趨磁細(xì)菌（趨磁細(xì)菌）

發(fā)現(xiàn)

趨磁細(xì)菌是在1975年由布雷克莫爾（Richard P. Blakemore）發(fā)現(xiàn)的，他在一種稱為折疊螺旋體（Spirochaeta plicatilis）的趨磁細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)磁小體的存在并命名。Blakemore 發(fā)現(xiàn)這些細(xì)菌在顯微鏡下觀察時(shí)總是移向載玻片的一邊。如果他拿一個(gè)磁鐵靠近載玻片，細(xì)菌就會(huì)向磁鐵的N極移動(dòng)。這些細(xì)菌之所以有這種舉動(dòng)主要是因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生微小的、含鐵的、具有磁性的小顆粒。每顆顆粒都具有北極和南極。這些細(xì)菌將這些小磁鐵排成一直線形成一長的磁鐵。他們用這種磁鐵作為指南針來使他們沿著地磁方向移動(dòng)。為什么這些細(xì)菌需要用羅盤？像其他很多類型的細(xì)菌，趨磁細(xì)菌并不十分喜歡氧氣。他們需要從富氧區(qū)移至微氧或無氧區(qū)。在水性環(huán)境中，含氧量隨著水深度的增加而降低，所以，趨磁細(xì)菌喜歡生活在它們所在的水性環(huán)境底部。它們用它們的磁性羅盤判斷哪個(gè)方向?yàn)橄?。那么它們?nèi)绾巫龅竭@一點(diǎn)呢？這和地磁場的方向有關(guān)。在北半球，地磁場北極確實(shí)是以一定角度向下的，所以以上述方式排列的細(xì)菌體內(nèi)的羅盤也是向下的，通過沿著地磁場的北極，他們向深水處移動(dòng)，并進(jìn)入貧氧區(qū)。有意思的是，在南半球，地磁場北極實(shí)際上是以一定角度向上的。所以，在南半球的趨磁細(xì)菌是“南趨型”。在赤道區(qū)，地磁北極不是向上也不是向下的，所以趨磁細(xì)菌為“南趨型”、“北趨型”?？茖W(xué)家對(duì)趨磁細(xì)菌的應(yīng)用很感興趣。雖然我們不可能用它的磁性將筆記本貼到我們的冰箱上，他們將證明他們對(duì)人類是有用的。這些細(xì)菌產(chǎn)生的微小磁鐵比人類自己做的要好。所以，科學(xué)家和工程學(xué)家試圖將這些磁性材料用到那些需要微小磁鐵的地方。

趨磁細(xì)菌概述

目前所知的趨磁細(xì)菌主要為水生螺菌屬（Aquaspirillum）和嗜膽球菌屬（Bilophococcus）。這些細(xì)胞中含有大小均勻、數(shù)目不等的磁小體，其主要成分為Fe3O4和Fe3S4。目前磁小體來自活體細(xì)胞，不會(huì)產(chǎn)生任何毒性且因其顆粒小而均勻（20~100nm），具有較大的表面積體積比，且磁小體外有一層磷脂、蛋白質(zhì)或糖蛋白生物膜包被，為單磁疇晶體，顆粒間不聚集，也沒有細(xì)胞毒性，每個(gè)細(xì)胞內(nèi)有2~10顆。形狀為平截八面體、平行六面體或六棱柱體等。其功能是導(dǎo)向作用，即借助鞭毛游向?qū)υ摼钣辛Φ哪?、水界面微氧環(huán)境處生活，因而將在許多領(lǐng)域有潛在的不可估量的應(yīng)用價(jià)值。

應(yīng)用情況

日本學(xué)者M(jìn)rtsunaga早在1991年就預(yù)計(jì)趨磁細(xì)菌的磁小體在未來的10年中將是高新技術(shù)應(yīng)用中的一種新的生物資源。小尺寸的超微顆粒磁性與大塊材料顯著的不同，大塊的純鐵矯頑力約為 80安/米，而當(dāng)顆粒尺寸減小到 2×10-2微米以下時(shí)，其矯頑力可增加1千倍，若進(jìn)一步減小其尺寸，大約小于 6×10-3微米時(shí)，其矯頑力反而降低到零，呈現(xiàn)出超順磁性。利用磁性超微顆粒具有高矯頑力的特性，已作成高貯存密度的磁記錄磁粉，大量應(yīng)用于磁帶、磁盤、磁卡以及磁性鑰匙等。利用超順磁性，人們已將磁性超微顆粒制成用途廣泛的磁性液體。同樣在醫(yī)療領(lǐng)域，目前也普遍認(rèn)為趨磁菌有一定的實(shí)用前景，包括生產(chǎn)磁性定向藥物或抗體，以及制造生物傳感器等。