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人體是數(shù)十億個(gè)微生物的宿主，它們的數(shù)量與人體細(xì)胞的數(shù)量一樣多。這些微生物主要是無(wú)害的細(xì)菌；并且，有時(shí)是對(duì)人體有益的。由于它們的尺寸太小，總是需要用顯微鏡來(lái)觀察它們的大小，種類(lèi)和特征。經(jīng)過(guò)多年的研究，從傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡到掃描電鏡（SEM），已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了微生物的多種不同類(lèi)型。在這篇博客中，我們用三個(gè)例子來(lái)說(shuō)明如何用掃描電鏡研究微生物。

圖1：掃描電鏡下的腸球菌

由于微生物并不總是對(duì)人類(lèi)組織產(chǎn)生幫助，Ogawa等人 [1] 研究了幾種當(dāng)?shù)氐募?xì)菌菌株。除鏈球菌株外，還觀察了銅綠假單胞菌、大腸桿菌等菌株。

有氧和無(wú)氧條件下的細(xì)菌生長(zhǎng)

通過(guò)測(cè)試漱口水，研究在有氧和無(wú)氧條件下的細(xì)菌生長(zhǎng)。為了能在掃描電鏡（SEM）下成像，樣品經(jīng)過(guò)固定，臨界干燥和濺射涂層。SEM圖像的目標(biāo)是生物膜的表面（有時(shí)，細(xì)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況下，用一種特殊的漱口水可以減少生物膜的形成，而其他產(chǎn)品沒(méi)有類(lèi)似效果。

新藥物的開(kāi)發(fā)是微生物學(xué)研究的重點(diǎn)，因?yàn)楦锾m氏陽(yáng)性病原體對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物的健康具有有害影響，到目前為止所作的努力經(jīng)常受到耐藥性菌株出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。

膽堿激酶的研究

在Zimmerman和Ibrahim [2] 的研究中顯示，膽堿激酶對(duì)肺炎鏈球菌而言是一種具有潛力的新藥，因?yàn)樗种屏思?xì)菌的生長(zhǎng)。他們通過(guò)SEM研究，可以證明膽堿激酶導(dǎo)致了細(xì)胞壁的扭曲。細(xì)胞壁從平滑轉(zhuǎn)變?yōu)榘纪共黄剑砻骷?xì)胞受到新藥的影響。

大腸桿菌的研究

zui后，我們有一個(gè)很有趣的例子和大家分享，是關(guān)于大腸桿菌在太空中的研究。這項(xiàng)研究還在進(jìn)行中，因?yàn)榱私饧?xì)菌行為對(duì)于為未來(lái)長(zhǎng)期的太空探索任務(wù)做準(zhǔn)備是很重要的 [3]。

為了研究太空中生長(zhǎng)的細(xì)菌的潛在表型變化，大腸桿菌在空間站中被培養(yǎng)，然后與地球上的對(duì)照組比對(duì)。通過(guò)使用光學(xué)顯微鏡與掃描電鏡，用于測(cè)定和分析它們的體積，以觀察重力是否會(huì)影響它。

Zea等人得出結(jié)論，地球上的細(xì)菌的zui終計(jì)數(shù)是太空中細(xì)菌13倍，而空間站中的細(xì)菌體積縮小了37%。

參考文獻(xiàn)

[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.