วิศวกรรมเคมี & amp;
วิธีสังเคราะห์ชีวภาพ เร่งพัฒนาการพัฒนาพลาสติกที่ประกอบด้วยชีวภาพ
Table of Contents
อะไร คือ ชีววิทยา สังเคราะห์ และ ทําไม จึง สําคัญ สําหรับ พลาสติก?
ชีวเคมีสังเคราะห์ เป็นสาขา ที่ ใช้ หลัก การ ทาง วิศวกรรม กับ ชีววิทยา ซึ่ง เกี่ยว ข้อง กับ การ ออก แบบ สิ่ง มี ชีวิต เพื่อ ประโยชน์ โดย การ ออกแบบ ให้ มี ความ สามารถ ใหม่ ๆ นัก วิจัย สามารถ เขียน รหัส พันธุกรรม ใหม่ ได้ เช่น ซอฟต์แวร์ การ เขียน — เพื่อ ผลิต จุลินทรีย์, น้ํามัน เชื้อ เพลิง, และ วัสดุ ต่าง ๆ ที่ เคย ได้ จาก แหล่ง ทรัพยากร ฟอสซิล.
เครื่อง มือ หลัก นี้ รวม ถึง การ สังเคราะห์ ดีเอ็นเอ, การ แก้ไข ยีน (โดย เฉพาะ ChristP-Cas9) และ การ ประกอบ วิศวกรรม ทาง เดิน ชีวภาพ โดย การ รวม ชุด ของ ยีน ที่ เป็น แบบ นวนิยาย นัก วิทยาศาสตร์ สามารถ สร้าง โรง งาน เซลล์ ที่ ผลิต สาร ประกอบ ที่ มี ค่า สูง ด้วย ความ แม่นยํา.
ตัว อย่าง เช่น [FLT: 0] การศึกษาเมื่อ 2021 นาโนชีวภาพ (FLT:2] แสดงการดัดแปลง [FLTT: 4]. โคลี[FTT:5] ผลิตโพลีด็อ็อกซิโนเตต (PHIFA) ที่ให้ผลเหมาะสมกับระดับการค้า การพัฒนาดังกล่าวเป็นจังหวะสําหรับการพัฒนาทางชีวฯที่เพิ่มขึ้นจนถึงตลาด.
ชีวเคมีสังเคราะห์ ขับรถพัฒนาพลาสติกชีวภาพ
วิศวกรรม Metabel Pathway
วิศวกรรม Metamative เป็นรากฐาน นักวิทยาศาสตร์ออกแบบเส้นทางใหม่ ๆ ในสิ่งมีชีวิตอย่าง [FLT: 0] โคลี (FLT: 1) ยีสต์ หรือ ซิยาโน แบคทีเรีย โครงสร้างของน้ําตาลแบบง่าย ๆ ให้กลายเป็นโพลีเมอร์ไซเมอร์
กรรมวิธี คล้าย ๆ กัน นี้ ใช้ สําหรับ กรด โพลีแลกติก (PLA) แม้ ว่า ตาม ปกติ แล้ว จะ ผลิต พี แอล เอ โดย การ หมัก กรด แล็กติก ตาม ด้วย การ ทํา ให้ เกิด โพ ลี เม อร ติก.
CrasPR และ Genome แก้ไข
CraprPR-Cas9 ได้ย่นวงจรการออกแบบที่ผ่านการตรวจสอบแล้วให้สั้นลงอย่างมาก โดยในหลักวิศวกรรมพันธุกรรมแบบดั้งเดิมใช้เวลาหลายเดือนในการแก้ไขยีนหนึ่ง CrancePR สามารถทําการแก้ไขได้หลายครั้งในหนึ่งสัปดาห์ ตัวอย่างเช่น ทีมที่มหาวิทยาลัย CpricePR ได้ใช้วิศวกรรมแบบ [FTLT: 0] POMOMODA Profiles [FLT1] ผลิตอุปกรณ์แบบ PMPA Prography Profile ที่มีการดัดแปลงแบบเร็ว เช่น ทีมที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียได้ใช้ CR Plectical Propermical Profiles (F) แบบตัวพิมพ์ใหญ่) สร้างงานจําลองแบบร่างแบบ Propercycumentic (F) แบบที่ยืดหยุ่นได้
ระบบอิสระเซลล์
การนําสารสังเคราะห์จากเซลล์ไปใช้เป็นสารสังเคราะห์ ซึ่งเอ็นไซม์คอกเทลจะประกอบในวิโตรเพื่อผลิตโพลีเมอร์นอกเซลล์ที่มีชีวิต
พลาสติกชีวภาพชนิดสําคัญ เปิดใช้งานโดยชีวเคมีสังเคราะห์
Pilhydroxyahanate (PHIA).
Phas Assss ที่ผลิตโดยแบคทีเรียเป็นที่เก็บพลังงาน พวกมันสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้อย่างสมบูรณ์ ในสภาพแวดล้อมทางทะเลและดิน ชีววิทยาสังเคราะห์ (FTL: 0) สิ่งมีชีวิตสามารถผลิตในระบบ Heterologicals เช่น ยีสต์ (FL) (FLL) สืบค้นได้ง่ายขึ้น: POL[TH] ไบโอสรีร และผลิตภัณฑ์ที่ผลิตได้โดยแบรนด์ และแบรนด์ของ แบรนด์ที่ใช้ในการผลิต
โพลีแลคติกอิเล็กโตรเนกาทีฟ (PLA) ผ่านการดูดซึมทางชีวภาพ
PLA ปัจจุบันเป็นพลาสติกที่ใช้ในชีวภาพที่นิยมมากที่สุด ที่ทําจากน้ําตาลจากพืชหมัก ชีวเคมีสังเคราะห์ (schineed) สังเคราะห์สังเคราะห์ (link) ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพของการผลิตกรดในเซลติกในไมโครคอร์ตานีสลดต้นทุนลง และลดพลังงาน ความก้าวหน้าล่าสุดอนุญาตให้ผลิตกรดแอล-แล็กติกที่ลดความอ้วนสูง ซึ่งผลิตได้แรงขึ้น วิศวกรรมเมตาเมตาเมชันที่บานิเกชันคอร์ไบออน ประสบความสําเร็จในการผลิตน้ํามันที่ผลิตได้โดยจํานวน 95% หรือดีกว่าในซีเมนต์ที่จัดแล้ว
โพลีเอสเตอรอล และ โพลีเอสเตอร์
โพลีเอสเตอรอลดั้งเดิม สามารถผลิตจากสารชีวภาพอีทานอล (เอเธนทานอลจากข้าวโพดหรือไม้ตี) ได้โดยการใช้น้ําจืดเป็นยาสนสน, ชีวเคมี (Telephy) ปัจจุบันใช้สร้างจุลินทรีย์ที่ผลิตยาสีฟันโดยตรงจากน้ําตาล, ผ่านการข้ามขั้นตอนอีทานอล, ในทํานองเดียวกัน, ซิลิคอน โพลีเมลีเมลีมีลิแทฟเลต (bio-PET) เคลื่อนที่ไปข้างหน้าด้วยสิ่งมีชีวิตที่ดัดแปลงจากสารสนเทศจากสารสนเทศ [FTeffephates] [0: 0] lutech [1] ใช้ก๊าซอีเทนเจนโตเลตเพื่อแปลงคาร์บอนสารสนสนกรณ์สารสนสน สีเทอร์, pTealical, plotical, plotication, prophatecute.
ผลประโยชน์ของชีวเคมีสังเคราะห์ – ชีวศาสตร์-พลา
- [FLT: 0] spivestocks ที่สร้างใหม่: ใช้กากนิวเคลียร์การเกษตร, ไม้ไ หรือจับ CO2 แทนน้ํามันฟอสซิล.
- [FLT: 0] รอยเท้าคาร์บอน LOP: การประเมินไลฟ์ไซล์ แสดงให้เห็นการลดลง 80% ของก๊าซเรือนกระจก เมื่อเทียบกับพลาสติกทั่วไป
- [FLT: 0] abadadable: พลาสติกที่ประกอบด้วยชีวภาพมากมายเช่น PHA สามารถย่อยสลายได้ในโรงงานอุตสาหกรรมและแม้กระทั่งสภาพแวดล้อมที่บ้าน
- [FLT: 0] คุณสมบัติที่จับต้องได้: โดยการปรับปรุงองค์ประกอบแบบโมโน ชีววิทยาสังเคราะห์ สามารถผลิตพลาสติกที่แข็งตัว ยืดหยุ่น หรือยืดได้ -- trackored for applications เฉพาะกิจจานุเบกษา
- [FLT: 0] การจัดอันดับ: ดีเอ็นเอสังเคราะห์และการตรวจสอบการตรวจจับแบบเร็วของโพลีเมอร์ใหม่ (FLT:1).
ตัว อย่าง เช่น ทีม หนึ่ง จาก เอ็มไอที ได้ ใช้ วิวัฒนาการ เพื่อ สร้าง นวนิยาย ปัญจ า โค เม อร์ ที่ ทั้ง แข็ง แรง และ ยืดหยุ่น เปิด เปิด เปิด เปิด ใช้ ใน การ เย็บ และ ภาพยนตร์ บรรจุ หีบ ห่อ ที่ ย่อย สลาย ได้.
การศึกษาคดี: อุตสาหกรรม- calcase PHA Profile
เป็นหนึ่งในโครงการชีววิทยาสังเคราะห์ที่ก้าวหน้าที่สุด สําหรับนักเล่นแร่แปรธาตุชีวภาพ คือการผลิต PHA โดยบริษัทอย่างนิวไลท์เทคโนโลซี กระบวนการของพวกมันใช้แบคทีเรียสังเคราะห์สังเคราะห์ผสมกับ วงจรพันธุกรรม
โครงการ เหล่า นี้ แสดง ให้ เห็น ว่า ความ สามารถ ใน การ สังเคราะห์ แสง เมื่อ สังเคราะห์ ชีววิทยา รวม ตัว กับ การ หมัก ด้วย อุตสาหกรรม.
ปัญหา และ วิธี แก้
การเติมคําให้สมบูรณ์
ปัจจุบันพลาสติกที่มีชีวเคมีใช้ต้นทุนมากกว่า 2x3 เท่าของค่าตัวร่วมทางปิโตรเลียม ชีวเคมีสังเคราะห์ที่อยู่บนคอมพิวเตอร์ ครอบคลุมเฉพาะที่นี้โดยการปรับปรุงโดยการผลิต, ไทเทเตอร์, และผลผลิต เป็นต้น สายพันธุ์วิศวกรรมที่ทนความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์สูงลดต้นทุนการผลิตที่ไหลไปตามกระแส โครงสร้างของสารสนเทศสามารถปรับค่าสารสนเทศได้โดยการใช้แบบจําลองการเรียนรู้ของเครื่องที่คาดเดาได้
ความยั่งยืนของแหล่งป้อน
การพึ่งพาพืชผัก (ข้าวโอ๊ก, อ้อย) ก่อความกังวลกับดิน ชีววิทยาสังเคราะห์ สามารถทําให้ใช้กระดูกอ่อนของกระดูกอ่อน (คลีโนซัลติก ไบโอมาส (เศษอาหารจากพืช เช่น เตาหรือมันฝรั่ง) โดยจุลินทรีย์ทางวิศวกรรมที่ทําลายเซลลูโลสและเฮมีเซลโลโลส (FT: 0) สายพันธุ์พิเศษของ [FLT: LLTLLLT: 1.] ได้ถูกดัดแปลงให้กลายเป็นสารละลายและสารกลูโคส จากสารละลายและสารกลูโคส จากสารละลายชีวภาพ ทําให้เกิดการผลิตผลที่สูงขึ้นโดยไม่ได้แข่งขันกับอาหาร
การจัดการการสิ้นสุดชีวิต
ไม่ ใช่พลาสติกที่ประกอบไปด้วยชีวภาพทั้งหมดจะย่อยสลายทางชีวภาพได้ ชีววิทยาสังเคราะห์สามารถรวมการสลายตัวของกลุ่มสารประกอบเข้ากับกระดูกสันหลัง
การ ออก แบบ ใน อนาคต: การ ใช้ ชีว ชีว ชีวภาพ แบบ สังเคราะห์
การพัฒนาในอนาคตรวมถึง:
- จุลินทรีย์ออกแบบที่ผลิต “การรักษาตัวเอง" พลาสติกที่สามารถซ่อมแซมรอยแตกได้ โดยใช้วงจรสังเคราะห์ที่ฝังตัว
- วัสดุ ที่ มี ชีวิต ซึ่ง แบคทีเรีย ยัง คง อยู่ ใน ผลิตภัณฑ์ สุด ท้าย ทํา ให้ มี ความ สามารถ ใน การ สนอง ความ ต้องการ.
- อัจฉริยะทางเทคโนโลยี ออกแบบโพลีเมอร์ใหม่ที่มีคุณสมบัติเท่ากันหรือดีกว่าพลาสติกปิโตรเคมี เช่น โครงสร้างการปลูกพืชแบบกั้นสําหรับบรรจุอาหาร
- 2 ดัดแปลงเป็น ไบโอ-แพลทิค ผ่านไซยาโนวาลิกาเดลี หรือคีโมโรโททโทรส
กองทุนส่งเสริมนโยบายนี้ยังเพิ่มขึ้นด้วย การค้า Green Adades ของสหภาพยุโรปและกองทุนชีวภาพสหรัฐเพื่อศึกษาวิจัยเกี่ยวกับทางเลือกทางชีววิทยา
รูปแบบการวน
ชีวเคมีสังเคราะห์ไม่ได้เป็นเพียงการเพิ่มการพัฒนาเท่านั้น -- มันเป็นการเปลี่ยนตัวอย่างในการผลิตพลาสติก