高度选择性的吸附材料吸引了不良物质 从而有利于生物制造

泡沫粗壮，面包丰盛，辛辣的奶酪;每一种生命，每一种都是自然产生的微生物创造的。它们被普遍定义为酿造，烘焙和干酪培养(好的，奶酪制作)，它们就是今天我们称为生物制造的例子。

尽管您可能不会将此类工业术语与烹饪艺术联系在一起，但是您可能会熟悉越来越多的产品中基于玉米的乙醇，抗生素和润滑剂的生产过程。

这样的过程可能很复杂且成本很高，而且在许多情况下，产量相对较低-太低而无法使产品具有商业可行性。但是，过去的成功继续帮助该行业发展，推动制造商和研究人员共同努力，为某些生物制造领域的更大问题找到独特的解决方案。

一个恰当的例子：美国能源部(DOE)阿贡国家实验室两个部门的研究人员联手开发了一种名为EZ Select的高选择性吸附材料，以解决生物产品提取效率低下的问题。该技术将实验室在生物科学方面的专业知识与制造知识相结合，证明了合作的力量。

Argonne生物科学部门的生物物理学家，该项目的首席研究员Phil Laible说：“挑战在于生产具有相对较低成本和能源的纯净产品。” “ EZ Select是将产品与非常复杂的环境分离的一种非常有效的方法，因为唯一吸附在其表面上的东西就是我们感兴趣的产品。”

在生物产品制造中，选择不同的微生物来创建特定的产品，每种产品都使用由营养物质和盐类组成的不同生长培养基溶液进行生长。产生的“汤”不仅包括产品，还包括加工过程中的副产品，例如使产品难以提取的微粒和乳液。

由于生长培养基和汤的复杂性从生物制品变为生物制品，因此该团队需要生物科学家和应用专家的专业知识来创建可以更改或“调整”以与不同化学物质一起使用的材料。

该材料是干凝胶，一种高度多孔的纳米结构材料，其孔径可以使用胶束或脂质进行修饰，从而在洗涤剂中产生活性的洗涤能力。Laible说，使用添加剂进一步微调EZ Select的能力几乎可以完全控制孔隙率。

“我们的调节能力意味着我们可以改变表面上的化学官能团，以吸引特定种类的分子并排除其他分子，”阿贡应用材料部门的应用科学家和EZ Select团队成员埃德·巴里(Ed Barry)补充说。

在生物制造中使用EZ Select的另一个好处是，它对负责生产最终产品的生物体具有中性作用。在某些生物生产方案中，生物产品的浓度过高会减慢或停止发酵过程，从而导致产量降低。

“如果从葡萄酒生产的角度来考虑，例如当达到一定浓度的酒精时，这种微生物(在这种情况下为酵母)就会停止将葡萄转化为葡萄酒，”巴里解释道。“因此，能够使用诸如EZ Select之类的产品选择性去除产品，从而不会压制有机体的功能，从而使该过程得以继续进行，从而产生更高的酒精产量。”

看起来像一大卷浸湿的纸巾，EZ Select的吸附量是其质量的八倍，可重复使用数十次。它的大小也可以满足特定产品数量的吸附需求。大小仅为半加仑牛奶纸箱的一种凝胶可以在一百升的过程中多次重复使用。

“您可以用产品填充产品，然后只需简单的压缩就可以从材料中取出产品，然后将其直接返回到可重复使用的过程中。这就是产品的强大功能，” Laible说。EZ Select通过整合生产和分离流程来提高生产率和可持续性，从而增强了生物制造流程。

鉴于其在分子水平的可调节性，EZ Select的潜力是无限的。与吸引产品相反，它可以代替捕获介质并处理抑制微生物转化的杂质，从而使生物制造过程更有效。研究人员将其视为一种平台技术，可以满足许多不同应用的需求。

巴里说：“能够从相对复杂的混合物中吸收特定物质的能力表明，它有很广泛的用途，可以用作吸收剂。” “我认为它的特殊性为EZ Select在重金属修复和气体捕获应用中打开了其他潜在用途，例如CO 2吸附。”