Penyelidik di University of Central Florida telah membangunkan disinfektan berasaskan nanopartikel yang boleh membunuh virus di permukaan secara berterusan sehingga 7 hari-penemuan yang mungkin menjadi senjata ampuh melawan COVID-19 dan virus patogenik lain yang muncul.
Penyelidikan itu diterbitkan minggu ini dalam jurnal ACS Nano dari American Chemical Society oleh pasukan pakar virus dan kejuruteraan pelbagai disiplin dari universiti dan ketua syarikat teknologi di Orlando.
Pada hari-hari awal wabak itu, Christina Drake, seorang alumni UCF dan pengasas Kismet Technologies, telah diilhamkan selepas lawatan ke kedai runcit untuk membangunkan pembasmi kuman. Di sana, dia melihat seorang pekerja menyembur disinfektan pada pemegang peti sejuk dan kemudian segera mengelap semburan itu.
"Pada mulanya idea saya adalah untuk membangunkan pembasmi kuman bertindak cepat," katanya, "tetapi kami bercakap dengan pengguna-seperti doktor dan doktor gigi-untuk mengetahui pembasmi kuman yang mereka benar-benar mahukan. Bagi mereka Perkara yang paling penting ialah yang berkekalan. Ia akan terus membasmi kuman kawasan sentuhan tinggi seperti pemegang pintu dan lantai untuk masa yang lama selepas digunakan."
Drake bekerjasama dengan Dr. Sudipta Seal, seorang jurutera bahan dan pakar nanosains UCF, dan Dr. Griff Parks, seorang pakar virologi, dekan bersekutu penyelidikan Sekolah Perubatan, dan Dekan Sekolah Sains Bioperubatan Burnett. Dengan pembiayaan daripada Yayasan Sains Kebangsaan, Kismet Tech, dan Florida High-Tech Corridor, penyelidik mencipta disinfektan kejuruteraan nanopartikel.
Bahan aktifnya ialah struktur nano kejuruteraan yang dipanggil cerium oxide, yang terkenal dengan sifat antioksidan regeneratifnya. Nanopartikel serium oksida diubah suai dengan sejumlah kecil perak untuk menjadikannya lebih berkesan terhadap patogen.
"Ia berfungsi dalam kedua-dua kimia dan jentera," jelas Seal, yang telah mempelajari nanoteknologi selama lebih daripada 20 tahun. “Nanopartikel mengeluarkan elektron untuk mengoksidakan virus dan menjadikannya tidak aktif. Secara mekanikal, mereka juga melekat pada virus dan memecahkan permukaan seperti belon letupan.
Kebanyakan lap atau semburan pembasmi kuman akan membasmi kuman permukaan dalam masa tiga hingga enam minit selepas digunakan, tetapi tiada kesan sisa. Ini bermakna permukaan perlu disapu berulang kali untuk memastikan ia bersih bagi mengelakkan jangkitan dengan pelbagai virus seperti COVID-19. Formulasi nanopartikel mengekalkan keupayaannya untuk menyahaktifkan mikroorganisma dan terus membasmi kuman permukaan sehingga 7 hari selepas satu aplikasi.
"Bahan kuman menunjukkan aktiviti antivirus yang hebat terhadap tujuh virus yang berbeza," jelas Parks, dan makmalnya bertanggungjawab untuk menguji ketahanan formula terhadap "kamus" virus. “Ia bukan sahaja menunjukkan ciri antivirus terhadap coronavirus dan rhinovirus, tetapi juga terbukti berkesan terhadap pelbagai virus lain dengan struktur dan kerumitan yang berbeza. Kami berharap dengan keupayaan yang luar biasa ini untuk membunuh, pembasmi kuman ini juga akan menjadi alat yang sangat berkesan terhadap virus baru yang lain.”
Para saintis percaya bahawa penyelesaian ini akan memberi kesan yang ketara kepada persekitaran penjagaan kesihatan, terutamanya mengurangkan kejadian jangkitan yang diperolehi hospital-seperti Staphylococcus aureus (MRSA) yang tahan methicillin, Pseudomonas aeruginosa dan Clostridium difficile -Ini akan menyebabkan jangkitan yang menjejaskan lebih daripada satu pertiga daripada pesakit dimasukkan ke hospital AS.
Tidak seperti kebanyakan pembasmi kuman komersial, formula ini tidak mengandungi bahan kimia berbahaya, yang menunjukkan bahawa ia selamat digunakan pada sebarang permukaan. Mengikut keperluan Agensi Perlindungan Alam Sekitar AS, ujian kawal selia pada kulit dan kerengsaan sel mata tidak menunjukkan kesan berbahaya.
"Banyak pembasmi kuman isi rumah yang ada pada masa ini mengandungi bahan kimia yang berbahaya kepada badan selepas pendedahan berulang," kata Drake. "Produk berasaskan nanopartikel kami akan mempunyai tahap keselamatan yang tinggi, yang akan memainkan peranan penting dalam mengurangkan pendedahan keseluruhan manusia kepada bahan kimia."
Lebih banyak penyelidikan diperlukan sebelum produk memasuki pasaran, itulah sebabnya fasa penyelidikan seterusnya akan memberi tumpuan kepada prestasi pembasmi kuman dalam aplikasi praktikal di luar makmal. Kerja ini akan mengkaji bagaimana pembasmi kuman dipengaruhi oleh faktor luaran seperti suhu atau cahaya matahari. Pasukan itu sedang berbincang dengan rangkaian hospital tempatan untuk menguji produk di kemudahan mereka.
Drake menambah: "Kami juga sedang meneroka pembangunan filem separa kekal untuk melihat sama ada kami boleh menutup dan menutup lantai hospital atau pemegang pintu, kawasan yang perlu dinyahjangkit, atau kawasan yang secara aktif dan berterusan bersentuhan."
Seal menyertai Jabatan Sains dan Kejuruteraan Bahan UCF pada tahun 1997, yang merupakan sebahagian daripada Pusat Pengajian Kejuruteraan dan Sains Komputer UCF. Beliau berkhidmat di sekolah perubatan dan merupakan ahli kumpulan prostetik UCF Biionix. Beliau ialah bekas pengarah Pusat Sains dan Teknologi Nano UCF dan Pusat Pemprosesan dan Analisis Bahan Termaju. Beliau menerima PhD dalam kejuruteraan bahan dari University of Wisconsin, dengan minor dalam biokimia, dan merupakan penyelidik pasca doktoral di Makmal Kebangsaan Lawrence Berkeley di University of California, Berkeley.
Selepas bekerja di Sekolah Perubatan Wake Forest selama 20 tahun, Parkes datang ke UCF pada 2014, di mana beliau berkhidmat sebagai profesor dan ketua Jabatan Mikrobiologi dan Imunologi. Beliau menerima Ph.D. dalam biokimia dari Universiti Wisconsin dan merupakan penyelidik Persatuan Kanser Amerika di Universiti Northwestern.
Penyelidikan itu dikarang bersama oleh Candace Fox, seorang penyelidik pasca doktoral dari UCF School of Medicine, Craig Neal dari UCF School of Engineering and Computer Science, dan pelajar siswazah Tamil Sakthivel, Udit Kumar, dan Yifei Fu dari UCF School of Engineering and Computer Science. .
Bahan yang disediakan oleh University of Central Florida. Karya asal adalah oleh Christine Senior. Nota: Kandungan boleh disunting mengikut gaya dan panjang.
Dapatkan berita sains terkini melalui surat berita e-mel percuma ScienceDaily, dikemas kini setiap hari dan mingguan. Atau semak suapan berita yang dikemas kini setiap jam dalam pembaca RSS anda:
Beritahu kami pendapat anda tentang ScienceDaily-kami mengalu-alukan komen positif dan negatif. Adakah terdapat sebarang masalah menggunakan laman web ini? masalah?
Masa siaran: Sep-10-2021