生在前2小时内。D(+)葡萄糖损失了3%，D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖和D(+)蔗糖6%，蔗糖7%，蔗糖+D(+)蔗糖9%，以及蔗糖+NaCl 10%的相对质量。D(+)葡萄糖、D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖和蔗糖+D(+)蔗糖的质量在剩余的7天孵育期间保持稳定。观察到D(+)蔗糖、蔗糖和蔗糖+NaCl的进一步质量损失，但所有在24和168小时之间的质量变化都在误差条范围内。168小时后，在D(+)蔗糖上观察到剩余质量分数88%，在蔗糖和蔗糖+NaCl上86%。

水接触角测角法显示，对于纯糖模板PDMS支架，静态水接触角（WCA）在126°和129°之间，而对于来自糖和糖盐混合物的支架，WCA在113°–119°范围内（图4A,D）。 upon LP注入，WCA减少了约30°–40°，对于所有PDMS基质，值在84°–97°之间（图4B,D）。 LP注入海绵的水滑动角（WSA）在23°和42°之间，并显示出D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖（23°）和D(+)葡萄糖（24°）以及蔗糖+D(+)蔗糖（25°）的最低值。D(+)蔗糖（28°）和蔗糖（31°）获得了更高的值。最高WSA观察到蔗糖+NaCl（42°）（图4C,D）。对于许多SLIPS文献描述了润湿脊的形成，即在液滴侧面形成油井。通常，更强的润湿脊表明润滑剂-涂层相互作用较弱。图4D显示了用于WCA测量的液滴图像，尽管液滴沉积，油仍然与多孔PDMS结构接触，几乎看不到任何润湿脊。唯一发现轻微润湿脊的情况是LP注入的蔗糖+D(+)蔗糖，我们注意到在液滴与注入表面接触的点，液滴形状略有改变（用红圈标记）。在文献中，毛细管力被讨论为负责这种改变的润滑剂弯月面的形成，并且更强的润湿脊与较弱的添加剂结合有关。在蔗糖+D(+)蔗糖上，发现的几乎无波纹的少数表面孔可能是较弱添加剂结合的原因。

通过动态细菌附着测定评估了LP注入PDMS海绵的抗污染性。疏水pBMA和聚苯乙烯（PS），两者都以高细菌积累而闻名，被包括作为阴性参考，细菌密度相对于pBMA报告。与光滑参考样品和PDMS对照相比，所有LP注入表面对所有三种细菌菌株的细菌附着均显著减少（图5）。事后Tukey检验的成对比较矩阵可以在支持信息表S3–S5中找到。对于枯草芽孢杆菌（图5A），最高的细菌积累发现于pBMA。相对于pBMA，PS（0.80）和光滑PDMS（0.75）跟随，没有显著差异。来自多孔糖模板的SLIPS显示D(+)蔗糖（0.57）的积累较低，随后是稍好表现的蔗糖（0.48），和显著更好表现的D(+)葡萄糖（0.47）。在来自混合糖和糖盐支架的SLIPS之间没有发现显著差异。在由混合糖和糖盐混合物制备的基质中，最高积累显示蔗糖+NaCl（0.56），随后是D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖（0.52），和蔗糖+D(+)蔗糖（0.51）。图5中显示的显微镜图像揭示了光滑对照表面上密集且均匀的细菌积累。相反，SLIPS的图像显示出较低的覆盖度，一些区域甚至完全未被殖民化，这在枯草芽孢杆菌覆盖的D(+)蔗糖和蔗糖+D(+)蔗糖上特别明显。对于D(+)蔗糖，这些区域约为50×400μm，在形状和大小上与图2A中SEM图像中可见的表面孔相似。当用作SLIPS涂层时，这样的表面孔假定完全充满润滑剂，这似乎保护了表面的这些部分免受殖民化。

对于大肠杆菌（图5B），观察到的趋势与枯草芽孢杆菌发现的非常相似。与枯草芽孢杆菌相比，细菌尺寸更小，因此显示较不强烈的荧光，但也均匀分布在同样表现的光滑对照表面PS（0.83）和PDMS（0.82）上。在来自纯糖模板的光滑表面上发现较低的积累D(+)蔗糖（0.55）和显著更好表现的蔗糖（0.47）和D(+)葡萄糖（0.44）。对于来自混合模板的注油表面，蔗糖+D(+)蔗糖（0.43）表现同样好的抗污染性。对于蔗糖+NaCl（0.52）和D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖（0.53）发现更高的细菌密度，这与纯糖模板衍生的D(+)蔗糖没有显著差异。

荧光假单胞菌在LP注入表面的附着甚至比另外两种物种在LP注入PDMS立方体上更强烈地减少（图5C）。最高积累发现于密集覆盖的pBMA。PS显示出较低的相对积累（0.80），并且与另外两种细菌菌株相反，PDMS（0.46）显示出显著较低的细菌密度。而最强烈的减少发现于D(+)蔗糖（0.16）、蔗糖（0.14）、D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖（0.16）和蔗糖+NaCl（0.14），在D(+)葡萄糖（0.23）和蔗糖+D(+)蔗糖（0.19）上观察到稍高的密度，尽管只有D(+)葡萄糖具有统计学显著性。

讨论

一系列多孔PDMS立方体由不同糖、混合糖和混合糖和盐模板制备。SEM横截面（图2）揭示了所有由纯糖模板制备的多孔样品和蔗糖+D(+)蔗糖的糖混合物（约400×650μm）的均质孔隙。对于来自大小糖或盐粒子混合物的模板的PDMS海绵，发现了更非均质的孔隙。蔗糖+NaCl显示出大小孔隙的多孔网络（约950×800μm和约650×650μm）。非均质性最为明显的是D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖，它揭示了粗D(+)蔗糖孔隙和细D(+)葡萄糖孔隙（500×500μm和50×100μm）的混合。所有来自包括粗糖的支架的海绵显示出类似的孔含量约67%，除了D(+)葡萄糖，仅由细葡萄糖粉末制备的样品提供了最细的结构，并显示出降低的孔体积含量52%。确定的孔体积与最近的一项研究非常一致，其中对于由葡萄糖粉末制备的PDMS海绵，发现了55%的孔含量。根据内部孔的大小排序多孔PDMS立方体系列结果如下顺序：D(+)葡萄糖 < D(+)葡萄糖+D(+)蔗糖 < 蔗糖+D(+)蔗糖 ≈ D(+)蔗糖 ≈ 蔗糖 < 蔗糖+NaCl（1）

在注油过程中，最初不透明的海绵逐渐变得透明。与油接触仅15分钟后，粗孔PDMS结构变得几乎完全透明。具有更细结构的D(+)葡萄糖显示出较小的变化，并保持不透明，并发现了97%的较低孔隙填充。对于其他样品，根据糖衍生和糖和盐混合物衍生的PDMS海绵中观察到的类似孔含量，吸油量在102%和112%之间的可比范围内。高于100%的值可能是由于PDMS材料本身的吸油以及在排水步骤后可能保留在多孔结构顶部的薄油层形成。

PDMS海绵显示出疏水特性，WCA在113°–129°范围内。 upon LP注入，WCA减少了约25°至约90°。疏水性的减少可以通过由于被困空气在多孔界面中被油替换而导致的表面粗糙度减少来解释，将润湿从Cassie-Baxter主导状态转变为Wenzel主导状态，如先前研究中所报道。注油后接触角的减少对于SLIPS是典型的。研究表明，无论模板材料如何，润滑剂注入后获得了约100°的接触角。这分别对于不同结构的钛注入PFPE油和多孔PDMS框架注入硅油观察到。根据界面处的孔大小、表面不规则性、PDMS边界的波动和孔边缘的突出结构排序PDMS支架，获得了表面波纹的顺序：D(+)葡萄糖 ≈ D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖 < 蔗糖+D(+)蔗糖 ≈ D(+)蔗糖 ≈ 蔗糖 < 蔗糖+NaCl（2）

不同LP注入PDMS海绵的WSA在23°和42°之间（图4）。较低的WSA测量于界面处孔较少的表面，如D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖（23°）和D(+)葡萄糖（24°），较高的值获得于蔗糖+NaCl（42°）。这表明界面处油的更高覆盖减少了滑动角。我们的结果与类似制备的注入硅油的PDMS海绵系统报告的类似WSA 20°一致。报告较低ROA（2°–5°）的SLIPS研究使用了具有比我们的大孔涂层更小结构的纳米和微孔硅油注入表面。除了我们的大孔PDMS表面的某些表面波纹（图2）外，特别是突出结构可能延迟了水液滴在润滑剂注入表面上的滑动。涂层表面波纹的增加与WSA的增加合理对应（图4），并且在注入的蔗糖+NaCl PDMS支架上特别明显。在这种情况下，水液滴被突出PDMS结构的毛细管钉扎可能进一步提高了WSA。此外，表面波纹的增加似乎大致跟随内部孔大小的趋势。

在MilliQ中7天的油稳定性评估期间，观察到D(+)葡萄糖（3%）和D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖（6%）两者都具有更细孔结构的良好油保留。7天后，对于具有类似孔隙率和吸油量的粗支架，发现了稍高的质量损失（10-14%）。很可能，稳定在界面的过量油可能更容易被去除并导致观察到的油损失。较小孔增强油保留的效果早先在多孔PDMS支架中观察到。多孔基质中油抵抗周围水液体渗透和置换的一般能力由压力阈值表达。具有较小孔的基质提供更高的压力阈值并增加油在多孔基质中的稳定性。在文献中，润滑剂-基质相互作用的进一步指示是液滴接触线周围润湿脊的形成，以及在极端情况下水液滴的覆盖。发现更强的润湿脊的存在与SLIPS的加速油损失有关。对于我们的PDMS-石蜡样品，我们观察到形成润湿脊的非常轻微倾向，仅在蔗糖+D(+)蔗糖上非常弱地注意到。因此，我们的数据表明多孔支架和LP润滑剂之间的强相互作用。我们建议这种海绵的表面波纹可能导致稍厚润滑剂层的稳定，然后促进了润湿脊的形成。然而，这种材料特性不影响蔗糖+D(+)蔗糖关于润滑剂稳定性或抗污染性能的表现，因此可以仅分类为表面效应。

LP注入PDMS海绵对生物膜形成的抵抗通过动态细菌附着测定评估，针对革兰氏阳性枯草芽孢杆菌和革兰氏阴性大肠杆菌和荧光假单胞菌。对于枯草芽孢杆菌和大肠杆菌观察到相同的细菌附着趋势。相对于pBMA，在PS和PDMS上发现两种菌株的积累减少了约20%。对于由纯糖支架制备的PDMS海绵，确定了D(+)蔗糖减少约44%，蔗糖约53%，和D(+)葡萄糖约55%，而D(+)葡萄糖显著优于D(+)蔗糖。对于多孔糖和糖盐混合物，最佳表现发现于蔗糖+D(+)蔗糖，减少细菌积累49%（枯草芽孢杆菌）和57%（大肠杆菌）。对于枯草芽孢杆菌，在蔗糖+NaCl减少44%和D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖减少48%之间没有发现显著差异。另一方面，对于大肠杆菌，蔗糖+NaCl和D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖的减少（约48%）显著低于蔗糖+D(+)蔗糖。因此，对于来自纯糖支架的均质SLIPS，积累随着孔隙率的减少而减少。在来自混合支架的SLIPS情况下，对于枯草芽孢杆菌没有观察到细菌积累的显著差异，或者，对于大肠杆菌，更均质的蔗糖+D(+)蔗糖表现最佳。对于荧光假单胞菌和来自纯糖支架的SLIPS观察到部分不同的趋势，D(+)葡萄糖显示出约9%比D(+)蔗糖和蔗糖更多的细菌积累。对于多孔混合物，蔗糖+NaCl和D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖以约5%优于蔗糖+D(+)蔗糖。然而，这种差异没有统计学显著性，并与大肠杆菌和枯草芽孢杆菌观察到的结果一致。

从观察到的附着趋势关于SLIPS系列的波纹和孔隙率可以得出三个关键观察：1）石蜡注入的D(+)葡萄糖和D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖都提供类似的平滑界面但不同的本体孔隙率。尽管界面结构类似，大肠杆菌和荧光假单胞菌以统计学不同的密度殖民两种涂层，尽管偏好相反。这表明本体孔隙率比界面处的波纹更重要。2）均质和细孔的石蜡注入D(+)葡萄糖对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的表现优于注入的粗孔均质PDMS支架，如蔗糖、D(+)蔗糖和非均质蔗糖+NaCl。由于非均质石蜡注入的D(+)蔗糖+D(+)葡萄糖表现类似于非均质蔗糖+NaCl，我们确定了一个均质、细孔支架，孔大小在50和100μm之间，具有优于具有少数孔的界面的抗污染减少特性。3）对于荧光假单胞菌，所有石蜡注入结构显示出细菌密度的显著减少，并且润滑本身被发现比多孔PDMS的本体和/或界面的结构更重要。

通过识别早期污染趋势，我们可以了解更多关于细菌在大孔润滑剂注入表面上的污染特性。这种机制理解对于开发具有更高抗污染性的表面至关重要。当分析显微镜图像（图5）时，我们注意到几个完全未被殖民的区域，其中微生物避免定居。相反，微生物附着在孔周围和之间的区域，其中发现了升高的密度，这在粗孔SLIPS上特别明显。很可能界面处的润滑剂浓度在这些区域较低，并且附着主要由基础PDMS材料介导。文献中报告了类似的发现，其中氟化铝基材注入全氟聚醚的SLIPS动态孵育21天显示，具有突出结构的微纹理铝表面比抛光表面具有更高的油稳定性。硅藻 Phaeodactylum tricornutum 在微结构润滑表面上的污染减少了72% compared to the lubricated smooth surface，并且微生物仅积累在出现结构的顶部，那里润滑剂较少。对于我们的SLIPS，很可能在这样的突出位置也存在较少的油，使它们更容易细菌附着。D(+)葡萄糖的细表面结构上缺乏突出结构可以解释其良好的抗细菌性。

如图5所示，三种细菌菌株在SLIPS和光滑PDMS参考上显示出不同的积累趋势。在光滑PDMS上，枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的殖民化几乎是80%，而荧光假单胞菌密度仅为pBMA的45%。这种减少的附着表明荧光假单胞菌对PDMS的反应比另外两种生物更敏感。这种效果在润滑剂存在下更加明显，表明对液体石蜡的特别敏感性。先前的体外研究调查了不同荧光假单胞菌菌株中 Origanum vulgare L. 精油（OEO）对细菌生长的影响，使用微孔板方法确定最小抑制（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）。引人注目的是，荧光假单胞菌菌株 ATCC 13525，我们在研究中也使用了，是不同测试菌株中对OEO最敏感的，具有最低的MIC和MBC。使用琼脂平板测定量化不同菌株的运动性，ATCC 13525显示出受损的鞭毛导向运动以及减少的游泳和群集能力，而其他荧光假单胞菌菌株的运动性未受影响。为了使细菌能够附着到含润滑剂的表面，它们的表面必须能够与润滑剂形成吸引相互作用。这要求大多亲水的细胞外聚合物物质在细菌表面与疏水润滑剂有吸引地相互作用。可能特别介导这种相互作用的化合物是两亲性生物表面活性剂，如鼠李糖脂。荧光假单胞菌和枯草芽孢杆菌都是充分研究的土壤细菌，已知从碳源产生生物表面活性剂。生物表面活性剂的生产使微生物能够访问疏水碳源并促进它们的殖民化。由荧光假单胞菌产生的鼠李糖脂降低了水和疏水润滑剂的界面张力，当作为表面活性剂应用时，可以稳定水与不混溶化合物的乳液。显示鼠李糖脂将水/石蜡乳液（w/o乳液）的表面张力降低了约26%。由枯草芽孢杆菌产生的鼠李糖脂在孵育1天后将水/正十六烷乳液的表面张力降低了约42%。当细菌表达鼠李糖脂时， resulting decrease in surface tension might enable bacteria to enhance their interaction with a low surface energy lubricant present on the surface, leading to higher attachment densities. 总之，ATCC 13525与其他菌株相比减少的附着倾向、它对OEO的敏感性、它在含OEO琼脂中的减少运动性，以及附着介导鼠李糖脂的较弱表达可以解释为什么荧光假单胞菌在石蜡油注入界面上以较低密度附着 compared to 枯草芽孢杆菌 and 大肠杆菌.

结论

在本研究中，我们揭示了大孔PDMS支架的结构对LP注入SLIPS的吸油、稳定化和抗污染性相关。糖模板中葡萄糖粉末的存在导致更闭合的表面结构和更细的孔，导致减少的吸油量但更有效地稳定多孔结构中的油。我们发现D(+)葡萄糖本体聚合物的细结构在润滑剂稳定化和抗污染性方面最有益。不同的淡水细菌菌株具有个体积累特性，即使污染不能完全消除，我们发现细结构本体和D(+)葡萄糖衍生SLIPS的平滑界面的组合对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌最有效，并显著减少附着约50%。荧光假单胞菌在注油涂层上积累减少达85%，表明附着主要通过润滑剂的存在减少，而SLIPS的结构特性较不相关。荧光假单胞菌密度在润滑