近期，先进环境装备与污染防治技术全国重点实验室针对纤维素废弃物生物转化体系中微生物竞争与传质受限等瓶颈问题，创新性地利用3D生物打印技术构建了具有空间生态位优化的酶菌共生工程活性材料，实现了纤维素高效转化产乳酸，为纤维素废弃物向高价值产品转化和循环生物经济的实践应用提供了新思路。研究成果以“3D Bioprinting Enzyme-Bacteria Symbionts for Lactic Acid Production from Cellulose Bioconversion”为题，发表于Environmental Science and Technology。
向循环生物经济转型亟需创新性策略以推动木质纤维素废弃物的高值化利用，但传统共培养体系受微生物竞争和传质受限等因素制约，仍难以实现高效协同转化。在本研究中，我们研发了一种双网络生物墨水，利用3D生物打印平台构建了酶菌共生工程活体材料。通过计算机辅助设计，创造了空间生态位优化的共生体系，协同增强了纤维素的水解与发酵过程，实现了对传质通道与代谢通量的动态调控。本研究推动了3D生物打印技术在废弃物资源化领域的应用。
图 3D打印酶菌共生工程活体材料示意图
该研究工作得到了国家自然科学基金项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c08210
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