《一种由蛋白质纳米纤维和羟基氧化铁纳米颗粒组成的抗病毒滤膜,可能在抗击当前和未来的病毒爆发和流行时发挥作用》

  • 来源专题:新发突发疾病(新型冠状病毒肺炎)
  • 编译者: 蒋君
  • 发布时间:2021-06-10
  • 最大限度地减少病毒在环境中的传播是抗击疫情阻止流行的第一道防线。2021年6月3日,瑞士苏黎世联邦理工学院的研究人员报道了他们开发了一种可持续、可生物降解的抗病毒滤膜[]。该滤膜由食品级牛奶蛋白制成的淀粉样纳米纤维和经过简单pH调节从铁盐原位合成的羟基氧化铁纳米颗粒组成,所有的滤膜组件均采用环保、无毒且可广泛使用的材料制成。该滤膜对多种病毒防控具有出色的功效,可以过滤包膜病毒、非包膜病毒、空气传播病毒和水传播病毒,如SARS-CoV-2、H1N1和肠病毒71等,在抗击当前和未来的病毒爆发和流行方面可能发挥重要作用。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41565-021-00920-5
相关报告
  • 《Nanoveu的智能手机抗病毒纳米技术》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2020-05-18
    • 有许多纳米材料显示出抗病毒性能。一些利用纳米抗病毒药技术的表面和产品开始崭露头角。最新的产品之一是来自澳大利亚Nanoveu的Nanoshield涂层。这种涂层可以用于各种触摸屏和显示器,包括用于平板电脑和手机的触摸屏和显示器。 抗病毒药的表面在现代世界正变得越来越重要,特别是当更多的病毒爆发和日益激烈的时候——最近的例子包括冠状病毒和SARS爆发。 当大多数病毒爆发集中在洗手和消毒双手,在一个连接的世界,我们许多人花时间在我们的手持设备。这为病毒(和细菌)在我们的便携式电子设备、手和这些电子设备接触的任何表面之间传播提供了机会。 一种能够防止病毒和细菌积聚和传播的涂层的开发,不仅为便携式电子工业提供了极好的补充,而且还展示了纳米材料对我们日常生活的影响。 纳米铜纳米颗粒和纳米盾抗病毒技术 Nanoveu的抗病毒涂层利用基于铜的纳米颗粒作为活性抗病毒材料,并提供了一种非侵入性和不引人注目的方式来保护使用者免受各种微生物的侵袭。人们早就知道铜是一种优秀的抗病毒药和抗菌剂,自20世纪初以来,铜就被大量用于抵御微生物(如大肠杆菌、流感病毒,以及最近的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)。 然而,随着需要保护的表面变得越来越小(例如从涂层管道过渡到涂层电子设备),用于保护较小表面的铜颗粒也变得越来越小。这使得科学家们尝试将铜纳米颗粒(以及纳米颗粒形式的其他块状抗菌剂,如银)作为一种抗病毒材料用于更小的表面。 也有一些研究表明,铜纳米粒子是更有效的抗菌剂比他们的体积对等物(假设相同的数量),因为他们的相对表面积更大。在美国,铜纳米颗粒具有比大块铜更大的活性表面积来杀灭微生物。 纯铜容易变色,无论它是散装还是纳米形式。这使得它成为手持电子设备的不良材料,当它与用户的手直接接触时,因为辐射的湿气和热量会导致铜涂层更快地失去光泽。 然而,还有另一种选择。用铜合金代替纯铜是可能的。当铜在合金中的浓度超过62%时,大块材料和纳米材料铜合金具有良好的抗菌性能。这是美国环境保护署(United States Environmental Protection Agency)认证过的东西,该机构称,铜合金表面可以杀死99.9%以上的革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌。 Nanoveu在创建其抗病毒纳米技术涂层时采用了这种方法。涂层本身是由一种特殊设计的聚合物表面组成的,其中嵌入并分散了氧化铜合金纳米颗粒。当氧化铜纳米颗粒与氧气发生反应时,涂层本身的抗病毒性能发挥作用。氧化还原反应激活氧分子,使它们分解成自由基,再结合生成臭氧分子(O3)。 臭氧分子中多余的氧原子作为清除分子,杀死表面附近的任何细菌和病毒。因为臭氧有一个相对较短的生命周期,臭氧分子很快返回到氧原子和不逗留在当地的大气。这项技术已经表明,它可以在5分钟内消灭细菌和病毒,而96小时是细菌和病毒在智能手机玻璃表面存活的时间。 什么抗病毒药涂层技术可以用来对抗 目前,美国和新加坡的独立实验室正在使用纳米盾铜涂层对人类冠状病毒oc43进行测试,该病毒与导致2019冠状病毒病的SARS-CoV-2冠状病毒属相同。 按照日本JIS Z 2801/ISO 221916标准对人OC43冠状病毒进行包衣试验,杀灭病毒达99.99%,显示出抗新型冠状病毒的潜力。除了用于解决现代最重要的病毒爆发之一的试验之外,纳米铜基表面还被用于保护几种菌株,包括大肠杆菌和流感病毒a。 潜在的抗病毒涂料的现代技术 只要符合澳大利亚当局的监管批准,这种涂层技术在许多设备上都有很大的潜力。 Nanoveu正在寻求将这种涂层作为一类医疗设备,但这需要得到澳大利亚治疗用品管理局(TGA)的批准。这项技术已被证明在抗击细菌菌株方面取得了成功,如果它被证明对不同的冠状病毒菌株以及任何新出现的病毒菌株有效,它将成为一个非常有价值的工具。 Nanoveu目前正在开发不同的原型,包括用于保护手机两侧的手机外壳和屏幕保护器。这些产品预计将于2020年下半年上市,第一批产品的准备工作正在进行中。 这项技术的潜力可能对许多便携式电子产品有用,而该公司相信,由于其固有的抗病毒特性,其技术可能成为手机外壳和屏幕保护器的市场领导者。市场上许多类似的产品需要定期的紫外线处理才能有效。
  • 《纳米纤维膜可提供生物活性。》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2018-03-21
    • 一种能够有效地消灭细菌和病毒的新型光能和可充电的纳米纤维材料,有一天可以被整合到个人防护装备中,以防止新出现的传染性疾病的爆发。这种材料的工作原理是,在光照条件下生产生物杀灭活性氧(ROS),即使在昏暗或黑暗的环境中也很活跃,不像之前的这种光抗菌剂需要光照射才能发挥作用。 新兴传染病(EIDs)是一个严重的全球健康问题。这些疾病包括严重急性呼吸系统综合症、禽流感和埃博拉病毒。例如,2014年在西非爆发的EVD疫情导致28,646名受感染的平民中近40%死亡,852名被诊断为医护人员的人中有超过50%的人死亡。 为防止开矿,医护人员应穿戴防护用品,如面罩、生物防护服和医用手套。虽然这些病毒可以将病原体传播到最低,但它们并不能完全消除感染的风险。像三氯生、nisaplin和含有银纳米粒子的溶液等生物化合物也可以被使用,但它们需要经常重复使用。 ROS杀死细菌并灭活病毒。 由加州大学戴维斯分校(University of California at Davis)领导的一个研究小组使用一种电纺丝技术制造了聚合物基纳米纤维膜。膜含有苯并酚和多酚,广泛应用于生物化学和有机合成的光敏剂。这些化合物在有氧气的情况下在阳光下快速生成活性氧,这要归功于一种光反应,它涉及到纳米膜的氢提取和随后的氧化。 “一旦病原体被阻断,并与纳米纤维的表面接触,光活性生物cides会产生各种ROS,包括羟基自由基、超氧化物和过氧化氢,”团队成员Yang Si解释道。“这些活性氧通过破坏DNA、RNA、蛋白质和脂类来杀死细菌和灭活病毒。” 可充电,即使在昏暗或黑暗的环境下也可以工作。 他说:“我们使用的光活性材料可以在光照射下储存生物杀灭活性,这要归功于它们的可充电功能,即使在昏暗或黑暗的环境下也能轻易释放活性氧。”“相比之下,以前的光抗菌材料只能在有光照射的情况下工作,其中许多甚至需要高强度的紫外线。” 当与它们接触时,膜能迅速有效地杀死致病菌和病毒。“例如,超过99%的细菌(如大肠杆菌和L. innocua)在不到两小时的时间内被杀死,超过99%的病毒(如T7噬菌体)在不到30分钟的时间内,要么暴露在光照下,要么在黑暗条件下,”Si告诉nanotechweb.org。“相比之下,以前的这种膜需要10到20个小时的接触细菌或病毒。” 向商业化? 研究人员已经证明,这些膜可以作为许多常规使用的PPE的生物杀伤层,例如3M的N100防毒口罩和杜邦的Tyvek防护服。在呼吸器的应用中,他们可以滤除和杀死大肠杆菌,例如,在气溶胶的形式。“它们也可能被用作面罩和医用手套的保护层,以抵御气溶胶或液体形式的病原体,”Si补充道。 该小组报告其在科学领域的工作进展:10.1126/sciadv。aar5931说,现在正忙于开发含有纳米纤维材料的PPE。“我们将尝试大量生产这些材料,并与工业合作伙伴合作,将它们整合到现有的非织造生产线中,这将使我们能够将这项技术商业化。” ——文章发布于2018年3月19日