微生物膜是指生長在潮濕、通氣的固體表面上的一層由多種活微生物構成的粘滑、暗色菌膜,能氧化、分解污水中的有機物或某些有毒物質。它是將取代酶的微生物生菌體保持的膜,應用于微生物電極。制膜法也可用酶膜的方法,但微生物比酶大,可在孔徑(0.1~1um)不能通過菌體的兩塊多孔膜之間涂敷等簡便方法。
微生物膜的主要化學成分是脂類和蛋白質,糖類次之,另外還有微量的核酸、金屬離子和水。膜脂和膜蛋白以及糖類所占的比例因膜的種類而異。例如,神經(jīng)鞘膜中脂類含量占75%,而蛋白質只占18%,這利于膜在神經(jīng)興奮傳導中的絕緣作用;而線粒體膜蛋白質含量占75%以上,脂類則占約20%,這與該膜含有豐富的酶有關。膜的功能越復雜,蛋白質含量越高。膜中蛋白質與脂類之比一般為4:1到1:4之間。
像O2、N2、CO2和NO等氣體,類固醇激素等脂溶性小分子,水、甘油、尿素等不帶電的極性小分子均可經(jīng)此方式自由通過生物膜。這些物質可由高濃度的一側通過膜向低濃度的一側擴散,這個過程或方式即簡單擴散。這種運輸方式的速率取決于被運輸物質在膜兩側的濃度差,并趨于達到擴散平衡。其特點在于不與膜上任何物質發(fā)生反應,也不消耗能量。
一般來講,微生物膜的電阻較高,不帶電荷的脂溶性物質較易通過,即帶電荷或極性基團的親水物質則不易自由通過,但上述幾種則例外。一般講,物質在質膜上的通透性主要取決于分子的大小和極性。小分子物質比大分子物質更易通過,非極性分子比極性分子更易通過。小的疏水分子和小的不帶電的極性分子能夠通過人工膜;水具有一定的透性,離子和大的不帶電的極性分子不能通過膜。