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LLNL研究人員3D打印活細胞,將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳

魔猴君  行業(yè)資訊   2124天前

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勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的研究人員成功地將3D打印的活細胞轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳氣體(CO2),這種物質(zhì)類似于啤酒。

LLNL研究人員3D打印活細胞,將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳

LLNL團隊在格子上3D打印活酵母細胞。圖片來源:勞倫斯利弗莫爾國家實驗室

微生物通常用于將碳源轉(zhuǎn)化為有價值的最終產(chǎn)品化學(xué)品,這些化學(xué)品在食品工業(yè),生物燃料生產(chǎn),廢物處理和生物修復(fù)中具有應(yīng)用。研究人員表示,使用活微生物代替無機催化劑具有反應(yīng)條件溫和,自我再生,低成本和催化特性的優(yōu)點。 

活體全細胞的3D打印可以幫助研究微生物行為,通信,與微環(huán)境的相互作用以及具有高體積生產(chǎn)率的新生物反應(yīng)器。 LLNL團隊將3D打印的凍干活酵母生物催化酵母細胞(Saccharomyces cerevisiae)轉(zhuǎn)化為多孔3D結(jié)構(gòu)。獨特的工程幾何結(jié)構(gòu)使細胞能夠非常有效地將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳,類似于酵母本身??捎糜谥圃炱【?。這種新型生物油墨材料使3D打印結(jié)構(gòu)具有自支撐性,具有高分辨率,可調(diào)節(jié)的細胞比重,大規(guī)模,高催化活性和長期可行性。他們的研究發(fā)表在Nano Letters期刊上的ACS編輯選擇文章中。 

LLNL材料科研員方謙說:“與大塊薄膜相比,具有細絲和大孔的印刷網(wǎng)格使我們能夠?qū)崿F(xiàn)快速的傳質(zhì),從而使乙醇產(chǎn)量增加數(shù)倍。” “我們的油墨系統(tǒng)可以應(yīng)用于各種其他催化微生物,以滿足廣泛的應(yīng)用需求。在這項工作中開發(fā)的生物打印的3D幾何形狀可以作為多種生物轉(zhuǎn)化過程的過程強化的多功能平臺,使用多種微生物生物催化劑生產(chǎn)高價值產(chǎn)品或生物修復(fù)應(yīng)用?!? “固定化生物催化劑有幾個好處,包括允許連續(xù)轉(zhuǎn)化過程和簡化產(chǎn)品純化,”該論文的另一位作者Baker化學(xué)家說。 “這項技術(shù)可以控制生物材料中的細胞比重,位置和結(jié)構(gòu)。調(diào)整這些特性的能力可用于提高生產(chǎn)率和產(chǎn)量。除此之外,含有如此高細胞比重的材料可能具有新的,未開發(fā)的有益特性,因為細胞包含大部分材料。“

“這是用于制造化學(xué)反應(yīng)器的3D打印固定化活細胞的第一次展示,”該論文的共同作者杜斯特說。 “這種方法有望使乙醇生產(chǎn)更快,更便宜,更清潔,更高效?,F(xiàn)在,我們通過探索其他反應(yīng)來擴展這一概念,包括將印刷微生物與更傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)器相結(jié)合,以建造解鎖新的”混合“或”串聯(lián)“系統(tǒng)可能性“。

文章來源:(中國3D打印網(wǎng))
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