科學(xué)家研究利用中空纖維封裝作用開(kāi)發(fā)的“細(xì)菌監(jiān)獄”
控制和移動(dòng)細(xì)菌的位置無(wú)論在在醫(yī)療應(yīng)用或是研究實(shí)驗(yàn)中都是一個(gè)困難的任務(wù)，因?yàn)榧?xì)菌的滑行移動(dòng)有著它們自己的規(guī)則，細(xì)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(xì)菌，就必需同時(shí)阻隔人類(lèi)所需的養(yǎng)分。而現(xiàn)在，布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種水凝膠纖維，這是一種中空纖維，它具有阻隔細(xì)菌細(xì)胞而不影響?zhàn)B分前進(jìn)的功能。
研究人員表示，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)重要的是，如何不影響營(yíng)養(yǎng)物物質(zhì)而又可以阻隔細(xì)菌。為了克服這個(gè)難題，布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)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(xì)菌從養(yǎng)分纖維中剝離，從而達(dá)到隔絕細(xì)菌的作用。
另一個(gè)挑戰(zhàn)是建立一個(gè)聚合物溶劑體系，而這個(gè)體系并不會(huì)受到細(xì)菌的破壞。還有一個(gè)問(wèn)題是要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)里要求有足夠的孔隙度，以促進(jìn)其他非細(xì)菌物質(zhì)的通過(guò)，例如營(yíng)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(xué)家們接受了上面的挑戰(zhàn)，他們通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)，發(fā)明生產(chǎn)出了這種水凝膠纖維。他們實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：一種具有不溶性的高分子纖維材料，可以把細(xì)菌已成功封裝并讓細(xì)菌存活，該纖維無(wú)毒，不會(huì)被生物降解，高分子水溶性是一種頻分多址的封裝劑，科學(xué)家位通過(guò)將該纖維和甘油交聯(lián)后再進(jìn)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(xì)菌完全被微小的聚合物纖維所包裹。纖維形成一個(gè)網(wǎng)格狀的膜狀過(guò)濾器，養(yǎng)分將會(huì)從其中的孔隙間流過(guò)。測(cè)試結(jié)果顯示，大部分細(xì)菌可以在纖維中存活數(shù)月，細(xì)菌們的新陳代謝活動(dòng)沒(méi)有因?yàn)槭艿?ldquo;監(jiān)禁”而被到影響，包裹里面細(xì)菌不會(huì)繼續(xù)繁殖增加。
進(jìn)行這項(xiàng)研究所選用的細(xì)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(xì)菌為Pseudomonas（假單孢菌）。
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