Bacteriële cellulose (BC) is een cellulosemateriaal geproduceerd door microbiële fermentatie met een unieke poreuze netwerkstructuur. Functionalized BC heeft toepassingsmogelijkheden op vele gebieden, zoals chemische detectie, biologische beeldvorming, en olie-adsorptie.

Momenteel, BC wordt vaak gefunctionaliseerd door middel van fysieke coating of chemische modificatie. Fysieke coating kan een milde wijzigingsvoorwaarde bieden, maar functionele delen kunnen mogelijk last hebben van verlies. Chemisch gemodificeerde materialen zijn moeilijk te implementeren voor productie op industriële schaal, vanwege hun slechte prestaties en ernstige milieuvervuiling.

Onlangs, een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Xian Mo en Zhang Haibo van het Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) van de Chinese Academie van Wetenschappen ontwikkelde een nieuwe methode voor het functionaliseren van bacteriële cellulose.

BC met onnatuurlijke fluorescerende functionaliteit werd verkregen door in situ fermentatie van Komagataeibacter sucrofermentans (K. sucrofermentans, een micro-organisme dat BC produceert), met behulp van 6-carboxyfluoresceïne-gemodificeerde glucose (6CF-Glc, een gemodificeerd glucosemolecuul dat fluorescentie heeft) als substraat.

De methode bewees de haalbaarheid van in situ synthese van functionele materialen door microbiële fermentatie, bereikte de microbiële synthese van fluorescerende functionele cellulosematerialen en breidde met succes de synthetische biologie uit naar het gebied van materiaalfunctionalisatie.

De uitstekende eigenschappen van de functionele materialen werden geanalyseerd met verschillende methoden en vergeleken met die van cellulose verkregen door traditionele modificatiemethoden.

De resultaten toonden aan dat de nieuwe methode de voordelen had van milieubescherming, goedkoop, controleerbare en uniforme verdeling van functionele groepen, en het oplossen van het knelpuntprobleem in de synthese en prestatie van functionele materialen. Verwacht werd dat de nieuwe methode ook de chirale modificatie van functionele moleculen op specifieke moleculaire plaatsen zou bereiken.

Dit werk biedt niet alleen nieuwe inzichten en ideeën voor de biosynthese van functionele BC-materialen, maar ook een nieuw perspectief voor de in situ synthese van andere functionele materialen door micro-organismen.