近日，華盛頓大學(xué)研究人員開發(fā)出一種生物反應(yīng)器，它可以在幾分鐘內(nèi)用低成本的化學(xué)品和一臺(tái)3D打印機(jī)制造好，這種反應(yīng)器可以讓酵母一次性存活和活躍數(shù)月。如果這種方法可以工業(yè)化，連續(xù)發(fā)酵可能會(huì)取代今天的批量處理方法，并且將帶來許多優(yōu)勢(shì)。
據(jù)報(bào)道，使用一臺(tái)定制的3D打印機(jī)，華盛頓大學(xué)的Alshakim Nelson博士及其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種發(fā)酵酵母的新方法。除了用于制酒外，他們很快將嘗試用該方法來制造其他物質(zhì)，如蛋白質(zhì)，甚至藥物。
據(jù)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》說，Nelson博士及其團(tuán)隊(duì)“開發(fā)出一種生物反應(yīng)器，它不僅可以讓酵母一次性存活和活躍數(shù)月，還能在幾分鐘內(nèi)用低成本的化學(xué)品和一臺(tái)3D打印機(jī)制造好。”
3D打印墨水
該方法的關(guān)鍵在于一個(gè)3D打印水凝膠格子結(jié)構(gòu)。Nelson博士的團(tuán)隊(duì)不僅自己開發(fā)了這種水凝膠材料——70%的水和30%的、注入有酵母的聚合物，還制造了一臺(tái)獨(dú)特的3D打印機(jī)來擠出這種材料。
材料被3D打印成一層層薄薄的格子狀，最終的結(jié)構(gòu)是一個(gè)1cm³的立方體。隨后，紫外光會(huì)將這種水凝膠結(jié)構(gòu)固化。然后，研究人員將這些3D打印立方體放置在葡萄糖溶液中進(jìn)行發(fā)酵，就像在一個(gè)啤酒廠裝置中一樣。
驚人的發(fā)酵
結(jié)果表明，這種帶有酵母的3D打印生物反應(yīng)器不僅讓葡萄糖發(fā)酵，它的活躍度還能持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。迄今，四個(gè)月過去了，它依然在生產(chǎn)乙醇，并且沒有停止的跡象。雖然Nelson博士和他的團(tuán)隊(duì)還不確定是什么因素導(dǎo)致了這種連續(xù)發(fā)酵現(xiàn)象，但他們說水凝膠格子結(jié)構(gòu)的限制同時(shí)阻止了酵母細(xì)胞的再生或老化。
《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》評(píng)論說，如果這種方法可以工業(yè)化，連續(xù)發(fā)酵可能會(huì)取代今天的批量處理方法，并且將帶來許多優(yōu)勢(shì)。
現(xiàn)在，Nelson博士及其團(tuán)隊(duì)將專注于擴(kuò)大水凝膠立方體的尺寸，并嘗試將其用于蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。展望未來，這種方法也可能對(duì)藥物生產(chǎn)產(chǎn)生積極影響。
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