环境pH值对细胞的影响是多方面的，在此我们选取了通过原子力显微镜（Atomic force microscopy, AFM）对细胞的观察来验证，是否pH变化引起的生物学变化会影响真菌的压痕模量。我们预期的是pH值变化会影响微生物的表面结构，这种变化对于具有细胞壁的生物来说更明显，同时这种表面结构的变化会进一步影响AFM测出的表面硬度。最早被发明出的类似于AFM的设备就是用于测量细胞的力学特性[10]。尽管用AFM无法得到除非在理想状态下的结构化材料的力学模型[11],但是却能够得到关于细胞非常有用的信息[12-14]。在微生物学领域，AFM被用来研究苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt.）孢子的粘滞度[15]；有关于大肠杆菌（Escherichia coli, E.coli）的研究表明，大肠杆菌在被丝状噬菌体M13 感染后硬度降低[16]。再将大肠杆菌暴露在氨苄青霉素(ampicillin)下也观察到了与表面修饰有关的硬度变化[17].本课题使用AFM和纳米压痕技术来测量微生物的力学特性，以此来揭示环境pH值与受到影响的力学特性之间随时间变化的联系。

解磷菌（Phosphorus solubilizing fungi, PSF）是一类常见的微生物*优尔-文*论~文'网www.youerw.com。这类微生物对酸性环境的适应很强，在pH 1-2的培养皿中依然能够存活[18]。因为酸度是评价解磷菌活性的关键因素，所以环境pH值与解磷菌之间存在关联的可能很大。

在本课题中我们使用黑曲霉（Aspergillus niger, A.niger）作为实验材料。相比于其他解磷菌，黑曲霉分泌有机酸的能力更强，因此也更适合用作实验材料来揭示AFM纳米压痕与真菌力学特性间随时间变化的联系。本次实验主要检测了黑曲霉的孢子和菌丝的力学特性，这也是首次对黑曲霉在不同环境pH值下力学特性随时间变化的研究。我们的目标是开发该方法的潜力，使力学特性可作为生物标记揭示环境pH的历史值。该方法不仅提供了一种非化学手段测量微生物所处环境pH值的思路，同时对于需要长期监控环境pH值的污染管控[19]有重要的指导意义[20,21]。

1  材料与方法 

1．1 材料准备

菌株：黑曲霉菌株（NJDL-12）

培养基：马铃薯葡萄糖琼脂（Potato dextrose agar, PDA）被用来培养菌种，其成分为马铃薯（200g/L），葡萄糖（20g/L），琼脂（20g/L）和水（1L）。液态的PDA不加入琼脂。1 mol/L HCl和1 mol/L NaOH 被用来调节溶液的pH值。

A组：黑曲霉菌株被培养于初始pH 1.5的酸性培养基中。

B组：黑曲霉菌株被培养于初始pH 6.5的中性培养基中。

两组在不同pH值下培养的黑曲霉菌株所产生的孢子在环境温度28℃下被放入摇床中振荡摇匀论文网（转速为170 r/min）.取培养基中的液体一滴置于硅片上自然风干，用以进行AFM的检测。同时为了保证时间因素的影响，要对孵化后第3、5、7天的黑曲霉的菌丝和孢子都进行了检测。

以上所有样品的准备工作都在超净台上进行。