Bakteriell cellulosa (BC) är ett cellulosamaterial som produceras genom mikrobiell jäsning med en unik porös nätverksstruktur. Functionalized BC har applikationsmöjligheter inom många områden, som kemisk avkänning, biologisk avbildning, och oljeadsorption.

För närvarande, BC funktionaliseras ofta genom fysisk beläggning eller kemisk modifiering. Fysisk beläggning kan ge en mild modifieringstillstånd, men funktionella delar lider potentiellt av utsöndring. Kemiskt modifierade material är svåra att implementera för produktion i industriell skala, på grund av deras dåliga prestanda och allvarliga miljöföroreningar.

Nyligen, ett forskarlag ledd av prof. Xian Mo och Zhang Haibo från Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) vid den kinesiska vetenskapsakademin utvecklade en ny metod för funktionalisering av bakteriell cellulosa.

BC med onaturlig fluorescerande funktionalitet erhölls genom in situ-fermentering av Komagataeibacter sucrofermentans (K. sucrofermentans, en mikroorganism som producerar BC), med användning av 6-karboxifluorescein-modifierad glukos (6CF-Glc, en modifierad glukosmolekyl som har fluorescens) som substrat.

Metoden bevisade genomförbarheten av in situ syntes av funktionella material genom mikrobiell fermentering, uppnått den mikrobiella syntesen av fluorescerande funktionella cellulosamaterial och framgångsrikt utökat syntetisk biologi till området materialfunktionalisering.

De utmärkta egenskaperna hos de funktionella materialen analyserades med olika metoder och jämfördes med de för cellulosa erhållen med traditionella modifieringsmetoder.

Resultaten visade att den nya metoden hade fördelarna med miljöskydd, låg kostnad, kontrollerbar och enhetlig fördelning av funktionella delar, och lösa flaskhalsproblemet vid syntes och prestanda av funktionella material. Den nya metoden förväntades också uppnå kiral modifiering av funktionella molekyler på specifika molekylära platser.

Detta arbete ger inte bara nya insikter och idéer för biosyntesen av funktionella BC-material, men också ett nytt perspektiv för in situ syntes av andra funktionella material av mikroorganismer.