Фотокатализатор, изготовленный с использованием комбинации нанокластеров диоксида титана (TiO2) и оксида меди (CuxO), инактивирует различные варианты типов новый коронавирус SARS-CoV-2. Ученые из Медицинского университета Нара, Института промышленных наук и технологий Канагава и Токийского технологического института разработали этот противовирусный фотокатализатор, который недавно доказал свою эффективность как в темноте, так и при комнатном освещении.
Новый коронавирус (SARS-CoV-2), ответственный за продолжающуюся пандемию COVID-19, затронул миллионы людей во всем мире. Основной путь передачи вируса – воздушно-капельный, выделяемый инфицированными людьми. Кроме того, эти капли существуют и на различных поверхностях. Вирусные инфекции в основном возникают в закрытых помещениях, где собирается много людей. Противовирусные химические вещества, такие как спирт и перекись водорода, часто используются для обеззараживания поверхностей, к которым регулярно прикасаются. Эти химические вещества, по существу, делают вирус неактивным, разрушая его белки. Однако эти химические вещества являются летучими по своей природе и поэтому испаряются. В связи с этим процесс дезинфекции необходимо проводить регулярно.
Теперь в исследовании, опубликованном в Scientific Reports, исследовательская группа Медицинского университета Нара, Института промышленных наук и технологий Канагава и Токийского технологического института разработала твердотельный фотокатализатор в качестве альтернативной защиты от вируса. В отличие от химических дезинфицирующих средств, твердотельные покрытия сохраняются в течение длительного времени и с момента вспышки вируса стали предметом интенсивных исследований во всем мире. Преимущество твердотельных противовирусных покрытий состоит в том, что они нетоксичны, широко распространены, химически и термически стабильны.
Многие из этих твердотельных покрытий используют фотокатализаторы TiO2, которые при воздействии ультрафиолетового (УФ) света вызывают реакцию окисления, которая может разрушить органическое вещество, как обнаруженные шиповидные белки. на поверхности коронавирусов. Однако эти покрытия активируются только при воздействии УФ-излучения, которого нет в типичных условиях внутри помещений. В большинстве помещений освещение обычно выключается в ночное время, поэтому желателен антивирусный материал в темных условиях.
Чтобы покрытие работало как при видимом свете, так и в темноте, команда разработала композит, состоящий из TiO2 и Cux О нанокластеры. Нанокластеры CuxO состоят из оксида со смешанной валентностью, в котором присутствуют частицы Cu(I) и Cu(II). Частицы Cu(II) в CuxO способствуют реакции фотокатализа, управляемой видимым светом, тогда как разновидности Cu(I) играют решающую роль в денатурации вирусных белков, тем самым вызывая их инактивацию. в темных условиях.
Покрывая стекло порошком CuxO/TiO2, команда продемонстрировала, что он может инактивировать даже очень вирулентную дельту. вариант SARS-CoV-2. Команда также подтвердила инактивацию вариантов альфа, бета и гамма CuxO/TiO2 в дополнение к штамму дикого типа.
Команда тщательно исследовала противовирусный механизм с помощью электрофореза в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS-PAGE), анализа ELISA и анализа RT-qPCR. Эти анализы убедительно свидетельствуют о том, что виды Cu(I) в CuxO денатурализируют спайковые белки, а также вызывают фрагментацию РНК SARS-CoV-2 даже в темноте. Кроме того, облучение белым светом вызывает фотокаталитическое окисление органических молекул SARS-CoV-2. Основываясь на этом противовирусном механизме, настоящий противовирусный материал не ограничивается конкретным вариантом вируса и будет эффективен для инактивации различных типов потенциального мутантного штамма.
Освещение белым светом в настоящем исследовании обычно используется в качестве внутреннего светового прибора. Это может сделать фотокатализатор CuxO/TiO2 очень эффективным для снижения риска заражения COVID-19 в помещениях, которые обычно подвергаются и свет, и тьма периодически.
Надеюсь, это исследование сделает нас на один шаг ближе к тому, чтобы лучше защитить себя от коронавируса и приспособиться к эпохе после COVID.