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青島能源所開發出微生物法制備功能化納米細菌纖維素的新方法
2019-01-26 | 編輯: | 【 】| | 供稿部門:生物基材料組群
    

  納米細菌纖維素(BC)是由微生物發酵生成的纖維素材料,具有獨特的納米多孔纖維結構,具有高結晶度、高比表面積、高聚合度、優良滲透性、高孔隙度、優良機械特性等眾多優點。經過功能化的細菌纖維素在化學傳感、生物成像、紫外屏蔽、油吸附、燃料電池、生物醫用材料、離子檢測、防偽標識等眾多領域具有良好的應用前景。目前,BC主要通過物理涂覆或化學改性進行功能化。物理涂覆條件溫和,但是功能化修飾分子易脫落?;奘胃男緣牟牧閑閱懿患?,污染嚴重,難規?;?。

  針對上述問題,青島能源所生物基材料組群咸漠、張海波研究員帶領課題組成員獨辟蹊徑開發出一種新型的功能化納米細菌纖維素的制備方法—將6-羧基熒光素修飾的葡萄糖(6CF-Glc)作為底物,利用微生物Komagataeibacter sucrofermentans原位發酵產生具有非自然特征熒光功能性的BC。相關成果已發表于Nature CommunicationsDOI: 10.1038/s41467-018-07879-3)上。

  該方法驗證了微生物發酵原位合成功能性材料的可行性,實現了熒光功能纖維素材料的微生物合成,成功的將合成生物學拓展到材料功能化領域。通過熒光顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、核磁共振、傅里葉紅外和掃描電鏡等方法對合成材料的性能進行表征分析,并與傳統修飾方法獲得的功能材料進行比較,證實了該方法獲得材料的優良性能。本方法具有綠色、低成本、功能性強度可控且分布均勻等優點,解決了現今功能材料合成和性能方面的瓶頸問題,同時有望實現功能分子特定位點手性修飾。這項工作不僅為生物法合成功能性BC材料提供新的方向和思路,而且為通過微生物原位合成其他功能材料提供了新的視野。

  該研究獲得了國家自然科學基金、中科院青促會 、海南省重點研發計劃和山東省泰山攀登計劃的支持。(文/ 高銘鴻)

  1 功能性細菌纖維素的制備

  原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-018-07879-3

 
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