Nat Nanotechnol丨高效灭活各种病毒的一张膜,围猎多种病毒!

发布时间:2021-06-16 15:29     文章来源:未知     作者:百替生物

众所周知,某些病毒,例如冠状病毒,可以通过空气传播。然而,有一些其他病毒则更喜欢在水中传播,包括导致胃肠道疾病的潜在危险病原体。迄今为止,已经有一些技术可以使用反渗透或纳滤从水中去除这些病毒,但它们很昂贵,并且会对环境产生有害影响。例如,病毒的纳米过滤器是由石油为基础的原材料制成的,而反渗透则需要相对大量的能量。

近日,瑞士苏黎世联邦理工学院Raffaele Mezzenga教授团队在Nature Nanotechnology》在线发表了“An antiviral trap made of protein nanofibrils and iron oxyhydroxide nanoparticles”论文,该实验团队开发了一种可持续且可生物降解的抗病毒过滤膜,该膜对多种病毒具有出色的功效。

薄膜的制造过程相对简单。为了产生原纤维,将从牛奶加工中提取的乳清蛋白加入酸中(pH 值降低至 2.0)并加热至 90 °C。这导致蛋白质延伸并相互附着,形成原纤维。纳米颗粒可以在与原纤维相同的反应容器中生产:研究人员提高 pH 值并添加铁盐,使混合物“分解”成氢氧化铁纳米颗粒,然后附着在淀粉样原纤维上。

淀粉样原纤维和氢氧化铁纳米颗粒的这种组合使膜成为一种可高效捕获水中存在的各种病毒的方法。透射电镜解雇偶显示附着在 BLG AF-Fe 杂化物表面的病毒似乎在垂直于表面的方向上被拉长,这表明这种拉长是由干燥时膜的收缩驱动的,并表明病毒和 BLG AF-Fe 杂化物之间有很强的相互作用,因此,带正电的氧化铁是通过静电吸引带负电的病毒并使它们失活,这支持了病毒对 BLG AF-Fe 的附着是病毒消除背后的主要机制。同时,原纤维则提供了完美的基质来支撑纳米粒子。通过实验证明了该膜可消除多种水传播病毒,包括无包膜腺病毒、逆转录病毒和肠道病毒。此外,该膜还可以高效地从水中消除 H1N1 流感病毒,甚至是新型 SARS-CoV-2 病毒。在过滤后的样本中,两种病毒的浓度都低于检测限,这相当于几乎完全消除了这些病原体。

值得注意的是,虽然该膜主要设计用于废水处理厂或饮用水处理,但它也可用于空气过滤系统甚至是口罩,对于缓解当前和未来的病毒大流行以及解决与病原体相关的全球清洁水挑战具有直接重要性!

参考资料:

[1]Archana Palika et al.,  An antiviral trap made of protein nanofibrils and iron oxyhydroxide nanoparticles.Nature Nanotechnology, 2021 DOI:10.1038/s41565-021-00920-5.

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