微生物附着到湿润基质表面生长，并分泌粘性的胞外聚合（Extracellular polymeric substances，EPS）形成生物膜。在给水管网寡营养条件下（有机物的浓度小于2 mg/L），约有95%的细菌附着生长在管壁上[1]。与悬浮细菌相比，生物膜对恶劣环境（消毒剂、机械冲刷、高渗条件等）的抗性更强，即使经过消毒剂处理后，生物膜内的细菌很快恢复并再生长。这可能与生物膜的胞外多聚物的产生及细菌间的相互交流有关。给水管网生物膜的形成会导致很多问题，如管网的腐蚀、水质的恶化及生物膜内细菌释放到水体造成饮用水质不稳定等[2]。在给水管网生物膜内已经检测到多种病原微生物，包括细菌（大肠杆菌、幽门螺旋杆菌、分支杆菌、军团杆菌等），原生动物（隐孢子虫、贾第鞭毛虫等）和病毒（肠道病毒、腺病毒等）[3-4]。因此，给水管网生物膜的研究尤为重要，对生物膜形成过程及机理的理解有助于控制和去除生物膜，以解决潜在的饮用水安全问题。老豆腐
一．胞外聚合物反应提取方法
1.1BAR 反应器
BAR 反应器常被用于评估饮用水中微生物的再生长或微生物的不稳定性。BAR 反应器主体是圆柱形的玻璃缸，包括旋转的内缸和静止的外缸，内缸安装20 个可拆卸的聚碳酸酯滑片（面积约30 cm2），表面供生物膜生长，滑片可在运行时取出，外缸高20 cm，直径20 cm。中心固定垂直旋转的鼓轮，保持60 r/min 转速运行，相当于30.5 cm 直径的饮用水管网内0.61 m/s 的流速，保持水力停留时间2 h。BAR 反
应器有1 L 的工作体积，内设进水口和生物膜取样口。每次运行周期最好持续2~3 个月，否则取样过于频繁会造成反应器的假稳定（反应器运行相对稳定但溶解性有机碳浓度或异养平板计数还在变化）[19-20]。用该反应器能在可控条件下研究消毒剂的种类和浓度、营养物质浓度、温度等因素对生物膜群落结构的影响[21- 22]。当滑片材料改变时，还可研究材料对生物膜生长的影响。BAR 反应器可产生类似于管网水流的持续剪切力，而且取样方便、价格便宜，是研究给水管网生物膜的标准装置[23]。不足之处是生物膜细胞需从滑片上取下后用才能用显微镜进行观察，因此破坏了生物膜本身的结构。
1.2 Robbins 反应器大树图片卡通
Robbins 反应器由一个不锈钢铁圆筒组成，筒壁有10 个小孔（直径约30
冰箱温度如何调节
mm）。聚乙烯和玻璃插片（2 cm×1 cm），安装在不锈钢螺旋上，与水流方向平行，固定的插片表面形成生物膜[24]。为了更好地使用Robbins 反应器，研究人员对该装置进行了改进。Boe Hann 等[ 25 ]将原来的插片替换成活塞头（直径约3 cm），固定到方形的管道，平坦的表面附着生长生物膜（如图6），用CLSM（Confocal LarScanning Microscopy）观察生物膜结构，并在新改进的装置上进行了生物定量、生物活性和微生物多样性等方面的研究。Ramage 等[26]对Robbins 装置作另一种改进，以便更好地观察生物膜的生长。矩形截面的通道内线性排列6 个独立的端口，每个端口安装活栓，活栓的前端固定不同材料的碟片（直径约为25 mm）（如图7），生物膜从碟片取下经过处理后用扫描电镜或激光共聚焦显微镜观察。这些改进的Robbins 反应器应用到实际的配水系统中，能够很好地模拟管网中生物膜的生长情况，而且取样时可将活塞直接取出，非常方便。但MRD 反应器的通道是矩形截面，与实际管道有差异。
1.2提取方法
四级成绩构成
膜污染物中EPs的提取：将污染的膜组件浸于自来水漂洗，并将膜表面黏附的污染物手工剥离，取清洗后的混合液100mL，由于混合液沉降性很差所以直接进行离心提取，，用蒸馏水将沉淀稀释至40mL，在8000r·min。下离心10min，倒出上清液收集；沉淀再用蒸馏水稀释至40mL，振荡混匀，8000r·min“下离心lOmin，收集上清液．再用0．1m01．L“的Na0H溶液将沉淀稀释至40mL振荡混匀后在4℃下300r·min“磁力搅拌40min，取出混合液在13000r·min～、4℃下离心15min，取上清液与前面收集到的液体混合到一起后，用Hcl调节至中性．将溶液平均分为2部分，一部分置于4℃冰箱中密闭保存，另一部分倒入透析袋内浸没在盛有1L去离子水的烧杯中连续搅拌透析14h后，将透析袋内溶液收集到另一离心管中．
二．研究方法
2.1传统培养方法
传统培养法操作简单、价格低廉且不需要特殊设备。给水管网微生物长期生活在寡营养且有余氯的条件下，所以需要使用R2A 培养基进行异养平板计数和评
价细菌生长速率。在较低的营养物质浓度，较低温度（约22 ℃）和较长时间（约
7 d）下培养，更利于受损细菌和对氯有抗性细菌的生长[35]。Carter 等[36]用平板计数琼脂（Plate count agar，PCA），R2A 琼脂和羊血清琼脂（Sheep blood agar，TSA-SB）3 种培养基对给水管网异养细菌进行定量评估，结果表明R2A 培养基能够更加准确地定量细菌数量。传统培养方法还可以从给水管网生物膜筛选出特殊细菌如病原菌，以便作进一步深入研究。但是传统培养方法过程比较烦琐，培养时间较长，还具有选择性，不能代表整个群落，而且研究表明99.9%的细菌是不可培养的，细菌可以通过进入“存活但不可培养”（Viable but not cultivable，VBNC）状态实现对消毒剂的抗性，进行自我保护[37-38]。
2.2显微镜图像分析技术
随着技术的不断进步，用图像分析技术研究复杂的生物膜结构和特点越来越被人们所接受。除了传统的光学显微镜，出现了新方法如电子显微镜，包括扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy，SEM）和透射电子显微镜（Transmitted Electron Microscopy，TEM），原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）和激光共聚焦显微镜（Confocal Lar ScanningMicroscopy，CLSM）或荧光显微镜（Fluorescence microscopy）等。透射电子显微镜用于观察超薄切片，分辨率高达0.1 nm，样品需经过固定、脱水、包埋、染色等一系列前处理过程。透射电子显微镜是观察细菌和胞外物质的有效方法，但是其耗时长、技术复杂、设备昂贵，限制了其在生物膜研究中的应用。扫描电镜可直接观测生物膜表面结构，但是需要对样品进行前处理，导致观察结果与实际有差异。原子力显微镜
的分辨率高达1 nm，无需真空条件和前处理过程，可以直接观察活细胞和膜的结构，甚至可以实时监测使用杀菌剂后细胞结构和细胞间
波兰旅游相互作用的变化。除了提供图像还可以了解生物膜细胞间的作用力，但是只能观察到生物膜的外在轮廓，对内部结构无法观察，扫描范围较小]。生物膜样品用荧光染料染色后，可以在荧光显微镜或激光共聚焦显微镜下观察。激光共聚焦显微镜可做到原位、实时、动态的观察生物膜特点（包括内部通道和胞外聚合物），且不会破坏生物膜的结构，从而得到生物膜的三维信息
2.4 EPS成份研究
多糖测定
多糖的测定采用蒽酮—H2SO4比色法[ ]。即高温下糖类会被H2SO4脱水生成糠醛或糠醛衍生物，并与蒽酮（C14H10O）缩合成蓝色化合物，在620nm处测定吸光度（721型分光光度计），以葡萄糖的标准曲线可换算出多糖的含量[ , ]。
蛋白质测定
蛋白质采用紫外吸收法测定，同时测定260nm和280nm处的吸光度，利用下式计算蛋白质的浓度(mg•mL-1)：ρ蛋白质=1.45×A280nm-0.74×A260nm，该方法可消除样品中和算对测定值的干扰。EP
S的含量最终以单位质量MLVSS中各成分的总量计。
DNA测定
测定采用修正的Brunk方法[ ]，主要试剂为：用100 mM NaCl中配制0.2 ppm DAPI试剂 (4, 6-二咪基-2-苯基吲哚)，10 mM EDTA，10 mM TRIS，pH 7。步骤: 将100 µL的 EPS 提取液用吸液管装入试管中并加入2.5 ml上述试剂。直接测定样品（激发波长360nm、发射波长450 nm），Salmon实验采用标准方法。
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