Các nhà nghiên cứu tại Đại học Central Florida đã phát triển một chất khử trùng dựa trên hạt nano có thể liên tục tiêu diệt vi rút trên bề mặt trong tối đa 7 ngày - một phát hiện có thể trở thành vũ khí mạnh mẽ chống lại COVID-19 và các vi rút gây bệnh mới nổi khác.
Nghiên cứu được công bố trong tuần này trên tạp chí ACS Nano của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ bởi một nhóm đa ngành gồm các chuyên gia vi rút và kỹ thuật từ trường đại học và người đứng đầu một công ty công nghệ ở Orlando.
Trong những ngày đầu của đại dịch, Christina Drake, một cựu sinh viên UCF và là người sáng lập Kismet Technologies, đã được truyền cảm hứng sau một chuyến đi đến cửa hàng tạp hóa để phát triển chất khử trùng. Tại đó, cô nhìn thấy một công nhân đang xịt thuốc khử trùng vào tay cầm tủ lạnh và sau đó ngay lập tức lau sạch vết xịt.
“Ban đầu, ý tưởng của tôi là phát triển một chất khử trùng có tác dụng nhanh,” cô nói, “nhưng chúng tôi đã nói chuyện với người tiêu dùng - chẳng hạn như bác sĩ và nha sĩ - để tìm ra loại chất khử trùng mà họ thực sự muốn. Đối với họ, điều quan trọng nhất là những gì bền lâu. Nó sẽ tiếp tục khử trùng các khu vực tiếp xúc cao như tay nắm cửa và sàn nhà trong một thời gian dài sau khi ứng dụng ”.
Drake đã hợp tác với Tiến sĩ Sudipta Seal, một kỹ sư vật liệu UCF và chuyên gia khoa học nano, và Tiến sĩ Griff Parks, một nhà virus học, phó hiệu trưởng nghiên cứu của Trường Y khoa, và Trưởng khoa Khoa học Y sinh của Trường Burnett. Với sự tài trợ của Quỹ Khoa học Quốc gia, Kismet Tech và Hành lang Công nghệ Cao Florida, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một chất khử trùng được thiết kế dạng hạt nano.
Thành phần hoạt động của nó là một cấu trúc nano được thiết kế được gọi là ôxít xeri, được biết đến với các đặc tính chống oxy hóa phục hồi của nó. Các hạt nano ôxít xeri được biến đổi với một lượng nhỏ bạc để giúp chúng chống lại mầm bệnh hiệu quả hơn.
"Nó hoạt động trong cả hóa học và máy móc," Seal, người đã nghiên cứu công nghệ nano hơn 20 năm, giải thích. “Các hạt nano phát ra các electron để oxy hóa virus và khiến nó không hoạt động. Về mặt cơ học, chúng cũng tự gắn vào virus và vỡ bề mặt giống như một quả bong bóng đang nổ ”.
Hầu hết khăn lau hoặc bình xịt khử trùng sẽ khử trùng bề mặt trong vòng ba đến sáu phút sau khi sử dụng, nhưng không có tác dụng còn lại. Điều này có nghĩa là bề mặt cần được lau nhiều lần để giữ cho bề mặt sạch sẽ để tránh nhiễm nhiều loại vi rút như COVID-19. Công thức dạng hạt nano duy trì khả năng bất hoạt vi sinh vật và tiếp tục khử trùng bề mặt lên đến 7 ngày sau một lần thi công.
Parks giải thích: “Thuốc khử trùng cho thấy hoạt động kháng vi-rút tuyệt vời chống lại bảy loại vi-rút khác nhau, và phòng thí nghiệm của ông chịu trách nhiệm kiểm tra khả năng kháng vi-rút của công thức đối với“ từ điển ”vi-rút. “Nó không chỉ cho thấy đặc tính kháng vi-rút đối với coronavirus và rhinovirus, mà còn chứng tỏ có hiệu quả chống lại nhiều loại vi-rút khác có cấu trúc và độ phức tạp khác nhau. Chúng tôi hy vọng rằng với khả năng tiêu diệt tuyệt vời này, chất khử trùng này cũng sẽ trở thành một công cụ hiệu quả cao chống lại các loại virus mới nổi khác. ”
Các nhà khoa học tin rằng giải pháp này sẽ có tác động đáng kể đến môi trường chăm sóc sức khỏe, đặc biệt là giảm tỷ lệ nhiễm trùng mắc phải tại bệnh viện - chẳng hạn như Staphylococcus aureus kháng methicillin (MRSA), Pseudomonas aeruginosa và Clostridium difficile - Chúng sẽ gây ra các bệnh nhiễm trùng ảnh hưởng nhiều hơn một phần ba số bệnh nhân nhập viện ở Hoa Kỳ.
Không giống như nhiều chất khử trùng thương mại, công thức này không chứa các hóa chất độc hại, điều này cho thấy rằng nó an toàn để sử dụng trên mọi bề mặt. Theo yêu cầu của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ, các thử nghiệm quy định về kích ứng tế bào da và mắt cho thấy không có tác dụng có hại.
Drake nói: “Nhiều chất khử trùng gia dụng hiện có chứa các hóa chất có hại cho cơ thể sau khi tiếp xúc nhiều lần. “Các sản phẩm dựa trên hạt nano của chúng tôi sẽ có mức độ an toàn cao, đóng vai trò quan trọng trong việc giảm mức độ phơi nhiễm tổng thể của con người với các hóa chất.”
Cần có nhiều nghiên cứu hơn trước khi sản phẩm được đưa vào thị trường, đó là lý do tại sao giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu sẽ tập trung vào hiệu suất của chất khử trùng trong các ứng dụng thực tế bên ngoài phòng thí nghiệm. Công trình này sẽ nghiên cứu cách thức chất khử trùng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ hoặc ánh sáng mặt trời. Nhóm nghiên cứu đang đàm phán với mạng lưới bệnh viện địa phương để thử nghiệm sản phẩm tại các cơ sở của họ.
Drake nói thêm: “Chúng tôi cũng đang khám phá sự phát triển của một loại màng bán cố định để xem liệu chúng tôi có thể bao phủ và niêm phong sàn bệnh viện hoặc tay nắm cửa, những khu vực cần khử trùng, hoặc thậm chí những khu vực tiếp xúc nhiều và liên tục hay không.”
Seal gia nhập Khoa Kỹ thuật và Khoa học Vật liệu của UCF vào năm 1997, là một phần của Trường Kỹ thuật và Khoa học Máy tính UCF. Anh phục vụ trong trường y khoa và là thành viên của nhóm chân tay giả UCF Biionix. Ông là cựu giám đốc của Trung tâm Khoa học và Công nghệ Nano UCF và Trung tâm Phân tích và Xử lý Vật liệu Tiên tiến. Ông nhận bằng tiến sĩ về kỹ thuật vật liệu tại Đại học Wisconsin, chuyên ngành hóa sinh và là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley tại Đại học California, Berkeley.
Sau khi làm việc tại Trường Y khoa Wake Forest trong 20 năm, Parkes đến UCF vào năm 2014, nơi ông giữ chức vụ giáo sư và trưởng khoa Vi sinh và Miễn dịch học. Ông nhận bằng Tiến sĩ. về hóa sinh của Đại học Wisconsin và là nhà nghiên cứu của Hiệp hội Ung thư Hoa Kỳ tại Đại học Northwestern.
Nghiên cứu được đồng tác giả bởi Candace Fox, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ từ Trường Y UCF, Craig Neal từ Trường Kỹ thuật và Khoa học Máy tính UCF, và các nghiên cứu sinh Tamil Sakthivel, Udit Kumar và Yifei Fu từ Trường Kỹ thuật và Khoa học Máy tính UCF .
Tài liệu do Đại học Trung tâm Florida cung cấp. Tác phẩm gốc là của Christine Senior. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa theo văn phong và độ dài.
Nhận tin tức khoa học mới nhất qua bản tin email miễn phí của ScienceDaily, được cập nhật hàng ngày và hàng tuần. Hoặc kiểm tra nguồn cấp tin tức được cập nhật hàng giờ trong trình đọc RSS của bạn:
Hãy cho chúng tôi biết suy nghĩ của bạn về ScienceDaily-chúng tôi hoan nghênh cả những nhận xét tích cực và tiêu cực. Có vấn đề gì khi sử dụng trang web này không? vấn đề?
Thời gian đăng bài: tháng 9-10-2021