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

2019年3月7日,，南極熊從外媒獲悉,，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團隊在格子上打印3D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)品化學品，這些化學品在食品工業(yè),，生物燃料生產(chǎn),，廢物處理和生物修復中具有應用。研究人員表示,，使用活微生物代替無機催化劑具有反應條件溫和,，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,，類似于酵母本身可用于制造啤酒的方式。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)的細胞密度，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材料科學家Fang Qian說：“與大塊薄膜相比,，具有細絲和大孔的打印網(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)可以應用于各種其他催化微生物，以滿足廣泛的應用需求,。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)品或生物修復應用�,！�

“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化學家說,。 “這項技術可以控制生物材料中的細胞密度,，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,。此外,，含有如此高細胞密度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,。“

“這是用于制造化學反應器的3D打印固定化活細胞的首次演示,，”該論文的共同作者Duoss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來擴展這一概念,，包括將打印微生物與更傳統(tǒng)的化學反應器相結(jié)合,，以創(chuàng)建解鎖新的”混合“或”串聯(lián)“系統(tǒng)可能性“。

編譯自：3ders