生物膜為微生物分泌物，常見于制藥、食品與個人護理行業的生產或水系統中。生物膜可顯著提高微生物對惡劣環境和消毒劑的抗性，并持續接納浮游微生物，導致生產或水系統中微生物在清洗消毒后依然頻繁超標。然而細菌形成生物膜是一個動態的過程，主要可分為以下四個階段：
1.細菌可逆性粘附的定殖階段
當浮游細菌與惰性物體表面或活性實體的表面接觸后，浮游細菌會粘附到物體表面，啟動在物體表面形成生物膜。在這個階段，單個附著細胞僅由少量胞外聚合物包裹，還未進入生物膜的形成過程，很多菌體還可重新進入浮游狀態，因此這時細菌的粘附是可逆的。
2.細菌不可逆性粘附的集聚階段
細菌在經過初始的定殖粘附后，一些特定基因的表達開始調整，與形成生物膜相關的基因被激活，細菌在生長繁殖的同時分泌大量胞外聚合物粘結細菌。在這個階段，細菌對物體表面的粘附更為牢固，是不可逆的。
3.生物被膜的成熟階段
細菌與物體表面經過不可逆的粘附階段后，生物膜形成逐漸進入成熟期。成熟的生物膜形成高度有組織的結構，由類似蘑菇狀或堆狀的微菌落組成，在這些微菌落之間圍繞著大量通道，可以運送養料、酶、代謝產物和排出廢物等。
4.細菌的脫落與再定殖階段
成熟的生物膜通過蔓延、部分脫落或釋放出浮游細等進行擴展，脫落或釋放出來的細菌重新變為浮游菌，它們又可以在物體表面形成新的生物膜。
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