研究背景及結(jié)論：隨著生物膜的生長，常駐細(xì)胞不可避免地面臨著資源限制的挑戰(zhàn)。條件致病菌假單胞菌中銅綠假單胞菌PA14，電子受體的有效性影響基質(zhì)的產(chǎn)生，從而影響生物膜的形態(tài)發(fā)生。分泌基質(zhì)多糖Pel是形成薄膜和菌落起皺所必需的，這兩種活動會促進(jìn)O2的獲得。利用菌落生物膜模型，發(fā)現(xiàn)了一種主要的影響銅綠假單胞菌PA14群落形態(tài)的因素為電子受體的可用性。隨著菌落的增加厚度、O2梯度的形成使群落呈現(xiàn)出不同的形態(tài)深度缺氧，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)減少增加。

微電極的應(yīng)用：生物膜表面的O2剖面濃度的測試了使了克拉克型O2微電極(10μm)連接到皮安放大器萬用表。使用Clark-type氧微電極，測量了形成的生物膜邊緣(較低區(qū)域)的O2濃度產(chǎn)生和遠(yuǎn)離邊緣向中心區(qū)域氧的濃度。

unisense微電極尖端插入生物膜的(A)生球區(qū)和(B)非生球區(qū).

在菌落生物膜的O2限制區(qū)(中心)和O2富集區(qū)(邊緣)的實驗進(jìn)化產(chǎn)生了具有不同生產(chǎn)表型的突變體生物膜。(A)WT菌落第6天生球區(qū)和非生球區(qū)(插圖所示)的O2濃度剖面。在菌落頂部插入克拉克型氧氣微電極測量O2，當(dāng)電極尖端向瓊脂培養(yǎng)基移動時，每移動5 um時讀取一次讀數(shù)。