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生物智造：中國上海科學(xué)家打一束光，讓細(xì)菌“打工”畫納米電路
關(guān)鍵字: 上海納米電路納米電路上海上海納米納米電路納米電路細(xì)菌細(xì)菌納米電路鐘超表示，生物被膜非常特殊的一點是具有超強(qiáng)的粘附性。即使在最“光滑”的“不粘鍋”涂層——特氟龍（聚四氟乙烯，PTFE）上，大腸桿菌也可以形成薄薄的生物被膜。它不只是可以貼在平面上，在圓筒等彎曲的三維平面上，大腸桿菌也可以排兵布陣，生成量子點涂層。
量子點涂層做成的觸碰開關(guān)
據(jù)鐘超介紹，早在2014年，美國麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊曾報道過用修飾過CsgA來偶聯(lián)金納米顆粒和量子點，并創(chuàng)建了一種環(huán)境響應(yīng)型生物膜電氣開關(guān)。但2014年的這一方法是在生物被膜生成之后，再加入金納米顆?；蛄孔狱c。由于納米顆粒無法滲透進(jìn)入緊密的生物被膜內(nèi)容，因此，綁定效率較低，無法滿足更大規(guī)模生產(chǎn)的需要。
而且，2014年的這一方法中的誘導(dǎo)（或調(diào)控）過程僅僅依賴于小分子， 因此無法實現(xiàn)在時間和空間尺度上動態(tài)調(diào)控納米顆粒的自組裝。
鐘超團(tuán)隊的方法將金納米顆粒和量子點從一開始就加入到大腸桿菌的培養(yǎng)環(huán)境中，一般而言，其調(diào)控難度更大。但鐘超團(tuán)隊通過“給藍(lán)光”的光控編程，能夠在時間和空間上實現(xiàn)極其精細(xì)地控制。這些聽從藍(lán)光指揮的大腸桿菌都事先經(jīng)過基因改造，只有藍(lán)光出現(xiàn)時，它們才分泌出“修飾過的CsgA蛋白”，產(chǎn)生生物被膜。如果沒有藍(lán)光出現(xiàn)，這些大腸桿菌就“安靜”地生長，不產(chǎn)生被膜。
也正是因為一開始就加入了金納米顆粒和量子點等，大腸桿菌對這些納米顆粒的組裝，與大腸桿菌自身生物被膜的生產(chǎn)組裝緊密相連，綁定效率因此大大提高，容易實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。
鐘超團(tuán)隊首次以量子點等納米顆粒為原料，用細(xì)菌完成了三維立體的精巧形狀和圖案。
紅色量子點的動態(tài)自組裝
“我們這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)單種和多種納米顆粒在二維和三維基底表面上更復(fù)雜、更大規(guī)模的自組裝?！辩姵f。
此外，生物被膜耐高溫、抗酸堿，非常穩(wěn)定，區(qū)別于一般的蛋白材料。鐘超研究團(tuán)隊提出，這項動態(tài)納米物件自組裝方法在生物電子、光電器件、生物催化和可穿戴設(shè)備方面具有潛在的應(yīng)用價值。
該技術(shù)創(chuàng)造出的活體功能材料，可能應(yīng)用于人工光合作用體系、燃料電池等領(lǐng)域。
“量子點涂層接受到太陽光后，會產(chǎn)生電子。涂層下細(xì)菌接受這些電子，然后產(chǎn)生氫氣等，成為燃料電池。”
鐘超表示，在成品中，也可以用滅菌的方法，殺死大腸桿菌，或者換用益生菌。這些都帶給人們極大的想象空間。
（澎湃新聞記者 吳躍偉）
- 原標(biāo)題：生物智造：中國科學(xué)家打一束光，讓細(xì)菌“打工”畫納米電路
- 責(zé)任編輯:張珩
- 最后更新: 2018-04-24 20:47:41
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