DOI:10.1021/acsami.9b21060

控制细菌与不同地形基质粘附的因素仍未完全确定。本研究旨在利用定量数据首次阐明细菌弹性、形状和基质形貌在细菌粘附中的作用。以此为目的，计数了附着在不同直径（0.4-5.5μm）的电纺聚己内酯纤维覆盖的扁平基底上的铜绿假单胞菌DSM 22644、枯草芽孢杆菌DSM 10和金黄色葡萄球菌DSM 20231三种细菌的种群。根据细菌与基底的首选结合位点对细菌细胞群进行分类。利用胶体探针技术评估细菌的硬度和细菌-聚合物表面的粘附能。建立了一个理论模型，根据细菌的硬度和粘附能之间的平衡来解释观测到的种群。该模型还结合了纤维的半径和细菌的大小和形状，可预测在较低硬度水平和更多可用细菌−纤维接触点的粘附增加。由于纤维的无规排列，细菌的粘附在很大程度上取决于纤维的半径。

图1.玻璃表面细菌的典型AFM图像。

图2.胶体探针配置。（a）将胶体球（玻璃）上的细菌轻轻地推向PCL表面（形态1）。（b）将由PCL球制成的胶体探针推向细菌膜（形态2）。

图3.无（F0）和有可变直径纤维（F1-F4）的扁平PCL基底的SEM图像。

图4.铜绿假单胞菌DSM 22644、枯草芽孢杆菌DSM 10S和金黄色假单胞菌DSM 20231粘附在基底F0、F1、F2、F3和F4上的扫描电镜图像。

图5.铜绿假单胞菌DSM 22644不同附着配置：（a）一根纤维（1f）、（b）两根纤维（2f）、（c）三根纤维（3f）、（d）平面（P）、（e）平面和一根纤维（p1f）、（f）平面和两根纤维（p2f）。

图6.（a）-（c）不同观测附着配置上的细菌种群组成：F1-F4基底上的铜绿假单胞菌DSM 22644（a）、枯草芽孢杆菌DMS 10S（B）和金黄色假单胞菌DSM 20231（c），以及（d）F1基底上三种细菌的总种群。

图7.通过材料和方法部分的实验验证获得的细菌典型压缩曲线。（1）胶体球上的细菌被推到PCL表面。（2）玻璃表面上的细菌被PCL胶体球压缩。

图8.通过材料和方法部分的试验配置获得的典型拉伸曲线。（1）将胶体球上的细菌从PCL表面拉开。（2）玻璃表面的细菌被PCL制成的胶体球拉动。在缩回模式下，附着力被确认为最大力。