چاپ کلونی‌های میکروبی برای حسگری و تصفیه پساب

تولید کلونی میکروب‌ها با کمک چاپ سه‌بعدی توسط محققان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور انجام شده ‌است. این روش می‌تواند برای تولید محصولات جدید در حوزه تصفیه آب و ساخت حسگر استفاده شود.

121 بازدید / پنجشنبه 30 بهمن 1399 / دسته بندی : اخبار / منبع : www.phys.org

محققان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (LLNL) روش جدیدی برای چاپ سه‌بعدی میکروب‌های زنده در الگوهای کنترل شده ارائه کردند و پتانسیل استفاده از باکتری‌های مهندسی شده را برای بازیابی فلزات خاک‌های نادر، تصفیه پساب‌، شناسایی اورانیوم و غیره گسترش دادند.

این تیم تحقیقاتی از طریق یک روش جدید از نور و رزین حاوی باکتری برای تولید میکروب‌های سه‌بعدی استفاده می‌کند. آن‌ها با موفقیت بیوفیلم‌های مصنوعی شبیه لایه‌های نازک حاوی کلونی‌های میکروبی رایج در دنیای واقعی را چاپ کردند. این تیم تحقیقاتی باکتری‌های موجود در بیورزین‌های حساس به نور را به حالت سوسپانسیون درآوردند و میکروب‌ها را در ساختارهای سه‌بعدی به دام انداختند که برای این کار از نور LED دستگاه چاپ استریولیتوگرافیک برای چاپ مجدد میکروبی (SLAM) استفاده کردند. این دستگاه استریولیتوگرافی می‌تواند با وضوح بالا در حد ۱۸ میکرون، تقریباً به نازکی قطر سلول انسانی، چاپ را انجام دهد.

در مقاله‌ای که این گروه در Nano Letters منتشر کردند، محققان نشان دادند که می‌توان از این فناوری برای طراحی کلونی‌های میکروبی استفاده کرد. آنها کاربرد چنین بیوفیلم‌های چاپ شده ۳D را برای کاربردهای زیست‌حسگری اورانیوم و کاربردهای بیوماینینگ خاک‌های نادر نشان دادند و در بخشی از این مقاله چگونگی تاثیر مواد چاپی بر عملکرد را تشریح کردند.

ویلیام ریک هاین، محقق اصلی و مهندس زیستی آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور می‌گوید: «ما در تلاشیم لبه فناوری کشت میکروبی سه‌بعدی را توسعه دهیم. ما فکر می‌کنیم که در این حوزه تحقیقات بسیار کمی انجام شده‌است و اهمیت آن هنوز به خوبی درک نشده ‌است. ما در حال تلاش برای توسعه ابزارها و روش‌هایی هستیم که محققان می‌توانند با استفاده از آن‌ها رفتارهای میکروب‌ها را در شرایط پیچیده هندسی و در عین حال بسیار کنترل شده بررسی کنند. با دسترسی بیشتر به راهبردهای کاربردی با کنترل بیشتر بر ساختار سه‌بعدی جمعیت میکروبی، قادر خواهیم بود به‌طور مستقیم بر چگونگی تعامل آن‌ها با یکدیگر تأثیر بگذاریم و عملکرد سیستم را در یک فرایند تولید زیستی بهبود دهیم.»

محققان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمو به کار در بخش توسعه شبکه‌های پیچیده سه‌بعدی و ایجاد بیورزین‌های جدید با قابلیت چاپ بهتر و عملکرد زیستی مطلوب‌تر ادامه می‌دهند. آن‌ها در حال ارزیابی مواد رسانایی مانند نانولوله‌های کربنی و هیدروژل‌ها هستند.