细菌纤维素（Bacterial Cellulose, BC）凭借其卓越的机械强度、高纯度及优异的生物相容性，已成为生物医学领域极具潜力的天然生物材料。然而，BC化学惰性的表面限制了其进一步的功能化应用。近日，一项发表于《Nature Communications》的研究提出了一种基于代谢糖工程（Metabolic Glycoengineering, MGE）与生物正交点击化学（Click Chemistry）相结合的策略，成功实现了对BC纤维的高效、精准功能化修饰。

研究团队首先通过代谢工程手段，在木醋杆菌（Komagataeibacter xylinus）的培养基中添加了非天然糖前体——N-叠氮乙酰基甘露糖胺（ManNAz）。细菌在合成纤维素的过程中，将叠氮基团（-N3）特异性地掺入到BC的纤维骨架中。这种方法避免了传统化学修饰对纤维素结晶度和物理结构的破坏，实现了“原位”功能化。

在获得带有叠氮基团的BC（N3-BC）后，研究人员利用应变促进的叠氮-炔环加成反应（SPAAC），在生理条件下与含有二苯并环辛炔（DBCO）的功能分子进行偶联。实验数据表明，该反应具有极高的化学选择性和生物正交性，能够高效地将荧光染料、抗菌肽及生长因子等多种功能分子精准连接至BC纤维表面。

研究结果显示，经过修饰的BC材料不仅保持了原有的纳米纤维网络结构，还展现出了显著的生物活性。例如，偶联抗菌肽后的BC材料对金黄色葡萄球菌表现出优异的抑制效果，且在长时间浸泡实验中展现了良好的稳定性。此外，该技术还成功实现了多种分子的多重修饰，为构建具有复杂功能的智能生物界面提供了有力工具。

这项研究不仅为细菌纤维素的表面改性提供了一种温和且高效的化学工具，也为开发下一代定制化生物医学材料，如伤口敷料、组织工程支架及药物递送系统，提供了全新的技术范式。

Journal Reference: Wang, Y., et al. Bio-orthogonal functionalization of bacterial cellulose combining metabolic glycoengineering and click chemistry. Nature Communications (2026).