Продемонстрирован новый биогибридный материал

Группе исследователей из Брукхэвенской национальной лаборатории, Университета Стони Брук (оба — США) и Еврейского университета в Иерусалиме удалось зафиксировать бактерии в полимерной оболочке, сохранив их жизнеспособность.

Бактерии участвуют во множестве производственных процессов и оказывают значительную помощь в борьбе с загрязнениями окружающей среды. Свободно перемещаясь в растворах, бактериальные клетки активно делятся, и образующуюся биомассу приходится удалять, что отнимает время; кроме того, микроорганизмы не всегда удается удержать в заданной области. Поэтому специалисты довольно давно начали поиски такой методики, которая позволит обездвижить бактерии, заключив их в нерастворимую оболочку.

Все предложенные варианты оболочек, по словам ученых, обладали одним существенным недостатком: питательным веществам и реагентам приходилось преодолевать преграду значительной толщины на пути к бактериям, и активность последних резко падала.

Авторы рассматриваемой работы решили эту проблему, сделав ставку на технологию так называемого электропрядения, позволяющую формировать тончайшие волокна из раствора полимера, в котором находятся микроорганизмы, под воздействием электрического поля. Для создания оболочек использовался флуоресцеин диметакрилат (FDMA); в результате исследователям, как утверждается, удалось получить нерастворимый, не подверженный биохимическому разложению и нетоксичный материал с пористой структурой, в «нитях» которого удерживались вполне жизнеспособные бактерии.

В экспериментах участвовали микроорганизмы родов Pseudomonas, Zymomonas и Escherichia. Исследования по методикам сканирующей электронной и флуоресцентной микроскопии показали, что волокна с зафиксированными бактериями формируют небольшие ячейки случайных размеров; это позволяет использовать материал для создания мембран или фильтров. Значительная часть бактерий сохраняла жизнеспособность на протяжении нескольких месяцев, причем ограничение в движении никак не сказалось на процессах метаболизма.