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国内机构研发出纳米材料 称可吸附灭活新冠病毒

(原标题:国内机构研发出纳米材料 称可吸附灭活新冠病毒

  摘要:大连化物所发布消息称,近期研发出可吸附灭活新型冠状病毒的纳米功能材料,体外实验结果表明,具有直接吸附灭活新型冠状病毒的作用,灭活效率达到96.5%至99.9%。

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▲资料图

  为对抗新冠病毒,材料科学界宣布研发出一种新武器。3月27日,中国科学院大连化学物理研究所(下称大连化物所)发布消息称,近期研发出可吸附灭活新型冠状病毒的纳米功能材料,体外实验结果表明,具有直接吸附灭活新型冠状病毒的作用,灭活效率达到96.5%至99.9%。

  纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1~100纳米)或由它们作为基本单元构成的材料。由于基本组成单位尺度小,纳米材料具有很多普通尺度材料所不具备的效应,使得其在电子设备、医疗器材等领域有独特的应用前景。

  此次验证的三种催化材料的类型等具体细节并未披露。大连化物所表示这三种纳米功能材料固体无毒,不溶于水及有机溶剂,可以制成颗粒或担载于各种载体之上,有望广泛应用于抗疫产品及日常净化用品上,实现对病毒的吸附灭活,提高防护水平。

  根据大连化物所的介绍,病毒的颗粒很小,且结构和组成特征相对明确。冠状病毒的病毒颗粒呈圆形或椭圆形,直径约为50-200纳米。从化学的观点看,病毒所包含的蛋白质、核糖核酸、脂肪膜等生物大分子没有一般的有机物小分子稳定,易于水解或氧化失活。因此,基于固体材料的吸附性能、酸碱性、氧化还原性等化学特性,实现对病毒的吸附和灭活首先具备理论可行性。

  大连化物所研发的相关材料,于3月1日到3月9日在安徽省疾病预防控制中心(下称安徽CDC)进行了病毒灭活实验。结果显示,纳米功能材料AB-24-1、AB-24-2、AB-24-3具有直接吸附灭活新型冠状病毒的作用,灭活效率达到96.5%至99.9%。

  据了解,实验以VERO细胞为载体,使用的病毒株为2020年2月安徽省疾控中心从病人咽拭子中分离的新冠病毒作为第一代。实验分别称取了0.2克和0.05克的三种白色粉末状的纳米功能材料以及普通玻璃微球,在无菌EP管中与病毒液混合后,在室温下作用30分钟。30分钟后对混合物进行分离并提取RNA,每管提取的RNA做3个重复的实时荧光定量PCR实验。结果显示,三种纳米功能材料有直接吸附灭活新冠病毒的作用,而玻璃微球和空白对照组对新冠病毒的吸附灭活作用则未被检测到。

  早在2003年,大连化物所就试验过纳米催化材料对病毒的吸附作用,此次研究亦是基于17年前研究的基础。当年12月,大连化物所披露已研制了100余种催化材料,进行了核酸和副流感病毒的吸附检测,并以活性炭为参照物,检测了催化材料的吸附特性。根据披露的实验结果,经纳米催化剂对副流感病毒的吸附-洗脱-接种鸡胚再增殖试验的结果表明,确证ASC-28、AB-24、AB-2-1、DSA-6、DSA-8五种催化剂可以吸附并灭活副流感病毒,吸附率达94%,灭活率达到99%。随后对这5种可以完全吸附并灭活副流感病毒的纳米催化剂进行实验,发现其亦具有显著的直接灭活SARS冠状病毒的作用。

  大连大学医学院于2009年的一份研究综述中提到,具有抗菌功能的纳米材料按抗菌极力可以分为两类,一类为银系纳米抗菌材料,另一类为二氧化钛光催化型纳米抗菌材料。据了解,前者(包括载银硅酸盐和载银磷酸盐等)的抗菌机理与无机银系的抗菌机理类似,主要是依赖于银元素的强抗菌活性;后者则是利用二氧化钛在诸如紫外线等光的激发下,产生电子对与环境中氧气及水发生作用,产生的活性氧等自由基与细胞中的有机物分子发生化学反应,进而分解细胞并达到抗菌作用。这些抗菌材料纳米化之后,抗病毒的作用也有所凸显。这是因为纳米化之后抗菌材料具有了更大的比表面,对微生物也会有更强的吸附作用。比表面是指单位质量物料所具有的总面积,材料颗粒的粒径越小,比表面就越大。

  2008年,香港大学在纳米银抗乙肝病毒(HBV)复制的研究中,应用了平均直径为10纳米和50纳米的单分散纳米银颗粒,并以HepAD38细胞株作为HBV的感染载体,在试管内观察这些纳米银颗粒抗HBV的作用。结果表明,和空白对照组相比,实验组能够有效地减少细胞外乙型肝炎病毒DNA的形成,抑制率大于50%。纳米银颗粒对减少HBV共价环状DNA的总量有少许作用,但能够抑制细胞内乙型肝炎病毒DNA。由于病毒和直径为10纳米的银颗粒都在纳米级范围,通过电子显微镜可以观察到纳米银可以直接对病毒产生作用。

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