天津大教俯大怯团队：电纺微纤维包覆微生物完成微生物的室温贮存

室温储存和运输微生物可最大限度地进步医疗、能源和情况中微生物的作用。近来，已经开辟了基于纸的生物技能，使得可以或许室温存储种种非活生物体系，比方诊断设置装备摆设和无细胞体系。传统上微生物的储存和运输通常必要冷链、特别设置装备摆设和庞大的加工要领，这些要领通常昂贵、技能要求高、人力麋集或受到生物宁静法例的限定。

克日，天津大学仰大勇课题组使用静电纺丝技能构建了包覆微生物的微纤维非织造纸(MEM)，差别于之前报道的是，他们在商用纸牢固了非活性生物试剂；相反，该课题组是将微生物封装在微纤维内。研究者通过含有突出地区的静电纺丝非织造纸实现活微生物的室温储存，所述突出地区由具有麋集漫衍的微生物的卷曲微纤维构成。在静电纺丝后，微生物被包封到微纤维中并完整无缺，且微生物可以在室温下储存较永劫间。该研究以聚（环氧乙烷）（PEO）作为聚合物基质，甘油（GL）和右旋糖酐用作添加剂。大肠杆菌和酿酒酵母细胞在室温时间分别延伸至2天和7天，到达室温存储的最永劫间。

依据必要，可以通过添加水来活化微生物，并用于直接造就微生物。别的，该课题组还进一步研究了微生物活性和储存机制，发觉微纤维的拓扑布局、电纺历程中渗入渗出情况的剧烈改变以及微纤维内微量水分是影响微纤维活性的三个身分。研究效果评释，基于微纤维的计谋实用于固体配方中原核微生物和真核微生物的室温存储。别的，通过自下而上计谋构建的微生物/聚合物复合物布局代表了新型生物质料，这对付新的生物医学应器具有庞大潜力。

方案1. 微生物室温储存和运输的微纤维计谋表示图。(a)通过瞬时干燥历程封装微生物的电纺微纤维的制备方案。(b)微生物以纸张情势储存，可在室温下储存和运输，比方空运到天下任何地方。(c)依据必要，微生物被活化并通过加水进一步造就。

图1. MEM中大肠杆菌的形态和活性。MEM由20% PEO/5%Gl/0.4%右旋糖酐/大肠杆菌疏散体制备而成。(a-c)静电纺丝历程的数码照片。(d-f)平滑地区的荧光和SEM图像。罗丹明B（赤色）用于染色微纤维和大肠杆菌细胞表达GFP（绿色）。(g-i)突出区颗粒团圆体的荧光、扫描电镜和三维扫描图像。(j) 在PEO/大肠杆菌差别组分疏散液中大肠杆菌的生长曲线。(k)电纺后，MEM马上被稀释100倍置于琼脂板的数码照片。

图2. 采纳差别PEO/大肠杆菌体系制备的MEM的室温贮存。(a-d) CFU在差别PEO/大肠杆菌体系中存储时间的函数。(e-h)在差别存储时间，含有差别MEMs琼脂板的数码照片。(a,e)20%PEO/大肠杆菌。(b,f) 20% PEO/5%Gl/大肠杆菌，(c、g)20%PEO / 0.4%右旋糖酐/大肠杆菌，(d,h) 20% PEO/5%Gl/0.4%右旋糖酐/大肠杆菌。

图3. 微生物室温贮存的机理。(a)均衡微纤维拓扑布局、渗入渗出情况、微纤维内部含水量和微生物活性的方案。(b)通过引入甘油形成颗粒团圆体的方案。(c)麋集卷曲微纤维的荧光图像。(d)引入右旋糖酐制备两相布局微纤维的工艺方案。(e)微生物包封在具有两相布局的微纤维的荧光图像。(f)差别PEO/大肠杆菌体系的CFU与存活率曲线。(g)以PEO/Gl/大肠杆菌的MEMs为底子，盘算差别甘油含量对CFU和含水率的影响，常温贮藏时间为6h。(h)差别PEO/大肠杆菌的MEMs对CFU和含水量的影响，室温贮藏时间为6小时。

图4. 微生物常温储存MEM的通用性。(a-c)利用20%PEO/5%Gl/0.4%右旋糖酐/大肠杆菌MEM存储多种同源大肠杆菌，贮藏时间为48h。(a)含MEM琼脂板的数码照片。(b) MEM的荧光图像。(c) MEM的激光扫描共聚焦显微镜图像。(d-f)酿酒酵母细胞室温贮藏。(d)差别MEMs中CFU作为存储时间函数的图。(e) 在差别的存储时间，20%PEO/S 酿酒酵母细胞MEM琼脂板的数码照片。(f) 在差别的存储时间，20％PEO/5％Gl/0.4％葡聚糖/S酿酒酵母细胞MEM琼脂板的数码照片。

总之，该研究提出的基于微纤维的要领有以下重要上风：1）全部工艺，包罗制造、储存和运输都在室温下举行，幸免了冷链；2)将微生物封装在微纤维内，作为纸张情势，幸免液体情势造成潜伏的生物宁静题目；3)只涉及静电纺丝(简洁的仪器和工艺)，幸免了巨大的设置装备摆设和庞大的加工历程。是以，微纤维/微生物复合布局将为生物质料和器件的设计提供新的思绪。

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