據(jù)英國《自然·通訊》雜志23日發(fā)表的一項概念驗證研究，美國研究團隊報告了一種用基因改造大腸桿菌制成的高級微生物墨水，可以用來打印具有功能性和可編程屬性的3D材料。該研究同時演示了這項技術(shù)的潛在應(yīng)用，比如隔離在環(huán)境中出現(xiàn)的有毒化學(xué)物質(zhì)雙酚A。
直接利用微生物制備無須添加其他聚合物或添加劑的打印墨水，為傳統(tǒng)物質(zhì)不可用情況下的材料制造開辟出全新的可能性。與此同時，這種技術(shù)還能用于開發(fā)可感知周圍環(huán)境并做出反應(yīng)的材料。工程師們認(rèn)為，只要擁有3D打印這種材料的能力，就有望實現(xiàn)材料的定制化并可針對特定用途進(jìn)行改造。
由活細(xì)胞構(gòu)成的微生物墨水，其實一直是實現(xiàn)這一目標(biāo)的候選介質(zhì)，但它們需要將目標(biāo)材料特性與細(xì)胞活性相結(jié)合，這是一個技術(shù)難點。
此次，包括美國東北大學(xué)、弗吉尼亞理工學(xué)院暨州立大學(xué)、哈佛大學(xué)Wyss生物啟發(fā)工程研究所在內(nèi)的聯(lián)合團隊，報告了用大腸桿菌制成的一種高級微生物墨水，這種大腸桿菌經(jīng)過基因工程改造，能產(chǎn)生納米纖維。這些納米纖維可以進(jìn)行濃縮并打印出3D結(jié)構(gòu)。
研究人員隨后將這種墨水與其他經(jīng)過基因工程改造、用來執(zhí)行特定任務(wù)的微生物相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)這種水凝膠可以由此獲得功能性。研究團隊利用這種水凝膠制備了一種能在遇到化學(xué)刺激物時分泌抗癌藥天青蛋白的材料，還設(shè)計出了一種能隔離在環(huán)境中出現(xiàn)的有毒化學(xué)物質(zhì)雙酚A的材料。雙酚A一度在塑料瓶、塑料杯中廣泛應(yīng)用，但后期研究認(rèn)為其能導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)，威脅人體健康，從2011年3月2日起，歐盟已禁止生產(chǎn)含雙酚A的嬰兒奶瓶。因此，隔離環(huán)境中已存在的雙酚A將是一項實用的安全性技術(shù)。
研究人員認(rèn)為，他們的新研究或?qū)臻g結(jié)構(gòu)構(gòu)建具有啟示意義，但仍需開展進(jìn)一步研究探索其未來的定制化用途。
總編輯圈點
此墨水非彼墨水，不用來寫字作畫，而用來制造材料。當(dāng)墨水由活細(xì)胞構(gòu)成，它也就擁有了一定的智能。它可以感知周圍環(huán)境，無須太多干預(yù)，就能根據(jù)環(huán)境做出適應(yīng)性改變。科研人員用大腸桿菌制成高級微生物墨水，再結(jié)合已經(jīng)過改造的微生物，就成為執(zhí)行特定任務(wù)的最佳拍檔，它們可以變身方便和改進(jìn)人類生活的新材料。比如，這種新材料就能隔離有毒化學(xué)物質(zhì)雙酚A，可謂擊中痛點。至于還能定制出什么其他有意思的產(chǎn)品，就要進(jìn)一步探索和試驗了。
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