[00650338]生物膜数学建模,动力学与群体感知
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技术详细介绍
成果简介
在本项目中运用流体力学理论和动力学方程提出了一种单流体多组元模型，
它包含了一个可以适用于多组元的模型框架，可以处理不同生物膜菌种相互之间 的动力学作用、内部的相互转化、群体的消散和混合，整个材料系统近似为不可 压缩，因此当一个种群的体积分数增长时，一个或多个其他的种群必须相应的以 体积分数的形式转化为增长的种群。我们还把这个二元模型变为更细致的三元模 型，除包含等效溶剂，还将包含 EPS 和细菌两种组分，抗菌剂浓度和营养素也被 更细致地建模。并且使用二元和三元模型研究生物膜流体相互作用以及生物膜和 药剂之间相互作用。
在研项目研究运用流体力学理论和动力学方程结合生物力学进行生物膜建 模开发一个阐明生物膜中 EPS、两类细菌、抗生素和水四种组元的生物膜形成和 生长的数学模型；我们把 EPS，二种细菌作为三个独立的组元，而把药和抗生素， 营养液和溶液等作为一个独立组元。研究将包含细胞之间的通信机制，特别是生 物膜群体感知（quorum sensing）机理和群聚性，可较准确地描述生物膜动态形成 的机理。
该方法可以处理不同生物膜菌种相互之间的动力学作用、内部的相互转化、 群体的消散和混合。
技术创新点
首次运用流体力学理论和动力学方程结合生物力学进行生物膜建模， 和目 前的一些生物膜数学模型相比，这种生物膜数学模型还考虑不同菌群对整个系统 的流体力学耦合作用；这可以反映出各个细菌种群抗药性的差异，可以更准确描 述生物膜的生长。
应用领域
可用于环境保护，污水处理，水保护，食品保鲜和新医药开发等众多领域。
合作方式
合作开发、受托开发等。