生物膜為微生物分泌物，常見于制藥、食品與個人護理行業(yè)的生產(chǎn)或水系統(tǒng)中。生物膜可顯著提高微生物對惡劣環(huán)境和消毒劑的抗性，并持續(xù)接納浮游微生物，導(dǎo)致生產(chǎn)或水系統(tǒng)中微生物在清洗消毒后依然頻繁超標(biāo)。然而細(xì)菌形成生物膜是一個動態(tài)的過程，主要可分為以下四個階段：
1.細(xì)菌可逆性粘附的定殖階段
當(dāng)浮游細(xì)菌與惰性物體表面或活性實體的表面接觸后，浮游細(xì)菌會粘附到物體表面，啟動在物體表面形成生物膜。在這個階段，單個附著細(xì)胞僅由少量胞外聚合物包裹，還未進入生物膜的形成過程，很多菌體還可重新進入浮游狀態(tài)，因此這時細(xì)菌的粘附是可逆的。
2.細(xì)菌不可逆性粘附的集聚階段
細(xì)菌在經(jīng)過初始的定殖粘附后，一些特定基因的表達(dá)開始調(diào)整，與形成生物膜相關(guān)的基因被激活，細(xì)菌在生長繁殖的同時分泌大量胞外聚合物粘結(jié)細(xì)菌。在這個階段，細(xì)菌對物體表面的粘附更為牢固，是不可逆的。
3.生物被膜的成熟階段
細(xì)菌與物體表面經(jīng)過不可逆的粘附階段后，生物膜形成逐漸進入成熟期。成熟的生物膜形成高度有組織的結(jié)構(gòu)，由類似蘑菇狀或堆狀的微菌落組成，在這些微菌落之間圍繞著大量通道，可以運送養(yǎng)料、酶、代謝產(chǎn)物和排出廢物等。
4.細(xì)菌的脫落與再定殖階段
成熟的生物膜通過蔓延、部分脫落或釋放出浮游細(xì)等進行擴展，脫落或釋放出來的細(xì)菌重新變?yōu)楦∮尉?，它們又可以在物體表面形成新的生物膜。
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