سلولز باکتریایی یک ماده سلولزی تولید شده توسط تخمیر میکروبی با ساختار شبکه منحصر به فرد متخلخل است. سلولز باکتریایی دارای چشم‌اندازی کاربردی در بسیاری از زمینه‌ها؛ مانند حساسیت شیمیایی، تصویربرداری بیولوژیکی و جذب روغن است. در حال حاضر سلولز باکتریایی اغلب از طریق پوشش فیزیکی یا اصلاح شیمیایی کاربرد دارد. پوشش فیزیکی می‌تواند شرایط اصلاح متعادلی را فراهم کند. به دلیل عملکرد ضعیف و آلودگی جدی محیط‌زیست، استفاده از مواد شیمیایی اصلاح شده برای تولید در مقیاس صنعتی دشوار است.
اخیراً یک تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور ایان و زانگ -از مؤسسه بیوانرژی و تکنولوژی چینگدائو از آکادمی علوم چینی- یک روش جدید برای کارکرد سلولز باکتریایی ایجاد کرده است. در این تحقیق سلولز باکتریایی با عملکرد غیر طبیعی فلورسنت از طریق تخمیر موضعی باکتری کوماگاتایباکتر و با استفاده از گلوکز اصلاح‌شده شش کربوکسی فلورسین به عنوان یک سوبسترا، تولید شد.
سلولز باکتریایی یک پلیمر زیستی شبک‌های مانند نانو مواد تولید شده توسط تخمیر میکروارگانیسم‌ها است که دارای β-D-گلوکز که با پیوند به زنجیره β-۱،۴- گلوکوزاید متصل است. در طی تخمیر، گلوکز توسط میکروارگانیسم‌ها متابولیزه می‌شود و به شکل خطی β-۱،۴- گلوکان تبدیل می‌شود. این زنجیره‌های خطی سلولز به صورت محصول خارج سلولی ترشح شده و برای تشکیل تک‌فیبرهای سلولز، به صورت کریستال درمی‌آیند.
سلولز باکتریایی دارای مزایای متعددی نسبت به سلولز تولید شده از گیاه است، از جمله مزایا می‌توان خلوص بالا (بدون لیگنین، همی‌سلولز و پکتین)، خاصیت کریستالیزاسیون بالا، انعطاف‌پذیری بالا و سازگاری، چگالی کم، سطح ویژه بالا، درجه بالای پلیمریزاسیون، نفوذپذیری عالی، تخلخل بالا و محتوای آب زیاد، و مقاومت مکانیکی بالا در شرایط مرطوب نام برد. مهم‌تر از همه این است که سلولز باکتریایی از نظر تغییرپذیری و اصلاح برتر است.
در ابتدا می‌توان آن را در حین تخمیر به طور موضعی شکل داد تا ساختارهای مختلف مانند لوله‌ها، غشاء، حوزه‌ها و لایه‌های فیبر نازک را تشکیل دهند، که نیاز به مواد کاربردی برای برنامه‌های مختلف با یک سنتز یک مرحله‌ای را برآورده می‌کنند. همچنین سلولز باکتریایی دارای ساختار مولکولی چند هیدروکسیلی است که می‌تواند کاربردی باشد. به عنوان یک نتیجه، مواد مبتنی بر سلولز باکتریایی در زمینه‌های مختلف مانند حساسیت شیمیایی، زیست زیستی، غربالگری UV، جذب روغن، سلول‌های سوختی، مواد زیست‌پزشکی، تشخیص یون‌ها و برچسب ضد جعل و فاکتور کاربرد دارند.
این روش امکان تولید برخی مواد کاربردی با تخمیر میکروبی را اثبات کرد. همچنین سنتز میکروبی مواد سلولز کاربردی فلورسنت را به دست آورد و با موفقیت به گسترش زیست‌شناسی مصنوعی در زمینه کاربردی مواد کمک کرد. خواص عالی مواد کاربردی با استفاده از روش‌های مختلف مورد آنالیز قرار گرفت و با سلولز حاصل از روش‌های اصلاح سنتی مورد مقایسه قرار گرفت.
نتایج نشان داد که روش جدید دارای مزایای حفاظت از محیط‌زیست، هزینه کم، توزیع قابل کنترل و یکنواخت بخش‌های عملکردی و حل مشکل تنگنا در سنتز و عملکرد مواد کاربردی است. همچنین انتظار می‌رود که روش جدید نیز به اصلاح کروی مولکول‌های عملکردی در مکان‌های مولکولی خاص دست یابد. این کار نه تنها بینش و ایده‌های جدیدی را برای بیوسنتز مواد کاربردی سلولز باکتریای فراهم می‌کند، بلکه یک چشم‌انداز جدید برای سنتز مواد کاربردی دیگر توسط میکروارگانیسم‌ها است.
☑ منبع خبر
☑ لینک مقاله
