细菌的运动性是影响其生存及致病的一个关键条件,趋磁细菌具有胞内磁小体从而能够感知磁场的变化,进而影响其运动行为,这种外部磁场与生物体的远程响应模式因其在环境、医疗、材料等领域的广泛应用前景而备受关注。目前针对趋磁细菌运动行为及趋磁机理的相关研究较少,因此,本文通过对趋磁细菌实时观察,从了解菌体生长及形貌入手,进而研究其运动行为及对磁场的响应情况。首先,本文通过光学显微镜和透射电镜等对磁螺菌MSR-1形貌和生长进行表征。研究发现细胞对生长环境的要求比较苛刻,不合适的氧气环境和培养条件均会导致不正常的细胞状态,获得的生物量也比常规培养时下降30-70%。密封的培养瓶内装瓶量为30%时可以获得最大的生物量,产生磁小体的细胞在瓶壁外粘贴磁铁时会逐渐聚集,利用透射电镜观察发现磁小体在细胞内部链状排列,多数为单链,各磁小体颗粒的形貌均一,单个磁小体直径约为30～50 nm,为立方八面体结构,个数从10～30个不等,颗粒间距离约为10～15 nm。另外通过半固体的培养方式获得了具有运动性的趋磁细菌,并应用于趋磁细菌运动行为分析。之后,本文通过微流控技术和细菌显微追踪技术对趋磁细菌在远近表面两种条件下的运动行为进行表征。研究发现磁螺菌MSR-1细胞运动时以螺旋式自转的方式前进,遵循右手螺旋法则,在二维平面上的运动轨迹呈波浪形,细胞在近表面运动时平均速率（50μm/s）低于远表面（25μm/s）,这是由于细胞受到近表面效应的影响,远表面条件角度偏移（30°以内）比近表面条件（45°以内）更加集中。且远表面条件下的MSD图斜率较大,说明此条件下细胞运动扩散速率更快。对细胞运动过程中碰壁后的反应进行观察发现细胞与障碍物碰撞后立即以另一极游离的情况是最为普遍的,表明细胞运动时路径探索的高效性、灵活性。最后,建立外加磁场并观察磁螺菌MSR-1单细胞对于磁场方向、极性及场强变化的响应情况。发现磁场X/Y方向切换时,细胞以自身中心为原点顺时针或逆时针旋转90°,磁场N/S极方向切换时,细胞以自身中心为原点旋转180°,以实现长轴两极的交换。不同场强大小下的X/Y和N/S切换过程中,场强越大,旋转所需时间越短,角速度越快。在本文的最大场强条件下,细胞完成X/Y切换需要0.7±0.2 s,角速度为2.5±0.6 rad/s,完成N/S切换需要0.9±0.2 s,角速度为3.6±1.1 rad/s。另外,经计算趋磁细菌的磁矩m为（1.1±0.1）×10-16 A·m~2。