基于xDLVO理论与细胞分配指数(CPI)的物理化学策略抑制生物膜研究

本研究针对生物膜在多种表面形成导致生物工艺与发酵效率下降、成本升高的问题，来自未知机构的研究人员通过表面活性剂改性玻璃/Petri培养皿表面，结合扩展DLVO理论(xDLVO)与细胞分配指数(CPI)技术，发现改性使微生物与表面相互作用由吸引(?31 kT/?27 kT)转为排斥，为表面能调控抑制生物膜提供了新策略。

　　

生物膜在多种表面上的形成会显著降低生物工艺与发酵过程的效率并增加运营成本。本研究通过扩展德亚金-朗道-维韦-奥弗比克理论(extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek, xDLVO)和细胞分配指数(Cell Partition Index, CPI)技术，探究微生物与表面的相互作用，提出了一种物理化学抑制策略。研究人员使用不同表面活性剂对玻璃载玻片和Petri培养皿表面进行改性。结果表明：表面改性提高了CPI值，并将微生物细胞与不同表面间的相互作用行为从吸引性转变为排斥性。通过xDLVO理论计算发现，微生物细胞与改性表面间的次级能量值为排斥性；而未改性玻璃载玻片(?31 k_BT)和Petri培养皿表面(?27 k_BT)与微生物细胞间的次级能量值则呈现吸引特性。该研究为通过表面能学方法抑制生物膜的研究开启了新窗口。