Handbook of Bacterial Adhesion

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出版者:Humana Press
作者:An, Yuehuei H.; Friedman, Richard J.;
出品人:
页数:661
译者:
出版时间:2000-02-15
价格:USD 185.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780896037946
丛书系列:
图书标签:
  • 细菌粘附
  • 生物膜
  • 微生物学
  • 细菌学
  • 表面科学
  • 生物材料
  • 医学
  • 感染
  • 生物工程
  • 粘附分子
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具体描述

Yuehuei An, MD, and Richard Friedman, MD, FRCSC, assemble the first comprehensive treatment of bacterial adhesion, with major concentration on the powerful experimental methods for its study in biomaterials and tissue. Written by acknowledged experts in the field, these detailed techniques facilitate the study of implant infections in a wide range of devices, including orthopedic prostheses, cardiovascular devices, cerebrospinal fluid shunts and extradural catheters, urological catheters and stents, oral and maxillofacial implants, and even contact lenses. Methods for the study of microbial adhesion to such tissues as respiratory and intestinal mucosa, the urinary tract, and teeth are also included. Comprehensive and highly practical, the Handbook of Bacterial Adhesion: Principles, Methods, and Applications offers biomedical scientists and bioengineering researchers an all-in-one experimental guide to today's best techniques for understanding the nature, mechanisms, and prevention of bacterial adhesion.

探索微生物世界的边界:一本关于细菌附着现象的深度解析 本书旨在为微生物学、生物工程、生物医学等领域的科研人员、学生及从业者提供一个全面、深入、前沿的视角,探讨细菌附着这一关键生物学过程。我们摒弃了对某一特定手册的直接引用或替代描述,而是聚焦于细菌附着现象本身所蕴含的复杂科学内涵及其广泛影响。 第一部分:附着的基础与机制——生命表面的分子对话 细菌附着是微生物生命周期中至关重要的一步,它不仅是生物膜形成的前奏,也是细菌感染宿主、定植于环境表面的先决条件。本书的开篇部分将系统梳理细菌附着的基本原理和分子机制,力求揭示这场发生在细胞与界面之间的“分子对话”的复杂性。 1. 表面特性与初始识别: 细菌表面的物理化学性质(如疏水性、表面电荷、粗糙度)是决定其附着能力的第一道门槛。我们将详细分析细菌细胞壁的结构,如革兰氏阳性菌的肽聚糖层和革兰氏阴性菌的外膜结构,探讨这些结构如何通过范德华力、静电力和疏水相互作用,与周围环境产生最初的物理化学反应。 2. 粘附因子:分子层面的精确定位器: 细菌通过一系列高度特化的表面结构来介导特异性附着。本部分将深度剖析这些“粘附因子”(Adhesins)的分子生物学特性。这包括但不限于: 菌毛(Pili/Fimbriae): 描述I型、P型、以及非常规菌毛的结构多样性及其在不同细菌种类(如大肠杆菌、肺炎链球菌)中介导靶向附着的作用。 非菌毛粘附蛋白(Non-pilus adhesins): 涵盖表面展示的整合素结合蛋白(如金黄色葡萄球菌的Protein A、SpaA)、分泌型粘素(如鲍氏腺菌的Bap)以及其他表面锚定蛋白,探讨它们如何识别并结合宿主细胞表面的特定受体(如唾液酸、整合素、胶原蛋白)。 胞外聚合物(EPS)和生物膜基质: 分析细菌在成熟附着阶段分泌的胞外多糖和蛋白质,它们不仅提供机械支持,还可能参与后续的细胞间信号传递和附着强度增强。 3. 动力学与调控:环境压力下的适应性: 附着并非静态过程,它受到严格的生理和环境调控。我们将探讨环境因素(如pH值、温度、营养物质浓度)如何影响粘附因子的表达水平和活性。此外,细菌群体感应(Quorum Sensing, QS)在群体附着和生物膜启动中的作用也将被深入讨论,揭示细菌如何通过群体信息交流来协调一致地进行表面定植。 第二部分:附着的环境生态学与病原学意义 细菌附着是连接微生物个体行为与宏观生态环境或宿主生理状态的桥梁。本部分着重考察细菌附着在不同环境中的功能性体现,特别是其在人类健康中的病理学意义。 1. 环境介质中的定植策略: 在水处理系统、食品加工表面、或工业管道中,细菌附着是生物污染(Biofouling)的核心驱动力。我们将分析不同材料表面(如不锈钢、聚合物、陶瓷)对细菌附着的选择性影响,以及细菌如何通过形成初级单层附着到最终的成熟生物膜,从而抵御清洗剂和消毒剂的清除。这部分内容将侧重于环境微生物学的视角。 2. 感染的门户:黏膜与上皮的侵袭: 在病原微生物学领域,附着是感染过程的“第一步”。本书将细致解析革兰氏阳性菌和阴性菌如何特异性地附着于不同组织(呼吸道、泌尿道、肠道)的上皮细胞。重点讨论附着与细胞内吞的关联,例如某些细菌如何“欺骗”宿主细胞的吞噬机制,实现被动入侵。同时,对宿主免疫系统对细菌附着的反应机制——包括炎症介质的释放和黏液层的抵抗作用——也将进行详细阐述。 3. 医疗器械相关感染(MDROs): 植入式医疗器械(如导管、人工关节)是细菌附着和生物膜形成的高风险区域。我们将探讨细菌如何绕过宿主的防御机制,在惰性材料表面建立持久的感染焦点。分析界面电荷、表面微观形貌如何影响耐药菌株(如MRSA、铜绿假单胞菌)的定植效率,并讨论现有抗生物膜策略的局限性。 第三部分:干预与控制:靶向附着的未来方向 理解附着机制的最终目标是开发有效的预防和治疗策略。本部分将聚焦于当前和未来的研究热点,旨在寻找靶向细菌附着途径的新型干预手段。 1. 抑制性药物与小分子抑制剂: 传统的抗生素主要针对细菌的生长和繁殖。本书将详细介绍针对附着因子的新型干预策略,例如: 受体/配体阻断剂: 设计模拟天然受体或粘附因子的竞争性小分子,阻止细菌与宿主或表面的结合。 酶促失活: 针对负责粘附蛋白修饰或重排的酶系统进行靶向抑制。 利用噬菌体技术: 探讨利用工程化噬菌体靶向特异性附着结构,从而阻止生物膜的建立。 2. 表面工程与抗粘附材料: 从材料科学的角度,本书探讨如何通过修饰材料表面来主动排斥或抑制细菌的初始附着。这包括: 超疏水和超亲水表面: 比较不同表面能对细菌物理吸附的影响机制。 “抗污损”涂层(Anti-fouling Coatings): 介绍基于聚乙二醇(PEG)或其他亲水性聚合物的表面改性技术,旨在创建一层物理屏障,使细菌无法近距离接触固体基质。 定时释放系统: 设计能够缓慢释放抗菌肽或螯合剂的智能材料,在细菌附着初期就进行清除。 3. 疫苗学与宿主修饰策略: 在免疫学层面,部分疫苗的开发目标正是诱导针对关键粘附蛋白的抗体反应,从而在感染的早期阶段就中和细菌的附着能力。讨论如何识别“保守性”且表达量高的表面粘附因子作为潜在的疫苗靶点。同时,探讨通过调节宿主细胞的受体表达来降低细菌附着成功率的潜在途径。 本书力求整合分子生物学、生物物理学、材料科学和病原微生物学的最新研究成果,为读者构建一个关于细菌附着这一复杂而普遍现象的知识框架。它不仅仅是对现有知识的汇编,更是对未来研究方向的深度展望。

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读后感

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用户评价

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这本书的价值还在于它提供了一个非常全面的“工具箱”,能够帮助我深入研究细菌附着。书中对各种研究方法的详细介绍,让我能够更清晰地认识到,理解细菌附着需要多学科的知识和技术。例如,在分析细菌附着到特定表面的机制时,除了传统的显微技术,书中还介绍了光谱学、质谱学以及分子生物学技术等如何被用来鉴定附着相关的分子,以及如何通过基因工程手段来研究特定基因产物在附着过程中的作用。这些方法学上的指导,为我未来的实验设计提供了极大的便利。我还可以从中了解到如何构建模拟环境来研究细菌在真实应用场景中的附着行为,比如在模拟体液或土壤环境中进行实验。这本书的实用性是毋庸置疑的,它不仅是知识的宝库,更是科研实践的得力助手,能够帮助我更高效、更深入地探索细菌附着的世界。

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我发现《Handbook of Bacterial Adhesion》在理论深度和实践应用之间找到了一个绝佳的平衡点。它不仅详细阐述了细菌附着的生物学和化学原理,还清晰地介绍了如何利用这些知识来解决实际问题。例如,在材料科学领域,书中关于抗菌材料表面设计如何抑制细菌附着的章节,为我提供了许多关于如何选择和修饰材料表面的思路。书中讨论了亲水性、疏水性、表面粗糙度以及电荷等因素对细菌附着的影响,并且还举例说明了各种新型抗菌材料(如负载纳米颗粒的材料、自清洁表面等)是如何通过调控这些表面性质来有效阻止细菌附着的。这对于我开发用于医疗器械、食品包装和水处理系统的生物相容性材料非常有启发。这本书不仅仅是一份学术报告,更是一份实用的操作指南,它让我能够将书本上的理论知识转化为解决实际问题的工具,这对于工程师和科研人员来说,无疑具有巨大的价值。

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《Handbook of Bacterial Adhesion》是一本让我受益匪浅的书籍,它在我的学术研究中扮演着至关重要的角色。我尤其欣赏书中关于“生物膜的生态学和进化”的章节,它让我对细菌附着行为有了更深的哲学思考。细菌通过发展出多样化的附着策略,以及形成生物膜这种“集体行动”来适应各种环境,这本身就是一种强大的生命进化表现。书中详细阐述了生物膜在自然界中的普遍性,它们在土壤、水体甚至生物体内扮演着怎样的角色,以及它们如何通过共生或寄生关系影响着生态系统的平衡。这种宏观视角的分析,让我意识到细菌附着并不仅仅是微生物学的一个分支,更是理解整个生命世界运行机制的关键一环。这本书不仅提供了科学的知识,更引发了我对生命演化和生态互动关系的深刻思考,让我对细菌这个我们常常忽视的微小生命有了全新的认识。

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在我翻阅《Handbook of Bacterial Adhesion》的过程中,我最深刻的感受是它对“细节”的极致追求。这本书没有流于表面,而是深入到细菌附着过程的每一个微观环节,从细胞壁上的生物膜组分,到与各种表面相互作用的蛋白质,再到环境因素如何调节这些过程,都进行了详尽的论述。例如,在某个章节中,它详细介绍了不同类型的粘附素,例如纤毛、菌毛以及它们在附着过程中的特异性作用,并且还列举了大量具体的细菌种类和它们所采用的附着策略,这对于理解细菌在不同生态位中的生存优势具有重要的指导意义。书中穿插的大量高质量的显微图像和示意图,更是将这些抽象的生物学概念具象化,让读者能够直观地理解细菌是如何“抓住”并“固定”在表面的,这对于我这样需要设计和优化生物传感器或者抗生物膜材料的工程师来说,提供了宝贵的设计灵感和验证思路。这本书的深度和广度都令人印象深刻,它不仅仅是一份信息的汇编,更是一次对细菌附着领域前沿研究的深度解读,让我能够站在巨人的肩膀上,更清晰地认识到这个领域的复杂性和重要性。

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这本书的内容组织方式是我非常欣赏的一点。它从最基础的细菌附着原理开始,逐步深入到更复杂的生物膜形成和调控机制,最后还探讨了与附着相关的疾病和应用。这样的循序渐进的学习路径,非常适合不同背景的读者。作为一个生物材料学专业的学生,我之前对细菌附着只是有一个模糊的概念,但通过阅读这本书,我开始理解其中的复杂性,例如,书中对静电作用、疏水性相互作用以及范德华力在早期附着阶段的作用进行了详细的阐述,并结合了物理化学的原理进行解释,这对我理解材料表面性质与细菌行为之间的关联提供了清晰的框架。更让我惊喜的是,书中对于各种实验技术的介绍,包括原子力显微镜、表面等离子体共振以及流式细胞术等,如何被用来研究细菌附着,这些实用的信息为我未来的实验设计提供了宝贵的参考。这本书的价值不仅仅在于提供理论知识,更在于它能够帮助我建立起一套解决实际问题的科研思维模式,让我能够更有效地应对科研中的挑战。

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《Handbook of Bacterial Adhesion》给我带来的最大启示之一,是关于“适应性”的思考。细菌作为微小的生命体,其附着能力展现出了惊人的多样性和适应性,能够应对各种严酷的环境挑战。书中关于不同菌种在不同pH、温度、离子强度等条件下附着行为的差异性分析,以及它们如何通过改变细胞表面特性来适应这些变化,都让我为细菌的生命力所折服。我尤其对书中关于细菌如何形成生物膜来保护自己免受不利环境因素(如抗生素、消毒剂)侵害的章节印象深刻。书中详细解释了生物膜的形成过程,包括初期附着、细胞增殖、胞外基质分泌以及成熟,并且还深入分析了生物膜中细菌群体感应信号在调控这些过程中的关键作用。这让我意识到,细菌附着不仅仅是简单的物理吸附,而是一个高度协调、复杂的生物学过程。这本书帮助我从一个更宏观的角度审视细菌的行为,理解它们如何在生存竞争中脱颖而出,这对于我从事微生物控制和感染预防的研究,提供了深刻的洞察。

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读这本书的过程,更像是一次与细菌世界深入的对话。作者们用严谨的学术语言,却又不失生动地描绘了细菌附着这一复杂现象。我尤其被书中关于“群体感应”(quorum sensing)在细菌附着和生物膜形成中的作用的章节所吸引。书中详细阐述了不同种类的信号分子,它们如何被细菌分泌和感知,以及这些信号如何协同作用,促使细菌从游离状态转变为附着状态,进而形成复杂的生物膜结构。这种基于信号传递的群体协作行为,让我看到了细菌群体作为一个整体的智慧。此外,书中还讨论了抗生素耐药性与生物膜形成之间的密切联系,以及如何通过干扰群体感应来破坏生物膜,为抗感染治疗提供了新的思路。这让我深切体会到,理解细菌的“交流”方式,是控制它们的关键。这本书不仅提供了知识,更激发了我对生命现象背后隐藏的复杂机制的无限探索欲。

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《Handbook of Bacterial Adhesion》的另一个突出优点是其内容的前沿性。它不仅涵盖了细菌附着领域的基础知识,还深入探讨了最新的研究进展和未来的发展趋势。书中关于“利用大数据和人工智能预测和控制细菌附着”的章节,让我看到了科技在解决生物学问题上的巨大潜力。作者们讨论了如何利用机器学习算法来分析大量的基因组学、蛋白质组学和显微图像数据,以预测细菌的附着行为,以及如何利用人工智能来设计新型的抗附着材料和治疗方案。这种跨学科的融合,为细菌附着领域的研究开辟了新的视野。作为一名对新兴技术充满好奇的科研人员,这本书让我看到了这个领域未来的无限可能性,也激励我不断学习和探索新的研究方法,以便在未来的工作中取得突破性的进展。

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这本书的内容组织得非常严谨,每一章节都环环相扣,形成了一个完整而系统的知识体系。我尤其喜欢书中关于“对抗细菌附着和生物膜的策略”的章节,它为我解决实际问题提供了非常具体和有效的指导。书中详细介绍了各种物理和化学方法,以及生物控制策略,用于预防和去除细菌附着和生物膜。例如,它讨论了如何通过改变材料表面化学性质(如引入抗菌肽、表面改性等),或者利用物理手段(如超声波、紫外线照射等)来抑制细菌的附着和生长。更让我惊喜的是,书中还介绍了如何利用“生物拮抗”的原理,即利用其他微生物来抑制目标细菌的附着,以及如何利用噬菌体来特异性地清除生物膜。这些多样化的策略,让我看到了战胜细菌附着挑战的希望,也为我开发更具创新性的解决方案提供了丰富的灵感。

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这本书的封面设计就透着一股严谨和厚重感,金色的书名在深蓝色的封底上散发着沉静的光泽,仿佛在无声地诉说着内容的重要性。我作为一个对细菌行为,特别是它们如何在各种基质上附着的现象充满好奇的科研工作者,一直都在寻找一本能够系统梳理这个复杂领域的权威参考书。《Handbook of Bacterial Adhesion》这个书名本身就极具吸引力,它直击了我的研究痛点,预示着它将是一本能够满足我对细菌黏附机制、相关分子以及环境影响因素的深入了解的宝藏。拿到这本书的瞬间,我就被它沉甸甸的分量和精美的印刷所震撼,触感和视觉上的体验都给我一种“这就是我要找的那本书”的强烈预感。我迫不及待地翻开,里面的排版清晰,图表丰富,每一个章节的标题都准确地概括了该部分的核心内容,这对于快速定位自己感兴趣的知识点非常有帮助。我可以预见,在未来的研究生涯中,这本书将成为我案头必备的参考资料,无论是在设计实验、解读数据,还是在撰写论文时,都能从中获得源源不断的灵感和坚实的理论基础。它不仅仅是一本书,更像是我科研路上的一位智慧的向导,带领我探索细菌附着这个充满奥秘的世界,去揭示那些肉眼无法看见的微观世界的规则与力量。

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