A membránszűrő vírusok szűrése ártalmatlan

Írta: Rüegg Péter

Az ETH zürichi kutatói egy új szűrőmembránt fejlesztenek ki, amely rendkívül hatékonyan képes kiszűrni és inaktiválni ahordozott és víz-vírusok. Ökológiailag megfelelő anyagokból készült membránnak megfelelően jó környezete vanronmentális lábnyom.

A vírusok nemcsak az új koronavírushoz hasonló cseppek vagy aeroszolok útján terjedhetnek, hanem a vízben is. Valójában a gasztrointesztinális betegségek néhány potenciálisan veszélyes kórokozója vízzel terjedő vírus.

A mai napig az ilyen vírusokat nanoszűréssel vagy reverz ozmózissal távolították el a vízből, de magas költségekkel és súlyos környezeti hatásokkal. Például a vírusok nanoszűrői kőolaj alapú nyersanyagokból készülnek, míg a fordított ozmózis viszonylag nagy energiát igényel.

Környezetbarát membrán alakult ki
Most egy nemzetközi kutatócsoport Raffaele Mezzenga, az Food&. Professzorának vezetésével; A Soft Materials az ETH Zürichnél kifejlesztett egy új, rendkívül hatékony és környezetbarát vízszűrő membránt. A gyártáshoz a kutatók természetes alapanyagokat használtak.

A szűrőmembrán ugyanazon az elven működik, amelyet Mezzenga és munkatársai a nehéz- vagy nemesfémek vízből történő eltávolítására fejlesztettek ki. Denaturált tejsavófehérjék felhasználásával hozzák létre a membránt, amelyek amiloid fibrilláknak nevezett apró filamentumokká gyűlnek össze. Ebben az esetben a kutatók ezt a fibril állványt egyesítették vas-hidroxid nanorészecskékkel (Fe-O-HO).

A membrán gyártása viszonylag egyszerű. A fibrillák előállításához a tejfeldolgozásból származó savófehérjéket savhoz adják és 90 Celsius-fokig melegítik. Ez azt eredményezi, hogy a fehérjék kiterjednek és egymáshoz kötődnek, fibrillákat képezve. A nanorészecskék ugyanabban a reakcióedényben állíthatók elő, mint a fibrillák: a kutatók megemelik a pH-t és vassót adnak hozzá, aminek következtében a keverék „szétesik” vas-hidroxid nanorészecskékké, amelyek az amiloid fibrillákhoz kapcsolódnak. Ehhez az alkalmazáshoz Mezzenga és munkatársai cellulózzal támasztották alá a membránt.

Az amiloid fibrillák és a vas-hidroxid nanorészecskék ezen kombinációja a membránt rendkívül hatékony és hatékony csapdává teszi a vízben jelenlévő különféle vírusok számára. A pozitív töltésű vas-oxid elektrosztatikusan vonzza és inaktiválja a negatív töltésű vírusokat. Az amiloid fibrillák önmagukban nem lennének képesek erre, mert a vírusrészecskékhez hasonlóan semleges pH-nál is negatív töltésűek. Azonban a fibrillák ideális mátrixot képeznek a vas-oxid nanorészecskék számára.

A különféle vírusok rendkívül hatékonyan szűnnek meg
A membrán kiküszöböli a vízzel terjedő vírusok széles skáláját, beleértve a nem burkolt adenovírusokat, retrovírusokat és enterovírusokat is. Ez a harmadik csoport veszélyes gyomor-bélrendszeri fertőzéseket okozhat, amelyek évente mintegy félmillió embert ölnek meg - gyakran kisgyermekeket a fejlődő és a feltörekvő országokban. Az enterovírusok rendkívül szívósak és savállóak, és nagyon sokáig maradnak a vízben, ezért a szűrőmembránnak különösen vonzónak kell lennie a szegényebb országok számára az ilyen fertőzések megelőzésének módjaként.

Sőt, a membrán a H1N1 influenzavírusokat, sőt az új SARS-CoV-2 vírust is nagy hatékonysággal távolítja el a vízből. Szűrt mintákban a két vírus koncentrációja a kimutatási határ alatt volt, ami megegyezik e kórokozók szinte teljes eliminációjával.

GG quot; Tudjuk, hogy az új koronavírus túlnyomórészt cseppek és aeroszolok útján terjed, de valójában, még ebben a léptékben is, a vírust vízzel kell körülvenni. Az a tény, hogy nagyon hatékonyan tudjuk eltávolítani a vízből, lenyűgözően hangsúlyozza membránunk széleskörű alkalmazhatóságát," mondja Mezzenga.

Míg a membránt elsősorban szennyvíztisztító telepekben vagy ivóvízkezelésre tervezték, levegőszűrő rendszerekben vagy akár maszkokban is felhasználható. Mivel kizárólag ökológiailag megfelelő anyagokból áll, használat után egyszerűen komposztálható - és előállítása minimális energiát igényel. Ezek a tulajdonságok kiváló környezeti lábnyomot adnak neki, amint arra a kutatók is rámutattak tanulmányukban. Mivel a szűrés passzív, nem igényel további energiát, ami szén-dioxid-semlegessé teszi működését, és bármilyen társadalmi környezetben lehetséges a városi és a vidéki közösségek között.

A munkában Mezzenga laboratóriuma mellett számos svájci egyetem tudósai vettek részt, köztük a zürichi, lausanne-i és genfi ​​egyetemek vírusszakértői, az EPFL, a Cagliari Egyetem és az ETH spin-off BluAct, amely szabadalommal rendelkezik. új technológia.

Forrás: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)