新研发的纳米硅尖刺刺穿和摧毁常见病毒的有效率达96%
新研发的纳米硅尖刺刺穿和摧毁常见病毒的有效率达96%
在人类副流感病毒（HPIV）的四种毒株中，HPIV-3 的毒性最强，可导致婴幼儿支气管炎、气管炎或肺炎。HPIV-3 感染每年都会季节性爆发，病毒通过空气传播或直接间接接触受污染的表面传播。目前还没有疫苗或抗病毒药物可以预防或治疗 HPIV-3 感染，因此保持一般卫生和表面卫生成为当务之急。现在，西班牙罗维拉-伊-维尔吉利大学（URV）和澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMIT University）的研究人员合作开发出了一种具有惊人病毒杀灭特性的加标硅表面。受蜻蜓翅膀的启发，皇家墨尔本理工大学的研究人员已经证明了使用钛制成的纳米级尖刺"机械杀菌"表面刺杀抗生素超级细菌的功效。同样，鲍林对拥有抗菌翅膀的昆虫也很熟悉。他说："蜻蜓或蝉等昆虫的翅膀具有纳米结构，可以刺穿细菌和真菌。"但病毒不同。它们比细菌更小，因此用于杀死它们的纳米钉也需要更小。虽然重金属及其衍生物的抗病毒特性已得到深入研究，但由于金属离子的释放和活性氧的产生会破坏薄膜和蛋白质，病毒被认为是失活的。因此，在目前的研究中，研究人员选择使用掺硼硅片。该研究的通讯作者之一弗拉基米尔-鲍林（Vladimir Baulin）说："在这种情况下，我们使用硅，因为它在技术上没有其他金属那么复杂。"为了制造出尖锐的表面，他们使用了等离子体反应离子蚀刻法，这种工艺利用化学反应等离子体去除沉积在晶片上的材料，使研究人员能够微调纳米尖峰的高度和间距。最终形成的表面布满了 2 纳米厚的尖刺3 万个尖刺可以塞进人的头发里仅高 290 纳米。HPIV-3 病毒颗粒的直径在 100 纳米到 420 纳米之间。在扫描电子显微镜（SEM）下检查了与 HPIV-3 培养 1、3 和 6 小时的表面，结果表明，在未添加尖刺的硅表面上培养 6 小时后，病毒颗粒仍保持通常的形状。然而，在加有尖刺的表面上，HPIV-3 颗粒的形状受到了影响；培养 1 小时和 3 小时后，尖刺的锋利尖端穿透了颗粒并使其变形。六小时后，颗粒变瘪。在每个时间点，纳米钉硅表面上的感染性病毒颗粒都有显著下降：一小时后下降 74%，三小时后下降 85%，六小时后下降 96%。在对细菌进行测试时，研究人员发现纳米尖刺对它们也是致命的。它们能破坏两种常见的医院感染相关细菌铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌（"金色葡萄球菌"）的细胞，不过效果没有对HPIV-3 那么大。培养 18 小时后，发现无法存活的铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的比例分别为15%和25%。研究结果证明了使用硅纳米钉作为杀病毒剂的有效性。研究人员预计，这项技术将应用于存放具有潜在危险的生物材料的实验室和医疗中心，从而使这些环境对研究人员、医务工作者和病人更加安全。该研究发表在《ACS Nano》杂志上。 ...
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