Volker Körstgens :

Die mechanische Stabilität bakterieller Biofilme

eine Untersuchung verschiedener Einflüsse auf Biofilme von Pseudomonas aeruginosa

Dissertation angenommen durch: Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie, 2003-09-10

BetreuerIn: Prof. Dr. Werner Borchard , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie

GutachterIn: Prof. Dr. Werner Borchard , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie
GutachterIn: Prof. Dr. Christian Mayer , Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für Naturwissenschaften, Institut für Chemie

Schlüsselwörter in Deutsch: Biofilm, Rheologie, Alginat
Schlüsselwörter in Englisch: biofilm, rheology, alginate

  
   
 Klassifikation     
    Sachgruppe der DNB: 540 Chemie
  
   
 Abstrakt     
   

Abstrakt in Deutsch

In dieser Arbeit werden die mechanischen Eigenschaften bakterieller Biofilme mukoider Pseudomonas aeruginosa Stämme untersucht. Die auf Agarnährmedien gewachsenen Biofilme werden mit einem selbst entwickelten Gerät untersucht. Hauptanwendung findet eine Messroutine, die die Bestimmung der Filmdicke, des apparenten E-Moduls und der Fließspannung der Biofilme bei uniaxialer Kompression erlaubt. Außerdem werden Spannungsrelaxationsexperimente sowie Experimente mit oszillierender Deformation angewendet. Die untersuchten Biofilme zeigen je nach Konzentration mehrwertiger Kationen die Eigenschaften eines viskoelastischen Fluids oder viskoelastischen Festkörpers. Wechselwirkungen der Kationen (z.B. Calcium) mit extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) beeinflussen das mechanische Verhalten der Biofilme. Weitere in dieser Arbeit untersuchte Einflüsse auf die mechanischen Eigenschaften von Biofilmen die Einwirkung wässriger Lösungen, und der Einschluss von Partikeln (Glaskugeln) in Biofilmen.

Abstrakt in Englisch

In this study the mechanical properties of bacterial biofilms of mucoid Pseudomonas aeruginosa strains have been investigated. A home-built instrument is used for the rheological investigation of the agar grown biofilms. The main experimental routine allows the determination of biofilm thickness, an apparent modulus of elasticity and the yield stress in uniaxial compression. Also stress relaxation and experiments with oscillating deformation are performed. Depending on concentration of multivalent cations the biofilm behave as viscoelastic fluids or viscoelastic solids, respectively. Interactions between cations (e.g. calcium) and extracellular polymeric substances (EPS) influence the mechanical properties of the biofilms. Further influences investigated in this study are the effect of aqueous solutions and the inclusion of particles (glass beads) in the biofilm.