Forskere bruger mikroorganismer til at fremstille funktionel bakteriel cellulose in situ

Bakteriel cellulose (BC) er et cellulosemateriale fremstillet ved mikrobiel gæring med en unik porøs netværksstruktur. Functionalized BC har anvendelsesmuligheder på mange områder, såsom kemisk sensing, biologisk billeddannelse, og olieadsorption.

På nuværende tidspunkt, BC er ofte funktionaliseret gennem fysisk belægning eller kemisk modifikation. Fysisk belægning kan give en mild modifikationstilstand, men funktionelle dele lider potentielt af fældning. Kemisk modificerede materialer er vanskelige at implementere til industriel produktion, på grund af deres dårlige ydeevne og alvorlige miljøforurening.

For nylig, et forskerhold ledet af Prof. Xian Mo og Zhang Haibo fra Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) fra det kinesiske videnskabsakademi udviklede en ny metode til bakteriel cellulosefunktionalisering.

BC med unaturlig fluorescerende funktionalitet blev opnået gennem fermentering in situ af Komagataeibacter sucrofermentans (K. sucrofermentans, en mikroorganisme, der producerer BC), ved anvendelse af 6-carboxyfluorescein-modificeret glucose (6CF-Glc, et modificeret glukosemolekyle, der har fluorescens) som et substrat.

Metoden viste muligheden for in situ syntese af funktionelle materialer ved mikrobiel gæring, opnået den mikrobielle syntese af fluorescerende funktionelle cellulosematerialer og med succes udvidet syntetisk biologi til materialefunktionalisering.

De funktionelle materialers fremragende egenskaber blev analyseret ved forskellige metoder og sammenlignet med egenskaberne for cellulose opnået ved traditionelle modifikationsmetoder.

Resultaterne viste, at den nye metode havde fordelene ved miljøbeskyttelse, lavpris, kontrollerbar og ensartet fordeling af funktionelle dele, og løsning af flaskehalsproblemet i syntese og ydeevne af funktionelle materialer. Den nye metode forventedes også at opnå den kirale modifikation af funktionelle molekyler på specifikke molekylære steder.

Dette arbejde giver ikke kun ny indsigt og ideer til biosyntese af funktionelle BC-materialer, men også et nyt perspektiv for in situ syntese af andre funktionelle materialer af mikroorganismer.