在經過3個多月的太空之旅後，由江蘇師範大學劉偉傑教授團隊聯合北京理工大學開展的空間生物被膜科研計畫，近日順利完成在軌實驗，計畫所用生物被膜培養芯片貨包隨神舟十七號載人飛船順利返回，目前樣品已經運抵江蘇師範大學實驗室。據了解，空間站微重力環境下的生物被膜分子機制研究，對空間站微生物汙染防控策略的最佳化和創新具有重要意義，該計畫的科研成果，有望為中國空間站微生物生物被膜的防控和套用奠定理論基礎。
△江蘇師範大學劉偉傑教授 吳向裕 攝
在軌實驗圓滿完成
「經過確認，實驗樣品結構及其內部微生物狀態完好，生物被膜培養在軌實驗取得圓滿成功！」日前，在江蘇師範大學分析測試中心微生物生物被膜實驗室，劉偉傑教授和相關載荷工程師共同對搭乘神舟十七號載人飛船返回的生物被膜培養芯片進行拆封。隨著現場近3個小時核驗工作的順利結束，該計畫也正式進入了全新的研究階段。
△科研團隊拆開並檢查在軌實驗裝置 吳向裕 攝
據了解，今年1月17日，實驗樣品搭載「天舟七號」貨運飛船進入中國空間站夢天實驗艙。在軌飛行的100多天裏，這個貨包承載著江蘇師範大學和北京理工大學兩支科研隊伍的殷切期盼。由江蘇師範大學劉偉傑教授團隊構建的系列基因工程菌株搭載北京理工大學研制的生物被膜培養芯片載荷，在航天員的協助下順利完成了本次在軌實驗任務。
生物被膜是指微生物向胞外分泌大量大分子物質（如多糖、蛋白等）將其自身包裹其中而形成的群體聚集膜狀物。生物被膜對菌體可以起到良好的保護作用，使外界物質很難直接接觸到微生物並對其造成傷害，也因此導致極強的耐藥性。
「它就如同天然包被的膜狀堡壘，廣泛附著於醫療裝置、工業管道等物體表面上。它可以充分保護細菌，使細菌能夠抵抗諸如抗生素和清洗劑的殺滅作用，因此微生物形成生物被膜分子機制的研究成為近年來國內外的研究熱點。」劉偉傑說。
科研成果對於空間站微生物汙染防控具有重要意義
劉偉傑介紹，在長期密閉的空間站環境下，形成的生物被膜生物量往往更大，三維結構也往往更復雜，這些特性會導致空間生物被膜更難徹底清除，造成空間站汙染微生物反復滋生，這可能會引起裝置腐蝕、威脅航天員身體健康。因此，微生物汙染與防控成為眾多專家學者頭疼的科學問題。
劉偉傑長期從事微生物形成生物被膜的分子機制和防控策略研究。在此次在軌科研任務中，劉偉傑在北京航天飛控中心對實驗行程進行了全程連續監控，在神舟十七號乘組航天員的協助下進行了多次天地協同操作，在軌試驗順利完成。「與地面相比，空間站環境是微重力環境，這些條件會影響微生物的生理代謝，生物被膜的生物量和三維結構會與地面環境發生明顯變化，這些變化有利於發現地面重力條件掩蓋的生命本質。」劉偉傑說。
下一步，他們將聯合北京理工大學繼續對芯片中的生物被膜開展生理代謝和訊號分子調控等多方面研究，預期將為空間生物被膜的防控和套用提供重要的理論依據。劉偉傑說，該項研究不僅可以指導空間站微生物汙染防控，而且未來還可能指導地面醫院重癥監護室等特殊密閉場所生物被膜的防控。
通訊員吳向裕 王晨旭 徐婉益 現代快報/現代+記者 張曉培
