海洋生态系统中,海洋底栖硅藻是一类重要的微藻类群,作为最主要的初级生产者,在全球范围内的碳循环中发挥重要作用。但是,海洋底栖硅藻也是海洋生物污损生物群落的主要“成员”之一,附着生长在各种水下表面,对人类海洋工程设施造成很大危害。海洋底栖硅藻主要依靠自身分泌的胞外多聚物(Extracellular Polymeric Substance,EPS)粘附在人工设施表面,成为微观污损生物膜的主要组分,给后续宏观生物污损提供便利条件。海洋底栖硅藻胞外多聚物是硅藻污损的重要物质基础,研究胞外多聚物的分泌和粘附行为,有助于探明硅藻附着机制,并为开发防除硅藻附着的新技术和方法提供依据。本文采用热溶剂浸提法对海洋底栖硅藻胞外多聚物的水溶性组分和水不溶性组分进行提取;利用苯酚-硫酸法对多糖成分进行定量分析,利用考马斯亮蓝G-250法对蛋白质成分进行定量分析。利用单个硅藻细胞的胞外多聚物分泌量作为定量指标,探查了不同生长期海洋底栖硅藻胞外多聚物的分泌变化,以及同一生长期不同种类海洋底栖硅藻胞外多聚物的分泌变化。结果表明,不同生长期的羽状舟形藻(Navicula pinna),细胞密度不同,胞外多聚物的分泌量也不同。在相同的生长空间中,硅藻细胞密度越大的生长期,细胞数量越多,硅藻胞外多聚物分泌量越少,胞外多聚物中多糖和蛋白质的含量也较少,表明胞外多聚物的分泌行为因硅藻生长期不同而发生变化;在整个生长期,多糖含量明显高于蛋白质含量(p<0.05)。同处于生长指数期的三种海洋底栖硅藻:平滑舟形藻(naviculaleavissima)、小形舟形藻(naviculaparva)、羽状舟形藻(naviculapinna),虽然生长的环境条件相同,但由于细胞生长速率不同,导致细胞密度不同,定量测试结果显示,胞外多聚物的分泌量也不同。但是,不同生长期及三种硅藻胞外多聚物中各组分的百分含量基本相同(p>0.05),与硅藻的生长期和硅藻种类无关。环境因素对硅藻胞外多聚物的组成和分泌行为有直接影响。因此,本文还重点探讨了环境中氧含量和附着面积对硅藻胞外多聚物分泌行为的影响。通过血球计数板和紫外分光光度法分别计算了不同环境因素下生长的硅藻细胞数量,并对硅藻胞外多聚物中各成分进行定量分析。结果表明,在氧含量较高及附着面积较大的环境条件下,硅藻的生长繁殖速率较快,且单个细胞胞外多聚物分泌量较大。氧含量对硅藻生长速率及胞外多聚物分泌量的影响大于附着面积对两者的影响。最后,本文研究了硅藻胞外多聚物在四种微结构硅胶材料表面的浸润性,探讨硅藻胞外多聚物在材料表面的粘附行为。利用视频光学接触角测量仪,测量不同浓度硅藻胞外多聚物水溶性和水不溶性两组分溶液在材料表面的接触角。结果表明,相同微结构硅胶材料表面,硅藻胞外多聚物在材料表面的浸润性受溶液浓度影响。胞外多聚物浓度越高,溶液与材料表面的接触角越小,浸润性越大,胞外多聚物与材料表面间的粘附性越强。同一浓度的胞外多聚物溶液在不同微结构硅胶材料表面的浸润性差异则取决于材料表面的粗糙程度。硅胶材料表面越粗糙,硅藻胞外多聚物溶液在其表面的接触角越大,浸润性越小,胞外多聚物与材料表面的粘附性越弱。而且硅藻胞外多聚物中水溶性组分在材料表面的浸润性大于水不溶性组分。