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扫描电镜与微生物之间的紧密联系

 发布时间:2017-12-28 点击量:2579

人体是数十亿个微生物的宿主,它们的数量与人体细胞的数量一样多。这些微生物主要是无害的细菌;并且,有时是对人体有益的。由于它们的尺寸太小,总是需要用显微镜来观察它们的大小,种类和特征。经过多年的研究,从传统光学显微镜到扫描电镜(SEM),已经发现了微生物的多种不同类型。在这篇博客中,我们用三个例子来说明如何用扫描电镜研究微生物。

 

图1:扫描电镜下的肠球菌

 

由于微生物并不总是对人类组织产生帮助,Ogawa等人 [1] 研究了几种当地的细菌菌株。除链球菌株外,还观察了铜绿假单胞菌、大肠杆菌等菌株。

 

有氧和无氧条件下的细菌生长

 

通过测试漱口水,研究在有氧和无氧条件下的细菌生长。为了能在扫描电镜(SEM)下成像,样品经过固定,临界干燥和溅射涂层。SEM图像的目标是生物膜的表面(有时,细菌聚集在一起,形成生物膜,粘附在表面)。Ogawa等人揭示了在某些情况下,用一种特殊的漱口水可以减少生物膜的形成,而其他产品没有类似效果。

 

新药物的开发是微生物学研究的重点,因为革兰氏阳性病原体对人类和动物的健康具有有害影响,到目前为止所作的努力经常受到耐药性菌株出现的挑战。

 

胆碱激酶的研究

 

在Zimmerman和Ibrahim [2] 的研究中显示,胆碱激酶对肺炎链球菌而言是一种具有潜力的新药,因为它抑制了细菌的生长。他们通过SEM研究,可以证明胆碱激酶导致了细胞壁的扭曲。细胞壁从平滑转变为凹凸不平,表明细胞受到新药的影响。

 

大肠杆菌的研究

 

zui后,我们有一个很有趣的例子和大家分享,是关于大肠杆菌在太空中的研究。这项研究还在进行中,因为了解细菌行为对于为未来长期的太空探索任务做准备是很重要的 [3]

 

为了研究太空中生长的细菌的潜在表型变化,大肠杆菌在空间站中被培养,然后与地球上的对照组比对。通过使用光学显微镜与扫描电镜,用于测定和分析它们的体积,以观察重力是否会影响它。

 

Zea等人得出结论,地球上的细菌的zui终计数是太空中细菌13倍,而空间站中的细菌体积缩小了37%。

 

参考文献

 

[1] Microbiological assessment of effects of clinical mouth rinses on common oral microbes, Ogawa et al., Journal of Oral Science, Vol 59. No 3 (2017).

[2] Choline kinase, A Novel Drug Target for the Inhibition of Streptococcus pneumoniae, Zimmerman and Ibrahim, Antibiotics 2017, 6,20.

[3] Phenotypic Changes Exhibited by E. coli Cultured in Space, Zea et al. Frontiers in Microbiology (August 2017) 8, 1598.

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