如圖所示:Joanna Aizenberg, Rebecca Belisle 和Tak-Sing Wong共同的杰作,單詞“SLIPS”即SLIPS涂覆技術(shù),這一技術(shù)可以防水、防塵埃污染并且還能防止冰霜的形成。
在國家科學(xué)院學(xué)報(PNAS)上發(fā)表的一篇文章中,以上三位研究領(lǐng)頭人提出在固體表面涂覆一層固定的液體膜,便可阻止細(xì)菌的生長從而抑制生物膜的形成。
這項(xiàng)技術(shù)被稱為SLIPS(滑潤液體注入多空表面)技術(shù),該技術(shù)通過創(chuàng)建一個混合物表面,其中液態(tài)層使其顯得極其光滑。
由于生物膜中的病原體很難被除去,其殘留在機(jī)械和其他制造工具的表面上形成一個堅(jiān)硬的表皮,它可以抵抗常規(guī)商業(yè)洗滌和消毒方法,從而成為恒定的污染源,這會導(dǎo)致產(chǎn)品的保質(zhì)期降低,并存在潛在致病能力。
SLIPS的工作原理
美國哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)兼哈佛生物工程研究所核心成員Aizenberg教授告訴FoodProductionDaily.com“以潤滑液填充在多孔固體基質(zhì)的表面,潤滑液會在整個基質(zhì)表面形成一個光滑平坦的潤滑層。這一極光滑的表面使細(xì)菌沒辦法吸附在上面。尤其是在該液體層表面流動性極高的情況下,細(xì)菌和液體表面相互間的分子間作用力很難建立。SLIPS技術(shù)可以廣泛的運(yùn)用到工業(yè)金屬中,比如鋁(它常被用于機(jī)械和食品加工及包裝中)”。
Aizenberg指出,他們所面臨的主要問題之一是如何確定合適的潤滑流體材質(zhì),因?yàn)樗仨?/span>不能與水混溶,并且還必須具備低毒性、生物兼容的特性。化工涂料、抗生素和紋理的表面都曾被用來嘗試阻止生物膜的建立。
Aizenberg進(jìn)一步解釋道,傳統(tǒng)的防止生物附著的材料都是固體狀態(tài),表面原子和分子是靜態(tài)的,隨著時間的推移會與細(xì)菌間建立永久的相互作用力(即表面的附著力強(qiáng))。所以,傳統(tǒng)的固態(tài)抗生物黏泥材料在長期防止生物附著物方面并不理想。”
研究人員新的研究結(jié)果是,在靜態(tài)和生理現(xiàn)實(shí)態(tài)的流動條件下,SLIPS在七天內(nèi)可阻止超過99.6%的銅綠假單胞菌、97.2%的金黃色葡萄球菌以及96%的大腸桿菌的生物膜附著。在長期阻止生物附著過程中,該技術(shù)的力度相當(dāng)于最先進(jìn)的聚乙二醇表面阻止生物膜力度的35倍。
后續(xù)工作
在今后的工作中,研究人員將就細(xì)菌是否是先附著在其表面然后滑落,或是漂浮在其表面,又或者是以松散的狀態(tài)附著在膜表面上這些問題進(jìn)行更深一步的探討。
Aizenberg最后總結(jié)道:“以較低的成本,有效地在任何材料、任何幾何形狀上運(yùn)用SLIPS技術(shù)是大型工業(yè)生產(chǎn)得理想選擇。我們正在逐漸優(yōu)化SLIPS技術(shù),我們希望在不久的將來可以看到SLIPS技術(shù)在相關(guān)產(chǎn)品中得到切實(shí)的運(yùn)用。并且殷切的希望SLIPS技術(shù)可以提供一個低粘附性、易于清潔的表面以除去細(xì)菌或病原污染,降低疾病傳播的風(fēng)險。”